Що буде з вашим будинком, якщо завтра станеться землетрус? Ви впевнені, що він витримає? Що армування у фундаменті, стінах і перекриттях дійсно спроєктовано з урахуванням сейсмічних ризиків? Або, можливо, ви навіть не підозрюєте, що будуєте або купуєте житло в зоні потенційної небезпеки?
Сейсмічна активність в Україні – не міф. Одеська, Закарпатська, Чернівецька області, південь Херсонської області таять у собі загрозу землетрусів магнітудою до 6-7 балів. А це означає, що помилка у виборі арматури – не просто технічний прорахунок, а ризик для життя.
- Як правильно вибрати арматуру для будівель у сейсмонебезпечних районах?
- Які марки й типи сталі дійсно працюють у критичних умовах?
- Які рішення довели свою ефективність, а які – небезпечний компроміс?
Компанія «Стіллар» – одна з провідних металобаз України – ділиться експертизою, теханалізом, практичними схемами армування та рекомендаціями, що допоможуть вам збудувати дійсно стійку будівлю. Ця стаття дасть вам не просто теорію, а конкретні відповіді, перевірені нормами, інженерними розрахунками і досвідом.
Готові розібратися – і прийняти правильне рішення? Тоді почнемо.
Чому армування критично важливе в сейсмонебезпечних районах
Сейсмічний вплив на будівлю являє собою складне поєднання циклічних навантажень змінного напряму – горизонтальних (основних) і вертикальних (вторинних), що виникають у результаті поширення сейсмічних хвиль через основу споруди. Ці навантаження призводять до багаторазових деформацій елементів конструкцій, що чергуються, особливо у вузлових з’єднаннях, зонах концентрації напружень і опорних ділянках.
Роль залізобетону і вразливість без арматури
Залізобетон у будівництві використовується завдяки своїй високій міцності на стиск. Однак під час розтягування і вигину бетон проявляє крихку поведінку, що характеризується низькою деформаційною здатністю (відносне подовження під час руйнування – не більше 0,1%). Це означає, що без внутрішнього армуючого каркаса він розколюється без попереднього попередження і не здатний чинити опір горизонтальним сейсмічним зусиллям.
Приклад: згідно з дослідженнями Інституту сейсмостійкого будівництва Туреччини (ITÜ), понад 75% обвалень будівель під час землетрусів 2023 року були пов’язані з неадекватним армуванням колон і діафрагм.
Функції арматури під час сейсмічного впливу
Арматура виконує ключову роль у забезпеченні сейсмостійкості конструкцій, за рахунок:
- Підвищення пластичності залізобетону – армування дає змогу конструкції увійти в стадію пластичних деформацій без руйнування, забезпечуючи докритичну поведінку будівлі в період сильних коливань.
- Дисипації енергії – за правильної схеми армування і наявності поперечної арматури (хомутів, анкерувань) вузли здатні поглинати і розсіювати частину сейсмічної енергії, запобігаючи прогресуючому руйнуванню.
- Забезпечення форми роботи конструкції – арматура задає просторову жорсткість елементів (балок, колон, діафрагм), перешкоджаючи розвитку нестабільних форм коливань, включно з втратою стійкості та зсувними руйнуваннями.
Наслідки неефективного армування
Без належного армування будівлі схильні:
- Розвитку крихких руйнувань у вузлах сполучення (колона-балка, діафрагма-перекриття), особливо якщо не забезпечено антисейсмічне армування за ДБН.
- Розкриттю тріщин у розтягнутій зоні та їхній подальшій активації під час циклічних навантажень (зокрема, із втратою зчеплення стрижень-бетон).
- Прогресуючому обваленню (втраті несучої здатності декількох елементів з подальшим «ефектом доміно»).
У звітах про руйнування після землетрусу в Непалі (2015), до 60% багатоквартирних будинків, побудованих без сейсмостійкого армування колон і зв’язків, були повністю зруйновані.
Нормативна база та проєктні вимоги
Згідно з положеннями ДБН В.2.6-98:2009, а також міжнародних стандартів Eurocode 8 (EN 1998-1), для всіх будівель у зонах сейсмічності, що перевищують 6 балів за шкалою MSK-64, передбачено такі проєктні вимоги:
- Застосування арматури з чітко вираженою площадкою плинності (наприклад, A500C);
- Обов’язкове поперечне армування колон і зон сполучень (хомути через 100-150 мм);
- Мінімальна площа поздовжньої арматури – не менше 1% від площі перерізу елемента;
- Наявність антисейсмічних поясів і закладних пристроїв для контролю вузлів сполучення.
Основні вимоги до арматури для сейсмостійких будівель
Під час проєктування і зведення будівель у сейсмонебезпечних районах критично важливим аспектом є не тільки схема армування, а й якість і властивості самої арматурної сталі. Матеріал має забезпечувати надійну роботу конструкції в умовах багаторазових циклічних навантажень, високих деформацій і перевантажень, не втрачаючи несучої здатності і не руйнуючись крихко.
Згідно з нормами ДБН В.2.6-98:2009 і положеннями Єврокоду 8 (EN 1998-1:2004), арматура, яку застосовують у сейсмостійкому будівництві, має відповідати низці ключових характеристик:
Висока пластичність і енергоємність сталі
Критерій: арматура класу не нижче A400C (за ДСТУ 3760:2019) або B500C (за EN 10080)
Пластичність арматури – це здатність сталі деформуватися без руйнування в разі перевищення межі плинності. В умовах землетрусу це дає змогу елементам не руйнуватися миттєво, а працювати в пластичній стадії, поглинаючи і розсіюючи сейсмічну енергію.
- Відносне подовження при розриві має становити не менше 14-16%.
- Необхідний чітко виражений майданчик плинності, що забезпечує прогнозованість поведінки під час перевантажень.
- Важлива здатність до повторних вигинів, особливо в зонах вигину і зчленувань (відсутність надлому під час циклічного навантаження).
Згідно з Eurocode 8, мінімальна енергія пластичних деформацій (ductility demand) для будівель III категорії відповідальності в зоні ≥ 6 балів – 1.6 MJ/m³.
Стійкість до циклічного і втомного навантаження
Критерій: стійкість до багаторазових знакозмінних напруг без деградації властивостей
Під час сейсмічної події конструкції піддаються тисячам циклів навантаження і розвантаження. Арматура повинна зберігати міцність і зчеплення з бетоном без тріщиноутворення і втомних надломів.
- Сталь із низьким вмістом домішок (S, P <0,05%) демонструє кращі втомні характеристики.
- Прокат із контрольованим охолодженням (термомеханічно зміцнена арматура) має більшу стійкість до втоми, ніж гарячекатана без термообробки.
- Рекомендована кількість циклів до руйнування: не менше 2×10⁵ за амплітуди напружень 200-250 МПа.
Хороша зварюваність і технологічність
Критерій: вміст вуглецю не вище 0,22% (Сeq ≤ 0,5%)
Зварюваність критична для виготовлення просторових каркасів, закладних елементів, антисейсмічних поясів і сіток. Низький вміст вуглецю забезпечує:
- відсутність крихких зон у зварному шві,
- високу міцність з’єднань,
- зменшення ризику корозії в області зварювання.
Арматура класу A500C має не тільки високу міцність (до 500 МПа), а й оптимальний хімічний склад (C ≤ 0,22%, Mn ≤ 1,5%), що робить її кращим вибором для сейсмостійких будівель.
Сертифікація та відповідність стандартам
Критерій: відповідність вимогам ДСТУ 3760:2019 та EN 10080 (для B500C)
Сертифікована арматура гарантує стабільні механічні властивості та відповідність параметрам:
| Показник | Норма по ДСТУ 3760:2019 / EN 10080 |
|---|---|
| Межа плинності Re, МПа | ≥ 400 (A400C) / ≥ 500 (B500C) |
| Межа міцності Rm, МПа | ≥ 500 / ≥ 550 |
| Відносне подовження | ≥ 14% |
| Ceq (екв. вуглецю), % | ≤ 0,5 |
| Опір втомлюваності | ≥ 2×10⁵ циклів при 200 МПа |
Також важлива наявність маркування виробника, паспорта якості, протоколів випробувань на зразках із партії. Тільки це дає гарантію, що арматура витримає умови реального землетрусу, а не просто «відповідає на папері».
Які типи арматури підходять найкраще
Підбір арматури для сейсмостійких конструкцій – це не тільки питання міцності, а й питання пластичності, поведінки при циклічному навантаженні, сумісності з бетоном і здатності розсіювати енергію землетрусу. У сейсмічному будівництві застосовують суворо визначені типи арматури, що відповідають нормативам ДБН, Єврокоду 8 і EN 10080.
Арматура класу A500C (аналог B500C за EN 10080)
Рекомендується як основна арматура для несучих елементів у сейсмічному будівництві.
Технічні характеристики:
- Межа плинності (Re): ≥ 500 МПа
- Межа міцності (Rm): ≥ 550 МПа
- Відносне подовження (A5): ≥ 14-16%
- Ceq (еквівалент вуглецю): ≤ 0,5%
- Маркування: рифлена поверхня з 2 поздовжніми виступами
- Зварюваність: висока, допустиме контактне, дугове і точкове зварювання
- Стійкість до втоми: ≥ 2×10⁵ циклів при ∆σ ≈ 200-250 МПа
Переваги:
- Чітко виражений майданчик плинності, що забезпечує передбачувану пластичну поведінку.
- Оптимальний баланс між міцністю і деформативністю.
- Добре працює в зонах вигину, стиків, антисейсмічних поясів.
- Сумісна з більшістю конструкційних бетонів (C20/25-C40/50).
- Стійка до розтріскування при циклічному навантаженні.
Галузі застосування:
- Вертикальні несучі елементи (колони, пілони).
- Діафрагми жорсткості, монолітні ядра.
- Сейсмопояси та поперечне армування балок.
Коментар від «Стіллар»:
Ми рекомендуємо арматуру A500C як базове рішення при проєктуванні будівель у сейсмонебезпечних регіонах України. На нашому складі завжди доступна арматура цього класу з паспортами якості та результатами випробувань.
Композитна арматура (GFRP, CFRP)
Обмежено застосовна в сейсмічному будівництві.
Види:
- GFRP (склопластик) – скловолокно + епоксидна смола
- CFRP (вуглепластик) – вуглецеве волокно + полімер
Технічні характеристики:
- Міцність на розтягнення: 600-1400 МПа
- Модуль пружності: 30-60 ГПа (у 3-4 рази нижчий, ніж у сталі)
- Подовження до розриву: 1,2-2,5%.
- Щільність: у 4-5 разів нижча, ніж у сталі
- Корозійна стійкість: висока
- Поведінка під час навантаження: крихке руйнування без попереджувальних деформацій
Плюси:
- Абсолютна корозійна стійкість, підходить для агресивного середовища.
- Низька вага – спрощує транспортування і монтаж.
- Не проводить електрику і тепло.
Мінуси:
- Відсутність пластичності, руйнування відбувається миттєво.
- Неможливо зварювати, з’єднання тільки клейові.
- Низький модуль пружності – недостатня жорсткість.
- Не витримує ударних і циклічних навантажень – неефективна при сейсмічних впливах.
Згідно з положеннями EN 1998-1, композитні матеріали не можуть застосовуватися як основна робоча арматура в сейсмічно активних зонах. Їх допустимо використовувати тільки для другорядних, невідповідальних елементів, наприклад, у конструкціях огорож, сходів, кронштейнів, не несучих фасадних елементів.
Холоднодеформована арматура
Не застосовується в сейсмостійкому будівництві без додаткової термообробки.
Особливості технології:
Холоднодеформована арматура виготовляється методом пластичного обтиснення сталевого прутка без подальшого відпускання. Це підвищує міцність, але істотно знижує пластичність.
Типові характеристики:
- Межа плинності: до 800 МПа
- Відносне подовження: ≤ 3-5%.
- Поведінка під час навантаження: крихка, з різким руйнуванням
- Невисока зварюваність, ризик утворення тріщин у зоні шва
- Висока чутливість до концентрації напружень
Небезпеки застосування:
- Відсутність «попереджувальної» стадії плинності.
- Різкий обрив зусиль без залишкових деформацій.
- При сейсмічних ударах таке армування втрачає несучу здатність у перший же цикл.
У звітах європейських дослідницьких інститутів зазначено, що холоднодеформована арматура демонструє зниження залишкової міцності на 20-30% вже після 10⁴ циклів коливань.
Застосування холоднодеформованої арматури в сейсмічному будівництві не допускається без підтвердження характеристик після термообробки (нормалізація, відпуск). У практиці України та ЄС така арматура в зонах ≥ 6 балів – заборонена для відповідальних конструкцій.
Резюме за типами арматури
| Тип арматури | Пластичність | Сварка | Поведінка при сейсм. навантаженні | Застосування |
|---|---|---|---|---|
| A500C (B500C) | висока | так | пластичне, енергоємне | основна |
| Композитна (GFRP, CFRP) | низька | ні | крихке | допоміжня |
| Холоднодеформована | дуже низька | ризик | різке руйнування | заборонена |
Ефективні схеми армування: технічні рішення
Сейсмостійкість залежить не тільки від матеріалу, а й від схеми армування:
- Каркаси із замкнутими хомутами – запобігають розкриттю тріщин, утримують стрижні.
- Поперечне армування в колонах і стінах – збільшує енергоємність конструкції.
- Антисейсмічні пояси (монолітні залізобетонні кільця) – забезпечують горизонтальну жорсткість.
У сейсмічно активних регіонах рекомендується збільшувати кількість хомутів і хомутів з арматури діаметром не менше 8 мм.
Що пропонує компанія «Стіллар»
Ми розуміємо важливість надійного армування в сейсмонебезпечних зонах. Наша металобаза в Києві пропонує:
- Сертифіковану арматуру A400C і A500C, що відповідає ДСТУ 3760:2019
- Комплексну консультацію з підбору арматури під проєкт
- Доставку по всій Україні
- Гарантовану простежуваність партії та паспорта якості
Ми співпрацюємо з проєктними організаціями, девелоперами та підрядниками, які беруть участь у будівництві в Одесі, Ужгороді, Чернівцях та інших регіонах, де сейсмічні ризики особливо актуальні.
Арматура в сейсмонебезпечних районах – це не просто будівельний матеріал, а один із ключових чинників безпеки. Вибір класу, якості, схеми армування і постачальника безпосередньо впливає на стійкість будівель до землетрусів. Компанія «Стіллар» рекомендує використовувати перевірені рішення, що відповідають стандартам, і за необхідності – звертатися за професійною консультацією.
Зв’яжіться з нами сьогодні – і ми допоможемо підібрати арматуру, яка забезпечить надійність на десятиліття.