Как армировать колонны: схемы, нормы и правила

Бетонные колонны: варианты и нормативы

Безусловно, в Колизее или атриуме римского вельможи такие архитектурные элементы, как бетонные колонны, были выполнены из натурального камня – гранита или мрамора. Сегодня попросту нет смысла обрабатывать такие глыбы – это слишком трудоемкий и, к тому же, дорогостоящий процесс. Гораздо проще и дешевле сделать декоративные опоры из железобетона, если они, конечно, будут несущими.

Источник wikipedia.org

Информация о колоннах из железобетона

Как вы и сами понимаете, изготовление колонн из бетона практически ничем не отличается от производства железобетонных опор, которые вы каждый день видите на улице. Такие столбы, знакомые любому, человеку служат для линий электропередач и уличного освещения. Они бывают фигурными, а также круглого, квадратного и трапециевидного сечения – все зависит от формы (матрицы), в которой их делают.

Сборный вариант

Источник mytime.net.ua

Сборные бетонные колонны для дома значительно увеличивают скорость строительства объекта, а также оптимизируют удобство их транспортировки и монтажа. Такие опоры изготавливают на заводах ЖБИ и непосредственно на строительных площадках. Конечно, первый вариант обходится дешевле, так как процесс изготовления там поставлен на конвейер, то есть, созданы определенные условия (замешивание и подача бетона, сборка армакаркаса, вибростолы, сушка и т.д.). Но, с другой стороны, это сложность транспортировки железобетонных блоков для сборки колонн – они получаются очень тяжелыми, следовательно, для перевозки нужна специальная техника. Поэтому, строители зачастую делают нужные элементы самостоятельно (когда опор немного) – это обходится дешевле и, учитывая административную волокиту, быстрее, чем ждать получения заказа.

Монолитные колонны

Источник znaybeton.ru

Монолитные бетонные колонны служат сразу двум целям – прежде всего, это несущие опоры для горизонтальных конструкций (перекрытий и/или балок), а также яркие декоративные элементы для интерьера и экстерьера здания. Такие столбы изготавливают непосредственно на строительных площадках, учитывая потребности конкретного объекта (здания, навеса). Для производства монолитных колонн используются арматурные каркасы и формы (опалубки) нужной конфигурации. Марка и класс бетона, заливаемого в матрицу, определяется инженерами-конструкторами и зависит от предполагаемой нагрузки на данный элемент. Это довольно-таки трудоемкий и длительный процесс – полное застывание бетона длится 21 день, хотя опалубку начинают снимать гораздо раньше.

Примечание: изготовление/монтаж сборных и монолитных бетонных колонн осуществляется в соответствии с ГОСТ 26633-91 и ГОСТ 7473-94, а также СНиП 3.03.01-87.

В строительстве частного дома

При строительстве дома в частном секторе зачастую приходится прибегать к использованию собственного физического ресурса и умения – в данном случае, это самостоятельное изготовление колонны из бетона. Чтобы сделать форму или опалубку, понадобится гладкая арматура Ø 10-14 мм, пиломатериалы или стальные листы для щита.

Источник gardenweb.ru

Начнем с арматурного каркаса. В этом случае можно пойти разными путями для получения одинакового результата. Например, если нужен каркас бетонной колонны для частного дома, и она предусмотрена в проекте, то его монтируют одновременно с заливкой ленточного фундамента. Это означает, что арматурные стойки связываются с каркасом ленты, которая заливается бетоном, а наверху остаются вертикальные прутки, которые послужат в качестве ребер. Также можно произвести сборку отдельно, а потом соединить вертикальный и горизонтальный каркасы. Как вариант, в месте монтажа колонны в ленте фундамента сверлят отверстия под закладку прутьев или просто кусков арматуры, к которым позднее будет крепиться металлическая конструкция.

Для фиксации вертикальных и горизонтальных прутьев между собой обычно используют вязальную проволоку, хотя некоторые предпочитают сварку, так как это быстрее. Лично я не рекомендую использовать сварочные стыки в бетоне, так как это сталь, которая не сможет деформироваться в цементном камне вместе с колонной. То есть, когда бетон находится на жаре, он будет деформироваться, но коэффициент расширения у него больше, нежели у стали, поэтому есть вероятность более 50%, что сварка не выдержит. Вязальная проволока в таких случаях создает буферную зону, но сам арматурный скелет от этого не теряет своей прочности.

Примечание: для каркаса (во всяком случае, для вертикальных прутьев) лучше всего использовать гладкую арматуру, так как рифленая AIII часто бывает перекаленной, следовательно, может лопнуть.

Источник beton-house.com

Для сборки опалубки квадратного или прямоугольного сечения используют обрезную доску, фанеру и ОСП, причем листовой материал чаще всего ставят с ламинированным покрытием, предотвращающим гигроскопичные возможности древесины. Также в качестве щитов может использоваться листовой металл, который закрепляют на раме из металлического профиля (чаще всего, это уголок). Щиты собранной опалубки скрепляют между собой рейками, которые выполняют функции струбцин, а также служат упорами для растяжек, как это хорошо видно на верхней фотографии. Расстояние между стягивающими приспособлениями обычно делают с шагом 50-70 см.

Примечание: когда нужно сделать бетонные круглые колонны, то для опалубки используют форму в виде скорлупы из двух металлических полусфер – все остальное остается на своих местах.

Источник beton-house.com

Согласно СП 52-103-29007 для бетонных колонн сечением от 300 мм, следует использовать смеси классов от B25 до B60 (все зависит от нагрузки). Далее вы видите пример по соотношению ингредиентов для класса B25.

В данном случае указано соотношение ингредиентов для класса В25 (М350) с использованием портландцемента марки 400. Это наиболее популярная прочность бетона для изготовления опорных колонн в домашних условиях, в том числе и для забора в качестве промежуточных столбов. Конечно, при желании можно использовать и более прочный бетон, но это уже личное дело каждого.

Хочу обратить ваше внимание на порядок добавления ингредиентов в бетономешалку, это: вода, цемент, песок, щебень, вода. Количество воды здесь не указано, хотя его почему-то публикуют во многих таблицах, но это фейк. Дело в том, что сыпучие стройматериалы в виде песка или щебня могут иметь разную влажность и именно от этого фактора зависит количество нужной жидкости. Поэтому, примерно 2/3 воды заливают в барабан в начале замеса, а в конце её добавляют с учетом состояния консистенции. Не забывайте про установленную очередность – так бетонные колонны получатся крепче, то есть, смесь наберет заявленную прочность.

Заключение

В заключение хочу упомянуть о важном рабочем моменте, про который порой забывают домашние умельцы – это электрический вибратор. Если его не применять, то в цементном камне останутся пустоты, что значительно понизит прочность опоры.

• #бетонные колонны
• #колонны железобетонные
• #изготовление колонн из бетона
• Добавить в закладки
• Прочитать позже

Как армировать колонны: схемы, нормы и правила

В монолитном строительстве, колоннами называют железобетонные вертикальные протяженные элементы, предназначенные для восприятия и передачи нагрузки от вышележащих конструкций. Для того чтобы они смогли обеспечить одноэтажным и многоэтажным сооружениям необходимый уровень жесткости и прочности, по вертикали, их усиливают арматурным каркасом. Разберем, как правильно и чем выполнить армирование колонны, чтобы она выдержала все будущие нагрузки на сжатие, скручивание и изгиб.

Зачем армировать колонны?

Арматурный каркас увеличивает такие показатели бетонной колонны, как:

• Прочность.
• Сейсмостойкость.
• Устойчивость к появлению трещин.
• Долговечность.

На сколько, сильно увеличатся данные показатели, зависит от диаметра используемой арматуры и марки бетона. Так же армирование даёт возможность заливать колонны не только с простой формой поперечного сечения – квадратной и прямоугольной. Но и более сложной – двутавровой и круглой (сплошной и полой).

Материал для усиления колонн

Для армирования колонн используют арматуру следующих классов:

1. В качестве рабочих продольных стержней применяют термомеханически упрочнённые стальные пруты периодического профиля класса А500С. Также допускается использование горячекатаных стержней класса А400.
2. Для изготовления конструктивных элементов (хомутов, соединительных стержней), используется арматура с гладким профилем класса А240.

Технологические нормы по созданию армирующего каркаса

Для того чтобы правильно выполнить армирование монолитной колонны необходимо соблюдать следующие нормы по его устройству.

Диаметр арматуры

Минимальный диаметр стальных рабочих продольных стержней для сборных колонн должен быть равен не менее 16 мм. Для монолитных допускается применять арматуру диаметром 12 мм.

Рекомендуется, для создания армирующего каркаса колонны, использовать пруты одинаковой диаметра. Но допускается и применение двух разных, в этом случае стержни большего размера располагаются по углам колонны, а меньшего между ними по центру.

Минимальный и максимальный процент армирования колонны

Минимальный размер сечения арматуры для всех колонн разный. Определяется он расчетными действиями, учитываются все будущие нагрузки, которые будут действовать на колонну, временные, длительные и постоянные.

Максимальная площадь сечения рабочей продольной арматуры не рекомендуется делать более 5% площади поперечного сечения колонны. Так как в этом случае тяжело расположить стержни в пределах сечения.

Оптимальный процент армирования колонн находиться в пределах 0,4-3%. В местах стыковки это значение будет в 2 раза больше.

Пример расчета процента армирования колонны 400 на 400 мм, арматурой 16 диаметра – 4 шт.

1. Находим площадь сечения колонны, 40*40=1600 см2.
2. Считаем суммарную площадь поперечного сечения арматуры, 4*2,01=8,04 см2.
3. Процент армирования равен, 8,04/(1600/100)=0,5025%.

Расположение продольных стержней

Максимально допустимое значение расстояния между осями продольных стержней не должно превышать 400 мм. Если расстояние более 400 мм, то следует между ними установить дополнительные стержни диаметром не менее 12 мм.

Рекомендуемое значение расстояния между стержнями в свету для сборных колонн рекомендуется делать не менее 30 мм, а для монолитных от 50 мм. В обоих случаях минимальное значение следует принимать не менее диаметра используемой арматуры.

Размер и расположение поперечных элементов

Размер поперечных стержней, зависит от наибольшего размера продольного прута в сечении колонны, а также от способа их соединения (вязка или сварка). Минимальный диаметр поперечных прутов указан в таблице ниже:

Таблица зависимости размера поперечных стержней от диаметра продольной арматуры.

На размер шага расположения хомутов в колонне влияет класс арматуры, и ее показатели расчетного сопротивления сжатию Rас.

• Для Rа.с.
• Для Rа.с. = 4500 кгс/см 2 и Rа.с. = 5000 кгс/см 2 – шаг не должен превышать 40 см. Для сварных каркасов не более 15 диаметров, а для вязаных 12. Для расчета берется размер наименьшего используемого продольного прута.

Если процент насыщения продольных стержней в колонне больше 3, то размер шага поперечной арматуры не должен превышать 30 см и не быть более 10 диаметров меньшего продольного элемента. Рекомендуется в данном случае хомуты крепить методом сварки.

Таблица рекомендуемого шага поперечных элементов армирования колонны.

Длина и правила стыковки прутов колонн

Длина арматуры для армирования монолитной железобетонной колонны берется такой, чтобы не было необходимости делать стык. Но если стык все же необходимо выполнить внахлест, без применения сварки, то лучшим вариантом расположения стыка будет в месте изменения сечения колонны. А для многоэтажных монолитных домов, лучший вариант расположения стыка, это уровень верха перекрытия.

Рекомендуемый размер нахлеста арматуры в колонне в сжатом состоянии, равен 30 диаметрам прута, при выполнении стыковки в разбежку. Но чаще всего стыковку выполняют без разбежки над перекрытием, в таком случае размер нахлеста рекомендуется делать в 2 раза больше, то есть 60 диаметров прута.

На схемах ниже приведены примеры выполнения стыковки продольной арматуры в монолитном домостроении.

Пояснения к чертежу: а — при одинаковом сечении колонн верхнего и нижнего этажей; 6 — при незначительном различии в сечениях колонн верхнего и нижнего этажей; в — при резком различии в сечениях колонн верхнего и нижнего этажей.

Требования к защитному слою

Соблюдение требований по защитному слою бетона для арматуры колонны, одно из важнейших условий качественной железобетонной конструкции. Размер защитного слоя, зависит от диаметра арматуры и её назначения.

• Для продольных стержней размер защитного слоя должен быть больше 20 мм, но не менее диаметра арматуры. Например: если для армирования используется пруты толщиной 28 мм, то соответственно минимальный защитный слой – 28 мм.
• Для поперечного армирования колонны минимальный защитный слой бетона равен 15 мм, но так же, как и у продольного, не может быть менее диаметра стержня.

Пример создания защитного слоя, с помощью пластиковых фиксаторов для арматуры.

По моему опыту, чаще всего размер защитного слоя для колонн находится в пределах 3 – 4,5 см. Но если толщина защитного слоя, получилась более 50 мм в растянутой зоне сечения, то необходимо дополнительно устанавливать конструктивную арматуру в виде сеток.

Схемы армирующих каркасов

На схему расположения продольных и поперечных элементов армирования колонны (хомутов и соединительных стержней), влияет размер колонны, форма, количество арматуры используемых для её усиления, а также способ соединения элементов каркаса: при помощи сварки или вязальной проволоки.

Виды армирования сечений колонн вязаных каркасов.

Схемы армирования сечений колонн сварных каркасов.

Чертеж расположения поперечных и продольных стержней в зависимости от типа армирования и формы колонны.

Как видите при создании армирующего каркаса следует учесть немало факторов, для того чтобы получить качественную железобетонную колонну. Будьте внимательны и ответственно отнеситесь к процессу строительства и расчета. Если остались вопросы после изучения материала, задавайте их в комментариях.

Монолитные бетонные колонны: назначение, виды и технология строительства

Монолитными железобетонными колоннами называю, цельные вертикальные стержневые элементы состоящие из бетона и стальной арматуры, служащими опорами для верхних элементов сооружения, балок и монолитных перекрытий, с отличным показателем несущей способностью. Такое решение несущей системы здания является надежным и долговечным, если при возведении не нарушена технология по их строительству.

Конструкционное назначение колонн

Система правильно расположенных монолитных колонн воспринимает на себя основную нагрузку верхних элементов и передает ее фундаменту. В монолитном доме с двумя и более этажами вертикальные опоры выступают как связующая система, поддерживающая каждый уровень.

Стоит отметить, что благодаря применению системы железобетонных колонн в монолитном строительстве, появляется возможность свободной планировки помещения, а после облицовки и другой отделки они становятся частью декора.

Типы колонн

В строительстве бетонные колонны классифицируются по двум параметрам.

1. Форма сечения: квадратные, круглые, прямоугольные, а благодаря технологии монолитного строения, форма колонны может быть любая. На конечный выбор в первую очередь влияют особенности конструкции: назначение здания, количество этажей. От формы колонны, и действующей на неё нагрузке будут зависеть требования к классу бетона и диаметру арматуры.
2. Способ строительства. Они могут быть как изготовлены в заводских условиях, так и непосредственно на стройплощадке. На заводе бетонные колонны изготавливают для сборных конструкций, а на строительном объекте чаще всего при возведении монолитных домов. Главный плюс колонн заливаемых непосредственно на стройплощадке, в том что её возможно сделать своими руками без привлечения спецтехники.

Железобетонные колонны 300 на 500 мм, залитые на стройплощадке.

Правила для возведения монолитных колонн различных видов изложены в ГОСТ 18979-2014 и СНиП 3/03/0187.

Пошаговая инструкция по устройству монолитных колонн

Алгоритм действий несложный и доступный даже при самостоятельном возведении для частного дома. Порядок выполнения основных этапов следующий.

1. Разработка чертежа. Каждая колонна в конструкции строго рассчитывается и отражается в проекте.
2. Подготовка места установки.
3. Сборка армирующего каркаса.
4. Монтаж опалубки.
5. Бетонирование.
6. Просушка с мерами по уходу за сохнущим бетоном.
7. Демонтаж опалубки.

Армирование

Для армирования колонн применяют классы арматуры как с гладким так и с рифленым профилем, все зависит от её роли в армирующем каркасе.

1. Рабочая вертикальна арматура (продольная). Рекомендуется использовать стержни с прочностным классом 500 МПА (А500С и А500СП), так как совместная работа арматуры такого класса и бетона очень эффективна.
2. Конструктивная (поперечная). Для изготовления конструктивных элементов чаще всего используют арматуру А240, но это не значит что нельзя применять и стержни периодического профиля.

Минимальное количество стержней – 4, устанавливаются на каждом углу каркаса. Прямоугольную в сечении колонну, усиливают добавлением по длинным сторонам прутов диаметром минимум 12 мм, если расстояние между угловыми стержнями более 40 см.

Схема расположения стержней в арматурном каркасе, для бетонной колонны 300 на 500 мм.

Для соединения стальных стержней между собой в армирующий каркас нужной формы используют хомуты из арматуры. С помощью вязальной проволоки, хомуты соединяют с прутами продольного основного армирования в единый стальной каркас.

“Мертвый” узел вязки арматуры.

Между опалубкой и армирующими элементами монолитной колонны необходима организация защитного слоя бетона для арматуры – не меньше 4 см с каждой стороны. Для этого на каркас устанавливают пластиковые фиксаторы в виде звёздочек.

Минимальный диаметр арматуры – 16 мм, для колонн с меньшей из сторон больше 25 см, а если размер меньше 25 см, то допускается использование прутов диаметром 12 мм. Комплекты стержней должны быть с одинаковым диаметром. Можно использовать два разных сечения для разных участков каркаса – те, что толще, ставят на углы.

Пример связанного каркаса.

Лучший вариант для колонны – арматурные стержни без стыков, соответствующие высоте сооружения. Надставленную пруты соединяют между собой ванной сваркой. Если отсутствует возможность выполнить сварку арматуры, прутья устанавливают внахлест с минимальной длиной перехлеста в 60 диаметров или же соединяют с помощью муфт.

Финишный вид установленного каркаса.

Монтаж опалубки

Способ установки опалубки для монолитных колонн определяется типом здания и целевой задачей. Если вам необходимо выполнить заливку нескольких колонн, то можно применить одноразовую опалубку, а если у вас их не один десяток, то выгоднее использовать многоразовую.

В настоящее время есть 5 вариантов опалубки для колонн из бетона.

1. Самодельная из досок, бруса и фанеры.
2. Металлическая.
3. Комбинированная. Изготавливается из металлического профиля и влагостойкой фанеры. Считается самой популярной на масштабных строительных объектах.
4. Пластиковая.
5. Картонная. Чаще всего используется для заливки колонн необычных форм.

Принцип установки у всех видов опалубки одинаковый, с различиями лишь в технологии сборки опалубки. Разберем пошагово на примере как происходит монтаж, на строительном объекте.

1. Разметка. Её можно сделать своими руками, или же нанять геодезиста, он с помощью теодолита по чертежу размерит все колонн до миллиметра.
2. Засверлившем перфоратором маяки по контуру колонны, для того чтобы опалубка зафиксировалась и никуда не сдвигалась.
   
3. Устанавливаем щиты. Есть 2 варианта, монтаж заводской комбинированной опалубки таких марок как PERI, DOKA и других такого вида, но будет необходим кран, или сделать опалубку своими руками из досок или фанеры.
   
   
4. Выравнивание по уровню. При установке опалубки важно укрепить ее так, чтобы исключить перекосы. Щиты с 2 сторон колонны фиксируют подкосами, их крепят шурупами или же арматурой к основанию. После проверяют уровнем.
   
5. После выравнивания колонны, под ней часто появляться щели, их следует заделать монтажной пеной. Так опалубка будет герметична, и низ монолитной колонны будет без раковин.

При возведении высокой колонны необходимо следовать инструкциям, допускающим сбрасывание бетона с высоты не больше 5 метров. Для большей высоты делают трехстороннюю опалубку, которую достраивают по мере заливки.

Бетонирование

Монолитная колонна заливается бетоном класса С20/25 (В 25), ближайшая марка по прочности – М350. При большом объёме, лучше заказать доставку с завода, бетон там качественнее. При небольшом количестве, бетон можно приготовить своими руками, с помощью бетономешалки. Пропорции бетонной смеси для монолитной колонны следующие:

1. Цемент 1 часть.
2. Песок 2 части.
3. Щебень 2,5 части.
4. Вода 0,5 части.

Для заливки бетононасосом опалубка должна быть очень прочная, сделанная своими руками может не выдержать давление создаваемое при подаче бетона.

Заливку бетона производят постепенно, за один заход. Залитые участки уплотняют виброуплотнителем чтобы удалить воздух из бетонной смеси, так колонна будет прочнее и без пор (воздушных раковин).

Глубинный виброуплотнитель бетонной смеси.

Для снижения вероятности образования пустот в основании колонны ее первые 30-40 см рекомендуется заливать бетоном с гравием самой мелкой фракции. Для последующих слоев в бетон вводят крупные камни. Оказавшись в колонне, они будут перемещаться вниз, в смесь с мелким камнем, создавая прочный слой без воздуха.

Арматурный каркас в процессе заливки необходимо проверять и выравнивать, чтобы расстояние от него до опалубки было со всех сторон одинаковым.

Бетонные колонны высотой в 1 этаж заливаются без перерывов.

Демонтаж опалубки и рекомендации по уходу

Для того чтобы произвести демонтаж опалубки необходимо чтобы бетон набрал 50% прочности. Для бетона класса С20/25, при температуре 20-25 градусов, это 2-3 дня.

График набора прочности бетона.

Опалубку рекомендуется снимать поэтапно, в порядке, обратном сборке. Демонтаж проводят максимально аккуратно, чтобы в процессе не разрушить углы колонны. При возникновении сложностей между монолитом и щитом осторожно вбивают тонкий деревянный клин. Съем идет только сверху вниз. Сначала подпоры и крепеж, а затем сниматься щиты.

Во время твердения бетона необходимо создать условия для нормального протекания процесса: плюсовую температуру и нормальный уровень влажности. В жаркую погоду открытые участки смачивают водой, защищают от прямых солнечных лучей, а в зимнее время при отрицательных температура устанавливаю прогрев.

После того как опалубку сняли, железобетонную колонну необходимо обмотать стретч-пленкой, для того чтобы замедлить испарение влаги из бетона, так в процессе она наберет прочность гораздо быстрее, а её показатель будет выше.

Соблюдая все требования и правила возведения монолитных железобетонных колонн, по армированию, монтажу и демонтажу опалубки, а также бетонированию и уходу за бетоном, колонны любого вида обязательно получаться качественными, с необходимым показателем несущей способности. А пошаговая инструкция строительства, позволит выполнить все работы своими руками.

Если у вас, после изучения материала по устройству монолитных колонн остались вопросы, задавайте их в комментариях, мы обязательно на них ответим.