Что такое плоские арматурные металлические каркасы

Металлический каркас - это металлоконструкция из арматурных стержней или проволок Вр1, которые соединены между собой в одной плоскости. Соединения сварные (крестообразные) под углом 30–90⁰. 

Отличительное качество металла его жесткость, а у бетона прочность на сжатие. Когда эти два качества сочетаются, образуется прочный строительный материал железобетон. Железобетонные элементы, усиленные металлическим каркасом, могут выдерживать как сжимающие нагрузки, так и изгибающие. Монтаж металлического усиления увеличивает нагрузочную способность структуры и не допускает ее разрушения.

Сваренная в единую конструкцию арматура улучшают сцепление бетона с металлом. Сцепление увеличивается потому что отдельные стержни неподвижны из-за сварных соединений. В итоге повышается прочность всей железобетонной конструкции.

Плоские арматурные каркасы и сетки это разные виды металлоконструкций (ГОСТ 10922 п. 4.1), с одной функцией усиления бетона.

В отличие от прямоугольных сеток, плоские каркасы делают разных форм. Их геометрические размеры и диаметры стержней зависят от расчетной нагрузки и конструктивных форм железобетонных элементов. Есть стандартный тип в виде полосы и нестандартный тип в виде круга, сегментов круга, треугольника. 

С учетом направлений воспринимаемых нагрузок, устанавливают рабочие, распределительные стержни. Рабочее положение арматурный прокат может занимать в продольном направлении. Также рабочее положение может быть одновременно продольным и поперечным.

Продольных стержней устанавливают 2-4 или более. Поперечные связи устанавливают перпендикулярно, под наклоном или непрерывной, согнутой под углом проволокой, “змейкой”.

Диаметры разнонаправленных стержней зависят от расчетов, их устанавливают одного диаметра или разными. Если поперечные связи будут меньшего сечения, то монтаж регламентируется условием: d мин. больше или равно 0,6d макс. 

Каждое перекрестное соединение сваривают контактной точечной сваркой. Для монтажа не берут прокат мерной длины, так как стыковые соединения на рабочих направлениях существенно снизят нормативную прочность металлоконструкции.

Правильное определение размера и геометрической формы, учитывает ряд эксплуатационных условий: марки стального проката, нагрузки, температурные условия, химическую агрессивность среды, циклические нагрузки.

По ГОСТ Р 57997-2017 при монтаже учитывают:

• линейные размеры и допускаемые отклонения;
• шаг между продольными и поперечными осями;
• длину выпусков;
• сварные соединения.

Технология сварки плоского каркаса

• Разрабатывают план-схему, линейные размеры, диаметр продольных рабочих и поперечных распределяющих связей, устанавливают их шаг.
• На оборудовании нарезают стержневой прокат по заданным размерам для продольных и поперечных связей.

• Заготовленные отрезки проката перевозят к сварочному посту.
• На сварочном посте отрезки проката раскладывают в лоток.

Лоток повторяет заданную схему раскладки и удерживает отрезки проката на проектных отметках.

• Заполненный лоток подают сварщику.
• Контактной точечной сваркой сваривают все крестообразные пересечения продольных и поперечных отрезков проката.
• Готовую сварную конструкцию достают из лотка и складируют.
• Сварные каркасы по заданию делают ручной электродуговой сваркой.

Сталь для производства 

• из арматурной стержневой стали сечением от 3–12 мм. Если нужно по расчету, то для монтажа берут стержни с более широким диаметром. Для стержней, которые будут нести рабочую нагрузку берут горячекатаную стальную арматуру А400, А500С, А600С. Если есть технические основания берут горячекатаную А240 при диаметре более 10 мм. Для распределительных стержней берут горячекатаную арматурную сталь А400, А500С (d 6–16 мм), холоднодеформированную В500С (d 4–5 мм);
• из проволочной арматурной стали Вр I (d 3–5 мм). Эта сталь с низким содержанием углерода, холоднотянутая, с периодическим профилем, хорошо сваривается. Выпускают для ненапрягаемого армирования ж/бетона. Параметры Вр I достаточны для соединения рабочих стержней и распределения по ним нагрузок.

Вр II холоднотянутая, углеродистая, высокопрочная проволока с периодическим рифлением. Для напрягаемого армирования.

Где устанавливают?

Плоскими каркасами стандартного типа усиливают:

• плоские участки железобетонных элементов, на которые направлены растягивающие, изгибающие нагрузки: стены, перекрытия, плиты.
• Ж/бетонные линейные конструкции с небольшой шириной поперечного сечения: балки, ригели, перемычки, прогоны.

Нестандартный тип монтируют для: 

• колонн, опор;
• архитектурных частей строения.

Из отдельных плоских конструкций собирают более сложные.

Монтаж плоских каркасов

По спецификациям, которые есть в проекте, заказывают сборку плоских армокаркасов или покупают на заводе уже готовые. Завозят их на строительный объект и складируют. Затем их устанавливают в проектное положение. Если вес металлоконструкций до 20 кг, это делают вручную. 

Соединяют отдельные плоские каркасы между собой сваркой или нахлестом.

Нахлестом соединяют, если рабочие стержни односторонние и их сечение менее 30 мм. Длина нахлеста зависит от того, как будет эксплуатироваться ж/бетонная часть, в которой делают нахлест, марки стальной арматуры, ее диаметра, класса бетона.

От того как сделаны соединения каркасов зависит прочность единой армоконструкции. Есть 4 способа их нахлесточного соединения.

1. Если арматура гладкая, то место соединения перекрывает не менее двух поперечных связей с каждой стороны.
   
2. Если арматура с периодическим профилем, то в месте нахлеста поперечные связи делают только на одном каркасе. Длина выступа увеличена на 5 d.
   
3. Если плоские каркасы соединяют в продольном положении, то нахлест поперечных связей при их сечении до 4 мм составит 50 мм. При сечении более 4 мм нахлест делают 100 мм.
   
4. Если каркасы стыкуют в продольном рабочем положении с диаметрами стержней более 26 мм, то место стыка скрепляют дополнительными стыковыми сетками с нахлестом в каждую сторону по 100 мм. Диаметр d 3 вспомогательных стержней дополнительной сетки, между которыми расстояние по 100 мм.
   

После установки каркасов на проектные отметки его положение фиксируют. Это делают чтобы армирование точно было окружено защитным слоем бетона заданной толщины. Толщина слоя равна расстоянию между поверхностью металла и поверхностью бетона. Такой слой не допустит влияния на металл внешней среды и его корродирование.

Поэтому собранную металлоконструкцию крепят на проектных отметках фиксаторами:

• упорами;
• скруткой проволоки и бетонной подставкой;
• металлической скобой;
• кольцами из пластмассы;
• подставками из металла.

Во время монтажа плоских каркасов надо проверять их качество, точность сборки, количество стыков, установку на проектных отметках, установку фиксаторов. После этой проверки и до заливки бетона на эти работы составляют акт скрытых работ. После заливки бетоном арматурное усиление исправить уже будет нельзя.