Замена хомутов на отдельные стержни в железобетонных конструкциях: анализ и расчёт
Вопрос
При сборке арматурных каркасов иногда возникает «рационализаторское» предложение: заменить замкнутые хомуты (поперечную арматуру, охватывающую продольные стержни по периметру) на отдельные стержни — например, вместо хомута Ø8 мм поставить два отдельных штыря по бокам балки. С точки зрения удобства монтажа это проще — не нужно гнуть хомуты. Но допустимо ли это по СП 63.13330.2018 и как влияет на прочность и трещиностойкость?
Краткий ответ
Замена замкнутых хомутов на отдельные стержни в общем случае не допускается для несущих конструкций. Причины:
- Потеря анкеровки: отдельный стержень не имеет отгибов (крюков) на концах для анкеровки в сжатой зоне бетона — при достижении предельных нагрузок он вырывается из бетона, не обеспечивая поперечного армирования;
- Снижение трещиностойкости: хомут, охватывающий продольную арматуру по периметру, сдерживает развитие продольных трещин (от распора бетона при сжатии). Отдельные стержни этого не делают;
- Нарушение работы на кручение: при кручении замкнутый контур хомута критически важен — отдельные стержни не создают замкнутого контура.
Допустимо только в ненесущих конструкциях (перегородки, полы по грунту) при наличии расчётного обоснования.
Полный ответ
1. Чем отличается хомут от отдельного стержня
| Характеристика | Замкнутый хомут | Отдельные стержни |
|---|---|---|
| Анкеровка концов | Загиб (крюк) в сжатой зоне ≥ 6d | Отсутствует (гладкий торец) |
| Удержание продольной арматуры | Охват по периметру (предотвращает выпучивание) | Нет (продольные стержни свободны с 2 сторон) |
| Работа на кручение | Замкнутый контур воспринимает момент | Нет замкнутого контура |
| Сдерживание продольных трещин | Да (обжатие сечения) | Частично (только с 2 сторон) |
2. Расчёт анкеровки хомута по СП 63.13330
Базовая длина анкеровки:
l₀,an = (Rs × As) / (Rbond × us)
где:
- Rs — расчётное сопротивление арматуры, МПа;
- As — площадь сечения стержня, мм²;
- Rbond — расчётное сопротивление сцепления (2,5 МПа для B25);
- us — периметр стержня, мм.
Для хомута Ø8 мм А240 в бетоне В25: l₀,an = 210 × 50,3 / (2,5 × 25,1) = 168 мм. С коэффициентом запаса 1,5 — 252 мм. Загиб крюка 6d = 48 мм обеспечивает анкеровку даже при недостаточной длине заделки. У отдельного стержня без крюка анкеровка равна нулю на длине менее l₀,an.
3. Исключения: когда отдельные стержни допустимы
- Конструктивное армирование перегородок (не несущих) — толщина ≤ 120 мм, армирование противоусадочное;
- Армирование полов (арматурная сетка с приваркой пересечений) — сетка работает как единое целое;
- Приварка концов отдельных стержней к продольной арматуре контактной сваркой (согласно ГОСТ 14098) — создаётся анкеровка, эквивалентная крюку.
Заключение
Замена хомутов на отдельные стержни без расчётного обоснования — нарушение, которое может привести к обрушению конструкции при запроектных нагрузках. Для несущих балок, колонн, ригелей — только замкнутые хомуты с анкеровкой крюками по СП 63.13330.2018. Для конструктивного армирования допустимы сетки и отдельные стержни при условии их анкеровки (приварка к продольной арматуре).
Список литературы и нормативных документов, на основе которых написана статья
- СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции»;
- ГОСТ 14098-2014 «Соединения сварные арматуры и закладных изделий ЖБК»;
- Пособие по проектированию бетонных и ЖБК (к СП 63.13330).
