Розрахунок армопояса. Під міжповерховим перекриттям (за винятком монолітного залізничного перекриття) в блочному/цегельному будинку необхідно влаштовувати армований пояс із залізобетону - армопояс. Основне призначення армопояса під міжповерховим перекриттям – рівномірно розподілити навантаження на стіни. В деяких окремих випадках, армопояс може бути розташований безпосередньо над віконними отворами і виконувати функції перемичок. Розміри поперечного перерізу армопояса та діаметр робочої арматури повинен бути визначений за розрахунком залізничних конструкцій. Діаметр допоміжної арматури не повинен бути менше 6 мм. Наприклад розрахуємо окремий випадок, де армопояс розташований безпосередньо над віконним отвором і виконує функцію з/б перемички. Приклад розрахунку армопояса. Потрібно розрахувати армопояс 250×200мм (висота×ширина) над віконним отвором шириною 2,1м; під полегшені плити перекриття ПНО розміром 6280х990х160мм та вагою 1500 кг. Розрахунок. М = qL²/8, де q - розподілене навантаження на кожен метр армопояса q = власна вага армопояса + навантаження від плит ПНО + експлуатаційне навантаження q = 2500кг/м³×1м×0,2м×0,25м +1500кг/2+400 кг /м²×6м/2 = 125 кг/м + 750кг/м + 1200 кг/м = 2075 кг/м h0 = 21см - відстань від центру перерізу арматури до краю стиснутої зони з/б перекриття Розрахунковий опір стиску для бетону класу В20 - Rпр (Rb) = 117 кгс/см2 (11,5 МПа). b = 0,2 м, теж значення як і в моїх попередніх розрахунках у групі збудуємо свій будинок. Розрахунковий опір розтягуванню для арматури класу А-III - Ra = 3600 кгс/см2 (355 МПа). М = 2075 × 2,1 ² / 8 = 1143,84 кг м А0 = M / b × h0? елементів прямокутного перерізу, армованих одиночною арматурою (відповідно до "Посібники з проектування бетонних і залізобетонних конструкцій з важких і легких бетонів без попередньої напруги арматури (до СНиП 2.03.01-84)") знаходимо η = 0,94 і ξ = 0,12. Необхідна площа перерізу арматури: Fa = M/η×h0×Ra = 1143,84/(0,94×0,21×36000000) = 0,000165 м2 = 1,61 см2. Основна робоча арматура армопояса: 2 стрижні Аlll d12мм, центр перерізу арматури знаходиться на відстані 4 см від низу армопояса. Fa(факт)= 2,26см² Fa ≤ Fa(факт) 1,61 см²< 2,26см² Условие выполняется. Коэффициент армирования - μ = Fa/b×h, Процент армирования - μ% = 100×μ μ% = 100×2,26/25×20 = 0,452 % Проверка соблюдения граничных условий: ξ ≤ ξR ξR = ξ0/{1+σа/400(1+ξ0/1,1)} ξ0 = a - 0.008Rпр, где Rпр принимается в МПа; коэффициент а = 0.85 для тяжелого бетона и а = 0.8 для бетона на пористых заполнителях. ξ0 = 0.85 - 0.008 11,5 = 0,758 ξR = ξ0/{1+σа/400(1+ξ0/1,1)} ξR = 0.758/(1 + 365/400(1 + 0.758/1.1)) = 0,2984 0,12 < 0,2984 Граничное условие выполнено. Проверка прочности по касательным напряжениям. Так как арматуру в верхнем слое и поперечное армирование в армопоясе (хомуты или вертикальные стержни) мы не предусматривали, то следует проверить прочность армопояса по касательным напряжениям: Qmax ≤ 2.5×Rbt×b×ho , где Qmax - максимальное значение поперечной силы (определяется по эпюре поперечных сил). При нашей расчетной схеме Qmax = ql/2 = 2075 2,1/2 = 2178,75 кг; Rbt - расчетное сопротивление бетона растяжению, для класса бетона B20 Rbt = 9,18 кгс/см2; 2178,75 кг < 2,5×9,18×20×21= 9639 кг Q ≤ 1.5Rbt×b×h0²/с или Qmax ≤ 0.5Rbt×b×ho + 3ho×q , где Q - поперечная сила в конце наклонного сечения, начинающегося от опоры; значение с принимается не более сmax = 3ho. При нашей расчетной схеме значение Q на расстоянии 3×21 = 63 см или 0,63м от опоры составит Q = ql/2 - 0,63q = 2178,75 - 2075 0,63= 871,5кг; 871,5 кг < 1.5 9,18 20 21²/63 = 1927 кг Условия прочности по касательным напряжениям выполняется и в этом случае расчёта поперечной арматуры по сечениям, наклонным к продольной оси, не требуется. Однако это вовсе не означает, что арматура в верхней части ж/б армопояса и поперечная арматура совсем не нужны. Арматура верхнего пояса и поперечная арматура перераспределяет внутренние напряжения, а потому использование арматуры в верхнем поясе и поперечной арматуры необходимо, так как все возможные нагрузки и их сочетания предусмотреть невозможно. Диаметр стержней арматуры верхнего пояса и поперечной арматуры можно выбрать меньше диаметра рабочей арматуры.
Після зведення стін будинку з штучних матеріалів (цегли або блоків) наступною важливою операцією зазвичай йде заливка армованого пояса. Особливої важливості цей елемент загальної конструкції набуває при будівництві будинків з газосилікатних блоків – подібна верхня обв'язка потрібна і для надання жорсткості всій «коробці», і для кріплення мауерлату, тобто як своєрідний «стрічковий фундамент» для подальшого монтажу даху.
Трапляється, що господарі ділянок, що ведуть самостійне будівництво, намагаючись заощадити на всьому, шукають способи, як можна обійтися без армопояса, які є технології кріплення мауерлата прямо на блокову або цегляну кладку. І хоча, так, такі методи теоретично існують, назвати їх абсолютно надійними дуже складно. Тому – добра порада: ніколи не відмовлятися від армованого поясу, тим більше, що в ряді випадків він і не вимагатиме надто великих фінансових та трудових витрат.
А щоб оцінити масштаб майбутньої роботи, використовуйте калькулятор кількості бетону для заливки армопояса - він не тільки покаже кількість розчину, але й дасть розкладку по вихідним інгредієнтам для його самостійного приготування.
Ціни на бетонозмішувач
бетонозмішувач
Деякі пояснення щодо проведення розрахунків будуть наведені нижче.
Необхідність створення армопояса під мауерлат при спорудженні даху не завжди очевидна будівельникам-початківцям. У них найчастіше створюється невірне уявлення про армоване зміцнення основи для зведення покрівлі як про щось непотрібне та зайве. Проте, армопояс – важливий посередник, що розподіляє навантаження даху на стіни будівлі. Розглянемо, чому необхідний армопояс під дах, які функції він виконує і як його облаштувати своїми руками.
В цій статті
Необхідність армопоясу
Почнемо розгляд армованої основи під дах із його основних функцій.
Перетворення навантаження
Кроквяні ноги передають мауерлату навантаження, основне зосередження якого знаходиться в місцях опори крокв на стіни будинку. Завдання мауерлата та армопояса перетворити це навантаження, зробивши його рівномірним. На мауерлат впливають два типи навантажень. Це вага самого даху, що скупчився на ній снігу, вплив на покрівлю поривів вітру та інші природні явища.
Інше навантаження пов'язане з розпиранням кроквами стін будівлі. У разі підвищення ваги покрівлі вона значно зростає. Сучасні матеріали для будівництва будівель, такі як керамзитобетон, газобетон, при ряді позитивних характеристик не здатні витримувати подібне навантаження, що розпирає. Перед монтажем на них мауерлат обов'язково необхідно створити армований пояс.
Цегляні стіни мають більшу витримку до точкових навантажень, тому для монтажу на них мауерлата достатньо застосовувати анкера або закладні деталі. Проте, експерти рекомендують використання армопояса і для цегляних стін, якщо будівля зводиться у сейсмонебезпечному регіоні.
Кріплення покрівлі до будинку
Найважливіше та основне завдання мауерлату – це міцне кріплення покрівлі до будинку. Таким чином, сам мауерлат має бути надійно змонтований до будівлі. 
Основні завдання армованої основи під дах можна звести до таких пунктів:
- Утримання суворої геометрії будівлі за будь-яких ситуацій: сезонні коливання грунту, землетрусу, усадці будинку тощо;
- Вирівнювання стін у горизонтальній проекції, виправлення неточностей та огріхів, допущених під час зведення стін;
- Забезпечення жорсткості та стабільності всієї конструкції будівлі;
- Рівномірне та розподілене розосередження навантаження даху на стіни будівлі;
- Можливість міцного кріплення до армованої основи важливих елементів покрівлі, насамперед мауерлата.
Розрахунок армованої основи під дах
Процес армування основи під мауерлат починається з планування та розрахунків. Необхідно зробити розрахунок розмірів армопоясу. За будівельними стандартами він повинен бути шириною, що дорівнює ширині стіни, і не менше 25 см. Рекомендована висота армованої основи знаходиться в районі 30 см. Армопояс і покладений на нього мауерлат повинні оперізувати весь будинок.
Якщо зведення стін виготовляється з газобетону, то верхній ряд робиться з каменю у вигляді букви U, що створює опалубку. У неї необхідно закласти армуючі елементи та залити всю конструкцію розчином цементу. 
Перед початком власне будівельних робіт необхідно також підготувати необхідний інструментарій та будівельні матеріали. Для створення армованої основи під дах знадобиться:
- Бетонозмішувач для якісного замішування розчину цементу;
- Спеціалізований вібратор, який розганяє цементний розчин в опалубці, не допускаючи створення в конструкції порожнин з повітря;
- Матеріали для спорудження опалубки;
- Арматура.
Технологія встановлення
Монтаж армопояса починається після робіт кладок. Потрібно дочекатися повного висихання кладки.
Створення опалубки та укладання арматури
Першим етапом ведеться спорудження опалубки. У будинках з газобетонних блоків крайній ряд кладки виготовляється з блоків у вигляді букви U.Якщо таких немає у розпорядженні, то зовнішня частина опалубки створюється з розпиляних 100 мм блоків, а внутрішня – з дощок. Монтаж проводиться за суворого дотримання горизонтального рівня.
В опалубку закладається каркас із арматури. Його поздовжня частина формується з 4 лозин арматури з діаметром від 12 мм. Поперечні кріплення робляться з прутів діаметром 8 мм при дотриманні кроку не більше 25 см. У проекції каркас виглядає як квадрат або прямокутник. Деталі каркаса монтуються з нахлестом до 20 см. Місця з'єднання з'єднуються в'язальним дротом. У розчині такий армований каркас існує як монолітний.
Укладання каркасу передбачає дотримання певних правил:
- Товщина бетону від каркасу до опалубки не менше ніж 5 см;
- Щоб дотриматися цього правила під каркас підкладають підставки з брусків потрібної висоти.
Важливою частиною робіт є зміцнення опалубки. Якщо цього не зробити, то її розіп'є від важкості бетону. Це можна виконати різними методами:
Установка кріпильних елементів для мауерлату
Після робіт з опалубкою та укладання арматури можна приступити до встановлення кріплення для мауерлату. Рекомендуємо використовувати різьбові шпильки. Зручно придбати шпильки діаметром 12 мм. Довжина шпильок розраховується з урахуванням того, що їхній низ кріпиться до каркаса, а верх виступає над мауерлатом на 2-2,5 см.
Встановлення шпильок здійснюється з урахуванням:
- Між двома кроквами є щонайменше одна шпилька;
- Максимальний крок встановлення – не більше 1 метра.
Заливання цементним розчином
Головна особливість армованої основи під мауерлат – його міцність. Досягти її можна тільки при заливанні бетонного розчину за один раз.
Для створення бетонної суміші застосовується бетон не менше ніж М200. Найкраща суміш для залиття пояса готується за такими пропорціями:
- 1 частина цементу М400;
- 3 частини промитого піску та стільки ж щебеню.
Підвищити міцність та швидкість затвердіння суміші допоможе застосування пластифікаторів.
Так як для створення армопояса потрібно відразу багато суміші, то доцільно використовувати бетонозмішувач і спеціальний насос для подачі розчину. За відсутності обладнання знадобиться допомога кількох осіб для приготування та безперервної подачі готової суміші.
Після заливання бетону в опалубку важливо вигнати повітря з можливих повітряних кишень. Для цього може використовуватись спеціальний прилад вібратор та проста арматура, якою суміш протикається по всьому периметру.
Монтаж мауерлату
Зняття опалубки з армопояса можливо тільки бетон досить затвердіє, а до монтажу на конструкцію мауерлата можна приступити не раніше, ніж через 7-10 днів після залиття армопояса.
Перед укладанням деталі мауерлату мають бути спеціальним чином підготовлені:
- Брус мауерлат обробляється антисептиками;
- З'єднання окремих елементів виконуються методом прямого замка або косою прирубкою;
- Мауерлат прикладається до армопоясу та відзначаються місця для шпильок. Отвори під кріплення просвердлюються.
Укладання мауерлату передує укриття армованої основи шаром рулонної гідроізоляції, як правило, для цих цілей використовується руберойд.
Мауерлат кріпиться великою шайбою та гайкою, для підстрахування використовуються контргайки. Після затягування всіх кріпильних елементів верхівки шпильок, що залишилися, зрізаються болгаркою.
Підведемо підсумки
Армована основа під мауерлат – скоріше необхідність, ніж розкіш. Покрівельна конструкція дуже впливає на стіни будинку, яке хоч і розподіляється рівномірно завдяки мауерлату, але може негативно позначитися на міцності всієї будівлі.
Створення армопояса необхідне в будівлях із газо- та керамзитобетону через неміцність цих матеріалів, у зонах з високою сейсмічною активністю. Також зміцнення стін під мауерлат доцільно проводити під час створення важких покрівельних споруд.
Виконання армування верхньої частини стін не є складною роботою, яка потребує залучення спеціалістів. За дотримання ряду правил і залучення помічників її можна виконати власними силами.
довжина прольоту (м) – 2,3
вага плити перекриття (кг/м2) – 330
стяжка (кг/м2) + меблі та ін. - 270
Стіна (за формулою - 1900 * 0,38 * (довжина прольоту / 2) * 1,2 (оздоблення) (кг / м.п.) - 996
Покрівля (+сніг і т.д.) (кг/м.п.) – 1000
Ширина перемички (м) – 0,38
h (за формулою (h01+h02)/2) (м) - 0,17
Власна вага перемички (кг/м) – 279,68
Довжина плити ((5+4,8)/2)(м) - 4,9
Розрахункове навантаження на погонний метр складе (кг/м.п.) – 7176,04
Максимальний згинальний момент для такої балки складе (М макс./1,5) (кгм) – 3163,437633
(Тут розділив на 1,5, т.к. " Якщо балка - частина армопояса, отже її слід розглядати як жорстко защемлену балку. Тобто максимальний момент буде на опорах і буде в 1.5 рази менше, ніж для шарнірно-опертої балки . І працювати на опорах буде саме верхня арматура.")
А0 – 0,198659727
За таблицею? - 0,89
За таблицею ξ - 0,22
Коеф. якості обтиснення бетоном арматури (якість вібрації), Ко - 0,8
Необхідна площа перерізу арматури (см2) (Тут множив на Ко) - 7,259853568
На даний момент в армопоясі закладено перетин (3 вгорі + 3 внизу) * 1,5386 (площа арматури Ø14 мм) = 9,2316
Чи вірні мої розрахунки? Чи достатньо запасу міцності, щоб спати спокійно:)?
20-07-2015: Лікар Лом
Ваша старанність варта всіх похвал, але й помилок ви наробили достатньо. Думаю, запасу міцності вистачить, хоч і перерахувати з урахуванням (або не обліком) таких помилок варто:
1. Навантаження на плиту прийнято з гарним запасом, але я це лише вітаю.
2. За таких розмірів вашого отвору і за умови, що простінки з кожної сторони отвору не менше 0.8-0.9 м розрахункове навантаження від стіни, що знаходиться вище, приймають меншого значення, подробиці дивіться в статті "Розрахунок металевої перемички для несучих стін". Та й навантаження від покрівлі в цьому випадку піде на простінки.
3. Для спрощеного розрахунку слід використовувати лише ho1. Якщо ви хочете врахувати наявність арматури в стислій зоні, то методика такого розрахунку викладена у статті "Розрахунок з/б балки з арматурою в стиснутій зоні".
4. Формула визначення моменту на опорах М = ql^2/12.
20-07-2015: Володимир
Спасибі за швидку відповідь.
Прорахував ще раз за методикою обчислення площі перерізу арматури, покладеною в один ряд, для нижньої частини балки та отримав значення 3,05 см2. У мене закладено 3 нитки 14-ї арматури, що складає 4,62 см2. Виходить, що запас є.
Але у мене два ряди, значить у нижньому ряду площа перерізу арматури має бути меншою, ніж отримані 3,05 см2. Вважаємо за методикою наведеною у статті "Розрахунок з/б балки з арматурою в стиснутій зоні". У статті розглядається ситуація, коли умова am< aR не выполняется.
За моїх даних умова am< aR выполняется, т.е. нет необходимости использовать арматуру в сжатой части. Если продолжить вычисления то имеем отрицательное значение A"s=-9,2 см2. Если и дальше продолжить вычисления, то As=ξRRbbho/Rs + A"s и равняется 7,79 см2. Получается что при условии am < aR по приведенным формулам рассчитывать площадь сечения нельзя. Как же мне зная площадь сечения в сжатой зоне найти необходимую площадь сечения в растянутой зоне?
21-07-2015: Лікар Лом
Якщо у вас згідно з розрахунками навіть у розтягнутій зоні арматура закладена з гарним запасом, то ускладнювати розрахунки обліком арматури в стиснутій зоні не має сенсу, тому що арматура в стислій зоні ще більше збільшить запас міцності, тобто ваша конструкція витримає ще більше навантаження.