Шпильки в балках и колоннах – для чего их нужно заказывать в проекте

Архив рассылки "Непрошеные советы" для начинающих проектировщиков. Выпуск № 12.

Доброе утро!

В этом выпуске непрошеных советов поговорим о шпильках – незаметной, но важной детали железобетонных конструкций.

Ни один расчет не даст конструктору данных о необходимости устанавливать в балках и колоннах шпильки. И многие просто игнорируют эту неприметную, но важную деталь арматурного каркаса. А ведь проектировать надежные конструкции является прямой обязанностью инженера. Если мы не закажем шпильки, никто их на стройке по доброй воле не установит. И в итоге, после бетонирования каркас станет совсем не таким, каким было задумано.

Что же такое шпильки и зачем они устанавливаются?

Шпилька – это элемент из гладкой арматуры класса А240С, который соединяет рабочую арматуру балки (колонны, подколонника) и удерживает ее в рабочем положении в процессе армирования  и бетонирования. То есть главная функция шпилек – это фиксация рабочей арматуры в нужном нам положении. Дело в том, что жидкий бетон при заливке стремится распереть арматуру, и она просто не способна выдержать его давление, если не создать для нее благоприятных условий. Если же арматура брошена на выживание, то вязаный каркас может так растянуть, что рабочие стержни или хомуты окажутся придавленными к опалубке. Тут уже не будет речи ни о защитном слое бетона для арматуры, ни о нормальной работе конструкции. Если это единичный ляп в конкретном месте, то все может обойтись, а если целый железобетонный каркас? Или подземная конструкция, арматура которой из-за отсутствия шпилек не будет в достаточной мере защищена бетоном? В общем, пугать заканчиваю, а скажу просто: шпильки – это такая же важная часть конструкции, как и любая другая. Главное – соблюдать конструктивные требования, а все они отлично изложены в Руководстве по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения арматуры).

Начнем с колонн и подколонников. На рисунке 73 руководства четко изложены требования по установке шпилек.

Мы видим, что при размере стороны колонны 500 мм и менее шпильки не нужны. Объяснение этому простое – хомуты, установленные с нормативным шагом не прогнутся под давлением бетона и спокойно удержат рабочую арматуру в проектном положении. А вот если сторона колонны более 500 мм, то нужно устанавливать шпильки так, как показано на рисунке. Они придадут дополнительную жесткость вязаному каркасу и не дадут ему разъехаться при бетонировании. Количество хомутов на этом рисунке тоже оговорено, и это неспроста. Слишком большой хомут (со стороной больше метра) будет слишком гибким, а значит ненадежным. Поэтому при размере стороны колонны от 1200 мм и более хомутов ставится уже два.

Хочу заметить, что все требования по конструированию четки, логичны и имеют под собой основание. Допустим, неравномерный шаг хомутов как в колоннах, так и в балках имеет вескую причину: в колоннах в нижней зоне нахлестываются стержни, и именно здесь учащенное поперечное армирование позволяет каркасу работать как единое целое; в балках хомуты ставятся чаще у опор и в случае сосредоточенной нагрузки – это позволяет воспринимать поперечную силу и удерживать конструкцию от возникновения трещин. И так каждому конструктивному требованию есть весомое объяснение, поэтому начинающему проектировщику стоит потратить первое время работы на изучение Руководства по конструированию, не игнорируя ни одного указания – только тогда ваши проекты будут надежны и безопасны.

Теперь о шпильках в балках. На рисунке 89 приведены условия, при которых устанавливаются шпильки.

При высоте сечения балок более 600 мм установка боковой арматуры и шпилек обязательна. Такой каркас удерживает вертикальную часть хомутов в проектном положении и создает такую совместную работу стержней каркаса, которая обеспечивает надежную работу балок. Обратите внимание, шпильки можно устанавливать в шахматном порядке и их шаг может быть реже, чем шаг хомутов.

И под конец хочу сказать пару слов о конструировании шпилек из гладкой арматуры. Согласно п. 2.15 руководства:

И этот момент нужно помнить: гладкие стержни плохо анкеруются в бетоне, их всегда нужно оканчивать крюками, лапками или петлями. И это всегда нужно показывать на чертеже и учитывать при определении длины стержня шпильки и ее веса в спецификации, ведь строители сами себе лишнюю работу придумывать не будут. Добавку для шпильки следует брать такую же, как для хомута (из таблицы 2 руководства), а изобразить ее просто вот таким узлом:

На этом выпуск о шпильках я заканчиваю.

Если информация в этом письме оказалась слишком простой или уже известной, простите великодушно! Я надеюсь, что в новых выпусках вы найдете для себя что-то важное. Но я думаю, что если хоть один из десяти подписчиков не знал этого, то письмо будет полезным.

Удачного рабочего дня!

С уважением, Ирина.