Kalkulator armature - Procjena troškova i količine ojačanja betona

Što je kalkulator armaturnih šipki?

Kalkulator armaturnih šipki izračunava koliko je čeličnih armaturnih šipki potrebno za betonsku ploču ili temelj, kao i njihovu ukupnu duljinu, masu i trošak materijala. Armatura (skraćeno od armaturne šipke) čelik je ugrađen u beton radi preuzimanja vlačnih sila. Beton je čvrst pri tlačnom opterećenju, ali slab pri rastezanju, pa građevinari dodaju mrežu čeličnih šipki kako bi spriječili njegovo raspucavanje pod opterećenjem.

Unesu se duljina i širina ploče, odabere se veličina šipke, a kalkulator izračunava broj šipki, ukupnu duljinu, ukupnu masu i ukupni trošak. Pretpostavlja se jednostavna pravokutna mreža sa šipkama postavljenima u oba smjera na stalnom razmaku.

Kako izračunati broj armaturnih šipki

Šipke se postavljaju u mrežu: jedan niz proteže se duž duljine, a drugi duž širine. Svaki se smjer izračunava na isti način.

$n = \left\lfloor \frac{x}{s} \right\rfloor + 1$

gdje je n broj šipki u jednom smjeru, x dimenzija ploče poprečno na taj smjer, a s razmak između šipki.

Dimenzija se najprije pretvara u centimetre. Rezultat se zaokružuje prema dolje na cijeli broj razmaka, a zatim se dodaje 1 za dodatnu šipku na početku niza.

Primjer: širina od 8 metara s armaturnom šipkom #4, pri čemu je razmak 25 cm.

• 8 m = 800 cm
• 800 ÷ 25 = 32 (već je cijeli broj)
• 32 + 1 = 33 šipke

Ako dijeljenje ne daje cijeli broj, decimalni se dio odbacuje, a ne zaokružuje prema gore. Za duljinu od 10 metara pri istom razmaku od 25 cm: 1000 ÷ 25 = 40, pa je rezultat 40 + 1 = 41 šipka.

$N = a + b$

gdje je N ukupan broj šipki, a broj šipki položenih uzduž duljine, a b broj šipki položenih po širini.

Za ploču dimenzija 10 m × 8 m s armaturnom šipkom #4: 41 (rasponom duž duljine) + 33 (rasponom duž širine) = 74 šipke. Ta se dva broja zbrajaju, a ne množe, jer svaka šipka pokriva samo jedan smjer mreže.

Formule za ukupnu duljinu i masu

Nakon što je poznat broj šipki, ukupna se duljina izračunava izravno:

$T = (L \times b) + (W \times a)$

gdje je T ukupna duljina šipki, L duljina ploče, a W širina ploče.

Svaka od 33 šipki koje se protežu po širini ima punu duljinu od 10 m, a svaka od 41 šipki koje se protežu po duljini ima punu širinu od 8 m:

• 10 m × 33 = 330 m
• 8 m × 41 = 328 m
• Ukupno = 658 m

$M = T \times m$

gdje je M ukupna masa, a m masa po metru.

Svaka veličina šipke ima određenu masu po metru. Šipka #4 ima masu 0,994 kg po metru, pa vrijedi:

• 658 m × 0,994 kg/m = 654,05 kg

$C = M \times p$

gdje je C ukupni trošak, a p cijena po kilogramu.

Pri cijeni od 1,50 USD po kilogramu, primjer ploče stoji:

• 654,05 kg × 1,50 USD = 981,08 USD

Primjer izračuna

Izvođač betonira ploču dimenzija 10 m × 8 m i planira upotrijebiti armaturnu šipku #4 po cijeni od 1,50 USD po kilogramu.

To su teorijski minimumi za običnu pravokutnu mrežu. Kod stvarne narudžbe treba dodati materijal za preklopne spojeve i otpad, što je objašnjeno u nastavku.

Veličine i razmaci armaturnih šipki

Svaka veličina armaturne šipke ima standardni promjer, masu po metru i uobičajeni razmak. Broj u nazivu veličine označava osmine inča; šipka #4 široka je 4/8 inča (13 mm), odnosno 1/2 inča (13 mm). Oznaka u zagradama metrička je oznaka šipke prema ASTM-u A615M, odnosno nazivni promjer u milimetrima zaokružen na najbliži cijeli broj. To nije kanadska oznaka veličine šipke prema CSA-u. CSA šipka 10 M ima promjer 11,3 mm i masu 0,785 kg po metru, što je više od mase šipke #3 u tablici u nastavku.

Prikazani razmak uobičajen je, a ne najmanji dopušten prema propisima. Nacrti građevinskog inženjera uvijek imaju prednost pred ovim zadanim vrijednostima.

Što kalkulator ne uključuje

Kalkulator pretpostavlja običnu pravokutnu mrežu. Ne dodaje rezerve za sljedeće stavke, koje treba uzeti u obzir pri stvarnoj narudžbi:

• Preklopni spojevi. Na mjestu spoja dviju preklopljenih šipki uobičajena praksa zahtijeva preklop od približno 40 promjera šipke. Za armaturnu šipku #5 (15,9 mm) to je približno 64 cm po spoju. Uobičajeno je dodati 10 do 15 posto na izračunatu duljinu za preklopne spojeve i otpad pri rezanju.
• Najmanje i najveće vrijednosti prema građevinskim propisima. Propisi poput Međunarodnog građevinskog pravilnika i ACI-ja 318 određuju ograničenja razmaka i zaštitnog sloja betona koja se mogu razlikovati od navedenih uobičajenih vrijednosti. Prije naručivanja uvijek provjerite lokalne zahtjeve ili nacrte inženjera.
• Nepravokutni oblici. Ploču u obliku slova L ili oblik s krivuljama podijelite na pravokutnike, svaki unesite u kalkulator i zbrojite rezultate.
• Zaokruživanje za naručivanje. Čelik se prodaje u cijelim šipkama, pa se broj šipki zaokružuje i ne može biti razlomljen. Mnogi izvođači dodaju još 5 posto zbog savijenih šipki i gubitaka na gradilištu.

Više od same armature

Trošak materijala iz kalkulatora samo je dio proračuna. Ugradnja armature obično stoji dodatnih 0,30 USD do 0,60 USD po kilogramu rada, ovisno o veličini šipki, pristupu gradilištu i složenosti rasporeda. Ostale stavke uključuju veznu žicu, plastične ili čelične distancere koji drže šipke iznad oplate te troškove dostave, koji mogu iznositi od 150 USD do 500 USD, ovisno o udaljenosti i veličini narudžbe.

Često postavljana pitanja

Koliko je točan kalkulator armaturnih šipki? Daje točan rezultat za jednostavnu pravokutnu mrežu. Točnost za stvarni projekt ovisi o tome koliko projekt odgovara toj pretpostavci. Složeni oblici, zone s različitim armiranjem i preklopni spojevi nisu uključeni, pa većina izvođača prije naručivanja na početni rezultat dodaje 10 do 15 posto.

Koju veličinu armaturnih šipki trebam upotrijebiti za betonsku ploču? To ovisi o debljini ploče, očekivanom opterećenju i lokalnim propisima. Kao opći vodič, tanke stambene ploče poput terasa često koriste šipke #3, ploče stambenih temelja obično šipke #4, a poslovni podovi ili podovi skladišta često zahtijevaju šipke #5 ili #6. Građevinski inženjer ili lokalni građevinski ured treba potvrditi stvarni zahtjev.

Zašto se ukupan broj armaturnih šipki zbraja u dva smjera, umjesto da se množi? Svaka šipka pokriva samo jedan smjer mreže. Šipka koja se proteže duž duljine ploče ne računa se i kao šipka duž širine. Množenjem ta bi se dva broja dobio broj sjecišta u mreži, a ne broj šipki.

Koliko dodatne armature trebam naručiti za preklopne spojeve i otpad? Uobičajena je procjena 10 do 15 posto iznad izračunate ukupne količine, čime se pokrivaju preklopni spojevi, otpad pri rezanju i nekoliko oštećenih ili pogrešno odrezanih šipki. Za narudžbu od 1.000 metara to znači naručiti približno 1.100 do 1.150 metara.

Može li zavarena armaturna mreža zamijeniti armaturne šipke? Ponekad. Zavarena armaturna mreža prikladna je za lagano opterećene ploče i kontrolu pukotina, primjerice za nogostupe ili podrumske podove. Nije zamjena za konstrukcijsku armaturu u nosivim pločama ili elementima, a svaku zamjenu treba odobriti projektni inženjer.

Razlikuje li se cijena armaturnih šipki po regijama? Da. Cijena čelika ovisi o proizvodnji u čeličani, udaljenosti prijevoza i lokalnoj potražnji. Isplati se zatražiti ponude od više dobavljača jer se cijene između dobavljača na istom području mogu razlikovati za 10 do 20 posto.

Reference

1. American Concrete Institute. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318).
2. Concrete Reinforcing Steel Institute. Manual of Standard Practice.
3. International Code Council. International Building Code.
4. ASTM International. ASTM A615/A615M: Standard Specification for Deformed and Plain Carbon-Steel Bars for Concrete Reinforcement.