Площадь арматуры – самые точные значения для всех видов изделий

Сфера применения, особенности арматуры: диаметр, классы, маркировка, соответствие ГОСТу

Арматура – важный компонент в общем перечне строительных материалов. Характеризуется широким спектром применения на различных этапах возведения зданий. Без нее не обходится ни одна железобетонная конструкция, служащая усилением и опорой как в фундаменте небольшого дома, так и в строительстве масштабного железнодорожного моста или путепровода. Технологию армирования используют даже для упрочнения конструкций из стекла.

Арматуру применяют в строительстве на различных этапах возведения конструкций

Еще на начальном этапе разработки проектно-сметной документации каждый уважающий себя инженер и архитектор имеет под рукой специальную таблицу соотношений веса и метража арматуры, а также сечений арматурных прутьев в соответствии с установленными государственными нормативами. Основной среди них – ГОСТ 5781-82. Также продукция должна соответствовать ГОСТ 52544-2006, СТО АСЧМ 7-93, ТУ 14-1-5254-94. Нормы регламентируют требования к конкретному виду армированной продукции. Их совокупность соответствует термину – сортамент арматуры.

Арматура представляет собой круглые металлические стержни с гладкой или рифленой поверхностью. Производят их из нескольких видов стали. Диаметр прутьев колеблется от 4 до 80 мм. Сортамент продукции подразделяют на классы А1 – А6.

Диаметр, то есть размер сечения стержня арматуры или проволоки, – это главный показатель, лежащий в основе сортамента продукции. Отсюда и соответствующие термины: арматура 8 мм или вес 1 м арматуры 12. Данные изделия классифицируют и по другим свойствам, включая прочность, износостойкость, удельный вес и другие характеристики, которые рассмотрим далее.

Классы арматуры: сортамент продукции по прочности и механическим параметрам

Слово сортамент (или сортимент), на французском языке звучит как assortir и обозначает «выбирать», т. е. разбирать по сортам в соответствии с типичными характеристиками. К таким параметрам принадлежат:

Арматура различается по разным параметрам, таким как габариты, профиль и материал для изготовления

• материал, используемый для изготовления продукции;
• габариты арматуры, такие как размер, диаметр, тип поверхности;
• профиль.

Полезный совет! Упаковывание продукции осуществляется согласно ее классификации по диаметру. Арматурный металлопрокат до 10 мм отпускают в бухтах, а свыше этого параметра фасуют прутьями определенной длины.

Арматуру используют в строительных работах в виде стержней, сетки, проволоки или каркаса. Исходя из предназначения, ее разделяют на конструктивную, анкерную, монтажную или рабочую. При этом учитывается наличие или отсутствие натяжения, а также необходимость усилить конструкцию на определенном участке. Усиление может быть продольным или поперечным.

Маркируют и классифицируют арматуру и по другим характерным признакам, но в первую очередь во внимание берут диаметр арматуры, а также степень прочности, гибкости и механические характеристики. Условным обозначением в маркировке сортамента служат заглавные буквы А (реже В) с определенным индексом, который указывает на соответствие арматуры отдельному классу. Основные и наиболее популярные классы арматуры в строительстве рассмотрим в данной статье.

Арматура делится на несколько классов, каждый из которых имеет собственную характеристику

Вес погонного метра арматуры зависит от диаметра

Сортамент арматуры по ГОСТ 5781-82

Стальная арматура для армирования железобетонных изделий подразделяется

по технологии изготовления на:

1. горячекатаную стержневую;
2. холоднотянутую проволочную.

по условиям применения в железобетоне на:

1. ненапрягаемую;
2. напрягаемую.

по характеру профиля на:

1. гладкую;
2. периодического профиля.

Маркировка арматуры

Концы стержней из низколегированных сталей должны быть окрашены:

1. класса А-IV – красной краской;
2. класса A-V – красной и зеленой;
3. класса A-VI – красной и синей.

Допускается окраска связок на расстоянии 0,5 м от концов.

Термомеханические и термически упрочненные стальные стержни периодического профиля диаметром 6-40 мм, предназначены для строительства ответственных железобетонных конструкций (ГОСТ 10884-81).

По этому стандарту изготовляют из стали следующих марок:

1. класса Ат-III из Ст5 (сп, пс);
2. класса Ат-IV, Ат-IVС, класса Ат-IVК из 20ГС; 25Г2С; 35ГС; 28С; 10ГС2; 08Г2С; 25С2Р;
3. класса Ат-V(К и СК) из 20ГС; 20ГС2; 08Г2С; 10ГС2; 28С; 25Г2С; 35ГС; 25С2Р; 20ХГС2;
4. класса Ат-VII из 30ХС2.

В обозначении классов арматуры буквы означают следующее:

1. «К» – повышенная стойкость к коррозийному растрескиванию под напряжением;
2. «С» – свариваемая;
3. «СК» – свариваемая; повышенная стойкость к коррозийному растрескиванию.

Концы стержней каждого класса должны быть окрашены краской:

1. Ат-IIIC – белой и синей;
2. Ат-IV – белой и желтой;
3. Ат-IVК – зеленой;
4. Ат-V – синей;
5. т-VСК – белой и зеленой;
6. Ат-VК – желтой и зеленой;
7. Ат-VI – желтой;
8. Ат-VIК – зеленой и черной;
9. Ат-VII – черной.

Нетермообработанные концы должны быть окрашены красной краской.

Методы определения площади сечения арматуры

Для проведения расчетов предельных нагрузок различных железобетонных конструкций необходимо знать марку используемой стали и диаметр проката. При проектировании жилых, коммерческих и производственных зданий определяются показатели прочности: фундаментов, вертикальных и горизонтальных несущих элементов: силовых каркасов стен, межэтажных и кровельных перекрытий.

Нужные для этого исходные данные определяются двумя основными способами:

• По документам. Сведения о диаметре стержней имеются в паспорте или сообщаются представителями торговой организации. Искомая площадь арматуры в таблицах сортамента указывается для всех стандартных разновидностей стального проката.
• Методом измерений. Для этих целей потребуется механический или электронный штангенциркуль, с помощью которого определяется диаметр прутка. Поперечное сечение стальной арматуры рассчитывается по школьной формуле площади круга.

При проведении замеров необходимо учитывать допуски, предусмотренные ГОСТ 2590 для стержней обычной точности. Номинальная площадь поперечного сечения арматуры по таблице определяется с учетом округления результатов измерений до целого числа. Для сведения к минимуму ошибки диаметр измеряется по краям и посредине стержня, затем для полученных данных вычисляется среднее арифметическое. Из существующего сортамента стальной арматуры подбирается наиболее близкий номер профиля.

Погрешностью измерений, выполняемых с помощью штангенциркуля в данном случае можно пренебречь. Номинальная площадь сечения арматуры из таблицы, приведенной в действующем ГОСТ, указывается для всех стандартных диаметров от 6 до 80 мм включительно. Для обеспечения необходимого запаса прочности конструкций из железобетона округление результатов измерений следует производить в большую сторону.

Расчет площади сечения арматуры

При производстве стальных стержней методом горячей прокатки неизбежны отклонения от номинальных параметров. Реальная площадь арматуры в см2 для разных участков прута могут варьироваться и значительно, разница между минимальными и максимальными значениями может достигать 9%. Величина предельных отклонений зависит от степени изношенности валков прокатного стана. Существенная разница в площади горячекатаной арматуры отображается на показателях массы одного погонного метра профиля.

В стандарте указывается теоретический вес прутка с учетом удельной плотности материала (7850 кг/м3). При проведении расчетов берется номинальная площадь сечения арматуры из таблицы, а вероятность обеспечения данной массы должна превышать 90%. Прочность существующих или возводимых железобетонных конструкций оценивается с учетом многих факторов и одним из важнейших среди них является именно вес несущего стального каркаса.

Радиус гладкого прутка составляет половину его диаметра, который измеряется минимум в трех точках. При этом вычисления среднего сечения арматуры по таблице исходные данные округляются до целого числа. Расчеты проводятся по известной со школьного курса формуле:

S= π r2или S= π d2/4;

r– радиус  в см; d – диаметр  в см; π – число, равное  3,14159265 (соотношение длины окружности к ее диаметру).

При проведении вычислений площадь поперечного сечения гладкой арматуры результат получается в см2. Следует отметить, что для приблизительных расчетов число π сокращается до сотых и принимается в 3,14.

Рассмотрим применение формулы на конкретном примере для 6-мм прутка:

S= 3,14*0.32=0.2826 см2.

Ближайшее значение сечения арматуры в таблице составляет 0,2823 см2, что соответствует номеру профиля 6. При проведении вычислений по диаметру (S= 3,14*0.62/4=0.2826 см2) получаем такой же результат. Номинальный показатель площади сечения качественной арматуры отличается от расчетного всего на 0,005 см2. Погрешность объясняется округлением числа π.

Какой бывает?

При начале строительства необходимо наличие большого ассортимента стройматериалов, арматура признана одним из важных компонентов. Она непременно потребуется для возведения даже небольшого по размерам жилого дома и сооружений значительного масштаба, где особенно важен расчет прочности. Армирование – востребованная технология при закладке фундамента, зданий и сооружений из железобетона, конструкций из стекла – непременного атрибута урбанистических проектов.

Что такое арматура, приблизительно знает каждый, однако в тонкости размеров (поперечного сечения, диаметра, соотношения веса и метража, соответствия стандартам), посвящены архитекторы, проектировщики, строители и инженеры. А с понятием «сортамент» знакомы продавцы на строительных рынках и в специальных супермаркетах, знающие отличия по диаметру, поверхности, способу и материалу изготовления, но лишь примерно осведомленные о проектировании и расчетах.

Особенности, отличающие один вид стержня от другого, перечислены в ГОСТ, принятом в 80-е годы прошлого столетия. На тот момент были грандиозные масштабы массового строительства из железобетонных изделий, что означало необходимость в существовании официально закрепленных типоразмеров для составных элементов. При этом условии можно было проектировать здания, располагая заданным весом изготовленного на заводе элемента конструкции.

Сейчас есть огромное количество индивидуальных проектов, и каждый раз в расчетах приходится учитывать запас прочности, массу, совместимость конструктивных элементов.

Производить необходимые расчеты (и не только количества, подлежащего закупке) можно, зная, какой требуется вид: есть гладкий и периодический профиль, свариваемая и несвариваемая арматура (на первой указывается индекс С), устойчивая к коррозии, холоднотянутая и горячекатаная.

В таблице арматурных классов указываются вес, предельные диаметры, возможность встраивания, нагрузки и относительное удлинение. Самая популярная – арматура класса А3 с рифленой поверхностью. Она устойчива к вариабельным нагрузкам, например, к влажности, прочна и долговечна. Однако и в этой категории легко ошибиться с выбором. Например, в монолитном строительстве востребованный параметр – диаметр 12 мм, но могут применяться изделия с диаметром и 10, и 14 мм.

Важными параметрами считаются площадь арматуры (сечение измеряют в см2), масса погонного метра. Расчетная величина общего веса зависит от диаметра, длины прута в погонном метре и от шага, применяемого при возведении конкретного сооружения.

Особенности расчета

По мнению специалистов, арматура с диаметром 12 мм (А12) оптимальна в применении для индивидуальных жилых строений, загородных домов из кирпича и капитальных на дачном участке, недавно разрешенных законодательно. К числу ее преимуществ относят жесткость, проявляемую при вязке каркасов, легкость и удобство в применении. В целом наиболее частое применение отмечают при возведении ленточного фундамента, одного из самых востребованных в частном жилищном строительстве, и не только в нем. Немаловажное обстоятельство, свидетельствующее о получаемых преимуществах – соответствие требованиям ГОСТ 5781-82 при изготовлении таких арматурных стержней. А1 – это гладкий профиль, маркировка А3 означает, что у арматуры с диаметром в 12 мм рифленая поверхность.

Площадь сечения предлагается узнавать в сопровождающем паспорте или у продавца, который должен знать необходимые параметры своего торгового ассортимента, и в идеале так и происходит. При покупке на рынке стройматериалов или использовании подручного сырья (оказавшейся на даче арматуры, уже бывшей в употреблении, но еще вполне пригодной), придется заниматься подсчетами самостоятельно. Относиться к этому измерению следует особенно ответственно, ведь именно от сечения зависит прочность будущего сооружения, вероятность, что конструкция выдержит запланированную или непредвиденную нагрузку. Есть несколько способов узнать площадь сечения.

Самый примитивный – измерение штангенциркулем. Его нередко используют покупатели на рынке, но специалисты относятся к такому методу скептически, указывая на вариабельность параметров прута. Если при измерении вышло не круглое число, а имеются еще и цифры после запятой, рекомендуется округлить показатель до целого числа, руководствуясь знаниями, полученными в курсе школьной математики. ГОСТ, который используется при заводском изготовлении арматуры, допускает различия в диаметре даже на протяжении одного прута, правда, только если речь идет о десятых и сотых долях миллиметра.

Точное число при использовании штангенциркуля рекомендуют узнавать путем измерения прута в начале, середине и конце изделия и вычисления из результатов среднеарифметического значения.

Зная толщину арматурного стержня, можно обратиться к таблице площади поперечного сечения. В идеальном варианте – это когда известна точная цифра от производителя, и такая таблица имеется под рукой. Но иногда площадь сечения необходимо определять на незастроенном участке, где нет не только компьютера, но и мобильного интернета. Приходится снова вспоминать давно забытые школьные премудрости:

• измерив штангенциркулем прут арматуры в 3 местах и вычислив среднеарифметическое значение, получили, например, число 12;
• теперь необходимо найти радиус – это несложно, полученное значение делится пополам: 12: 2 =6 мм;
• это число возводится в квадратную степень: 6х6=36 мм2;
• умножаем на 3,14 – получаем искомую цифру в квадратных миллиметрах, их можно перевести в см2, разделив на 100.

Однако данный метод пригоден только для арматуры с гладкой поверхностью. Если же нужна площадь сечения ребристой арматуры, вычисления придется проводить более сложные.

Эта формула для расчетов более востребована, так как арматура с рифленой поверхностью применяется в строительстве чаще. Ребра на поверхности прута означают большую площадь, более прочное и надежное сцепление с используемым бетоном. Понадобятся штангенциркуль, онлайн-калькулятор или листок бумаги с ручкой:

• диаметр измеряется дважды: сначала на выпуклом ребре, затем во впадине (углублении или узкой части металлического изделия);
• находится среднее арифметическое значение – оба числа складываются и делятся на 2;
• специалисты рекомендуют перепроверить результат путем проведения измерений еще на 2–3 участках;
• далее используется школьная формула S=π r 2, где фигурируют число π (3,14), квадрат радиуса – измеренный диаметр, деленный на 2 и возведенный в квадратную степень;
• полученный результат и есть искомая S – площадь сечения арматуры в мм2, которую можно перевести в квадратные сантиметры простым делением на 100.

Необходимость в знании площади сечения обнаружится при покупке востребованного материала. Производитель продает арматуру на тонны. Если необходимо купить 100 м, чтобы покрыть все нужды при строительстве ленточного фундамента, можно снова обратиться к таблице площади поперечного сечения арматуры: 12 мм диаметра прута означает 1,131 см2 и теоретическую массу одного метра 0,888 кг. Умножив число на количество метров, полученное при расчете строительства, выходим на точное число килограммов арматуры. В случае с диаметром в 12 мм на 100 м необходимо купить 88,8 кг, но лучше взять 90 на непредвиденный случай. Онлайн-калькулятор, размещенный на сайтах, сделает все расчеты быстро для изделия любой марки и толщины.