Когда инженер начинает проектирование железобетонный каркаса здания, первый вопрос, который он решает — минимальный диаметр арматуры в колонне. Ответ на него содержится в СП 63.13330.2018 (актуализированная редакция СНиП). Эта норма диктует единые требования для всех типов конструкций.
Минимальный диаметр арматуры в колонне для продольных рабочих стержней (рабочая арматура) составляет 12 мм. Использовать стержень менее 12 мм в качестве рабочей арматуры в железобетонный колонна не допускается. Это правило распространяется на все сжатые элементы каркаса.
1. Подбор продольной арматуры
Процесс подбор арматуры в колонне начинается с расчета арматуры для колонн по несущей способности, но есть жесткие конструктивные ограничения:
Класс арматуры: обычно А400 или А500С.
Количество стержней: минимально 4 шт (по углам сечения).
Соотношение площадей: минимальная арматура для колонн (процент армирования) должна составлять от 0,1% до 3% от площади бетонного сечения.
Если расчет показывает, что достаточно диаметра 10 мм, мы все равно обязаны принимать 12 мм как конструктивный минимум.
2. Поперечное армирование (хомуты)
Чтобы продольные стержни работали в монолитном каркасе, им нужна фиксация. Эту роль выполняет поперечная арматура — хомут. Чтобы понимать, какая арматура в колонне будет работать эффективно, нужно учитывать совместную работу продольных и поперечных стержней. Продольная воспринимает сжатие, поперечная фиксирует их проектное положение.
Как диаметр арматуры в колоннах относится к диаметру хомута: Должен составлять не менее 0,25 от наибольшего диаметра арматуры в колоннах (продольной) и не менее 6 мм (хотя по СП допускается и 5 мм, но на практике для вязки каркас берут 6 или 8 мм).
Шаг хомутов: Это расстояние между поперечными стержнями. В местах максимальных нагрузок (у фундамент, в узлах сопряжения с балкой и плитой перекрытия) шаг принимается не более 200 мм и не более 10 диаметров продольной арматуры. В средней части колонны шаг не должен превышать 500 мм.
Схема вязки: хомут должен охватывать все продольные стержни, обеспечивая должный вид каркаса.
3. Защитный слой и конструирование
Мало правильно выбрать диаметр, нужно защитить металл от коррозии.
Защитный слой бетона — это толщина бетона от грани элемента до края арматуры.
Для колонн эта толщина должна рекомендоваться не менее 20 мм или диаметра арматуры. Обычно защитный слой составляем 30-40 мм.
Арматурный каркас должен быть жестким. В местах стыковки колонн на разных этажах следует использовать сварные соединения или вязку с нахлестом.
При конструировании узлов важно помнить про максимальный допустимый процент армирования, чтобы не перегрузить бетон и не создать пустот при заливке.
Для усиления оголовка колонны или в местах резкого изменения сечения иногда используется сетка косвенного армирования. Это плоский сварной или вязаный элемент, который укладывается горизонтально и повышает прочность бетона на смятие. Шаг таких сеток и диаметр прутка также приниматься по расчету, но не менее 6 мм.
4. Важные нюансы для разных элементов
Правила подбора арматуры в колонне немного отличаются в зависимости от места конструкции в здании:
Если колонна примыкает к фундаменту, в зоне запуска арматуры диаметр не меняется, но увеличивается количество хомута для усиления узла.
В местах опирания балка или плита перекрытия на колонну, шаг поперечных стержней всегда уменьшают (часто до 100 мм), чтобы воспринять нагрузки растягивать и сдвига.
Если сечение колонны большое (более 400 мм), даже при малых нагрузках конструктивный минимальный диаметр арматуры в колонне все равно остается 12 мм, но количество стержней может быть увеличено (например, по одному стержню на каждые 400 мм длины стороны).
Подводим итог
При ответе на вопрос «какой диаметр арматуры в колоннах» нужно опираться на таблицу в пособие к СП или на готовый расчет арматуры для колонн. Но базовое правило едино для всех вид работ: минимальная арматура для колонн — это стержень 12 мм. Все, что менее этого значения, использовать не допускается для несущих железобетонных конструкций.
