Количество арматуры: какая нужна толщина прутков для одноэтажного и двухэтажного дома, как рассчитать? — АртСтрой — строительные материалы в Санкт-Петербурге

Содержание

какая нужна толщина прутков для одноэтажного и двухэтажного дома, как рассчитать?

Ленточный фундамент – это самый распространенный вариант основания здания. В большинстве случаев он применяется с усилением арматурой.

Армирование необходимо для защиты бетона от изгибающих и растягивающих нагрузок, которые его разрушают. Характеристики фундамента и всего здания во многом зависят от точности расчета диаметра арматуры.

Арматура какого диаметра применяется для возведения ленточного фундамента, как ее выбрать, как правильно рассчитать, расскажем в статье.

Правила выбора

В строительстве фундаментов применяется два вида арматуры – композитная и металлическая. Традиционно используются металлические прутки. Они выпускаются с диаметром от 5 до 32 мм.

Композитный материал для усиления фундаментов применяется относительно недавно, но он уверенно вытесняет металлический аналог. Преимущества композитного материала – отсутствие электропроводности и устойчивость к коррозийным процессам.

При выборе необходимо учитывать основные характеристики строящегося здания – площадь, этажность, вид стеновых материалов, вариант кровли, тип грунта и степень его пучинистости.

Каркас состоит из продольных прутков, вертикальных и поперечных. Поперечные и вертикальные элементы необходимы для придания конструкции жесткости. Основную нагрузку берут на себя продольные прутки. Они изготавливаются обычно из рифленой арматуры 12-14 см.

Благодаря рифленой поверхности прутки лучше сцепляются с бетоном, что обеспечивает фундаменту сопротивляемость растягивающим нагрузкам. Поперечины могут быть выполнены из гладких прутьев толщиной от 4 до 10 мм.

Требования по СНиП

Установленные правила СНиП определяют толщину и количество продольных арматурин. Согласно принятым требованиям, суммарное сечение всех основных элементов каркаса должно составлять не менее 0,1% от сечения всей фундаментной ленты (СНиП 52-01-2003).

Применять можно прутки любой толщины от 10 мм. Количество продольных прутков должно быть не меньше 4, так как иначе не получится сконструировать надежный устойчивый каркас.

Это означает, что самые легкие постройки требуют обустройства каркаса их 4 прутков 10 мм. Для более массивных зданий делаются индивидуальные расчеты.

Минимальный диаметр стержней в зависимости от назначения армирования

Поскольку нагрузку от постройки несут только продольные прутки, в СНИП указаны требования именно к ним.

Они должны быть толщиной не меньше 10 мм. Поперечные прутки нагрузку не несут, но выполняют функцию фиксации и придания конструкции жесткости.

Если длина основания меньше 3 м, то минимальный диаметр продольных прутьев должен быть 10 мм; если больше 3 м — 12 мм.

Расчет толщины сечения

Расчет поперечных и вертикальных прутков и продольных отличается из-за общей нагрузки и требований СНИП.

Поперечная и вертикальная

Для дополнительных поперечных и вертикальных элементов диаметр выбирается в соответствии с проектом. При этом учитываются его размеры, количество длинных арматурин, шаг установки поперечин. Обычно используют гладкие прутья 6-8 мм.

Диаметр поперечной и вертикальной арматуры необходимо подбирать согласно таблице:

Условия использования арматуры	Минимальный диаметр арматуры в мм
Вертикальная при высоте поперечного сечения ленты менее 80 см	6
Вертикальная при высоте ленты более 80 см	8
Поперечная арматура	6

Какой диаметр арматуры нужен для одноэтажного дома? В строительстве 1- 2-этажных частных домов обычно для вертикального и поперечного армирования используются 8-миллиметровые прутья.

Продольная

Для расчета нужно узнать площадь сечения фундамента. Для этого его высоту нужно умножить на ширину. Площадь сечения арматуры должна быть 0,1% от площади сечения основания, значит нужно полученный результат умножить на 0,1%.

Кроме этого необходимо понимать, по какой схеме будет собираться каркас. Обычно он состоит из 4 или 6 продольных прутков.

Рассмотрим примеры расчетов:

Пример

Рассчитаем толщину прутков для ленты с высотой 80 и шириной 30 см. Площадь сечения такой ленты составляет 2400 квадратных см, а 0,1% от него – 2,4 см.

80 * 30 * 0.1% = 2,4 см²

Допустим, планируется использовать арматуру 12 мм. Берем ее площадь поперечного сечения — 1,13 квадратных сантиметров.

Эту площадь можно посмотреть ниже в таблице или высчитать по формуле площади окружности: S=πR², где:

R – радиус,
π – 3,14.

Считаем сколько прутьев (ниток) должно быть в каркасе. Делим 2,4 на 1,13, получаем 2 с остатком, значит, чтобы выполнить требования, нужно применить каркас с тремя нитями. 1,13 * 3 = 3,39 см², а это больше чем 2,4 см², которые рекомендует СНиП.

3 нитки на два пояса поделить не получится, а нагрузка будет значительной и с той и с другой стороны. Для обеспечения ему устойчивости нужно минимум 4 прута. При использовании 4 прутьев в 12 мм получается слишком большой запас прочности.

Оптимальный вариант здесь – взять 4 прута меньшего диаметра. Вполне будет достаточно 10-миллиметровой арматуры. Его площадь — 0,79 см². Если умножить на 4, получится 3,16 см², этого параметра будет достаточно.

Чтобы не высчитывать диаметр каждого прута по площади сечения, можно воспользоваться специальной таблицей:

Номинальный диаметр, мм	Площадь поперечного сечения, см2	Масса 1 метра, теоретическая, кг
6	0,283	0,222
7	0,385	0,302
8	0,503	0,395
10	0,785	0,617
12	1,131	0,888
14	1,54	1,21
16	2,01	1,58
18	2,64	2
20	3,14	2,47
22	3,80	2,98
25	4,91	3,85
28	6,16	4,83
32	8,04	6,31
36	10,18	7,99
40	12,58	9,87
45	15,90	12,48

Подобные расчёты очень удобно производить в Microsoft Excel.

Прутья разной толщины почти никогда не используются. Если по какой-то причине приходится это делать, более толстые арматурины применяют для нижней обвязки.

Почему важно правильно рассчитывать?

Диаметр прутьев должен быть правильно рассчитан. Если использовать материал меньшей толщины, фундамент получится недостаточно прочным.

Со временем бетон будет испытывать повышенные нагрузки, а арматурный каркас не сможет их сдерживать.

В результате бетонная лента будет растрескиваться и разрушаться. Исправить такую ошибку в процессе эксплуатации здания невозможно.

Более толстые прутья конструкции не повредят. Но излишний запас прочности – это неоправданные затраты, увеличивающие бюджет строительства.

Все самое важное об армировании ленточного фундамента найдете в этом разделе сайта.

Заключение

В армировании ленточного фундамента основное значении имеют параметры продольных прутьев, которые несут всю нагрузку конструкции. Их диаметр рассчитывается по значению площади сечения фундаментной ленты.

При правильном расчете основание дома получится достаточно надежным, но при этом не будет слишком затратным в обустройстве.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Мой мир

Калькулятор Армирование_Ленты_Онлайн v.1.0 — армирование ленточного фундамента

Калькулятор Армирование-Ленты-Онлайн v.1.0

Расчет продольной рабочей, конструктивной и поперечной арматуры для ленточного фундамента. Калькулятор основан на СП 52-101-2003 (СНиП 52-01-2003, СНиП 2.03.01-84), Пособие к СП 52-101-2003, Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предв. напряжения).

Результаты

Параметры проектируемого фундамента

Ширина фундамента, м:

Высота фундамента, м:

Сечение ленты, м²:

Общая длина ленты, м:

Объем фундамента, м³:

Расчет арматуры

Продольная рабочая арматура

Диаметр арматуры, мм:

Расчитанная площадь сечения арматуры в верхнем (нижнем) поясе, мм²:

Подобранная площадь сечения арматуры в верхнем (нижнем) поясе, мм

Количество стержней арматуры в верхнем (нижнем) поясе, шт:

Количество стержней арматуры на сечение ленты, шт:

Общая площадь сечения арматуры, мм²:

Общая длина стержней, м:

Общая масса арматуры, кг:

Объем арматуры на ленту, м³:

Продольная конструктивная арматура (противоусадочная)

Диаметр арматуры не менее (оптимально 12мм), мм:

Количество стержней арматуры на сечение ленты, шт:

Количество горизонтальных рядов:

Расстояние между рядами (шаг), мм:

Общая длина стержней, м:

Общая масса арматуры, кг:

Объем арматуры на ленту, м³:

Поперечная арматура (хомуты)

Диаметр арматуры, мм:

Расстояние между хомутами (шаг), мм:

Количество хомутов на ленту, шт:

Длина одного хомута (с учетом крюков), м:

Общая длина стержней, м:

Общая масса арматуры, кг:

Объем арматуры на ленту, м³:

Общая масса и объем арматуры на ленту

Масса арматуры, кг:

Объем арматуры на ленту, м³:

Алгоритм работы калькулятора

Конструктивное армирование

Если выбран данный пункт меню, калькулятор рассчитает минимальное содержание рабочей продольной арматуры для конструкции фундамента согласно СП 52-101-2003. Минимальный процент армирования для железобетонных изделий лежит в диапазоне 0.1-0.25% от площади сечения бетона, равной произведению ширины ленты на рабочую высоту ленты.

СП 52-101-2003 Пункт 8.3.4 (аналог Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.11, Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.8)

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.11

В нашем случае минимальный процент армирования составит 0.1% для растянутой зоны. В связи с тем, что в ленточном фундаменте растянутой зоной может быть как верх ленты, так и низ, процент армирования составит 0.1% для верхнего пояса и 0.1% для нижнего пояса ленты.

Для продольной рабочей арматуры используются стержни диаметром 10-40мм. Для фундамента рекомендуется использовать стержни диаметром от 12мм.

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.17

Руководство по конструированию бетонных и ж/б изделий из тяжелого бетона пункт 3. 11

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.27

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.94

Расстояние между стержнями продольной рабочей арматуры

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.13 (СП 52-101-2003 Пункт 8.3.6)

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.14 (СП 52-101-2003 Пункт 8.3.7)

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.95

Конструктивная арматура (противоусадочная)

Согласно руководству по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.104 (аналог Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5. 16) для балок высотой более 700мм предусматривается конструктивная арматура по боковым поверхностям (2 прутка арматуры в одном горизонтальном ряду). Расстояние между стержнями конструктивной арматуры по высоте должно быть не более 400мм. Площадь сечения одной арматуры должна составлять не менее 0,1% от площади сечения, равной по высоте расстоянию между этими стержнями, по ширине половине ширины ленты, но не более 200мм.

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.104 (Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.16)

По расчету получается, что максимальный диаметр конструктивной арматуры составит 12мм. По калькулятору может получаться и меньше (8-10мм), но все же, чтобы иметь запас прочности лучше использовать арматуру диаметром 12мм.

Пример

Исходные данные:

Размеры фундамента в плане: 10х10м (+одна несущая внутренняя стена )
Ширина ленты: 0.4м (400мм)
Высота ленты: 1м (1000мм)
Защитный слой бетона: 50мм (выбран по умолчанию)
Диаметр арматуры: 12мм

Расчет:

Рабочая высота сечения ленты [ho] = Высота ленты – (Защитный слой бетона + 0.

5 * Диаметр рабочей арматуры) = 1000 – (50 + 0.5 * 12) = 944 мм

Площадь сечения рабочей арматуры для нижнего (верхнего) пояса = (Ширина ленты * Рабочая высота сечения ленты) * 0.001 = (400 * 944) * 0.001 = 378 мм2

Подбираем кол-во стержней по СП 52-101-2003 приложения 1.

Сечение подбираем большее либо равное найденному сечению выше.

Получилось 4 стержня арматуры диаметром 12мм (4Ф12 А III) с площадью поперечного сечения 452мм.

Итак, мы нашли стержни для одного пояса нашей ленты (допустим нижнего). Для верхнего получится столько же. В итоге:

Кол-во стержней на нижний пояс ленты: 4

Кол-во стержней на верхний пояс ленты: 4

Общее кол-во продольных рабочих стержней: 8

Общее сечение продольной рабочей арматуры на ленту = Поперечное сечении одного стержня * Общее кол-во продольных стержней = 113.1 * 8 = 905мм2

Общая длина ленты = Длина фундамента * 3 + Ширина фундамента * 2 = 10 * 3 + 10 * 2 = 50м (47. 6м в калькуляторе с учетом ширины ленты)

Общая длина стержней = Общая длина ленты * Общее кол-во продольных стержней = 47.6 * 8 = 400м = 381м

Общая масса арматуры = Масса одного метра арматуры (находим по таблице выше) * Общая длина стержней = 0.888 * 381 = 339кг

Объем арматуры на ленту = Сечение одной продольной арматуры * Общую длину стержней / 1000000 = 113.1 * 381 / 1000000 = 0.04м3

Расчетное армирование

Если выбран данный тип меню, то расчет продольной рабочей арматуры для растянутой зоны будет выполнен по формулам пособия к СП 52-101-2003.

В нашем случае растянутая арматура устанавливается сверху и снизу ленты, поэтому у нас будет рабочая арматура и в сжатой и в растянутой зоне.

Пример

Исходные данные:

Ширина ленты: 0.4м
Высота ленты: 1м
Защитный слой бетона: 50мм
Марка (класс) бетона: М250 | B20
Диаметр арматуры: 12мм
Класс арматуры: А400
Макс. изгибающий момент в фундаменте: 70кНм

Расчет

Для нахождения Rb воспользуемся таблицей 2.2 пособия к СП 52-101-2003

Для нахождения Rs воспользуемся таблицей 2.6 пособия к СП 52-101-2003

Максимальный изгибающий момент [M] у нас был предварительно найден. Для его нахождения понадобится знать распределенную нагрузку от веса дома (включая фундамент). Для данных целей можно воспользоваться калькулятором: Вес-Дома-Онлайн v.1.0

Расчетная схема для нахождения изгибающего момента: балка на упругом основании.

Расчет для наглядности будем производить в [см].

Рабочая высота сечения [ho] = Высота ленты – (Защитный слой бетона + 0.5 * Диаметр арматуры) = 100см – [5см + 0.6см] = 94.4см

Am = 700000кгс*см / [117кг/см2 * 40см * 94.4см * 94.4см] = 0.016

As = [117кгс/см2 * 40см * 94.4см] * [1 – кв. корень (1 – 2 * 0.016)] / 3650кгс/см2 = 2,06см2 = 206мм2

Теперь нам нужно сравнить площади сечения рабочей арматуры полученную по расчету и площадь сечения конструктивного армирования (0. 1% от сечения ленты). Если площадь конструктивного армирования окажется больше расчетного, то принимается конструктивное, если нет то расчетное.

Площадь сечения растянутой арматуры при конструктивном армировании (0.1%): 378мм2

Площадь сечения растянутой арматуры при расчете: 250мм2

В итоге выбираем площадь сечения при конструктивном армировании.

Поперечное армирование (хомуты)

Поперечное армирование рассчитывается по данным пользователя.

Нормативы поперечного армирования

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.18

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.21

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.23

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.20

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.105

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.106

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.107

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.109

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.111

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 2.14

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.24

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.22

Защитный слой бетона

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.6

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.8 (Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.4)

Полезное

Нормативная документация
СП 52-101-2003 Бетонные и жб конструкции без предв. напряжения арматуры
Пособие к СП 52-101-2003 по проектированию бетонные и жб конструкции без предв. напряжения арматуры
СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции
Руководство по конструированию бетонных и жб конструкций из тяжелого бетона (без предв. напряжения)

Книги
Армирование элементов монолитных железобетонных зданий И.Н. Тихонов 2007г.

Строительные калькуляторы

нормы по стандартам, причины отклонений, алгоритм расчета

Для того, чтобы несущая конструкция была устойчивой, чаще всего ее делают из армированного бетона. При этом количество арматуры и ее другие качественные характеристики напрямую зависят от дальнейшего использования получаемого материала.

В частности, при постройке фундаментов – от дальнейшей несущей нагрузки и устойчивости грунта, на котором будет происходить процесс строительства.

Норма по стандартам

Стандартные нормы рассчитаны для различных случаев. При составлении проекта, они указываются в технической документации, и должны точно выдерживаться. При этом архитекторы учитывают все тонкости, включая нагрузку на конструкцию из армированного бетона, состояние грунта, климатические условия и прочие необходимые условия. Поэтому указать точное количество для абстрактного случая невозможно.

Если же нужно рассчитать для частного строительства мелких бытовых построек, можно использовать приблизительные величины и пользоваться поправкой на возможные усложнения.

Учитывается:

Тип фундамента.
Размер возводимого здания и его вес.
Особенности грунта.
Технические характеристики арматуры.

Если для высотных зданий часто используется центнер арматуры, для небольших сооружений расход арматуры на 1 м3 бетона будет в 2-4 раза меньше, и использовать диаметр 1 см с ребристым профилем.

Тогда приблизительно на ленточный фундамент длиной 9 м. и шириной 6 м. должно использоваться сечение 0.4х1 м., арматуры диаметром 12 мм надо всего 18.7кг. на куб бетонной смеси, а диаметра 6 мм. – 5.9 кг. В общем это составляет 24.6 кг. арматуры.

Причины отклонений

В некоторых случаях расход арматуры может быть больше, чем это обычно используется.

Причинами таких изменений могут стать:

1. Сложные для строительства грунты – плавуны, песочные грунты. Кроме того, возможность землетрясений, чрезмерная влажность, резкие перепады температур может стать причиной дополнительной страховки по безопасности конструкции.

2. Дальнейшее использование зданий. Промышленные корпуса с тяжелым оборудованием, постоянным движением значительного количества ресурсов, детонацией поверхностей требуют особого внимания конструкторов, в том числе по рассмотрению расхода арматуры на 1 м3 бетона.

3. Если материалы, которые уходят на дальнейшую постройку, заменяются на более тяжелые.

Соответственно, если легкие здания строят на плотных грунтах, арматуры уйдет меньше, поскольку ее диаметр будет применяться меньшим.

Столбчатые и плоские

1. Для постройки столбчатых фундаментов используются армированные бетонные столбы, диаметр которых начинается от 15 см. Форма – прямоугольная, круглая или квадратная. Такие столбы обеспечивают фундаменту прочность на растяжение и сжатие, а также оберегают от воздействия сильных морозов.

Есть две технологии, по которым заливаются столбы. По первой в вырытую яму (около 30 см больше нужного размера) устанавливается опалубка, в которую закрепляется арматура и там заливается бетоном. По окончанию застывания бетона опалубка удаляется, и столб окончательно засыпается. По другой технологии отверстие проделывает специальный бур, который внизу проделывает уширение.

Ростверк лента из монолитного железобетона, которая соединяет столбы в единую конструкцию. Он делает фундамент более устойчивым, но не обязателен.

Армирование необходимо вертикальное, с использованием соответствующего диаметра и вертикальной насечки. Соединение толстых прутов ложится на более тонкую, диаметров 6 мм и гладкую. Перевязываются пруты с шагом 70-100 см.

Для ростверка используется поперечное сечение, диаметр 10-12 мм. с поперечными гладкими связками, не несущими на себе нагрузки.

2. Плоский фундамент строится из монолитных железобетонных плит. Чаще всего выбор на нем останавливается, когда грунты пучистые, а стены планируются из неэластичных материалов- кирпича, керамзита и прочего.

Плиты могут быть ребристыми, что делает их более устойчивыми к нагрузкам и изменениям грунта. Изготовление таких плит более сложно, чем аналогичных плоских. Между ребрами засыпается песок или смесь песка и гравия.

Основа плит – металлические решетки, которые располагаются в верхней и нижней ее частях, связаны между собой. Могут использоваться и стандартные пруты с шагом 20-40 см., в зависимости от веса здания. Диаметр и сечения 10-15 см. Специалисты рекомендуют использовать одновременно продольное и поперечные сечения.

Алгоритм расчета и требуемые данные

При расходе арматуры на 1 м3 бетона во внимание берутся следующие параметры: нагрузка на фундамент, диаметр арматуры, длина прутов.

Для определения нагрузки на основание дома вычисляется площадь стен, кровли, цокольного, междуэтажного и чердачного перекрытия, а далее по таблице вычисляется приблизительный их вес.

Сума найденных результатов – точная нагрузка на фундамент.

Средний вес кровли по материалам, в кг /м. кв.

Средний удельный вес стены толщиной 15 см по материалам, в кг/м. кв.

Средний вес перекрытий по материалам, в кг /м. кв.

Чем больше нагрузка, тем меньше шаг, с которым используются железные пруты, а, значит, и ее конечное количество.

По стандарту диаметр железных стержней зависит от общего сечения всего фундамента, определяется в отношении как 1 к 0.001, то есть не меньше 1%. Для точных расчетов используется следующая таблица:

Для дальнейшего вычисления расхода арматуры на 1 м3 бетона необходимо воспользоваться ГОСТами 5781-82 и 10884-94. Однако есть значения, которые встречаются чаще всего. При диаметре сечения арматуры 8-14 мм ее ребристой поверхности чаще всего нужно 150-200 кг прутов.

В случае постройки колонн — это значение достигает 200-250 кг.

Для того, чтобы узнать, сколько железа необходимо на все здание, вычисляется сумма периметра здания и дины всех простенков.

Умножив данные на количество арматуры в 1 метре кубическом, получается ее общее количество, необходимое для строительства фундамента данного здания.

Расчет арматуры для фундамента: как рассчитать?

Содержание

Занимаясь постройкой зданий из монолитного железобетона, нужно обращать максимум своих усилий на сборку качественного арматурного каркаса.

Без внутренней арматурной сетки бетонная конструкция остается хрупкой и не работает на изгиб. Железобетонный несущий элемент отличается куда более высоким уровнем устойчивости, качеством передачи нагрузок и т.д.

Сетка для армирования фундамента из арматуры

В этой статье мы поговорим о том, как и зачем собирают арматурные каркасы, что дает нам армирование, какую роль в нем играет расчет арматуры, а также как этот самый расчет арматуры осуществить.

Особенности и назначение

Расчет количества арматуры для фундамента или любой другой несущей конструкции выполнять нужно в строгой последовательности. Отказываться от этой операции недопустимо.

Читайте также: что такое анкеровка арматуры?

В то же время надо четко понимать, зачем армирование вообще необходимо, какие плюсы оно дает и т.д.

Сам по себе арматурный каркас для стяжки пола, фундамента (ленточного, плитного, свайно-ростверкового), колонны, стены или перекрытия, выступает своего рода скелетом.

Арматура стягивает бетон, повышает его жесткость и предел эксплуатационных возможностей. При наличии хотя бы одного стержня на 10 квадратных сантиметров бетона его устойчивость возрастает в несколько раз.

Причем возрастают показатели как стандартные, так и побочные. Если использовать правильную схему армирования, то монолитный бетон можно будет применять при постройке любого дома, начиная от мелких малоэтажных строений, и заканчивая высотной застройкой, где схема дома предусматривает исполинские конструкции высотой в несколько десятков, если не сотен метров.

В то же время, если рассчитать все расходы, то можно понять одну простую вещь – даже если для укрепления несущих конструкций дома привлекается сложная схема, состоящая из множества элементов, стоимость конструкции в итоге все равно останется приемлемой.
к меню ↑

Конструкция и схема

Для армирования каждой конструкции применяется какая-то конкретная схема. Схема армирования — это принцип и правила, по которым элементы каркаса и сетки собираются.

Арматурный каркас фундамента

У разных конструкций она отличается. Соответственно, для разных конструкций дома нужно продумывать разные способы рассчитать, сколько материалов и веса нужно для создания того или иного каркаса.

Читайте также: о правилах армирования лестниц.

Схема сетки армирования влияет на:

Расчет количества арматуры.
Расчет веса арматуры.
Параметры и принцип сборки сетки.
Способы соединения сетки в единую конструкцию.
Несущую способность и направленность сетки.
Диаметр и вес самой арматуры.

Чтобы правильно посчитать все параметры, нужно в первую очередь ознакомиться с тем, что собой являет собой стандартная конструктивная схема сетки армирования дома.

Схема сетки любого основания состоит из поперечной и продольной арматуры, уложенной в определенной последовательности с заданным шагом.

Стержни поперечной и продольной арматуры связывают воедино, используя проволоку или муфты.

Проволоку следует использовать, когда надо соединить узлы поперечной и продольной арматуры внахлест, а муфты предназначаются для удлинения стержней.

Опалубка с армированием стены ленточного фундамента

Любой каркас состоит из правильно уложенной продольной арматуры, перевязанной дополнительной поперечной. Такая перевязка позволяет создать одну из граней каркаса. Дальше эти грани допустимо использовать в качестве его основных составляющих.

Читайте также: чем и как армируют кирпичную и газобетонную кладку?

Если, к примеру, мы рассматриваем каркас перекрытия дома, то здесь нужно связать всего два уровня сетки: нижний и верхний.

Для конструкций стен дома или ленточного фундамента применяют сетки двух или трехуровневые, прикрепленные к поперечной грани в виде каркаса подушек ленточного основания.

Для колонн свайного фундамента или несущих конструкций дома, формируют прямоугольные продолговатые каркасы, где роль поперечной арматуры сводится к перевязке и стабилизации общей конструкции.
к меню ↑

Используемая арматура

Расчет арматуры для фундамента осуществляется для того, чтобы иметь возможность рассчитать свои будущие расходы, а также точно определить, какая конкретно продукция нам нужна.

Как мы уже отметили выше, разные схемы предусматривают разные типы каркасов. Каркас ленточного фундамента не похож на каркас свайного, а тот, в свою очередь, не похож на каркас перекрытия.

Соответственно, и саму арматуру в них следует использовать разную. Какую конкретно, зависит от особенностей дома. Однако мы можем выделить несколько основных советов.

data-ad-client=»ca-pub-8514915293567855″
data-ad-slot=»1955705077″>

При подборе арматуры учитывается ее:

диаметр;
класс;
место в будущей конструктивной схеме;
предел нагрузок;
параметр массы и длины;
цена.

Диаметр влияет на то, сколько нагрузок сможет перенести стержень без деформаций. Чем больше диаметр, тем прочнее конструкция. Чем больше диаметр, тем больше цена стержня и показатели его массы.

Как правило, в каркасах задействуют арматуру, диаметр сечения которой начинается от 8 мм и доходит до 25-30 мм.

Арматурные стержни толщиной 18 мм

Диаметр в 8-12 мм подходит для слабонагруженных участков каркаса. Например, для устройства поперечной арматуры при армировании колонн свайного основания, устройства верхней сетки перекрытий, ленточного фундамента и т.д.

Диаметр стрежня больше 15 мм предусматривает его монтаж в рабочие нагруженные участки каркаса, как-то нижняя сетка перекрытия, основания ленточного или ростверк свайного фундаментов и т.д.

Строители стараются комбинировать рабочий диаметр стержней так, чтобы нигде не перегнуть палку. Потому собственно, расчет арматуры для фундамента и осуществляется. Он позволяет оптимизировать процесс строительства и существенно сократить лишние расходы.
к меню ↑

Расчет

Сам расчет делится на 2 этапа: этап расчета нагрузок и количества.

Первый этап позволяет понять, сколько нагрузок принимает на себя конструкция, сколько она выдержит веса, какой должен быть арматурный каркас, какие стержни в нем следует использовать и сколько их должно быть.

Второй этап – расчет конкретного количества арматуры по заранее полученной схеме.

Первый этап, как правило, делегируют специалистам. Новичкам или людям без опыта совершать расчеты нагрузок не рекомендуется. Исключения касаются только мелких несущих конструкций.

Например, если вас интересует армирование столбчатого фундамента под пристройку, дачу, выносную кухню и т.д. Армирование столбчатого фундамента, несущего нагрузки от столь мелких конструкций – некритично.

Другое дело, арматурный каркас для фундамента капитального строения, либо любой другой его конструкции. Здесь необходим наметанный глаз, четкое понимание целей, природы действий несущих нагрузок и т.д.

Можно также задействовать калькулятор расчета нагрузок. Такой калькулятор встречается в интернете на большинстве строительных сайтов. Однако калькулятор дает только общее представление. Расчеты, которые калькулятор вам предоставит, по точности и качеству не сравнятся с расчетами от опытного проверенного временем специалиста. Да и гарантии никакой калькулятор вам не даст, если вы ввели неправильные параметры в его поля, то и результат получите аналогичный.

Для чего можно задействовать калькулятор, так это для расчета количества и стоимости армирования. То есть при работе со вторым этапом.
к меню ↑

Пример расчета арматуры фундамента (видео)

к меню ↑

Расчет количества

После расчета нагрузок вы уже знаете, из какой арматуры нужно создавать тот или иной элемент каркаса, с каким шагом собирать сетки и т.д. Что вам неизвестно, так это точное количество арматуры. Тем не менее, эти знания необходимы.

Вы ведь должны прийти в магазин и назвать какую-то конкретную цифру продавцу, а не просто показать продавцу документы с непонятными формулами.

Зная все будущие параметры каркаса, его несущие нагрузки и примерный уровень, определить точное количество материала для армирования ленточного или свайного фундаментов не составит труда даже новичку.

Для этого вам понадобится обычный калькулятор и несколько листов бумаги.
к меню ↑

Пример расчета в завимости от типа конструкции

Для начала рассмотрим принцип определения количества арматуры свайного основания.

Армирование колонны

Конструкция свайного фундамента состоит из колонн и ростверка. Арматуру для колонн считать довольно легко. Достаточно узнать количество продольных толстых стержней на одну колонну.

Дальше рассчитываем поперечную арматуру. Поперечная арматура фиксирует продольную. Здесь достаточно узнать расстояние между толстой продольной арматурой и ее длину. Перевязка поперечными стержнями колонн осуществляется с шагом в 20-30 см, соответственно, определить конкретные значения не составит труда.

Расчет конструкции ленточного фундамента несколько сложнее. Для ленточного основания характерно наличие нескольких плоскостей. Однако мы рассмотрим его базовое исполнение, в виде ленты без подошвы.

Лента в таком случае вяжется из двух параллельно установленных каркасов, стянутых поперечной арматурой. Количество стержней на каркас зависит от его размеров, а также выбранного шага.

Если, к примеру, стена ленточного основания имеет длину 10 метров, а шаг арматуры составляет 30 см, то поделив 10 на 0,3 мы получаем, примерно 34-35 стержней. Именно столько материала понадобится для формирования одной из частей сетки.

Нижняя арматурная сетка в опалубке перекрытия

Как видим, для подобных расчетов достаточно задействовать простейший калькулятор.

Расчет перекрытий выполняется аналогично, только в нем уже есть 2 уровня сетки. Нижний уровень делается из более толстой арматуры с большим шагом, а верхний из более тонкой, с меньшим шагом и не покрывающей всю площадь перекрытия.

Принцип определения количества здесь аналогичен. Делим длину плиты на шаг арматуры, затем производим аналогичные действия с шириной. Две цифры в результате складываем и получаем общее количество арматуры на нижнюю сетку. Затем по той же схеме считаем верхнюю, и дело сделано.

Статьи по теме:

Портал об арматуре » Армирование » Как осуществляется расчет арматуры фундамента?

Как выбрать арматуру для фундамента: виды, марки, расчет

Важный элемент фундамента — арматура

Строительство многих стационарных построек связано с необходимостью установки фундамента того или иного вида. Все их можно разделить на два типа – бетонные и кирпичные. Для обеспечения максимальной прочности первого вида оснований обязательным элементом является присутствие каркаса из стержней круглого сечения, называемых арматурой. Их наличие обеспечивает стойкость к изгибающим и растягивающим нагрузкам. О том, какая бывает арматура для фундаментов, правилах ее выбора и расчета и пойдет речь в дальнейшем.

Виды фундаментной арматуры

Наличие арматуры для фундамента в бетонной заливке позволяет значительно увеличить прочностные характеристики конструкции. Связано это с наличием внутренних элементов жесткости, прочно связанных между собой. В настоящее время в строительстве нашли применение следующие виды арматуры:

Разновидности арматуры

Пластиковая – современный аналог, активно распространяющийся на строительном рынке. Отсутствие длительного опыта использования не позволяет однозначно судить о преимуществах и недостатках этого материала. Ниже остановимся на них подробнее.
Стальная – традиционный вариант, прошедший испытание временем и веками эксплуатации, которые и выявили основные преимущества данного материала. В свою очередь, данный вид подразделяется на два подвида:

Гладкая арматура представляет собой стальные стержни круглого сечения с гладкой цилиндрической поверхностью;
Рифленая отличается наличием на поверхности прута выпуклых элементов, располагающихся под углом к продольной оси детали. Их наличие обеспечивает лучшую связку с бетоном и придает надежность всей конструкции фундамента.

Гладкая и пластиковая арматура

Каждый материал имеет свои преимущества и недостатки. Для сравнения аналогов рассмотрим их эксплуатационные качества.

к оглавлению ↑

Стальная арматура

Сталь является достаточно прочным черным сплавом, что позволяет в конечном итоге получить высокую прочность ленточного фундамента и других видов оснований дома. Применение прутков достаточного диаметра гарантирует нивелирование отрицательного воздействия вертикальных деформаций почвы, возникающих в межсезонье или при изменении уровня грунтовых вод. Наибольшее применение получила арматура 12 для фундамента с рифленой поверхностью.

Наличие в сплаве железа оказывает негативное воздействие на химическую стойкость материала. Особенно это проявляется при контакте арматуры с водой, что приводит к коррозионному разрушению. Чтобы стальная арматура для фундамента дольше сохраняла свою механическую прочность, при укладке необходимо обеспечивать зазор от нее до опалубки не менее 50-60 мм. Слой бетона предотвратит контакт с водой и образование ржавчины.

к оглавлению ↑

Пластиковая арматура

Достаточно новый материал на российском строительном рынке, еще не получивший широкого признания. Строителей и инженеров настораживает высокий коэффициент продольного удлинения материала. Гибкая арматура для фундамента, в отличие от стальной предшественницы, может растягиваться. Это негативно сказывается и на прочности всего основания дома.

Из положительных аспектов арматуры из стеклопластика можно выделить следующие:

Значительное снижение расходов на перевозку благодаря намотке в бухты;
Высокая стойкость к воздействию влаги и различных реагентов;
Низкая масса.

По общему мнению, такой вид арматуры можно применять лишь для малонагруженных фундаментов, например под каркасными строениями. Под домами из бруса, бревна, блоков и особенно кирпича инженеры-проектировщики опасаются устанавливать такие стержни.

к оглавлению ↑

Классификация арматуры

Особое внимание уделяют и такой характеристике, как класс арматуры для фундамента. При выполнении расчета конструкции и ее прочности следует уточнить конкретный состав стали и ее эксплуатационные характеристики. Не зависимо от наличия ребер на поверхности выделяют виды стальных стержней от С1 до С8. Увеличение класса говорит о росте прочностных характеристик благодаря использованию легирующих элементов в составе сплава.

Характеристики арматуры

Зная особенности каждой группы не сложно определиться, какая марка арматуры нужна для ленточного фундамента дома. Достаточно лишь рассчитать массу сооружения, уточнить почвенные условия участка проведения работ, особенности грунтовых вод и т. д. Более подробно о выборе диаметра арматуры и расчете ее количества остановимся ниже.

к оглавлению ↑

Выбор арматуры для ленточного фундамента

Прочность основания дома и целостность самого сооружения напрямую зависят от правильного выбора арматуры и качества ее установки. Основной характеристикой в данном случае служат материал и диаметр прутьев. Чаще всего, на запрос пользователей, какую арматуру лучше выбрать и использовать для ленточного фундамента дома специалисты рекомендуют именно стальные стержни.

Диаметр арматуры зависит от расчетной нагрузки на фундамент в целом. Так, для легких каркасных построек небольшой этажности можно использовать стержни сечением 10-12 мм, для более мощных строений – 14 и даже 16 мм. Для достижения максимальных прочностных характеристик армирование ленточного фундамента лучше выполнить в два уровня с установкой промежуточных вертикальных стержней.

Производители стеклопластиковых аналогов заявляют о возможности уменьшения диаметра арматуры из композитного материала по сравнению со стальной при сохранении прочности. Инженеры и практикующие строители с недоверием относятся к данным заявлениям и не решаются полностью заменить металлические прутки в ленточных и плитных основаниях. Поэтому, все рекомендации на тему, какая арматура нужна для строительства ленточного фундамента дома, сводятся именно к насеченным стержням из стали.

к оглавлению ↑

Выбор арматуры для плитного фундамента

Планируя строительство дома на активных неспокойных грунтах, строители отдают предпочтение монолитным основаниям в виде плоской плиты определенной толщины. Преимущества этого типа перед ленточным аналогом в данном случае более чем очевидны, несмотря на значительное увеличение общего бюджета работ. При этом неизбежен вопрос, какую арматуру использовать для плитного фундамента.

Поскольку, нагрузка на основание в данном случае значительна, и масса возводимых строений, как правило, велика, то применяют исключительно металлические стержни. Аналогично, для преодоления действующих на фундамент нагрузок лучше выбирать арматуру увеличенного по сравнению с ленточным типом сечения. Наиболее распространен для плитных оснований диаметр арматуры 14 и 16 мм.

к оглавлению ↑

Определяем требуемое количество материалов

Выше мы выяснили, какие бывают виды арматуры для фундамента и рассмотрели особенности использования каждого из них. Прежде чем перейти к описанию расчета количества требуемых для армирующего каркаса материалов, остановимся подробнее на его устройстве.

Мы уточнили, для чего нужна арматура в фундаменте. Она образует внутренние элементы жесткости, препятствующие разрушению основания строений. Для того, чтобы она выполняла свою задачу с максимальной отдачей, необходимо правильно изготовить армирующий каркас.

Расчет арматуры

Он представляет собой уложенные в два ряда прутья. При этом каркас ленточного фундамента состоит из двух параллельных рядов стержней, соединенных поперечными и вертикальными обрезками арматуры. В основе плитного основания стержни образуют две сетки, расположенные друг над другом. Обязательным условием является углубление стержней внутрь бетонной заливки.

к оглавлению ↑

Расчет ленточного основания

Для примера определим требуемое количество арматуры ленточного фундамента под дом 6х6 метров с одной перегородкой. Исходя из параметров здания, общий периметр стен будет равен 6х4+6=30 метров. Стержни укладываем в четыре полосы, следовательно, длину стен умножаем на 4, получая 120 метров.

Для сохранения высокой прочности армирующего каркаса отдельные стержни в углах дома должны перекрывать друг друга не менее чем на 1 метр. Исходя из этого, общий метраж стержней должен быть увеличен на 16 метров и с последующим округлением в итоге получим количество арматуры 140 метров.

Схема расчета арматуры для ленточного основания

Поперечные горизонтальные и вертикальные вставки при размере сечения ленты 1,5х0,5 метра равны соответственно 1,4 и 0,4 метра. Их устанавливаем с шагом 1 метр попарно. Следовательно, длина таких стержней будет равна 60х1,4+60х0,4=80,4+24=105 метров. Из-за отсутствия нагрузки на них диаметр можно уменьшить до 6-8 мм, взяв гладкую проволоку.

Для соединения элементов каркаса применяют мягкую вязальную проволоку. На каждое соединение ее требуется 0,3 – 0,5 метра в зависимости от диаметра арматуры. Точек соединения для нашего варианта потребуется 30х4=120. Выполнив расчет количества вязальной проволоки, получим необходимую длину 120х0,3=36 метров. Добавив несколько метров для соединения по углам, округлим метраж до 50.

к оглавлению ↑

Расчет плитного основания

Выше нами были даны рекомендации, из какой арматуры делать фундамент. Расчет ее количества зависит от конкретного типа. Так, плитный фундамент того же размера 6х6 потребует гораздо большего количества арматуры. Стандартный размер ячеек сетки 25 см. Следовательно, количество стержней определяем по формуле: 6/0,25х4=96, а общая длина 96х6=576 метров.

Вертикальные стойки при толщине плиты в 25 см будут равны 0,15 метра. А их общая длина определится как 24х24х0,15=86,4 метра. Округлив, получим дополнительно 90 метров арматуры на стойки, что даст общее количество 666 метров.

Количество соединений стержней верхней и нижней сетки к стойкам будет определяться как произведение точек вязки на 4, так как каждая арматура крепится к вертикальным проставкам: 24х24х4=2304, а общая требуемая длина 2304х0,15=345,6 метра.

Приведенные расчеты наглядно показывают значительное превышение плитного основания дома перед ленточным по материалоемкости. Перед тем, как выбрать арматуру для фундамента необходимо выполнить расчеты финансовых затрат на всю конструкцию.

к оглавлению ↑

Монтаж армирующего каркаса

Выбрав, какой арматурой армировать фундамент, необходимо правильно изготовить армопояс. Для этого закупается необходимое количество стержней и непосредственно на площадке режется на куски нужной длины. Так, для ленточного основания 6х6 продольные стержни должны иметь длину 8 метров с учетом угловых загибов.

С помощью приспособлений арматуру сгибают в размер и опускают в предварительно выкопанный котлован, подложив под нижний ряд половинки кирпича для обеспечения необходимого зазора. Связывают проволокой стержни между собой и закрепляют горизонтальные обрезки с шагом 1 метр. В углах расстояние можно уменьшить до 0,5 метра.

Далее крепим проволокой вертикальные куски и привязываем к их верхним торцам второй слой каркаса. Стержни для него можно предварительно связать на земле и укладывать готовую конструкцию. Угловую вязку проволокой удобно выполнять специальным ручным приспособлением или насадкой на шуруповерт.

Таким образом, мы выяснили, какая арматура идет на ленточный фундамент, привели пример выполнения расчета количества материалов. Технология изготовления армирующего каркаса не сложна, но требует высокой ответственности и качества работ. Не всегда можно однозначно утверждать, чем лучше армировать фундамент. Необходимо уточнить все параметры строения и условий места строительства.

Как определить минимальный процент армирования конструкции?

Нормы дают нам ограничение в армировании любых конструкций в виде минимального процента армирования – даже если по расчету у нас вышла очень маленькая площадь арматуры, мы должны сравнить ее с минимальным процентом армирования и установить арматуру, площадь которой не меньше того самого минимального процента армирования.

Где мы берем процент армирования? В «Руководстве по конструированию железобетонных конструкций», например, есть таблица 16, в которой приведены данные для всех типов элементов.

Но вот есть у нас на руках цифра 0,05%, а как же найти искомое минимальное армирование?

Во-первых, нужно понимать, что ищем мы обычно не площадь всей арматуры, попадающей в сечение, а именно площадь продольной рабочей арматуры. Иногда эта площадь расположена у одной грани плиты (в таблице она обозначена как А – площадь у растянутой грани, и А’ – площадь у сжатой грани), а иногда это вся площадь элемента. Каждый случай нужно рассматривать отдельно.

На примерах, думаю, будет нагляднее.

Пример 1. Дана монолитная плита перекрытия толщиной 200 мм (рабочая высота сечения плиты h₀ до искомой арматуры 175 мм). Определить минимальное количество арматуры у нижней грани плиты.

1) Найдем площадь сечения бетона 1 погонного метра плиты:

1∙0,175 = 0,175 м² = 1750 см²

2) Найдем в таблице 16 руководства минимальный процент армирования для плиты (изгибаемого элемента):

0,05%

3) Составим известную со школы пропорцию:

1750 см² — 100%

Х – 0,05%

4) Из пропорции найдем искомую минимальную площадь арматуры:

Х = 0,05∙1750/100 = 0,88 см²

5) По сортаменту арматуры находим, что данная площадь соответствует 5 стержням диаметром 5 мм. То есть меньше этого мы устанавливать не имеем права.

Обратите внимание! Мы определяем площадь арматуры у одной грани плиты (а не площадь арматуры всего сечения плиты), именно она соответствует минимальному проценту армирования.

Пример 2. Дана плита перекрытия шириной 1,2 м, толщиной 220 мм (рабочая высота сечения плиты h₀ до искомой арматуры 200 мм), с круглыми пустотами диаметром 0,15м в количестве 5 шт. Определить минимальное количество арматуры в верхней зоне плиты.

Заглянув в примечание к таблице, мы увидим, что в случае с двутавровым сечением (а при расчете пустотных плит мы имеем дело с приведенным двутавровым сечением), мы должны определять площадь плиты так, как описано в п. 1:

1) Найдем ширину ребра приведенного двутаврового сечения плиты:

1,2 – 0,15∙5 = 0,45 м

2) Найдем площадь сечения плиты, требуемую условиями расчета:

0,45∙0,2 = 0,09 м² = 900 см²

3) Найдем в таблице 16 руководства минимальный процент армирования для плиты (изгибаемого элемента):

0,05%

4) Составим пропорцию:

900 см² — 100%

Х – 0,05%

5) Из пропорции найдем искомую минимальную площадь арматуры:

Х = 0,05∙900/100 = 0,45 см²

6) По сортаменту арматуры находим, что данная площадь соответствует 7 стержням диаметром 3 мм. То есть меньше этого мы устанавливать не имеем права.

И снова обратите внимание! Мы определяем площадь арматуры у одной грани плиты (а не площадь арматуры всего сечения плиты), именно она соответствует минимальному проценту армирования.

Пример 3. Дан железобетонный фундамент под оборудование сечением 1500х1500 мм, армированная равномерно по всему периметру. Расчетная высота фундамента равна 4 м. Определить минимальный процент армирования.

1) Найдем площадь сечения фундамента:

1,5∙1,5 = 2,25 м² = 22500 см²

2) Найдем в таблице 16 руководства минимальный процент армирования для фундамента, предварительно определив l₀/h = 4/1.5 = 4,4 < 5 (для прямоугольного сечения):

0,05%

3) Из пункта 2 примечаний к таблице 16 (см. рисунок выше) определим, что мы должны удвоить процент армирования, чтобы найти минимальную площадь арматуры всего сечения фундамента (а не у одной его грани!), т.е. минимальный процент армирования у нас будет равен:

2∙0,05% = 0,1%

4) Составим пропорцию:

22500 см² — 100%

Х – 0,1%

4) Из пропорции найдем искомую минимальную площадь арматуры:

Х = 0,1∙22500/100 = 22,5 см²

5) Принимаем шаг арматуры фундамента 200 мм, значит по периметру мы должны установить 28 стержней, а площадь одного стержня должна быть не меньше 22,5/28 = 0,8 см²

6) По сортаменту арматуры находим, что мы должны принять диаметр арматуры 12 мм. То есть меньше этого мы устанавливать не имеем права.

И снова обратите внимание! В данном примере мы определяем площадь арматуры не у одной грани фундамента, а сразу для всего фундамента, т.к. он заармирован равномерно по всему периметру.

Пример 4. Дана железобетонная колонна сечением 500х1600 (рабочая высота сечения колонны в коротком направлении h₀= 460 мм). Расчетная высота колонны равна 8 м. Определить минимальный процент армирования у длинных граней колонны.

1) Найдем площадь сечения колонны:

0,46∙1,6 = 0,736 м² = 7360 см²

2) Найдем в таблице 16 руководства минимальный процент армирования для колонны (внецентренно-сжатого элемента с l₀/h = 8/0.5 = 16):

0,2%

3) Составим известную со школы пропорцию:

7360 см² — 100%

Х – 0,2%

4) Из пропорции найдем искомую минимальную площадь арматуры:

Х = 0,2∙7360/100 = 14,72 см²

5) Из руководства по проектированию находим, что максимальное расстояние между продольной арматурой в колонне не должно превышать 400 мм. Значит, у каждой грани мы можем установить по 4 стержня (между угловой арматурой колонны, которая является рабочей, и ее площадь определялась расчетом), площадь каждого из стержней равна 14,72/4 = 3,68 см²

6) По сортаменту находим, что у каждой грани нам нужно установить 4 стержня диаметром 22 мм. Если считаем, что диаметр великоват, увеличиваем количество стержней, уменьшая тем самым диаметр каждого.

Обратите внимание! Мы определяем площадь арматуры у каждой из двух граней колонны, именно она соответствует минимальному проценту армирования в данном случае.

Пример 5. Дана стена и толщиной 200 мм (рабочая высота сечения плиты h₀ до искомой арматуры 175 мм), рабочая высота стены l₀ = 5 м. Определить минимальное количество арматуры у обеих граней стены.

1) Найдем площадь сечения бетона 1 погонного метра стены:

1∙0,175 = 0,175 м² = 1750 см²

2) Найдем в таблице 16 руководства минимальный процент армирования для стены, предварительно определив l₀/h = 5/0.2 = 25 > 24:

0,25%

3) Составим пропорцию:

1750 см² — 100%

Х – 0,25%

4) Из пропорции найдем искомую минимальную площадь арматуры:

Х = 0,25∙1750/100 = 4,38 см²

5) По сортаменту арматуры находим, что данная площадь соответствует 5 стержням диаметром 12 мм, которые нужно установить у каждой грани на каждом погонном метре стены.

Заметьте, если бы стена была толще, минимальный процент армирования резко бы упал. Например, при толщине стены 210 мм потребовалось бы уже 5 стержней диаметром 10 мм, а не 12.

class=»eliadunit»> Добавить комментарий

Краткая история фитингов и их размеров

Вы, наверное, заметили, что не все фитинги и трубы одинаковы. На самом деле, вы могли заметить, что размер трубы гораздо проще рассматривать как имя, а не описание, поскольку рулетка, похоже, вам не очень помогает. В самом деле, не слишком ли много спрашивать, что фитинг 1/2 «на самом деле где-то измеряет 1/2»?

Вроде да, но почему?

История (краткая и простая версия)

Когда-то все трубы и соединители делались вручную, как и все остальное.Когда началась индустриализация и стало возможным массовое производство, наши предки решили, что массовое производство трубок станет большим шагом вперед, и искали способ стандартизировать размеры труб. Естественно, эта стандартизация была основана на потребностях, материалах и производственных возможностях того времени. Поскольку было важно знать, с каким потоком что-то может справиться, внутренний диаметр использовался в качестве системы отсчета. Внешний диаметр также был стандартизирован, поэтому все трубопроводы можно было соединить вместе без особых усилий.Другими словами, труба 1/2 дюйма имела внутренний диаметр 1/2 дюйма и стандартную толщину стенки — в случае медной трубы она составляла 1/16 дюйма. Отлично! Так что же произошло? Короче, прогресс произошел.

Совершенствование металлургических и производственных процессов, создание новых материалов. Более тонкие трубы, созданные с использованием этих новых знаний, могут выдержать те же суровые условия, что и старый стандарт. Медь больше не была единственной трубой, производимой серийно. Чтобы все по-прежнему легко стыковалось, они сохранили внешний диаметр одинаковым.Но более тонкие трубы с таким же внешним диаметром теперь означали, что эти новые трубы больше не были размером 1/2 дюйма. Итак, как их назвать, чтобы все по-прежнему работало без сбоев в отрасли? Они использовали то же соглашение об именах, просто чтобы сохранить вещи более или менее согласован. Результат? Размеры труб теперь — это скорее название, чем описательный термин. Фактически, термин «номинальный», который является одним из способов определения размера трубы, означает «приблизительный».

А как насчет фурнитуры? Помните, это должно было быть довольно интуитивно понятным, и внешние диаметры труб были стандартизированы.Поэтому, чтобы было проще, фитинги назывались по размеру трубы, к которой они подходят. Другими словами, для трубы 1/2 дюйма вы бы выбрали фитинги 1/2 дюйма из того же материала.

Хорошо, у нас есть история, и все это имеет смысл, так почему же теперь это так запутанно?

Настоящее

Помните эти новые материалы и технологии? А прогресс? Что ж, улучшилась не только технология трубопроводов, но и оборудование, для обслуживания которого они предназначены, и, таким образом, было еще больше изменений.

В связи с этими изменениями были стандартизированы и разные размеры труб.Это могло быть способом экономии материалов, поскольку системы с низким давлением или без него, очевидно, не нуждаются в усилении для тяжелых условий эксплуатации, которое может понадобиться системам под давлением. Это также могло быть водопроводным эквивалентом войны медиа-форматов (вы помните, Beta vs VHS?). Однако случилось так, что появилось больше категорий трубопроводов, а также множество способов их соединения.

На данный момент мы просто коснемся основных типов жестких трубопроводов, которые вы встретите в жилых помещениях США. На этом этапе вы чаще всего будете сталкиваться с жесткими трубами номинального размера (жесткие медные трубы подпадают под это), IPS (ПВХ, оцинкованная и нержавеющая сталь, все подпадают под это) и CTS (размер медных трубок — мягкие медные трубки и некоторые стили. ХПВХ подпадают под это).

Наиболее жесткая труба определяется по размерам IPS. ПВХ на самом деле делает это довольно просто, так как его размер часто указан сбоку! Но если вы не работаете с трубой из ПВХ, где вы можете увидеть размер, или если вы не знакомы с размерами IPS, самый простой способ определить, какой размер трубы у вас есть, чтобы вы могли найти подходящие фитинги, — это использовать таблицу. . (Как этот прямо здесь!) Как только у вас будет размер трубы, просто выберите фитинги того же «размера». Например: фитинги IPS 1/2 дюйма предназначены для трубы IPS 1/2 дюйма.

CTS соответствует внешнему диаметру «номинальной» медной трубы и трубки, хотя фактическая толщина стенки может варьироваться в зависимости от материала трубы. Вы можете использовать измерительную ленту для этих типов труб, поскольку внешний диаметр всегда на 1/8 дюйма больше, чем «размер» трубы. Вот пример: 1/2 дюйма трубы из ХПВХ имеют внешний диаметр 5/8 дюйма. . Опять же, выберите фитинги в зависимости от размера трубы, с которой вы работаете. Пока довольно просто, не так ли?

Медные трубы, используемые в жилых домах (типы K, L, M и DWV), также имеют фактический внешний диаметр, который всегда на 1/8 дюйма больше, чем обозначение размера.

Медная труба для систем кондиционирования и охлаждения (ACR) обозначается по фактическому внешнему диаметру. Для этого довольно часто используются компрессионные фитинги, поскольку их размер соответствует внешнему диаметру трубки, к которой они подходят. Медные фитинги предназначены для труб номинального диаметра, поэтому, чтобы использовать их для медных труб с внешним диаметром, вам необходимо рассчитать внешний диаметр трубы, для которой они предназначены. Звучит сложно? Нужен пример? Во-первых, помните, что номинальный диаметр трубы на 1/8 дюйма больше номинального размера.Таким образом, если вам нужен фитинг для медных труб с внешним диаметром 5/8 дюйма, вам следует искать медные фитинги с номинальным диаметром 1/2 дюйма, поскольку диаметр трубы с номинальным диаметром 1/2 дюйма составляет 5/8 дюйма. Понятно сейчас?

Хорошо, теперь, когда вы раскрыли тайну труб и фитингов, выходите и приступайте к работе над этими проектами с уверенностью!

Готовы купить вашу фурнитуру?

Фитинги и клапаны, эквивалентная длина

Для труб с номинальным диаметром от 1/2 «до 24 дюймов

Существует определенная потеря давления в прямой трубе, и, кроме того, клапаны и фитинги в секции трубы будут увеличивать общую потерю давления, которая возникает в секции трубы.
Рассчитайте потери на трение для фитингов и клапанов на участке трубы, выраженные в эквивалентной длине трубы (в футах).

Пример:
Ваша секция 2-дюймовой трубы имеет 2 задвижки, 2 колена 90 °, 4 прямых тройника и 12 ответвлений.
Выберите 2 дюйма для номинального размера трубы и введите 2 задвижки, 2 колена 90 °. , 4 прямых тройника и 12 ответвлений.
Результат = это приведет к увеличению длины прямой трубы на 174,2 фута.

Эквивалентная длина для фитингов от 1/2 «до 24»

Расчет

выбрать номинальный диаметр трубы (дюймы)
введите количество клапанов и фитингов, используемых в вашем участке трубы

Результаты

Эквивалентная длина прямой трубы в футах, рассчитанная по клапанам и фитингам

Эквивалентная длина в футах для фитингов и клапанов
Фитинг / клапан	1/2 «	3/4″	1 «	1 1/4″	1 1/2 «	2 «	2 1/2″	3 «	4″
Тройник	1	1.4	1,7	2,3	2,7	4	4,9	6,1	7,9
Тройник	3,8	4,9	6	7,3	8,4	12	14,7	16,4	22
Угол 90 °	1,5	2	2,5	3,8	4	5,7	6.9	7,9	11,4
Угол 45 °	0,8	1,1	1,4	1,8	2,1	2,6	3,1	4	5,1
Обратный клапан поворота	5,2	6,9	8,7	11,5	13,4	17,2	20,6	25,5	33,6
Угловой клапан	7.8	10,3	13,1	17,3	20,1	25,8	30,9	38,4	50,3
Проходной клапан	17,6	23,3	29,7	39,1	45,6	58	20	86,9	114
Задвижка	0,4	0,6	0,7	0,9	1.1	1,4	1,7	2	2,7

Эквивалентная длина в лапах для фитингов и клапанов
Фитинг / клапан	6 «	8″	10 «	12″	14 «	16″	18 «	20″	24 «
Тройник	12,3	14	17,5	20	25	27	32	35	42
Тройник	32.7	49	57	67	78	88	107	118	137
Угол 90 °	16,7	21	26	32	37	43	53	58	67
Угол 45 °	8	10,6	13,5	15,5	18	20	23	25	30
Обратный клапан поворота	50.5	33,3	41,8	49,7	54,7	62,5	70,3	78,4	94,3
Угловой клапан	75,8	99,8	125	149	164	188	149	164		210	235	283
Проходной клапан	172	226	284	338	372	425	478	533	641
Задвижка		5.3	6,7	8	8,8	10	16,9	12,5	15,1

Калькуляторы для полива

Цистерны, цистерны и сбор дождевой воды

Калькуляторы расхода воды

Давление воды и потери на трение

Преобразования

Посетите нас на

Если у Вас есть вопросы или комментарии, пожалуйста Свяжитесь с нами

Данные моделирования и аппроксимация кривой — нелинейная минимизация методом наименьших квадратов и аппроксимация кривой для Python

Обычно использование минимизации наименьших квадратов — это аппроксимация кривой , где один имеет параметризованную модельную функцию, предназначенную для объяснения некоторых явлений и желаний для корректировки числовых значений модели так, чтобы она наиболее точно совпадает с некоторыми данными.С scipy такие проблемы обычно решаются с scipy.optimize.curve_fit, который является оболочкой вокруг scipy.optimize.leastsq. Поскольку lmfit’s minim () также является оболочкой высокого уровня вокруг scipy.optimize.leastsq его можно использовать для подгонки кривых. Хотя он предлагает много преимуществ по сравнению с scipy.optimize.leastsq, использование Minimize () для многих проблем подгонки кривой все еще требует больше усилий, чем использование scipy.optimize.curve_fit.

Класс Model в lmfit обеспечивает простой и гибкий подход к проблемам подгонки кривой.Подобно scipy.optimize.curve_fit, a Модель использует функцию модели — функцию, которая предназначена для рассчитать модель какого-либо явления — а затем использовать ее для наилучшего соответствия массив предоставленных данных. Помимо этого сходства, его интерфейс довольно отличается от scipy.optimize.curve_fit, например, тем, что он использует Параметры , но также предлагает несколько других важные преимущества.

В дополнение к возможности превратить любую функцию модели в аппроксимацию кривой метод, lmfit также предоставляет канонические определения для многих известных форм линий такие как гауссовы или лоренцевы пики и экспоненциальные распады, которые широко распространены. используется во многих научных областях.Они доступны в моделях модуль, который будет рассмотрен более подробно в следующей главе (Встроенные модели фитингов в модуле моделей). Мы упоминаем об этом здесь, если вы хотите сверьтесь с этим списком, прежде чем писать свою собственную модель. На данный момент мы сосредоточены на превращение функций Python в модели подгонки высокого уровня с помощью Класс модели и их использование для подбора данных.

Мотивация и простой пример: соответствие данных гауссовскому профилю

Начнем с простого и распространенного примера подгонки данных к гауссовскому вершина горы.Как мы увидим, есть встроенный класс GaussianModel , который может помочь в этом, но здесь мы создадим свои собственные. Начнем с простого определение функции модели:

 из numpy import exp, linspace, random

def gaussian (x, amp, cen, wid):
    вернуть amp * exp (- (x-cen) ** 2 / wid)

Мы хотим использовать эту функцию для соответствия данным \ (y (x) \), представленным массивы y и x . С scipy.optimize.curve_fit это будет:

 из scipy.оптимизировать импорт curve_fit

x = linspace (-10, 10, 101)
y = gaussian (x,

Трубные фитинги по типам — Типы трубопроводных фитингов, Thepipefittings.com

Главная / Трубная арматура по типам

Трубная арматура широко востребована для любых трубопроводных и водопроводных систем, используемых в промышленных и коммерческих целях. Фитинги позволяют соединять трубы или устанавливать их в соответствующем месте, а при необходимости прекращать или закрывать трубы. Фурнитура доступна в различных формах и размерах. Они могут быть дорогими, требовать времени, различных материалов и инструментов для установки.Они являются неотъемлемой частью трубопроводных и водопроводных систем. Выпускаются тысячи специализированных фитингов. Для каждого типа трубы или трубки требуется собственный тип фитинга, но обычно все фитинги имеют некоторые общие особенности. Фитинги есть везде, где продаются сантехнические материалы.

Типы трубопроводных фитингов и их функции

1. Колена: Такие фитинги используются для изменения направления потока. В основном они доступны в двух стандартных типах — под углом 90 и 45 градусов из-за их высокого спроса в сантехнике.Колено на 90 градусов в основном используется для подключения шлангов к водяным насосам, клапанам и дренажным каналам, в то время как колено на 45 градусов в основном используется на объектах водоснабжения, электронных и химических промышленных сетях трубопроводов, пищевых продуктах, трубопроводах для кондиционирования воздуха, садоводстве, сельское хозяйство и объект солнечной энергии.

Доступен в: Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС-пластик), поливинилхлорид (ПВХ), хромированная латунь, хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ), нержавеющая сталь, ковкая (оцинкованная и черная) и медь.

2. Муфты: Муфты — это фитинги, используемые для предотвращения утечек в сломанных или поврежденных трубах. Подключаемые трубы должны быть одного диаметра. В сантехнике используются два вида муфт: обычные и скользящие. Между двумя трубами устанавливается обычная муфта для предотвращения дальнейших утечек с помощью резиновых уплотнений или прокладок с обеих сторон. Сама скользящая муфта содержит две трубы для ремонта поврежденных длинных труб.

Доступен в: АБС, латунь, медь, хромированная латунь, ХПВХ, ПВХ, ковкий (оцинкованный и черный) и нержавеющая сталь.

3. Штуцер: Этот тип трубной арматуры почти аналогичен муфте с точки зрения функций, но с той лишь разницей, что муфту можно легко снять в любое время, а муфту — нет. Для соединения труб из разных материалов используются различные диэлектрические муфты, чтобы избежать гальванической коррозии между ними. Эти фитинги состоят из гайки, внутренней и наружной резьбы.

Доступен в: Латунь, медь, хромированная латунь, ковкая (оцинкованная и черная), ПВХ, ХПВХ и нержавеющая сталь.

4. Адаптеры: Адаптеры подключаются к трубам либо для увеличения их длины, либо, если у труб нет соответствующих концов. Эти фитинги делают концы трубы с наружной или внутренней резьбой в зависимости от необходимости. Это позволяет подключать разные трубы без необходимости в обширной настройке. В основном они используются для труб из ПВХ и меди.

Доступны из: ABS, CPVC, меди, ковкой (гальванизированной и черной), ПВХ, латуни и нержавеющей стали.

5.Ниппель: Это короткий стык трубы, который работает как соединение между двумя другими фитингами с наружной резьбой. Закрытый ниппель — это тип фитинга с непрерывной резьбой на нем. В основном они используются в шлангах и сантехнике.

Доступен в: Латунь, хромированная латунь, ковкая (гальванизированная и черная), ПВХ, медь и нержавеющая сталь.

6. Редуктор: Эта настройка трубы используется для уменьшения размера потока трубы от большего к меньшему.Есть два типа редукторов — концентрический редуктор и эксцентрический редуктор. Первый имеет форму конуса, который используется для постепенного уменьшения размера трубы. Последний имеет один край, обращенный к устью соединительной трубы, что снижает вероятность скопления воздуха.

7. Тройник: Этот Т-образный фитинг, используемый в водопроводной системе, имеет одно входное и два выходных отверстия, расположенных под углом 90 градусов к основной трубе. Этот тип фитинга используется для соединения двух труб и объединения их направления потока в одну.Если все три стороны этого фитинга имеют одинаковый размер, он называется равным тройником, в противном случае — неравным тройником.

Доступны из: АБС, меди, ХПВХ, ПВХ, латуни, хромированной латуни, ковкой (оцинкованной и черной) и нержавеющей стали.

8. Крест: Этот тип трубного фитинга имеет четыре отверстия во всех четырех основных направлениях. Этот фитинг присоединяется к четырем трубам, пересекающимся в общей точке. Для потока воды или любой другой жидкости в четырех разных направлениях имеется либо одно входное отверстие, либо три выхода, либо наоборот.Эти виды трубопроводной арматуры обычно используются в системах пожаротушения.

Доступны из: ПВХ, латуни, ковкой (гальванизированной и черной) и нержавеющей стали.

9. Фланцы: Фланец — это еще один фитинг, используемый для соединения труб, насосов, клапанов и других компонентов с целью создания полноценной системы трубопроводов. Они обладают гибкостью, позволяя легко чистить или проверять всю систему изнутри. Они прикрепляются к трубам с помощью сварки, нарезания резьбы или навинчивания, а затем окончательно герметизируются с помощью болтов.Они используются в бытовых насосных системах и в основном в промышленных целях.

Доступен в: Латунь, медь, ковкая (оцинкованная и черная), и ПВХ.

10. Заглушки и заглушки: Обе эти фитинги используются для временного или постоянного закрытия концов трубы. Заглушки вставляются внутрь трубы и имеют резьбу, чтобы сохранить трубу для дальнейшего использования. Существует множество способов прикрепления колпачка к трубе, например, пайка, клей или нарезание резьбы, в зависимости от материала трубы.

Доступен в: АБС, латунь, медь, хромированная латунь, ковкий (гальванизированный и черный), ХПВХ, ПВХ и нержавеющая сталь.

11. Втулки: Эти фитинги используются для объединения труб разных размеров вместе путем уменьшения размера большего фитинга до размера меньшей трубы. Втулки не всегда имеют резьбу наизнанку и занимают очень мало места по сравнению с штуцером или муфтой, используемыми для той же цели.

Доступны из: ABS, хромированной латуни, меди, латуни, ХПВХ, ПВХ, нержавеющей стали и ковкой (гальванизированной и черной).

12. Отводы: Такие фитинги используются в дренажных системах и имеют ответвление под углом 45 градусов для обеспечения плавности потока воды. Когда сантехнические тройники не работают при горизонтальном подключении, в таких случаях требуется тройник.

Доступен в: Латунь, АБС и ПВХ.

13. Клапаны: Клапаны используются в водопроводной системе для остановки потока газов или жидкостей. Бывают трех типов — дросселирование, изоляция и невозврат.Запорные клапаны используются для временного отключения части системы трубопроводов для обслуживания или ремонта. Дросселирующие клапаны используются для регулирования давления жидкости в трубе; они также могут выдерживать стресс, вызванный этим процессом.

14. Заусенец: Заусенец — это еще один полезный фитинг, используемый в водопроводной системе, который соединяет гибкие трубки с трубами. Он имеет конец с наружной резьбой на одной стороне, которая соединяется с внутренней резьбой, а другой конец имеет трубку с одной или несколькими зазубринами, которая вставляется в гибкую трубку.

Доступен в: Латунь для горячей воды и пластик для холодной воды.

15. Отводной тройник: Этот вид тройника обычно используется в системах водяного отопления под давлением для перенаправления части потока из основной линии в боковую ветвь, соединенную с теплообменником.

16. Olet: Эти фитинги используются, когда стандартный размер фитингов не соответствует назначению. Как присоединяются фитинги к трубам?
Фитинги для труб — это фитинги с наружной или внутренней резьбой.В резьбовом фитинги, внутренняя резьба находится внутри, а наружная резьба — снаружи. Трубные фитинги с одним охватываемым концом и одним охватываемым концом называются уличной фурнитурой. Фитинги используются для соединения труб или трубки двумя способами:

Путем нарезания резьбы: Трубки с резьбой привинтить для соединения или присоединиться. Обычно металлические трубы имеют резьбу и арматура.
С помощью скользящей посадки: В трубах с скользящей посадкой используются муфты, которые входят в друг друга.Пластиковые трубы имеют резьбу или скользящую посадку.

Соответственно, трубопроводная арматура организована следующим образом:

Наружная резьба: Наружная резьба. Ввинчиваются в внутренняя часть конца трубы большего диаметра с внутренней резьбой.
Внутренняя резьба: Внутренняя резьба. Получите наружную резьбу фитинги труб.
Наружная скользящая посадка: Нет резьбы.Получите более узкий.
Гнездовая прорезь: Гнездовая прорезь: нет резьбы. Сделано, чтобы надеть мужской рукав немного большего размера.

Назначение фитинга:

Основное назначение любого трубного фитинга:

Соединение отверстий двух или более трубок.
Соединительные участки труб.
Подсоединение трубы к другому аппарату.
Изменение направления потока жидкость / жидкость.
Поддержание или регулирование потока.
Закрытие и пломбирование трубы.

Критерии выбора трубопроводной арматуры:

Фитинги следует выбирать с учетом определенных факторов. Они как следует:

Типы соединений: Приобретая фитинги, вы следует помнить о том, что фитинг может иметь два разных типы разъемов. Один конец фитинга может иметь внутреннюю резьбу в то время как другая внутренняя резьба.Один конец может быть мужским, пока другой конец имеет резьбу, в случае пластиковых фитингов. Они могут также имеют подходящие концы, которые могут удовлетворить любые требования.
Конструкционные материалы: Как правило, фитинги должны быть из того же материала, что и материал, использованный при изготовлении трубу, в которую он должен быть установлен. Однако в некоторых случаях также могут использоваться материалы, соответствующие определенным нормам или стандартам. в трубах из другого материала.
Проверить поток: Чтобы поддерживать постоянный поток, концы фитинги должны быть немного больше, чем остальная часть трубы, чтобы что они могут вместить соединения без сужения внутренней диаметр (ID) трубы.
Тип фитинга: Кроме материалов труб, фитинги идентифицируются по типу фитинга — резьбовой или скользящий, наружный или женский.
Размер: При измерении размеров трубопроводной арматуры необходимо Обратите внимание, что фитинги с наружной резьбой измеряются снаружи кромка или внешний диаметр, а фитинги с внутренней резьбой измеряются до внутреннего края вход или ID.
Толщина: Так же, как трубы доступны в нескольких разной толщины или «графика», поэтому и трубы арматура.
Конструкция: Каждая труба или труба предназначена для определенные типы жидкостей, жидкостей, газов, химикатов при различных условия. Соответственно, фитинги также доступны в разнообразие дизайнов.
Стандарты и коды: Существуют определенные стандарты и коды, установленные различными организациями, по которым разные трубы арматура сортируется.Например, ASTM, ASME, BSP и т.д. стандарты, установленные для трубопроводной арматуры, и эти стандарты предписывают их использование.

Фитинги для трубопроводов по назначению:

В зависимости от обслуживаемых целей, трубопроводная арматура может быть отнесена к категории под:

Фитинги для удлинения или завершения участков трубопровода: Для например, муфты, переходники, соединения, заглушки и заглушки для труб.
Фитинги для изменения направления трубы: Например, Колено
Фитинги для соединения двух или более труб: Например: Тройники, крестовины, колена с боковым впуском, Wyes
Фитинги для изменения размера трубы: Например, переходники, Втулки, Муфты
Фитинги для управления или регулирования потока: Например, Клапаны
Инструменты для фитингов: Например, крепеж для труб
Трубные фланцы

На основе вышеперечисленных категорий мы даем ниже представление о различные типы трубопроводной арматуры, доступные на рынке.

Указанные ниже пункты будут ориентиром для покупателей:

Идентификация резьбы | Источник шлангов и фитингов

Международные связи

Направляющая

Конические стихи Параллельная резьба

Первый шаг в идентификации резьбы — определить, является ли резьба конической или параллельной. Конический означает, что стенки резьбы, если они будут продолжены в продольном направлении, в конечном итоге встретятся.Параллельность означает, что стенки резьбы прямые. Уплотнение необходимо использовать для параллельных фитингов в приложениях PORT.

PORT мест

Как с метрической резьбой, так и с резьбой BSPP В приложениях PORT требуется уплотнение определенного типа для всех фитингов с параллельной резьбой. Вот некоторые из уплотнений различных стилей для этих приложений PORT.

Расширяющееся седло по сравнению с шаровым седлом

Способность правильно идентифицировать посадочные места, фаски и их соответствующие углы является преимуществом при идентификации фитинга.Расширяющиеся седла относятся к выступающему «конусу» на наружной резьбе или внутреннему конусу на внутренней резьбе. Под шаровыми или коническими седлами понимается «носовой конус» внутри внутренней поворотной резьбы, который уплотняется с фаской на внутренней стороне наружной резьбы.

Компрессионные фитинги с метрической резьбой 24 °

Большинство метрической резьбы и резьбы Kobelco можно применять в трубах из-за сужающегося угла
горловины 24 ° внутри наружной резьбы. Чтобы обеспечить соединение трубки, гайка трубки затягивается поверх метрической резьбы, заставляя обжимное кольцо или врезное кольцо зажимать трубку.Когда гайка надежно затянута, манжета сжимает трубку, которая удерживает трубку на месте.

Фитинги с торцевым уплотнительным кольцом

Это очень распространенный фитинг в Северной Америке, известный как уплотнительное кольцо с торцевым уплотнением (ORFS), но также используется с британской резьбой (HIAB), а также с метрической резьбой (метрическая плоская резьба). По сути, фитинги с торцевым уплотнением уплотняют между уплотнительным кольцом, расположенным на лицевой стороне прямой наружной резьбы, и седлом с плоским торцом на внутренней резьбе.

Измерительная резьба

Определив, является ли резьба параллельной или конической, измерьте шаг резьбы в миллиметрах над вершиной гребней резьбы.

Резьба

BSP бывает двух версий: параллельной (BSPP) и конической (BSPT). Угол профиля резьбы как для конической, так и для параллельной британской резьбы составляет 55 °. Довольно частой ошибкой является определение BSPT (конического) как NPT.Помните, что резьба NPT имеет угол профиля резьбы 60 °, а резьба BSPT — 55 °. Это можно проверить с помощью калибра для резьбы. Хотя BSP — это внешняя ветка, на самом деле это не метрика. Вот почему они бывают британских размеров: 1/8, 1/4, 1/2, 3/4 и так далее.

Используйте штангенциркуль для измерения внешнего диаметра (OD) резьбы. В параллельных потоках, где вы измеряете, не критично. На конической резьбе важно поставить суппорт на 3-й ряд резьбы.

Метрическая резьба — это наружный диаметр в миллиметрах, за которым следует шаг. Пример: M22 x1,5 или 22 мм x 1,5.

Фитинги

BSP можно определить, выполнив несколько расчетов для определения размера резьбы.

Измерьте наружный диаметр резьбы BSP
Измерьте наружный диаметр (дюймы) и вычтите ¼ дюйма

Пример: Внешний диаметр составляет 1 дюйм. Вычитание ¼ дает размер резьбы, также известный как -12

Когда у вас есть размер резьбы, важно проверить шаг.Самый простой способ — выполнить следующие шаги.

Подсчитайте количество вершин резьбы над ¼ ”
Умножьте это число на 4, чтобы получить количество ниток на дюйм.

Пример: если вы посчитаете гребень резьбы 3,5 больше дюйма, а теперь умножите 3,5 на 4, то ваш шаг составит 14 ниток на дюйм.

Параллельный трубопровод британского стандарта (BSPP)

Уплотнение — Вертлюг BSPP с внутренней резьбой имеет конический шарик или конус, который уплотняет посадочное место с фаской охватываемой детали.

Размер в дюймах	Размер панели	Номинальная резьба	Наружная резьба OD (дюйм)	Внутренний диаметр резьбы (дюйм)
1/8	-02	G1 / 8 × 28	3/8 (0,38)	11/32 (0,35)
1/4	-04	G1 / 4 × 19	33/64 (0.52)	15/32 (0,47)
3/8	-06	G3 / 8 × 19	21/32 (0,65)	19/32 (0,60)
1/2	-08	G1 / 2 × 14	13/16 (0,82)	3/4 (0,75)
5/8	-10	G5 / 8 × 14	7/8 (0.88)	13/16 (0,80)
3/4	-12	G3 / 4 × 14	1-1 / 32 (1,04)	31/32 (0,97)
1	-16	G1x11	1-5 / 16 (1,30)	1-7 / 32 (1,22)
1-1 / 4

Метод быстрого цилиндрического фитинга с использованием оценки норм облака точек

Цилиндрический фитинг является важным этапом в процессе измерения трубопровода большого технологического процесса, а точность начальных значений цилиндрического фитинга является ключевым элементом для получения правильного результата фитинга .Чтобы получить хорошие начальные значения, сначала должны быть установлены ковариационные матрицы всех точек в трехмерном облаке точек лазерного сканирования цилиндра для оценки нормалей всех точек, а затем вектор оси цилиндра может быть вычислен с использованием метода наименьших квадратов. Во-вторых, путем преобразования координат можно получить исходные значения остальных параметров цилиндра. Наконец, алгоритм Левенберга-Марквардта используется в процессе итеративной оптимизации, чтобы получить подходящий результат, используя указанные выше значения в качестве начальных значений.Эксперименты показывают, что с помощью этого метода можно получить точные начальные значения цилиндрического фитинга и повысить точность и скорость цилиндрического фитинга.

1. Введение

Благодаря применению трехмерного лазерного сканера в области обратного проектирования, промышленного производства, защиты культурных реликвий и медицинской визуализации люди смогли получить все виды исходных данных облака точек по более низкой цене в качестве основы для дальнейшей обработки, такой как рендеринг на основе точек, моделирование форм на основе точек, вес поверхности, конструкция и т. д.Необходимый атрибут в точечном представлении — это нормальная векторная информация. В дополнение к точным и высококачественным методам рендеринга на основе точек, в основном основанных на векторе нормали [1, 2], существует множество алгоритмов реконструкции поверхности, которые также нуждаются в получении точных результатов реконструкции с помощью точного вектора нормали [3–6] .

Крупномасштабный технологический трубопровод является основой отрасли трубопроводного транспорта, и настройка цилиндрических параметров является очень необходимым звеном в процессе мониторинга строительства.В настоящее время в качестве нового метода измерения используется трехмерное лазерное сканирование для получения всей цифровой модели [7] путем измерения данных облака точек объекта. Он может предоставить точные данные измерений для мониторинга большого технологического трубопровода. Практика показывает, что выбор начальных параметров цилиндрической арматуры сильно повлияет на сходимость, скорость и точность фитинга. В настоящее время метод оценки вектора трехмерного облака точек в основном включает в себя поиск окрестности и нечеткую оценку [8, 9], а в литературе [10] анализируется нормальная оценка точек, рассеянных по острым признакам.В литературе [11] сравниваются данные облака точек в области определения размера трубопроводной системы промышленного предприятия с данными 3D CAD. Литература [12] улучшает уравнение ошибки косвенной регулировки с ограничениями и выбирает любые начальные значения, чтобы получить правильные результаты подгонки, но скорость регулировки медленная. Литература [13] точно вычисляет начальные значения, проецируя цилиндрическую точку на плоскость и анализируя степень близости точки проекции к окружности, но на количество начальных значений легко влияет расстояние проекции; в то же время скорость расчета корректировки также невысока.В литературе [14] начальные значения вектора направления оси вычисляются геометрическим соотношением между точкой цилиндрической поверхности и вектором направления оси цилиндрической оси. В литературе [15] начальные значения вектора направления оси вычисляются по диаграмме Гаусса. Суть этих двух состоит в том, чтобы подогнать две поверхности цилиндрической поверхности к поверхности цилиндра. Могут быть получены хорошие начальные значения, но требуются большие вычисления.

В связи с этим предлагается метод цилиндрической аппроксимации для оценки исходных значений цилиндрических параметров путем оценки нормальных точек цилиндрических точек.Для всех точек данных в цилиндрическом облаке точек выбирается определенное количество соседних точек, чтобы оценить нормальное направление точки, как показано на рисунке 1.

После оценки нормальной линии отсканированной точки исходные значения вектора направления оси вычисляются методом наименьших квадратов в соответствии с вертикальным соотношением между нормальным направлением точки и направлением оси цилиндра, а затем исходными значениями точки и радиусом цилиндра на оси цилиндра. вычисляются путем преобразования координат и аппроксимации методом наименьших квадратов.После получения начальных значений всех цилиндрических параметров количество параметров в соответствии с соотношением ограничений цилиндрических параметров сокращается, чтобы заменить регулировку условиями ограничения, и алгоритм Левенберга-Марквардта используется для итерационной оптимизации параметров цилиндра.
2. Расчет начальных значений на основе оценки норм облака точек
2.1. Оценка нормалей на основе ближайшего соседа
Метод оценки норм, основанный на точке ближайшего соседа, напрямую определяет нормали поверхности в соответствии с координатами точек данных в облаке точек.То есть ковариационная матрица точки устанавливается в трехмерном облаке точек, а нормальное направление [16] точки оценивается приблизительно с помощью ковариационного анализа. Для любой точки P в облаке точек соответствующая ковариационная матрица равна
В формуле (1) — число ближайших соседних точек выбранной точки P. — трехмерный центроид ближайшей соседней точки точки P, — собственное значение ковариационной матрицы, а — собственный вектор, соответствующий значениям первого собственного значения.При выборе ближайших соседних точек точки P, если все трехмерные координаты пройдены, объем вычислений очень велик, поэтому дерево kd [17] используется для разделения облака точек в пространстве для реализации быстрого сопоставления ближайший сосед.
Анализируются собственные векторы и собственные значения ковариационной матрицы, и решается собственный вектор, который соответствует минимальному собственному значению ковариационной матрицы, то есть направление вектора нормали точки P.Полученный вектор нормали имеет два значения; то есть, он не может определить, является ли он положительным или отрицательным для вектора метода оценки облака точек, но поскольку начальные значения вектора направления оси решаются вертикальной связью с вектором нормали к поверхности облака точек, предполагается, что два значения вектора нормалей облака точек не влияют на оценку начальных значений цилиндрической оси.
2.2. Оценка начальных значений оси на основе метода наименьших квадратов
После оценки нормалей поверхности облака точек метод наименьших квадратов используется для вычисления начального значения вектора направления оси в соответствии с вектором нормали к поверхности облако точек, а ось цилиндра выражается как
. Направление оси цилиндрической оси фиксировано на 1.В это время вектор направления оси цилиндра равен; вектор перпендикулярен нормали к поверхности облака точек. Установить функцию: в этой формуле — общее количество точек в облаке точек.
Функция заказа выводится из параметров и затем устанавливает ноль. Начальные значения и получаются следующим образом:
На основе теории двойных кватернионов координаты Плюккера обычно состоят из шести параметров, а вектор и представляют собой вектор направления линии и момент линии относительно начала координат. соответственно [18].Вектор направления линии описывает направление линии. Положение линии в пространстве описывается моментом относительно начала координат. Если Плюккер проходит прямую точку, то имеется
. Чтобы описать преобразование координат линии в трехмерном пространстве, линия Плюккера обычно выражается как единичный двойственный вектор.
В этой формуле — двойная единица и удовлетворяет, и,, и — мнимые единицы и удовлетворяют.