Арматура для багатоповерхових будівель: особливості проектування каркасів

Ви проєктуєте багатоповерховий будинок і сумніваєтеся, яку арматуру закладати в колони і перекриття? Боїтеся, що каркас не витримає реальних навантажень або не пройде експертизу? Не впевнені, як правильно армувати вузли сполучення, щоб уникнути тріщин і перевитрати металу?

Ці питання знайомі кожному інженеру, проектувальнику і забудовнику, хто стикався з монолітним або збірно-монолітним будівництвом. Адже помилка в розрахунках або виборі арматури може обернутися не просто деформаціями, а критичними ушкодженнями конструкції, що зривають увесь проєкт.

Багатоповерхові будівлі – це завжди про підвищені навантаження, складні силові схеми і відповідальність. Тут недостатньо просто «поставити арматуру міцніше» – важливо точно розуміти, де, яку і чому саме таку. Інакше – ризики, перевитрата, претензії від технагляду і витрати на переробки.

У цій статті фахівці компанії «Стіллар» детально пояснюють:

• як вибирати арматуру для багатоповерхових будівель;
• які чинники критичні під час проєктування каркаса;
• де найчастіше припускаються помилок і як їх уникнути.

Якщо ви хочете бути впевнені, що ваш арматурний каркас витримає і навантаження, і час – читайте далі. Ми розповімо, як зробити правильно з першого разу.

Чому арматурний каркас критично важливий у висотному будівництві?

Залізобетон – основний конструктивний матеріал у багатоповерховому будівництві. Але важливо розуміти: бетон відмінно сприймає стискальні навантаження (до 30-50 МПа), тоді як його міцність на розтягнення у 8-10 разів нижча. Це означає, що всі ділянки конструкції, де виникають зусилля, що розтягують і згинають, мають посилюватися арматурою.

Де і чому виникають розтягувальні зусилля?

1. У консолях і балках – під час вигину нижня частина працює на розтягнення;
2. У колонах – під час позацентрового стиснення і сейсмічних впливів;
3. У стінах – у разі нерівномірного осідання або горизонтальних сил (вітер, земля);
4. У фундаментних плитах – від тиску ґрунту і вагових навантажень зверху.

При цьому висота будівлі радикально збільшує навантаження:

• У будівлі на 15 поверхів навантаження на нижні колони може сягати до 1500-3000 кН, а в 25-поверхівці – і понад 6000 кН на одну колону.
• У багатоповерхівках понад 50 м вітрове навантаження стає визначальним: за СП 20.13330.2016 воно може перевищувати 0,3-0,5 кПа, і все воно лягає на каркас.
• Якщо будівлю будують у сейсмонебезпечному районі (наприклад, південь України, Закарпаття), до конструкцій висувають додаткові вимоги на сприйняття горизонтальних коливань. Згідно з ДБН В.1.1-12:2006, у таких умовах арматура повинна витримувати багаторазові цикли змінної напруги без втрати несучої здатності.

Що відбувається в разі неправильного проєктування?

• Недостатня площа поперечного перерізу арматури в колоні → втрата стійкості нижнього рівня;
• Неправильний крок поперечної арматури → розвиток косих тріщин і зсувів у ригелях;
• Ігнорування анкерування або компенсаційних швів → розтріскування плит уже на стадії експлуатації.

Ось чому арматурний каркас у висотці – це не просто «сіточка в бетон». Це інженерна система, яка повинна:

• Розподіляти зусилля між елементами;
• Запобігати крихким руйнуванням;
• Забезпечувати міцність, жорсткість і стійкість будівлі навіть за екстремальних впливів.

Каркас повинен проектуватися за розрахунковими схемами з урахуванням:

• Вторинних моментів (висотні будівлі чутливі до деформації);
• Ефекту повзучості та усадки бетону;
• Протипожежної стійкості – арматура має мати достатній захисний шар (зазвичай не менше ніж 25-40 мм, залежно від умови експлуатації).

Вимоги до арматури у висотних спорудах

Проектування і зведення багатоповерхових будівель висуває підвищені вимоги до арматурної сталі. Будь-які відхилення від нормативів, неякісні матеріали або неправильний вибір перерізу можуть призвести до незворотних наслідків – від утворення тріщин до аварійних руйнувань. Нижче – ключові параметри, на які необхідно спиратися.

Клас арматури: вибираємо за міцністю та пластичністю

Для висотних будівель основним робочим матеріалом є арматура класу A500C – це гарячекатана низьколегована сталь із межею плинності не менше ніж 500 МПа, високою пластичністю (подовження не менше ніж 14%) та відмінною зварюваністю (буква «С»). Вона відповідає вимогам:

• ДСТУ 34028-2016;
• ДСТУ 3760:2019 (для українських виробників);
• EN 1992-1-1 (Eurocode 2) – у разі проєктування за європейськими нормами.

Приклад: арматура A500C Ø25 мм у колоні здатна сприймати поздовжню силу понад 250-300 кН на один стрижень, водночас не втрачаючи здатності до деформації, що критично в умовах сейсміки або перерозподілу навантажень.

У сейсмостійких зонах рекомендується використання B500B або B500C – аналогічна міцність, але підвищені вимоги до рівномірності пластичної течії, циклічної міцності та ударної в’язкості. Особливо це важливо для армування:

• першого-другого поверхів;
• зон із концентрацією зусиль (стики, вузли, анкерування).

На ділянках із підвищеними навантаженнями – наприклад, у колонах стилобатної частини, ядрах жорсткості, попередньо напружених елементах – застосовують арматуру класів A600, A800, A1000. Це термомеханічно зміцнена сталь (іноді з подальшою холодною витяжкою), що відрізняється межею плинності до 800-1000 МПа.

Важливо: з підвищенням класу арматури збільшується не тільки міцність, а й вимоги до контролю якості зварювання, згинання і захисного шару.

Діаметри арматури: як підбирати під елемент

У висотному будівництві використовується широкий діапазон діаметрів – від 12 до 40 мм, причому їхній вибір суворо залежить від несучої функції та геометрії елемента:

Обмеження: максимальний діаметр арматури часто обмежується:

• мінімальними кроками між стрижнями (за СНиП – не менш як Ø стрижня і не менш як 25 мм);
• товщиною захисного шару (не менш як 25-40 мм залежно від умов експлуатації);
• допустимим відсотком армування (не більш як 6% площі перерізу елемента).

Походження, сертифікація та стандарти

В умовах висотного будівництва використання тільки сертифікованої арматури – це не формальність, а вимога проєктних норм. Неприпустимо застосовувати:

• арматуру з невідомими характеристиками міцності;
• відновлену або вторинну арматуру (з термічною втомою, слідами корозії);
• прокат без сертифікатів на відповідність ГОСТ, ТУ або EN.

На практиці необхідно:

1. Запитувати паспорти якості із зазначенням партії, плавки, механічних характеристик;
2. Перевіряти наявність сертифікатів ISO 9001, EN 10204, відповідності ДСТУ Б В.2.6-156:2010;
3. Для імпорту – підтвердження відповідності нормам EN 10080 і Eurocode 2.

Факт: в Україні регулярно виявляють випадки постачання арматури підробленого виробництва. Тільки великі постачальники, такі як компанія «Стіллар», працюють безпосередньо із заводами і надають повний комплект документів, включно з висновками випробувань.

Особливості проектування арматурного каркаса

Каркас має працювати як єдина просторова система

Це досягається за рахунок:

• правильного розташування поздовжньої і поперечної арматури;
• надійних стиків (внапуск, зварювання, муфти);
• продуманого анкерування в зонах з’єднання колон, балок і плит;
• фіксації захисного шару (щонайменше 25 мм усередині приміщення і 35-40 мм на вулиці або в агресивному середовищі).

Облік нерівномірних навантажень

Каркас проектується з урахуванням:

• кроків колон і плит перекриттів;
• розподілу маси обладнання, перегородок;
• зосереджених навантажень у місцях ліфтових шахт, сходових маршів;
• можливих горизонтальних навантажень (вітер, сейсміка, усадка будівлі).

Армування вузлів сполучення

Особливу увагу приділяють зонам:

• примикання ригелів до колон;
• плит до балок;
• кутів будівель;
• місць технологічних прорізів.

Помилки в цих місцях призводять до тріщин, деформацій і втрати стійкості. Посилене армування і захист від висмикування арматури – стандартні заходи.

Часті помилки і як їх уникнути

1. Використання невідповідного класу сталі – призводить до недостатньої міцності або крихкого руйнування.
2. Неправильна довжина нахлеста при в’язанні – знижує несучу здатність.
3. Ігнорування захисного шару – призводить до корозії арматури і руйнування бетону.
4. Недостатнє деталювання вузлів – слабкі точки каркаса.

Проектування має виконуватися із застосуванням сучасних розрахункових програм, з обов’язковою перевіркою вручну. Усі креслення – із зазначенням розташування, діаметра і способу з’єднання арматури.

Армування багатоповерхових будівель

Арматурний каркас – це не просто допоміжний елемент у залізобетонних конструкціях, а ключовий структурний компонент, який забезпечує несучу здатність, сейсмостійкість і довговічність усієї багатоповерхової будівлі. В умовах зростаючих навантажень, складної геометрії споруд і нових будівельних норм помилки в підборі арматури або проєктуванні каркаса можуть коштувати дуже дорого – від появи небезпечних тріщин до катастрофічних обвалів.

Щоб уникнути цих ризиків, необхідно:

• правильно підбирати клас і діаметр арматури відповідно до типу конструктивних елементів і навантажень;
• використовувати винятково сертифіковану продукцію, що відповідає ДСТУ, ДСТУ, EN;
• дотримуватися нормативів під час проєктування, армування, анкерування та зварювання.

Компанія «Стіллар» понад 10 років постачає арматуру для відповідального будівництва по всій Україні та надає інженерну підтримку на кожному етапі:

1. Сертифікована арматура A500C, B500C, A600-A800 у всіх доступних діаметрах;
2. Допомога в підборі рішень під специфіку вашого проєкту (сейсміка, глибокі фундаменти, нестандартні вузли);
3. Технічні консультації з армування каркасів, креслення, розрахунки;
4. Оперативна логістика з доставкою точно в строк на об’єкт.

Зв’яжіться з нашими технічними фахівцями вже сьогодні – і отримайте рішення, яке гарантує надійність вашої конструкції на десятиліття.

Телефонуйте або залишайте заявку на сайті – «Стіллар» допоможе побудувати міцний каркас вашого майбутнього!