Нахлёст арматуры: какой длины и где можно стыковать

Арматуру привозят прутками ограниченной длины, а плита, стена или перекрытие бывают длиннее. Стержни продолжают внахлёст: кладут рядом с запасом по длине и связывают. Сколько должен быть этот запас, решает не привычка, а расчёт: короткий нахлёст — слабое место во всей конструкции.

Как работает нахлёст

Два стержня в нахлёсте не держатся друг за друга — проволока только фиксирует их до заливки. Усилие с одного стержня переходит в бетон, а из бетона в соседний стержень. Работает сцепление: выступы периодического профиля упираются в бетон по всей длине нахлёста.

Поэтому длина нахлёста зависит от трёх вещей:

• Класс арматуры. Чем прочнее сталь, тем выше усилие в стержне и тем длиннее нужен нахлёст. У А500 он длиннее, чем у А400.
• Класс бетона. Чем прочнее бетон, тем лучше он держит стержень и тем короче нахлёст.
• Диаметр. Нахлёст считают в диаметрах: у толстого стержня он длиннее в миллиметрах.

По п. 10.3.29 СП 63 вязаные стыки внахлёст делают с прямыми концами стержней периодического профиля, с поперечными стержнями на длине нахлёста или с загибами на концах. Гладкие стержни стыкуют только с крюками или петлями.

Как считают по СП 63

Сначала находят базовую длину анкеровки — сколько стержень должен пройти в бетоне, чтобы его не выдернуло. По п. 10.3.24 СП 63:

• l0,an = Rs · ds / (4 · Rbond), где Rs — расчётное сопротивление арматуры, ds — диаметр;
• Rbond = η1 · η2 · Rbt — сцепление арматуры с бетоном, где Rbt — расчётное сопротивление бетона растяжению;
• η1 учитывает профиль: 2,5 для горячекатаной арматуры периодического профиля, 2,0 — для холоднодеформированной, 1,5 — для гладкой;
• η2 учитывает диаметр: для стержней до 32 мм он равен 1.

Потом по п. 10.3.30 СП 63 считают длину нахлёста:

• ll = α · l0,an · As,cal / As,ef, где As,cal — площадь арматуры по расчёту, As,ef — фактическая;
• α = 1,2 для растянутой арматуры и 0,9 для сжатой — если стержни периодического профиля с прямыми концами и в одном сечении стыкуется до половины из них.

Значения берут из таблиц СП 63: Rs для А400 — 340 МПа, для А500 — 435 МПа; Rbt для В20 — 0,90 МПа, для В25 — 1,05 МПа, для В30 — 1,15 МПа.

Сколько диаметров выходит

Мы посчитали нахлёст по формулам СП 63 для растянутой арматуры при α = 1,2, когда стержень по расчёту используется полностью (As,cal = As,ef). Значения округлили вверх.

Для бетона В25 в миллиметрах:

Это ориентир, а не замена проекту. Если арматуры поставили с запасом против расчёта, нахлёст по формуле короче; если стержни сжатые — тоже. А если в одном сечении стыкуются все стержни, он длиннее. Точную длину нахлёста задаёт проект. Сколько весит арматура вместе с нахлёстами, посчитает калькулятор веса арматуры.

Минимум и предельный диаметр

Какой бы короткой ни вышла длина по формуле, по п. 10.3.30 СП 63 нахлёст делают:

• не короче 20 диаметров стержня;
• не короче 250 мм.

Вязаные нахлёсты по тому же пункту делают у стержней диаметром до 40 мм.

Анкеровка — другое дело: это заделка конца стержня в бетон, например у края плиты. По п. 10.3.25 СП 63 она не короче 15 диаметров и 200 мм. Минимумы у них разные: у нахлёста — 20 диаметров и 250 мм, у анкеровки — 15 диаметров и 200 мм.

Стыки вразбежку

Нахлёст работает через бетон, а не через сталь. Если все стыки собрать в одну линию, в плите или балке появится сечение, где вся арматура держится только за счёт сцепления. Поэтому стыки соседних стержней разносят по длине.

• Одно сечение. По п. 10.3.30 СП 63 стыки считают в одном расчётном сечении, если их центры лежат на отрезке длиной 1,3 · ll. Значит, соседний стык сдвигают дальше этого отрезка.
• Половина стержней. Коэффициент α = 1,2 действует, если в одном сечении стыкуется до 50 % растянутой арматуры периодического профиля.
• Гладкие стержни. Для гладкой арматуры с крюками или петлями — до 25 % в одном сечении.
• Все стержни сразу. Если в одном сечении стыкуют 100 % стержней, α берут 2,0 для растянутой и 1,2 для сжатой арматуры. Нахлёст выходит на две трети длиннее: для А500 при бетоне В25 — около 83 диаметров, для Ø12 это почти метр.

Выходит, что стыки вразбежку не только надёжнее, но и экономят металл. Где именно стыковать стержни, показывает проект.

Расстояния между стержнями

• Два стержня в нахлёсте кладут рядом: по п. 10.3.30 СП 63 расстояние в свету между ними — до 4 диаметров. Если разнести их шире, бетон между ними хуже передаёт усилие.
• Соседние нахлёсты по ширине не сжимают вплотную: расстояние в свету между ними — не меньше 2 диаметров и не меньше 30 мм, чтобы бетон прошёл между стержнями.

Защитный слой у нахлёста тот же, что у остального каркаса: два стержня рядом не должны прижаться к опалубке. Как его выдерживают, разобрано в статье о защитном слое и фиксаторах.

Вязка и приёмка

Нахлёст связывают проволокой по длине, чтобы стержни не разошлись при заливке и вибрировании. По п. 5.16.14 СП 70 пересечения и нахлёсты вяжут отожжённой проволокой. Какие узлы вяжут и чем, рассказано в статье о вязке арматуры.

При приёмке каркаса нахлёсты меряют рулеткой. Допуск по таблице 5.10 СП 70: короче проектного нахлёст может быть максимум на 5 %, длиннее — не нормируется.

В колоннах и стенах стержни стыкуют с выпусками из фундамента. Если все стержни колонны продолжают на одной высоте, это 100 % стыков в одном сечении, и нахлёст считают с повышенным α. Как ставят выпуски, рассказано в статье о монолитных колоннах.

Где ошибаются

• Нахлёст на глаз. Стержни перехлестнули на 20–30 см, потому что «так делают», а по расчёту для Ø12 нужно 470–600 мм.
• Посчитали под А400, привезли А500. У более прочной стали нахлёст длиннее, а длину оставили прежней.
• Бетон слабее проектного. Заказали бетон класса ниже, чем в проекте, — нахлёст по формуле должен вырасти.
• Все стыки в одну линию. Стержни нарезали одинаково, и все нахлёсты оказались в одном сечении плиты.
• Стержни нахлёста разошлись. Один ушёл к верхней сетке, другой остался внизу, и расстояние между ними превысило 4 диаметра.
• Гладкие стержни без крюков. Гладкую арматуру положили внахлёст с прямыми концами — так стык не работает.
• Нахлёсты не учли в металле. Посчитали арматуру по длине плиты, и стержней не хватило — нахлёсты срезали короче.

Чек-лист нахлёста

1. Длина нахлёста взята из проекта для своего класса арматуры и бетона.
2. Нахлёст не короче 20 диаметров и 250 мм.
3. Стыки соседних стержней разнесены дальше 1,3 длины нахлёста.
4. Доля стыков в одном сечении — в пределах, которые допускает проект.
5. Стержни в нахлёсте лежат рядом — не дальше 4 диаметров в свету.
6. Между соседними нахлёстами не меньше 2 диаметров и 30 мм.
7. Нахлёсты связаны проволокой и выдерживают защитный слой.
8. Нахлёсты учтены в расчёте металла.