Kolik výztuže na 1 m3 betonu pro základ: spotřeba, norm

Betonový monolit dobře snáší tlakové zatížení. Může být nejen zatížen svisle shora dolů, ale také může být zvýšena jeho pevnost díky dodatečným vnitřním silám. Tohoto efektu je dosaženo předpjatou výztuží.

Beton dobře snáší zatížení tahem, krutem (podélně-axiální deformace) a ohybem. V moderních budovách vzniká vlivem přenosu části zatížení ze stěn na základy, podlahy, sloupy a nosníky celý komplex vícesměrných deformací, z nichž většinu tvoří tahové a ohybové síly, které lze považovat za druh napětí. Je kompenzován podélně umístěnou výztužnou sítí nebo objemovým rámem v závislosti na konstrukčních výpočtech a typu železobetonové části (konstrukce). Celkové množství výztuže ovlivňuje hmotnost konstrukce, kterou je nutné zohlednit při výpočtech.

Prefabrikované betonové konstrukční díly jsou vyráběny s ohledem na požadavky norem na množství a druh výztuže. Pokud je ve stavebnictví nutné na místě nalít monolitické železobetonové konstrukce, je nutné dodržet normy pro poměr výztuže a betonu, jeho umístění a ochranu před stykem se vzduchem po vytvrdnutí monolitu.

Normy pro obsah výztužných prvků v betonových konstrukcích a dílech

Norma SP 52-101-2003 uvádí, že konstrukce, ve které je plocha průřezu výztužných tyčí alespoň 0,1 % plochy průřezu betonového monolitu, by měla být klasifikována jako železobetonová. V tomto případě se berou v úvahu podélné a příčné řezy. Obsah výztuže podle tohoto poměru by neměl být 5 %, ale v bodech a oblastech, kde je hustota výztuže vysoká, např. na spojích konstrukčních dílů, by měla dosahovat 10 %. Norma stanoví, že optimální rozsah hustoty průřezu je 0,5–3 %.

Průřezová hustota betonu a oceli je doplněna výpočtem výztuže na metr krychlový betonu v souladu s GOST 10884-94, 5781-82. Jedná se o hmotnostní výpočet přizpůsobený pro konstrukci o výšce 2 m, ve které je průměrná hmotnost výztuže přibližně 200 kg na 1 m³ betonu. Při skutečných výpočtech ve vztahu k návrhu s určitými indikátory by se mělo vycházet z typických hodnot a rozsahů uvedených v normě. Důležité! – hmotnost kubického metru betonu se liší v závislosti na značce, pórovitosti a typu plniva. Proto se pro hlavní výpočet používá objemová míra – spotřeba výztuže na m3 betonu.

V případě odchylky od norem jsou možné následující:

• nedostatečná pevnost, pokud výztužné tyče neposkytují plné rozložení zatížení kvůli malému počtu;
• ztráta pevnosti v důsledku převahy kovových prvků a ztráta vlastností monolitu;
• nadváha součásti v důsledku porušení proporcí hmotnosti a hustoty.

Všechny výše uvedené možnosti negativně ovlivňují stav konstrukce, proto jsou při návrhu a výpočtech velmi důležité rozsahy uvedené v SP, GOST a SNiP.

Co se bere v úvahu při výpočtu výztuže na metr krychlový betonu

Hlavní ukazatele ovlivňující poměr betonářské oceli a betonu v konstrukci z hlediska plochy průřezu a hmoty:

• typ provedení, rozsah velikosti a směru návrhového zatížení s přihlédnutím k vlastní hmotnosti dílu (sestavy);
• typ a typ konstrukce s přihlédnutím k normám uvedeným v normách pro různé možnosti;
• značka a struktura betonu – tyto vlastnosti ovlivňují pevnost monolitu, proto jsou považovány za klíčové parametry;
• jednotlivé vlastnosti konstrukce, povaha zatížení vnímaná jednotkou, s přihlédnutím ke všem vlastnostem;
• typ a třída výztuže, povaha kotvení – na těchto ukazatelích závisí schopnost výztuže reagovat na tah a tlak.

Výpočty pevnosti a množství výztuže přímo souvisí s částí stavební konstrukce, protože všude vznikají různá zatížení.

Jak výztuž ovlivňuje výpočty?

Samotná výztuž také ovlivňuje výpočty díky řadě funkcí:

• hlavní materiál tyčí – polymerové a kompozitní výrobky – mají různé ukazatele hmotnosti a pevnosti, na rozdíl od kovových;
• typ výztužného prvku – může to být tyč, drát, výztužné lano pro nosné konstrukce výškových budov;
• charakter interakce s betonem – nepředpjatá a předpjatá výztuž;
• profil výztuže – je obvyklé rozlišovat hladký a tvarovaný, druhý přispívá k lepší přilnavosti k monolitu;
• instalační profil výztuže – pokládka ve formě kusových tyčí, rámu, sítě, objemového tvaru;
• způsob spojování a kotvení výztuže do betonu – spoj může být pletený nebo svařovaný, kotvení se liší typem profilování se speciálními díly.

V každém případě musí výztuž na m3 betonu odpovídat normě z hlediska poměru průřezů a hmotnosti. Při navrhování železobetonových konstrukcí pomocí moderních CAD programů jsou tyto ukazatele a proporce brány v úvahu automaticky. Stejné výpočty pro monolit lze provést ručně. V případech, kdy lze v konstrukci použít normované díly, je výpočet proveden podle principu výběru z unifikovaných řešení, která odpovídají normám.

Ochrana výztuže v betonovém monolitu

Kovová ocelová výztuž uvnitř betonového monolitu je dobře chráněna před vlhkostí a jinými vlivy. Po vytvrzení, kdy monolit vyschne, se voda používá k hydrataci cementu, armovací tyče nerezaví. Části rámu, které jsou na povrchu nebo příliš blízko něj, jsou náchylné k poškození. Prostřednictvím sítě kapilár v betonovém kameni se voda může dostat k výztuži a to povede ke korozi. Proto je pro výztuž poskytnuta ochranná vrstva betonu podle SP 63.13330.2018 „Betonové a železobetonové konstrukce“. Stručně řečeno, hlavní požadavky vypadají takto:

• tloušťka ochranné vrstvy by neměla být menší než průměr tyče;
• jestliže tyče mají průřez o průměru menším než 10 mm, pak je tloušťka vrstvy nejméně 10 mm;
• při použití lehkého pórobetonu třídy 7,5 je tloušťka ochranné vrstvy minimálně 20 cm;
• jednovrstvé porézní monolity musí mít ochrannou vrstvu minimálně 25 cm.

Při výpočtech a výběru řešení jsou tyto normy povinné, i když mluvíme o soukromém domě.

Výpočet výztuže pro různé typy betonových konstrukcí

Každá část konstrukce má své vlastní charakteristiky a požadavky na pevnost. Výpočet je uveden pouze jako příklad a nelze se na něj spoléhat jako na vodítko s hotovými výsledky.

Výpočet množství výztuže pro beton pro základ se provádí v procentech, to je třeba pamatovat. Nejprve musíte vypočítat plochu průřezu základny vynásobením výšky šířkou. Dále určete minimální požadované množství výztuže po délce strany základu – pokud je více než 3 m, pak je nutné použít výztuž o průměru 12 mm. Pro rozložení zatížení jsou vytvořena dvě horizontální oka, každá ze dvou tyčí.

Když je výška rámu menší než 80 cm, příčné tyče by měly mít průměr 6 mm. Důležitou podmínkou je, že tento průměr nemůže být menší než čtvrtina průměru podélné tyče. Svorky pro připojení se instalují v krocích po 40 cm V závislosti na délce celého základu můžete vypočítat celkovou délku podélných a příčných tyčí a délku svorek.
Na složitých a pohyblivých půdách bude počet svorek velký – krok 20 cm, design rámů se mění směrem ke zvýšení horizontální sítě.

Nemá smysl provádět výpočet konkrétního základu bez zohlednění hmotnosti konstrukce (zatížení základu) a únosnosti půdy. K tomu je lepší použít online kalkulačky pro množství výztuže na kostku betonu a pro základ určitých velikostí. Totéž platí pro podlahové desky a sloupy. Základní údaje pro výpočty lze získat z tabulek spotřeby výztuže pro betonové konstrukce uvedených v normách a doporučeních.

Neměli byste se spoléhat na nejjednodušší verzi výpočtu založenou pouze na ploše a hmotnosti. Monolit a výztuž jsou ovlivněny pohyblivostí a odolností zeminy, hmotností konstrukce, bočním a smíšeným zatížením. Proto musí být výpočet proveden individuálně nebo na základě standardních řešení.

Druhy výztuže pro betonové konstrukce

Výztuž pro betonové konstrukce je klasifikována v závislosti na její pevnosti a možnosti použití v určitých podmínkách.

Třída A-1 nebo A240 se používá v případech, kdy na konstrukci nebudou působit výrazné dynamické síly.

Třída A-2 nebo A300 má zvýšenou pevnost a lze je použít při předpokládaných dynamických zatíženích.

Třída A-3 nebo A400 je výztuž vyznačující se vysokou pevností.

Nejčastěji se jedná o osm tříd, stačí kování tříd 1-3. Počínaje třídou B500C existují varianty s různými limity plasticity a kluznosti, varianty pro konstrukce s cyklickým a extrémním zatížením. Tepelně zpevněná výztuž s písmenem T v označení je klasifikována samostatně.

Stavební armatury jsou obvykle klasifikovány jako výrobky tříd 1-4, vyšší třídy jsou považovány za průmyslové. Je důležité vzít v úvahu, že A-1 je montážní výztuž a neměla by se používat v zatěžovaných nosných konstrukcích. Třídy A300 a A400 jsou vhodné pro vyztužení nosných betonových konstrukcí. Digitální označení „300“ nebo „400“ označuje mez kluzu oceli, to znamená, že nepřímo odráží její schopnost odolávat tahovému zatížení.

Profil výztuže určuje spolehlivost její adheze k monolitu. Třída A240 nemá žádné výstupky na liště, jedná se o hladkou ocelovou tyč, která se používá k vyztužení nezatížených monolitů. Profily prstence a půlměsíce vypadají jako jizvy na tyči s mírným sklonem na jednu stranu. První se používal v sovětském systému norem, druhý přišel ze Západu. K dispozici jsou obě možnosti, existuje také kombinovaný profil výztuže. Kompozitní výztuž se zřídka používá v drahých projektech se speciálními požadavky na pevnost a schopnost odolávat specifickému zatížení. Jedná se o drahé řešení, i když je považováno za slibné a má všechny známky masivního pronikání na trh.

Pokud jde o standardní řešení pro železobetonové výrobky, je to nyní nejpohodlnější možnost v soukromé a projektové výstavbě. Výztuž základových desek, bloků, podlah a dalších částí je položena v souladu s GOST a specifikacemi výrobce. Jakýkoli konstrukční prvek lze vybrat z katalogu výrobce a přizpůsobit jej jednomu ze standardních konstrukčních řešení bez složitých výpočtů nebo odchylek od norem. Úplný výpočet výztuže pro beton je vyžadován pouze v případech, kdy mluvíme o lití monolitických konstrukcí nestandardního typu. V tomto případě byste se měli zaměřit na GOST a SP, které obsahují všechny potřebné údaje.