Калькулятор арматури - Оцінка витрат і кількості армування бетону

Що таке калькулятор арматури?

Калькулятор арматури визначає, скільки сталевих арматурних стрижнів потрібно для бетонної плити або фундаменту, а також їхню загальну довжину, масу й вартість матеріалів. Арматурний стрижень — скорочено арматура — це сталь, закладена в бетон для опору розтягуванню. Бетон міцний на стиск, але слабкий на розтяг, тому будівельники додають сітку зі сталевих стрижнів, щоб запобігти його розтріскуванню під навантаженням.

Введіть довжину та ширину плити, виберіть розмір стрижня — і калькулятор покаже кількість стрижнів, загальну довжину, загальну масу та загальну вартість. Він передбачає просту прямокутну сітку зі стрижнями, прокладеними в обох напрямках із фіксованим кроком.

Як розрахувати кількість арматурних стрижнів

Стрижні укладають у вигляді сітки: один комплект проходить уздовж довжини, інший — уздовж ширини. Розрахунок для кожного напрямку виконують однаково.

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

де n — кількість стрижнів в одному напрямку, x — розмір плити поперек цього напрямку, а s — крок між стрижнями.

Спочатку розмір переводять у сантиметри. Результат округлюють вниз до цілого числа проміжків, після чого додають 1 для додаткового стрижня на початку ряду.

Приклад: ширина 8 метрів з арматурою #4, для якої використовується крок 25 см.

• 8 м = 800 см
• 800 ÷ 25 = 32 (уже ціле число)
• 32 + 1 = 33 стрижні

Якщо ділення не дає цілого числа, дробову частину відкидають, а не округлюють у більший бік. Для довжини 10 метрів із тим самим кроком 25 см: 1000 ÷ 25 = 40, тому результат становить 40 + 1 = 41 стрижень.

$N = a + b$

де N — загальна кількість стрижнів, a — стрижні, що проходять уздовж довжини, а b — стрижні, що проходять уздовж ширини.

Для плити розміром 10 м × 8 м з арматурою #4: 41 (уздовж довжини) + 33 (уздовж ширини) = 74 стрижні. Два показники додають, а не перемножують, оскільки кожен стрижень охоплює лише один напрямок сітки.

Формули загальної довжини та маси

Після визначення кількості стрижнів загальну довжину обчислюють безпосередньо:

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

де T — загальна довжина стрижнів, L — довжина плити, а W — ширина плити.

Кожен із 33 стрижнів, що проходять уздовж ширини, має повну довжину 10 м, а кожен із 41 стрижнів, що проходять уздовж довжини, має повну ширину 8 м:

• 10 м × 33 = 330 м
• 8 м × 41 = 328 м
• Разом = 658 м

$M = T \times m$

де M — загальна маса, а m — маса одного метра.

Для кожного розміру стрижня встановлено певну масу одного метра. Стрижень #4 має масу 0,994 кг на метр, тому:

• 658 м × 0,994 кг/м = 654,05 кг

$C = M \times p$

де C — загальна вартість, а p — ціна за кілограм.

За ціни 1,50 USD за кілограм плита з прикладу коштує:

• 654,05 кг × 1,50 USD = 981,08 USD

Приклад обчислення

Підрядник бетонуватиме плиту розміром 10 м × 8 м і планує використати арматуру #4 за ціною 1,50 USD за кілограм.

Це теоретичні мінімальні значення для простої прямокутної сітки. Під час реального замовлення слід передбачити додатковий матеріал для з'єднань унапуск і відходів; це розглянуто нижче.

Розміри та крок укладання арматури

Кожен розмір арматури має стандартний діаметр, масу одного метра та типовий крок. Число в назві розміру означає кількість восьмих часток дюйма; стрижень #4 має діаметр 4/8 дюйма (13 мм), або 1/2 дюйма (13 мм). Позначення в дужках — це метричне позначення арматури за стандартом ASTM A615M, тобто номінальний діаметр у міліметрах, округлений до найближчого цілого числа. Це не розмір арматури за канадським стандартом CSA. Стрижень CSA 10 M має діаметр 11,3 мм і масу 0,785 кг на метр, тобто він важчий за стрижень #3 у таблиці нижче.

Наведений крок є типовим, а не мінімальним за будівельними нормами. Креслення конструктора завжди мають пріоритет над цими типовими значеннями.

Що калькулятор арматури не враховує

Калькулятор передбачає просту прямокутну сітку. Він не додає запас на такі чинники, які потрібно враховувати під час реального замовлення:

• З'єднання внапуск. У місці стику двох арматурних стрижнів, що перекриваються, зазвичай потрібен нахлест приблизно 40 діаметрів стрижня. Для арматури #5 (15,9 мм) це приблизно 64 см на одне з'єднання. За поширеним практичним правилом до розрахованої довжини додають від 10 до 15 відсотків на з'єднання та відходи під час різання.
• Мінімальні й максимальні вимоги будівельних норм. Норми, такі як Міжнародний будівельний кодекс і ACI 318, установлюють обмеження щодо кроку та захисного шару бетону, які можуть відрізнятися від наведених вище типових значень. Перед замовленням завжди перевіряйте місцеві вимоги або креслення конструктора.
• Непрямокутні форми. Для Г-подібної плити або форми з криволінійними ділянками розділіть її на прямокутники, розрахуйте кожен у калькуляторі та додайте результати.
• Округлення під час замовлення. Сталь продають цілими стрижнями, тому кількість округлюють і не виражають дробовим числом. Багато підрядників додатково додають 5 відсотків на зігнуті стрижні та втрати на будівельному майданчику.

Не обмежуючись самою арматурою

Вартість матеріалів, розрахована калькулятором, становить лише частину бюджету. Монтаж арматури зазвичай коштує ще від 0,30 USD до 0,60 USD за кілограм роботи, залежно від розміру стрижнів, доступу до майданчика та складності схеми. До інших статей витрат належать в'язальний дріт, пластикові або сталеві фіксатори, що утримують стрижні над опалубкою, а також доставка, яка може коштувати від 150 USD до 500 USD залежно від відстані та обсягу замовлення.

Поширені запитання

Наскільки точним є калькулятор арматури? Для простої прямокутної сітки він дає точну відповідь. Точність для реального об'єкта залежить від того, наскільки проєкт відповідає цьому припущенню. Складні форми, різні зони армування та з'єднання внапуск не враховуються, тому перед замовленням більшість підрядників додає до отриманого результату від 10 до 15 відсотків.

Арматуру якого діаметра слід використовувати для бетонної плити? Це залежить від товщини плити, очікуваного навантаження та місцевих норм. Як загальний орієнтир, у тонких житлових плитах, наприклад для внутрішніх двориків, часто використовують стрижні #3, у плитах фундаменту будинків зазвичай — #4, а для комерційних підлог або підлог складів часто потрібні #5 або #6. Фактичну вимогу має підтвердити конструктор або місцевий орган будівельного контролю.

Чому загальну кількість арматурних стрижнів визначають додаванням двох напрямків, а не їх множенням? Кожен стрижень охоплює лише один напрямок сітки. Стрижень, що проходить уздовж плити, не рахується також як стрижень, що проходить уздовж ширини. Множення двох показників визначало б кількість точок перетину в сітці, а не кількість стрижнів.

Скільки додаткової арматури слід замовити на з'єднання та відходи? Поширена оцінка — на 10–15 відсотків більше за розраховану загальну кількість; цього достатньо для з'єднань внапуск, відходів під час різання та кількох пошкоджених або неправильно відрізаних стрижнів. Для замовлення 1 000 метрів це означає приблизно 1 100–1 150 метрів.

Чи може зварна арматурна сітка замінити арматурні стрижні? Іноді. Зварна арматурна сітка підходить для плит із невеликими навантаженнями та контролю тріщин, наприклад для тротуарів або підлог підвалів. Вона не замінює конструкційну арматуру в несучих плитах або елементах, і будь-яку заміну має схвалити конструктор проєкту.

Чи відрізняється ціна арматури залежно від регіону? Так. Ціна сталі залежить від обсягів виробництва металургійного заводу, відстані транспортування та місцевого попиту. Варто отримати пропозиції від кількох постачальників, оскільки ціни між постачальниками в одному районі можуть відрізнятися на 10–20 відсотків.

Джерела

1. Американський інститут бетону. Вимоги будівельних норм до конструкційного бетону (ACI 318).
2. Інститут арматурної сталі для бетону. Посібник зі стандартної практики.
3. Міжнародна рада з будівельних норм. Міжнародний будівельний кодекс.
4. ASTM International. ASTM A615/A615M: Стандартна специфікація на рифлені та гладкі стрижні з вуглецевої сталі для армування бетону.