Kalkulator Zbrojenia

Czym jest kalkulator zbrojenia?

Kalkulator zbrojenia wyznacza stalową siatkę zbrojeniową płyty betonowej. Beton dobrze przenosi ściskanie, ale słabo rozciąganie, dlatego płytę zbroi się matą z prętów stalowych ułożonych prostopadle względem siebie. Kalkulator przyjmuje wymiary płyty, rozstaw tej siatki, otulinę pozostawioną przy krawędziach oraz rozmiar pręta i zwraca trzy liczby, które są naprawdę potrzebne do zamówienia i ułożenia stali: ile prętów biegnie w każdym kierunku, jaka jest łączna długość prętów i jaka jest całkowita masa stali.

Dostawcy sprzedają zbrojenie na masę albo na długość pręta, podczas gdy projekt określa siatkę — to właśnie całkowita długość i całkowita masa zamieniają rozstaw z rysunku w dostawę, którą da się wycenić.

Jak działa kalkulator?

Podaj długość płyty i szerokość płyty, rozstaw prętów (odległość osiowa siatki, zwykle 12 in lub 30 cm) oraz otulinę krawędziową (odległość od krawędzi płyty do pierwszego pręta, zwykle 3 in lub 7,5 cm). Następnie wybierz rozmiar pręta.

Kalkulator pomniejsza każdy bok o podwójną otulinę, uzyskując zbrojoną rozpiętość, dzieli ją przez rozstaw, zaokrągla w dół i dodaje jeden — to zliczanie „słupków ogrodzenia”, bo siatka o $n$ przęsłach wymaga $n + 1$ prętów. Robi to raz dla każdego kierunku, mnoży liczbę prętów przez długość prętów w tym kierunku i sumuje oba wyniki. Na koniec mnoży całkowitą długość przez masę jednostkową wybranego pręta, otrzymując masę stali.

Każdy wymiar ma własny przełącznik jednostek, więc możesz podać płytę w metrach, a rozstaw w calach, jeśli tak opisuje to rysunek — kalkulator przelicza wszystko wewnętrznie. Całkowitą długość odczytasz w metrach, stopach, jardach i innych jednostkach; całkowitą masę w kilogramach, funtach, tonach lub tonach amerykańskich.

Wzory

Przyjmij długość płyty $L$, szerokość $W$, rozstaw siatki $s$ i otulinę krawędziową $c$. Pomniejszenie boku o otulinę przy obu krawędziach daje zbrojoną rozpiętość, więc liczba prętów rozłożonych wzdłuż długości wynosi:

$$n_L = \left\lfloor \frac{L - 2c}{s} \right\rfloor + 1$$

a liczba rozłożonych wzdłuż szerokości:

$$n_W = \left\lfloor \frac{W - 2c}{s} \right\rfloor + 1$$

Funkcja podłogi zaokrągla w dół do całkowitej liczby przęseł, a $+ 1$ dokłada pręt zamykający ostatnie przęsło. Zwróć uwagę na skrzyżowanie: $n_L$ prętów liczonych wzdłuż długości biegnie w poprzek, wzdłuż szerokości, więc każdy ma długość $W - 2c$, natomiast $n_W$ prętów biegnie wzdłuż długości i mierzy $L - 2c$. Łączna długość prętów $T$ wynosi zatem:

$$T = n_L \times (W - 2c) + n_W \times (L - 2c)$$

Przy masie jednostkowej $m$ dla wybranego rozmiaru pręta całkowita masa stali $M$ wynosi:

$$M = T \times m$$

Rozmiary prętów i masa jednostkowa

Lista rozmiarów zawiera cztery średnice najczęściej stosowane w płytach, wraz z masami nominalnymi opublikowanymi w normie ASTM A615/A615M, amerykańskim standardzie dla prętów zbrojeniowych ze stali węglowej. Norma podaje masę metryczną w kg/m oraz ciężar calowo-funtowy w lb/ft — dlatego obie kolumny różnią się nieznacznie na ostatniej cyfrze, zamiast przeliczać się dokładnie jedna na drugą.

Numer pręta to średnica w ósmych częściach cala — pręt #4 ma 4/8 in, czyli 1/2 in. Kalkulator korzysta wewnętrznie z kolumny kg/m i przelicza na wybraną jednostkę masy. Wyniki są szacunkiem opartym na tej opublikowanej tabeli; rysunek konstrukcyjny zawsze ma pierwszeństwo.

Przykłady obliczeń

Przykład 1: płyta 6 m × 4 m z siatką 300 mm

Płyta ma 6 m długości i 4 m szerokości, zbrojona prętami #4 w siatce 0,3 m, z otuliną 0,075 m przy krawędziach. Zbrojone rozpiętości wynoszą $6 - 2 \times 0.075 = 5.85$ m i $4 - 2 \times 0.075 = 3.85$ m.

$$n_L = \left\lfloor \frac{6 - 2 \times 0.075}{0.3} \right\rfloor + 1 = \lfloor 19.5 \rfloor + 1 = 20$$ $$n_W = \left\lfloor \frac{4 - 2 \times 0.075}{0.3} \right\rfloor + 1 = \lfloor 12.83 \rfloor + 1 = 13$$

20 prętów liczonych wzdłuż długości biegnie w poprzek po 3,85 m każdy, a 13 prętów liczonych wzdłuż szerokości biegnie wzdłuż po 5,85 m każdy:

$$T = 20 \times 3.85 + 13 \times 5.85 = 77 + 76.05 = 153.05 \, \text{m}$$ $$M = 153.05 \times 0.996 = 152.44 \, \text{kg}$$

Płyta wymaga więc 20 prętów w jednym kierunku i 13 w drugim — 153,05 m pręta #4 o masie około 152,44 kg (336,07 lb).

Przykład 2: płyta 20 ft × 10 ft z siatką 12 in

Płyta ma 20 ft długości i 10 ft szerokości, zbrojona prętami #4 w siatce 12 in (1 ft), z otuliną 3 in. Zbrojone rozpiętości wynoszą 19,5 ft i 9,5 ft.

$$n_L = \left\lfloor \frac{19.5}{1} \right\rfloor + 1 = 20$$ $$n_W = \left\lfloor \frac{9.5}{1} \right\rfloor + 1 = 10$$ $$T = 20 \times 9.5 + 10 \times 19.5 = 190 + 195 = 385 \, \text{ft}$$

To 385 ft pręta #4 o masie około 257,67 lb (116,88 kg). Widać, ile stali kosztuje siatka: zmniejszenie rozstawu o połowę, do 6 in, mniej więcej podwoiłoby obie wartości.

Uwagi praktyczne

• Rozstaw mierzy się osiowo. Wymiar siatki na rysunku bierze się od osi pręta do osi pręta, a nie między powierzchniami sąsiednich prętów. Tak też go tu wpisz.
• Otulina krawędziowa to nie otulina dolna. Otulina w tym kalkulatorze to poziome cofnięcie od krawędzi płyty do pierwszego pręta. Otulina betonowa pod matą — głębokość stali w wylewce — jest osobnym wymaganiem konstrukcyjnym i nie zmienia liczby prętów.
• Zamawiaj w długościach handlowych i uwzględnij zakłady. Zbrojenie sprzedaje się w stałych długościach (często 20 ft albo 6 m i 12 m). Pręt dłuższy niż handlowy trzeba połączyć, a połączenie na zakład zachodzi zwykle na 40 lub więcej średnic pręta — tego zakładu kalkulator nie dolicza, więc przy większych płytach zwiększ zamówienie.
• Dolicz odpad na cięcie i gięcie. Docinanie prętów na wymiar i gięcie ich przy krawędziach zostawia ścinki. Niewielki zapas ponad obliczoną długość chroni przed brakiem materiału.
• Sprawdź też beton. Gdy stal jest ustalona, użyj kalkulatora betonu, aby wyznaczyć objętość wylewki i liczbę worków dla tej samej płyty.