Устройство армопояса под плиты перекрытия

Как использовать армопояс в доме из газобетона

Армопояс в доме из газобетона под плиты перекрытия и балки – обязательная конструкция, без которой невозможно обеспечить стабильность и безопасность строения. Необходимость устройства армирующего пояса указана в СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции».

Что такое — армопояс

Армопояс – это замкнутая (кольцевая) монолитная бетонно-металлическая конструкция под стенами из газоблока. Другими словами: это бетонная лента небольшой высоты, которая устраивается сверху газоблочной стены, когда планируется укладка межуровневых перекрытий. Количество армопоясов в доме из газоблока под плиты перекрытия зависит от этажности сооружения. Пояса располагают между фундаментом и стеной первого этажа (ростверк), между этажами, между последним этажом и крышей (под мауэрлат).

По типу конструкции армирующий пояс по газобетону может быть двух типов:

• монолитный – делается путем бетонирования в опалубке;
• сборный – собирается из блоков заводского производства.

Главное требование к конструкции – монолитность и способность равномерно воспринимать и распределять нагрузки, действующие от вышерасположенных уровней дома. Армопояса в доме из газобетона даже под деревянные перекрытия должны быть железобетонными. Исключение делается только для легких нежилых строений. Армопояс из кирпича на стены из газобетона под плиты перекрытия, как правило, не используется по причине слишком большого веса кирпичной кладки.

Нужен ли армопояс под монолитное перекрытие в доме из газобетона?

В соответствии с правилами СП 15.13330.2012 армопояс в обязательном порядке выполняется при использовании для кладки блоков из ячеистого бетона. Газобетон – это разновидность ячеистого бетона, значит, армирующий пояс в газоблоковом доме нужен.

• укрепление несущих стен из газоблока;
• равномерное распределение нагрузки ;
• снижение риска появления трещин в кладке;
• устранение точечных нагрузок, губительных для газобетона;
• обеспечение равномерной усадки на нестабильных грунтах;
• обеспечение сейсмоустойчивости.

В некоторых случаях монолитный пояс по газобетону под перекрытия дополнительно способствует выравниванию кладки в горизонтальной плоскости. Например, если одна стена просела или по каким-либо причинам получилась ниже других стен, то армирующий пояс поможет выровнять конструкции по высоте.

Характеристики монолитного пояса

Основные характеристики армопояса – это его высота, ширина и несущая способность. В строениях из газобетонных блоков ширина этого конструктивного элемента принимается равной ширине несущей стены или шире на 20 см, если речь идет о ростверке. Наибольшее значение имеет высота, которая зависит от места расположения конструкции:

1. Ростверк – пояс между фундаментом и первым уровнем здания. Высота ростверка составляет 30-50 см.
2. Цокольный пояс – монолитная лента, разделяющая основание и стены первого этажа. Высота – 25-50 см.
3. Межэтажный пояс – железобетонная лента под плиты перекрытия между этажами дома. Высота – 20-30 см.
4. Пояс под мауэрлат крыши – армопояс для газобетона под балки стропильной системы. Высота – 15-25 см.

Несущая способность рассчитывается по методике, описанной в СП 15.13330.2012. Результат расчета – размеры и материал (марка бетона), который будет использоваться при бетонировании. В отсутствии этих сложных расчетов достаточно использовать бетон марки М200 – для ленты под мауэрлат и М300 – для остальных типов армопоясов.

Инструкция по установке армирующего пояса

Технология устройства армирующего пояса ничем не отличается от сооружения обычной фундаментной ленты. Исключение – узлы соединения армопояса с перекрытием или мауэрлата.

Чертежи

Монолитный пояс по газобетону под перекрытия или балки выполняется по чертежу, который входит в состав проекта:

Армопояс под мауэрлат будет иметь немного другой вид:

Материалы и инструменты

Для того чтобы сделать армопояс в доме из газобетона под плиты, крышу или фундамент понадобятся материалы:

• опалубка или пиломатериалы для ее строительства;
• бетонная смесь М200. М350;
• арматура с сечением 10-12 мм;
• металлические анкера;
• пленочная гидроизоляция.

Из инструментов потребуется: бетономешалка, желоб для заливки бетона, крючок для вязки арматурных прутов, болгарка, молоток, рулетка, строительный уровень, сварка.

Как соединить армопояс с газобетонной кладкой

Армирующий пояс и стена, на которую он опирается, должны создавать единую монолитную конструкцию. Только так пояс будет в полной мере выполнять свои функции. Подумать о соединении пояса и стены нужно еще на этапе кладки газоблока. На высоте 0.3…0.5 м до будущего перекрытия внутри кладки нужно сделать армирование путем установки внутрь газобетонных блоков металлических анкеров, которые выступают над поверхностью кладки на 10-20 см. Эти анкера соединяются с армокаркасом пояса, образуя монолитную конструкцию, способную эффективно воспринимать нагрузки.

Устройство армопояса

Технология включает следующие этапы:

1. Подготовка поверхности – верхнего слоя газоблоковой кладки: удаление пыли, обезжиривание.
2. Установка опалубки: съемной – из пиломатериалов, несъемной – из теплоизоляционных материалов.
3. Вязка армирующего каркаса из арматуры на 4 нити.
4. Укладка внутрь опалубки армирующие каркаса.
5. Связка сваркой анкеров и армокаркаса.
6. Приготовление или заказ бетонной смеси.
7. Послойное бетонирование армопояса до нужной высоты.
8. Уход за бетонной поверхностью.
9. Укладка гидроизоляции после набора проектной прочности.

Армопояс для газобетона под балки готов. По истечении 28 суток можно продолжать строительство. В том случае, когда ждать набора бетоном проектом прочности нельзя, можно для устройства пояса использовать готовые ЖБИ.

Армопояс для газобетона под балки перекрытия из U-блоков

Для устройства армирующего пояса можно использовать специализированные ЖБИ: П- или U-образные блоки из армированного газобетона, обычного бетона или фибробетона. При использовании готовых блоков не нужна опалубка, не требуется расчет высоты армопояса для газобетона под балки перекрытия. Технология будет следующая:

1. П- или U-блоки монтируются по периметру газобетонных стен на клей для газоблока.
2. В углубление блока укладывается подготовленный армокаркас.
3. Пространство бетонируется бетонной смесью М200.

Основную нагрузку здесь воспринимает U-блок, а слой монолитного бетона небольшой, поэтому набор прочности длится 3-5 дней.

Устройство армирующего пояса – обязательное условие для строительства прочного дома из газобетона. К возведению конструкции нужно подойти ответственно, использовать качественные материалы.

Что такое армопояс под плиты перекрытия и как его вязать?

В связи с внедрением прогрессивных технологий и использованием новых стройматериалов, возросли требования к устойчивости строений и их долговечности. Для укрепления конструкции здания и повышения прочности несущих внешних стен в верхней части коробки выполняется силовой пояс в виде бетонного контура, усиленного арматурой. Армопояс равномерно распределяет давление крыши и через стены передает нагрузку на фундамент. На прочностные свойства влияет высота и толщина армопояса, а также конструктивные особенности арматурного каркаса и марка бетона.

Конструкция армопояса

Для сглаживания нагрузок от веса кровли и межэтажных панелей на торцевую плоскость капитальных стен сооружается специальный железобетонный пояс. Он выполняется также в процессе заливки монолитного фундамента.

Планируя соорудить цокольный, межэтажный или фундаментный армированный пояс, необходимо выполнить следующие действия:

• продумать конструктивные особенности железобетонного контура усиления;
• подобрать оптимальный размер арматуры и определиться с высотой армопояса;
• приобрести необходимые для постройки армопояса строительные материалы.

Определяясь с конструкцией, размерами и применяемыми материалами, следует учесть действующие усилия на уровне перекрытия этажа, а также нагрузочную способность стен, для изготовления которых использовались пористые блоки. При использовании облегченных плит перекрытия допускается использовать менее мощный армопояс. При этом ширина должна быть равна толщине стен. Остановимся более детально на конструктивных особенностях и размерах.

Для того, чтобы повысить прочность несущих внешних стен необходимо делать армопояс

Из чего изготавливается армопояс?

Конструкция армированного пояса регламентирована строительными нормами. Это силовой контур, предотвращающий деформацию коробки здания.

Для изготовления армированного пояса применяются следующие стройматериалы:

• бетонный раствор с маркировкой М400 и выше. Смесью заполняется опалубочный каркас, внутри которого расположена арматурная решетка. После застывания бетона образуется силовой контур по периметру несущих стен. Бетонная смесь изготавливается по стандартной рецептуре на базе портландцемента, щебня и песка. Важно выполнять бетонирование в один заход с дальнейшим уплотнением бетонного массива с помощью вибрационного оборудования. Важно не допустить формирования воздушных полостей внутри монолита;
• стальные прутки с размером поперечного сечения 0,8-1 см. Рифленая арматура разрезается на заготовки необходимых размеров, которые связываются вязальной проволокой в пространственный каркас. Конструкция состоит из четырех продольно расположенных прутков, связанных поперечными стержнями. Диаметр поперечных элементов составляет 0,6 см. Металлическая решетка, повышающая нагрузочную способность бетонного массива, имеет в поперечной плоскости квадратное или прямоугольное сечение.

В зависимости от конструкции опалубки для ее изготовления используются различные материалы:

• для разборной опалубки применяются щиты из древесины;
• стационарная конструкция изготовляется из полистирола.

Важно обеспечить жесткость и герметичность опалубочной конструкции.

Задача армопояса- помочь зданию противостоять деформирующим нагрузкам

Высота и толщина армопояса

Размеры армированного пояса регламентированы проектной документацией:

• высота силового контура равна его толщине при изготовлении армированного пояса квадратного сечения. Для прямоугольной конструкции высота превышает ширину в 1,5-1,6 раза;
• толщина армопояса обычно соответствует ширине несущих стен здания. Технология сооружения допускает уменьшенную толщину пояса, на уровне 0,7-0,8 толщины стен.

Размеры силового контура определяются на стадии разработки проекта здания.

Когда необходимо усиление строительных конструкций армированным поясом?

Армированный пояс – ответственный элемент жилых зданий, который формируется на различной высоте от нулевой отметки. Армопояс предназначен для решения следующих задач:

• формирования ровного основания для монтажа межэтажных панелей;
• сглаживания различных видов нагрузок, создаваемых балками кровли;
• предотвращения растрескивания несущих стен в результате деформации коробки;
• пропорционального распределения нагрузок, действующих на торцевую плоскость стен;
• снижения вероятности деформации стен под действием повышенных усилий;
• уменьшения влияния нагрузок, вызванных порывами ветра;
• обеспечения устойчивости зданий, построенных в условиях наклонного рельефа;
• сохранения целостности коробок зданий, построенных в сейсмически активных районах;
• повышения запаса прочности строительных конструкций, на которые действует реакция морозного пучения грунта.

Отсутствие армированного пояса, возведенного на верхнем уровне несущих стен, снижает устойчивость здания.

Армопояс представляет собой бетонный слой, проложенный вдоль наружных стен строящегося дома по всему периметру

Сооружать армопояс необходимо в следующих ситуациях:

• при использовании для возведения стен ячеистых блоков;
• при строительстве домов в сейсмоактивных зонах;
• при сооружении зданий на проблемных почвах.

Возможны ситуации, когда можно обойтись без железобетонного пояса – это использование кирпича для возведения капитальных стен, а также заливка фундамента ниже уровня замерзания грунта. В остальных случаях армированный пояс – обязательный элемент здания.

Армопояс под сборными и монолитными железобетонными перекрытиями

Нет необходимости сомневаться, нужен ли армопояс под плиты перекрытия. Армопояс, сооруженный под панели перекрытия выполняет ряд серьезных задач:

• повышает нагрузочную способность стен из ячеистых блоков. Ведь пористый бетон склонен к деформации при повышенной нагрузке;
• пропорционально распределяет нагрузки от межэтажного перекрытия и кровли на стены. Локальные усилия способны вызвать образование трещин;
• предохраняет коробку строения от растрескивания. Пояс сглаживает температурные колебания и повышает долговечность строения.

Армированная окантовка, выполненная из железобетона, связывает в общий силовой контур коробку здания и плиты перекрытия.

Армопояс под плиты перекрытия имеет замкнутый вид

Готовимся сделать армированный пояс под плиты – стройматериалы и инструменты

Планируя самостоятельное изготовление армопояса, предназначенного для установки панелей перекрытия, подготовьте необходимые стройматериалы:

• фанеру, строганные доски или листовой полистирол для сборки опалубки;
• портландцемент, гравий и мелкий песок для изготовления бетонной смеси;
• стальную арматуру и вязальную проволоку для сборки силового каркаса;
• полиэтиленовую пленку для герметизации опалубочной конструкции;
• крепежные изделия (саморезы, шурупы, гвозди) для сборки опалубки.

Количество материалов определяется на основании проектной документации.

Для выполнения работ также потребуется специальное оборудование и инструменты:

• бетономешалка, облегчающая подготовку большого объема бетонной смеси;
• болгарка с кругом по металлу, используемые для резки стальной арматуры;
• ручной крючок для вязки арматуры или полуавтоматическое приспособление;
• строительный уровень и отвес, необходимые при выполнении замеров.

При использовании арматурных прутков, имеющих увеличенный диаметр, потребуется также приспособление для гибки.

Чтобы слои бетона равномерно высыхали, заливать армопояс необходимо в один этап

Технология сооружения армированного пояса – главные этапы

Технологический процесс изготовления армопояса предусматривает следующую очередность действий:

1. Подготовку заготовок для сборки опалубочного каркаса.
2. Сборку опалубки из фанерных листов, деревянных щитов или листового полистирола.
3. Нарезку арматурных прутков на заготовки соответствующих размеров.
4. Сборку силового каркаса путем соединения стержней с помощью отожженной проволоки.
5. Смешивание компонентов, предназначенных для подготовки бетонного раствора.
6. Непрерывное заполнение опалубочной конструкции раствором.
7. Удаление воздушных включений с помощью глубинного или поверхностного вибратора.
8. Поддержание влажности бетонного массива путем периодического увлажнения.
9. Демонтаж опалубки после твердения бетонного раствора.

Тщательно изучив технологию строительства армопояса, несложно своими руками выполнить все операции.

Какие материалы для опалубки можно использовать?

Традиционно для изготовления опалубки используют строганную древесину, из которой изготавливают щитовую конструкцию. Высота деревянной окантовки обычно составляет 0,3 м, а ширина соответствует толщине стен. Крепление досок осуществляется с саморезами. Боковая окантовка доски опалубки фиксируется с помощью резьбовых шпилек или планок. Следует контролировать горизонтальность верхней плоскости опалубки с помощью уровня. Важно надежно закрепить доски и герметизировать все щели.

Для опалубки используют строганную древесину

Кроме досок для изготовления опалубки применяют следующие материалы:

• влагостойкую фанеру. До заливки бетона она пропитывается отработанным маслом для облегчения демонтажа;
• экструдированный полистирол. Полистирольные листы являются составным элементом теплоизолированной опалубки.

Выбор материала для изготовления опалубочной конструкции производится индивидуально в зависимости от требований проектной документации.

Монтаж арматуры

Последовательность действий по монтажу арматурного каркаса:

1. Нарезка металлических стержней.
2. Укладка прутков вдоль опалубки на подкладки.
3. Связывание проволокой элементов нижнего яруса.
4. Установка поперечных прутьев.
5. Крепление к вертикальным стержням элементов верхнего уровня.

После сборки арматурной решетки установите резьбовые шпильки или стальную проволоку для крепления элементов перекрытия.

Как необходимо залить бетон?

Приготовление и заливка бетонного раствора осуществляется в указанной последовательности:

1. Приготовьте бетонную смесь в необходимом объеме.
2. Производите непрерывное бетонирование.
3. Утрамбуйте бетон с помощью арматуры или вибратора.
4. Спланируйте поверхность бетонного массива.
5. Постелите на бетон полиэтиленовую пленку.
6. Производите периодическое увлажнение бетонной поверхности.

После набора бетоном эксплуатационной твердости разберите опалубку. Толщина армопояса под плиты перекрытия обеспечивается размерами опалубочной конструкции.

Заключение

Армопояс под панели перекрытия – обязательный элемент строения, повышающий прочностные свойства конструкции. Правильно подобранная толщина армопояса гарантирует необходимый запас прочности. Армопояс увеличивает срок эксплуатации зданий и положительно влияет на их устойчивость. Следует соблюдать технологические рекомендации, а также использовать качественные стройматериалы. С работой несложно справиться своими силами, тщательно изучив технологию.

Как сделать армированный пояс под плиты перекрытия?

Большая высотность зданий, тяжелые плиты перекрытия, сложная стропильная система — все это создает большое давление на стены. От неравномерной нагрузки они могут лопнуть или деформироваться, что сделает строение непригодным для эксплуатации. Чтобы повысить прочность конструкции, делают железобетонный армопояс. Он необходим для равномерного распределения давления на стены. В противном случае конструкция может деформироваться или разрушиться.

Для того чтобы дом, построенный собственными силами, был прочным и служил без проблем долгие годы, необходимо обеспечить жесткость конструкции и качественную связку стен

Устройство армопояса

Тяжелые плиты перекрытия нельзя укладывать непосредственно на стены. Это связано с тем, что в местах их крепления создается точечная нагрузка, во много раз превышающая допустимую. Получается, что материалы не рассчитаны на такое давление. Поэтому они проминаются и разрушаются. Поэтому сначала на стене делают армирующий пояс, для которого точечная нагрузка не является критичной. Железобетонную ленту заливают под все перекрытия, которые планируются: после фундамента, 1-го и 2-го этажа, перед возведением крыши.

Сначала на верхней части стен изготавливается опалубка для армопояса. Оптимальная толщина — 30 см. Ширина должна быть равна размеру стены. Как правило, для опалубки используют доски толщиной 2 см. Их крепят примерно за 5 см до верха стены. Чтобы опалубка не разъехалась под давлением бетона, её дополнительно скрепляют поперечинами через каждые 90–100 см. Можно их устанавливать и чаще. Это сделает деревянную конструкцию более прочной.

Когда опалубка готова, в ней собирают арматурный каркас. Оптимально применять прутья диаметром 12 мм. Они обладают достаточной прочностью. Из арматуры собирают лесенку или параллелепипед. Места пересечения скрепляют с помощью проволоки или сварки. Каркас должен быть полностью утоплен в бетоне, оптимальный отступ от краев — 5 см.

Монолитный армированный пояс равномерно распределяет давление по всему периметру стены и обеспечивает ровную поверхность для последующего перекрытия

Когда арматурный каркас готов, начинают заливать армопояс под плиты перекрытия. Эта операция должна быть выполнена за 1 прием, чтобы получилась непрерывная лента. Только в этом случае армопояс сможет качественно выполнять свои функции. Заливают его смесью цемента, песка и щебня. По мере заполнения опалубки нужно удалять пустоты методом штыкования.

Внимание! Если для крепления стропильной системы или перекрытый понадобятся шпильки, анкеры или арматура, их необходимо будет установить до заливки.

Через 3—5 дней бетон застынет. На готовый армопояс можно будет укладывать плиты перекрытия. Для надежности установки они должны заходить как минимум на 12 см на стены.

Когда лента будет готова, нужно будет её утеплить, чтобы предотвратить проникновение холода через более тонкий железобетон. Часто используют пенопласт или другие специальные материалы.

Виды армопоясов

В зависимости от того, где используется железобетонная конструкция, её особенностей, выполняемых функций, выделяют следующие виды армопоясов:

• ростверк;
• цокольный;
• межэтажный;
• разгрузочный.

По периметру стены строится опалубка, в которую монтируется металлическая арматура

Ростверки используют в качестве опоры, на которой будет стоять фундамент. Такой армопояс делают в специальной траншее. Глубина выбирается в зависимости от характеристик будущей постройки (веса, количества этажей и пр.).

Высота железобетонной ленты составляет 30—50 см. Если грунт мягкий, неустойчивый, то этот параметр увеличивается до 60—80 см, а в некоторых случаях — до 100 см. Ширина составляет 70—120 см. Для армирования используются прутья диаметром 12—14 мм. Армопояс кладут на подготовленную песчано-гравийную подушку. Вместо нее можно использовать и кирпич. Из-за большого объема заливку часто проводят в 2 этапа. Однако лучше, чтобы армопояс был изготовлен за 1 раз, не прерывался и был единым целым по всему периметру.

Цокольный пояс устанавливают под все несущие стены. Это уравняет нагрузку на фундамент. Высота в этом случае должна составлять от 20 до 40 см в зависимости от ожидаемой нагрузки. Цокольный армопояс под плиты перекрытия по ширине должен быть равен толщине стен. Армируется железобетонная лента арматурой (12 мм). Цокольный пояс необходимо проложить гидроизоляцией, чтобы избежать проникновения сырости внутрь строения.

Межэтажные ленты делают после каждого этажа. Пояса укрепляют стены, препятствуют разрушению материалов, делают конструкцию более жесткой и не позволяют ей разъезжаться, деформироваться и давать трещины. Также они равномерно распределяют нагрузку от плит перекрытия в местах их установки. Как правило, их изготавливают с помощью деревянной опалубки, как описано выше.

Разгрузочный пояс подводят под крышу. В этом случае конструкция значительно упрощает возведение стропильной системы. Такой пояс необходим для того, чтобы закрепить мауэрлат на стене, выровнять стены по горизонтали, а также равномерно распределить вес крыши по всему периметру, избегая точечной нагрузки.

Из чего делают армопояс

Как правило, укрепляющие ленты делают из железобетона, заливая его в опалубку. В этом случае готовят смесь из цемента, песка, щебня и воды. Консистенция должна быть умеренно густой, чтобы не вытекать из деревянных ограждений. Также возможно добавление клеевых составов для укрепления конечного материала и всей конструкции.

Однако в некоторых случаях встречаются кирпичные армопояса. Они хорошо укрепляют конструкцию. Их используют в тех случаях, когда вся постройка возводится из кирпича. Между рядами закладывают специальную сетку с толщиной прутьев не менее 0,5 см. Для такого пояса не нужна опалубка, так как арматуру кладут непосредственно на ряды кирпича.

Армопояса необходимы при возведении различных зданий и построек. Они позволяют перераспределить нагрузку и избежать деформации стен. При этом существуют различные виды, каждый из которых выполняет свои функции и имеет некоторые особенности возведения. Однако изготавливаются все армопояса по единому принципу.

Зачем в небольшом доме армопояс и нужен ли он вообще

Сегодня устройство армопояса считается чуть-ли не обязательным этапом при строительстве небольшого частного дома. Монолитный пояс закладывают в проекты, его рекомендуют приглашённые строители, но мало кто может обосновать его необходимость.

Цель статьи: понять принципы создания армирующего пояса и развеять некоторые мифы о важности этой конструкции. Но сначала общие теоретические вопросы, всесторонне поясняющие предмет обсуждения – устройство армопояса.

Что такое армопояс

Армопоясом называют монолитный бетонный контур с армированием, расположенный в горизонтальной плоскости строения по периметру несущих стен.

Функциональная задача армированного пояса – равномерное распределение нагрузки тяжёлых конструктивных элементов.

Вторая технологическая задача – обеспечение жёсткости и устойчивости строения.

Где устанавливается

Армопояс может располагаться:

• ниже фундамента;
• над уровнем земли, в цокольной части строения;
• под межэтажными плитными перекрытиями;
• под мауэрлатом.

Во всех вариантах пояс устраивается по всему наружному периметру здания, иногда – связывает все несущие стены.

Когда необходим

В каких случаях необходим армопояс:

• предполагаемая высота здания – два и более этажа;
• климатические условия в месте строительства экстремальны в плане перепадов температур, выпадения осадков, сейсмических показателей, силы ветров;
• грунты под сооружением нестабильные, сыпучие, илистые, водонасыщенные, — любые, способные дать неравномерную усадку здания;
• фундамент дома — свайный либо столбчатый;
• стеновой материал — облегчённые, пористые, вспененные блочные материалы, имеющие недостаточные показатели устойчивости к балкам и плитам перекрытия;
• система стропил предполагает применение анкеров, шпилек.

Функции армопояса

Основные аргументы в пользу армопояса:

1. Увеличение пространственной жёсткости. Благодаря армопоясу конструкция здания связывается в единую жёсткую раму. В итоге сооружение приобретает дополнительные характеристики устойчивости к негативным природным воздействиям: землетрясениям, подвижкам грунта, ветровым нагрузкам.
2. Распределение нагрузок. Пояс из монолитного армированного бетона принимает на себя нагрузки плит перекрытия, балок, ферм, равномерно распределяя нагрузки, предохраняя от точечного разрушения и растрескивания фундаменты и стены.
3. Перекрытие проёмов. Армопояс в отдельных случаях исключает применение перемычек для всех видов проёмов: оконных, дверных, технических.
4. Крепление стропильной системы. Верхний монолитный пояс располагается по стенам, обеспечивает надёжный монтаж конструкций стропильной системы, сохраняет стены от разрушения под воздействием стропильных элементов.

Армопояс под мауэрлат.

Когда возводить армопояс не нужно

Многие индивидуальные застройщики полагают, что армопояс необходим для возведения любых зданий, является панацеей от растрескивания стен, усадки основания, разрушения зданий. На самом деле он нужен далеко не всегда. Например, в следующих вариантах он не нужен вовсе:

• Фундамент устроен на прочных грунтах, грунтовые воды расположены глубоко.
• Стены строения возводятся из камня, кирпича, монолитного бетона.
• Здание одноэтажное, чердачное или мансардное перекрытие возводится без использования железобетонных изделий.

Это всего лишь часть вариантов, когда армопояс возводить нецелесообразно. Чтобы понять, нужны ли дополнительные расходы на армопояс, необходимо рассчитать нагрузки на несущие стены и соотнести показатели с техническими характеристиками стеновых материалов.

Важно! Часто показателей прочности блоков из газобетона, керамзитобетона, арболита достаточно для сопротивления нагрузкам небольшого одноэтажного и даже двухэтажного дома.

Рассуждения о пользе армопояса

Если немного копнуть в историю строительства, то такого понятия, как армопояс, ещё очень недавно просто не существовало. Все выдающиеся памятники зодчества не имели арматурного усиления по простой причине – металл был дорог либо его не было вовсе для строительных нужд. Не было и технологий производства арматуры в сегодняшнем понимании.

Индустриальное строительство потребовало иных материалов и скоростей строительства. Возведение производственных цехов, домен, элеваторов – это уже массовый переход на применение железобетона.

Тяжёлые материалы при высотном строительстве потребовали принятия мер противостояния возникающим нагрузкам на фундаменты и стены. Стал применяться металл. Когда его использовали в бетонной массе, ему стали придавать различные формы профиля, тем самым обеспечивая должное сцепление с бетонной смесью.

Армировались и армируются сейчас все ответственные, сильно нагруженные, как правило, высокие конструкции.

Возникает вопрос: тогда какая связь между армированием и строительством одно-двухэтажного жилого дома.

Зачем загородному дому арматура

Есть одно условие, при выполнении которого никаких армопоясов в строительстве индивидуального жилья не требуется – это строительство по традиционным технологиям и с применением таких же традиционных материалов.

Попробуем распределить дома по видам и по необходимости устройства армопоясов при их возведении.

Кирпичный дом

Тяжёлое строение даже для одного этажа. По этой причине фундамент возводится, как правило, монолитный, ниже глубины промерзания.

Монолитный фундамент и армопояс

Монолитное основание обязательно армируется. Стержни арматуры располагаются вертикально, горизонтально, перевязываются между собой. Так обеспечивается прочность фундамента и его великолепные несущие свойства.

Где в фундаменте или цоколе нужен дополнительный армопояс? Нигде: под фундаментом или сверху устройство пояса– это всего лишь увеличение высоты фундамента.

Само понятие «армопояс» для монолитного фундамента не применяется. Кто всё-таки делает дополнительную армоленту над фундаментом – тот просто выравнивает монолитное основание по единой отметке, то есть исправляет ошибку по высоте или выравнивает горизонтальный уровень.

Вывод: устройство армопояса в монолитном фундаменте — пустая трата денег и ненужный расход материалов.

Стены, кровля и армопояс

Для вековой эксплуатации кирпичных и каменных стен необходимы прочный фундамент и квалифицированное исполнение кладки стен. Никаких армирующих поясов для цельных каменных стеновых конструкций не требуется.

Не нужен армопояс и в случае межэтажного (чердачного) перекрытия таких стен железобетонными плитами, достаточно качественного кирпича и закладных металлических деталей в кладке. Устройство пояса для опирания стропильной конструкции также нецелесообразно – достаточно деревянных мауэрлатов. Всё сказанное правомерно и для стен, возведённых по монолитной технологии.

Вывод: в кирпичном доме с монолитным фундаментом армопояс не применяется. Использование блоков типа ФБС для фундаментов также исключает применение технологии дополнительного ленточного армирования.

Армопояс в каркасном строении

В строительстве всё больше используются каркасные технологии. Это означает, что стены возводятся из облегчённых материалов: деревянного каркаса, внутренней/внешней обшивки и утеплителя. Тяжёлый армопояс поверх стены будет в таком строении чужеродным элементом, не выполняющим никаких функциональных задач.

Всё зависит от вида фундамента. Если основа каркасного здания – монолитная плита, то армопоясу в этом сооружении места нет. Но если применяются столбчатый или свайный вариант основания для каркасника, то армопояс в нём – ростверк (или рандбалка).

Столбы или сваи фундамента обвязываются железобетонным поясом-ростверком, на который и монтируется каркас здания. Характеристики ростверка рассчитываются на нагрузки, он может быть разным по насыщенности арматурой, по линейным параметрам, но, по сути, это тот же армопояс. Так же как и монолитный армированный ленточный фундамент, который для каркасных домов практически не применяется.

Армопояс в домах из штучных блоков

Под штучными рядовыми блоками понимаются изделия для возведения стен, изготовленные из самых разнообразных материалов. Их множество, ведь блок можно изготовить литьём или прессованием почти из любых материалов. Но в большей степени застройщиков интересует применение армопояса в домах, стены которых сложены из газоблоков или пеноблоков. Разумеется, — и в этих случаях использование поясного армирования зависит от вида фундамента.

Армопояс для фундамента и цоколя строений из блоков

Стоит повторить, что ленточные фундаменты, выполненные из монолитного армированного по всем правилам, не требуют дополнительного усиления ни снизу, ни сверху. Для свайных и столбчатых заглублённых фундаментов выполняется аналог армопояса – ростверк.

Но наши российские умельцы используют для устройства самые немыслимые комбинации технологий. Именно поэтому, при возведении оснований из штучных стеновых бетонных блоков, шлакоблоков, мелкозаглублённых, неармированных, и прочих подобных, армопояс желателен во всех его функциональных направлениях.

• под фундаментом в виде сплошной армированной ленты, по ширине превышающей сам фундамент примерно в полтора раза;
• над фундаментом по типу ростверка – на ширину стен;
• в стенах на любом уровне – на ширину стен либо менее, с учётом утеплителя;
• под межэтажные и чердачные перекрытия – в зависимости от вида перекрытия или стропильной системы.

Если подходить к вопросу армирования с точки зрения здравого смысла, то возникает ощущение, что придумали армопояс недобросовестные производители строительных стеновых материалов.

Армирование стен

Из всех видов блоков, предлагаемых на рынке, доверие вызывают только газоблоки. Не потому, что они самые лучшие, иногда бывает совсем наоборот, а потому, что их могут изготовить только в заводских условиях, такова технология. Армопояс для стен из разных материалов:

• Газоблоки. Заводские изделия предполагают наличие у материала свойств, обозначенных в паспорте изделия. А там сказано, что для строительства одноэтажного, а иногда и более высокого дома, не требуется устройство дополнительных усиливающих конструкций. То есть – армопояс не нужен.
• Пеноблоки. По характеристикам эти изделия совсем немного уступают газоблокам, но проблема в другом: на рынке появилось слишком много поддельных изделий — слишком доступна и недорога технология изготовления пеноблоков. Поэтому для стен из пенобетонных изделий армирование необходимо. Причём, чем чаще – тем лучше, по причине неизвестного качества.
• Шлаковые, керамзитовые и прочие подобные изделия армировать необходимо. Причины те же, что и с пеноблоками — плохо поддающийся расчётам на нагрузки материал.

Количество и параметры армопоясов для блочных стен выбирают сами застройщики или приглашённые на строительство специалисты.

Что армируем, а что нет

Вывод из перечисленного: армирование необходимо лишь при возведении дома из пеноблоков или иных непроверенных, «сделанных в гараже» материалов.

Фундамент снизу и в районе цоколя армировать нужно только в случаях, когда заказчик не уверен в его качестве или не проводил расчёты на нагрузки.

Как самостоятельно сделать армопояс

Для домов, строящихся по проекту, проблема изготовления армопояса не стоит, надо только чётко следовать прилагаемым чертежам и схемам.

Самострой — это стихия российских застройщиков в плане «сам себе прораб». И, как ни странно, это хорошо. Когда строишь по принципу «хочу как у соседа», то ГОСТы и нормативы игнорируются, а техническую информацию предоставляет сосед. Конечно, есть определённые рекомендации, общие для всех стихийных застройщиков.

Армопояс – это конструкция из арматуры, залитая бетонной смесью в опалубке. Основные параметры материалов:

Металлическая арматура

Арматура профильная толщиной 8 – 14 мм. Толстые пруты 12 – 14 мм располагаются по периметру, на углах сгибаются, на стыках связываются внахлёст. Из продольных прутов формируется пространственная фигура прямоугольного сечения. Поперечные отрезки 8 – 10 мм связываются с продольными вязальной проволокой, создавая жёсткость арматурного пояса (хомуты).

Армирование по углам

Угол из арматуры может быть выполнен не только изгибанием прутов под 90° или на иную величину.

Возможна их раскладка внахлёст, при этом внутренние продольные пруты в углу обязательно перехлёстываются с внешними, фиксируются вязальной проволокой между собой.

Возможна ли сварка арматуры

Сварка арматуры в поясе не рекомендуется, нагрев металла приводит к снижению его прочности. Но для стыков в углах возможно сваривание нижней и верхней арматуры вертикальными прутами. В данном случае перегрев не повлияет на качество пояса, так как на стыках вдвое увеличивается площадь арматуры.

Длина нахлёста прутов

Если для углов применяются небольшие изогнутые отрезки арматуры, то они должны связываться с продольными прутами в месте перехлёста. Соединение арматуры встык не допускается ни на углах, ни на продольных участок. Длина нахлёста в сочленениях – 30-50 диаметров применяемой арматуры. Например, если толщина прута 12 мм, то длина нахлёста будет как минимум 36 см.

О непрерывности армопояса

Армопояс должен быть непрерывным, но бывают и исключения.

Индивидуальные застройщики считают непреложной истиной, что армопояс разрывать нельзя. На самом деле термин «монолитный пояс» объединяет два разных варианта его назначения.

Жёсткость строения

В первом случае армопояс выполняет функцию придания жёсткости конструкции, чтобы дом не развалился под действием урагана, землетрясения или цунами.

Если сверху на него монтируются плиты перекрытия – армопояс эффективно работает на жёсткость, не позволяя строению сложиться или разложиться. Если же над поясом нет достаточной нагрузки, и устроена, к примеру, лишь лёгкая стропильная система, — то он просто не нужен.

Часто можно наблюдать картину: стена здания лопнула, угол накренился, а пояс под кровлей остался нерушим. Это результат проседания фундамента и ненужности верхнего армопояса.

Важно! Армопояс может усилить жёсткость здания только в том случае, если он достаточно пригружен сверху.

Распределение нагрузки

Когда стены дома возведены из лёгких стеновых блоков, на которые уложены плиты перекрытия или балки стропильной системы, то стены могут просесть, сжаться под тяжестью нагрузок в местах опирания. В таких случаях функция пояса – равномерное распределение нагрузок от верхних конструкций.

К примеру, дом построен из газо-/пенобетона. Это те материалы, которые не могут воспринимать концентрированные нагрузки без деформации, достаточно слабы на смятие. Поэтому, в обязательном порядке, под плиты перекрытия сооружается распределяющий нагрузку монолитный пояс. В задачу такого армопояса не входит стягивание дома в жёсткую конструкцию, а потому он может разрываться по необходимости.

Местом разрыва может быть, например:

• стена под фронтоном здания, на которую не опираются стропильные элементы;
• окно лестничной площадки, где нет плит перекрытия.

Важно! Армопояс, распределяющий нагрузки, может быть разорван при необходимости.

Опалубка армопояса

Опалубка — форма в виде прямоугольного корыта, в которое укладывается арматура и заливается бетонная смесь. Как правило, ширина опалубки равна ширине возводимых стен. Расположение – по длине периметра.

Важно! Главные условие для формы: герметичность, прочность креплений, распорок, стяжек, особенно в момент загрузки бетоном.

Возможно приобретение в специализированных компаниях типовой щитовой опалубки. С точки зрения цены: самостоятельное изготовление из доступных материалов – вне конкуренции. После схватывания бетона опалубочная конструкция разбирается.

Бетон

После устройства опалубки заказывается на бетонном заводе необходимый объём бетона, заливка производится в один приём.

Самостоятельное изготовление бетона трудоёмко, но возможно. Стандартная пропорция для самостоятельного изготовления бетонной смеси цемент М 500 : песок : щебень мелкой фракции = 1 : 2 : 3. После тщательного перемешивания смесь помещается в опалубку, уплотняется вибрированием, разравнивается. Срок схватывания – сутки при положительной температуре воздуха, полное застывание – 7 суток, окончательное схватывание — 28 суток, созревание – 100 лет.

Практические рекомендации

В первую очередь застройщику следует понять: так ли необходим армопояс в строительстве его дома. Это действительно важный вопрос, ибо расходы на устройство армопояса значительные.

Опытные застройщики знают, с каким упорством навязывают строительные бригады услугу по устройству армопояса.

Если принято решение об устройстве пояса – то лучше выполнить работу самостоятельно. Это несложно, достаточно посмотреть на фото разного рода опалубки и арматуры.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Принцип работы и схема токового реле

Понятие «реле тока» широко распространено в электротехнике, а сам этот узел является обязательной составляющей большинства защитных приборов: автоматов, устройств отключения и им подобных. Особенности конструкции и принцип работы таких реле важно знать и понимать не только новичку, но и специалисту со стажем. Но в первую очередь потребуется разобраться с устройством этого переключающего элемента, а также со всем многообразием его видов и типов.

1. Устройство реле тока
2. Принцип действия
3. Назначение и способы подключения
4. Виды ТР
5. Для непосредственного и косвенного включения
6. Дифференциальная защита и токоограничение
7. Современные типы токовых реле

Устройство реле тока

Токовое электромеханическое реле

Ознакомиться с особенностями конструкции и принципом работы токового реле (ТР) удобнее всего на самой распространенной его разновидности – электромагнитном приборе.

В отличие от индукционного и электронного аналогов устройство э/м защитного прибора позволяет наглядно представить, как он действует.

Любое твердотельное токовое реле содержит в своем составе следующие обязательные элементы:

• Магнитопровод (сердечник), состоящий из 2-х частей и имеющий постоянный или регулируемый воздушный зазор.
• Каркас с катушкой, расположенный на неподвижной части сердечника.
• Пружина, размещенная на подвижной его половинке и создающая момент противодействия при срабатывании реле.

Принцип действия

Принцип действия электромагнитного токового реле

Электромагнитный прибор срабатывает за счет э/м связи, создаваемой при протекании переменного тока через катушку и вызывающей притягивание обеих половинок сердечника. В этом простом на первый взгляд действии скрыты некоторые нюансы:

• имеющаяся на подвижной части пружина противодействует сближению двух его половинок;
• преодолеть ее сопротивление удается только при определенной силе тока в катушке;
• это значение и является основным показателем, характеризующим работу токового реле.

При появлении тока в катушке в сердечнике наводится ЭДС, за счет которой половинки притягиваются, но не до конца – сделать это им мешает пружина. При достижении им определенного значения ЭДС становится настолько большой, что преодолевает ее сопротивление.

Для возврата системы в первоначальное положение силу тока в реле потребуется уменьшить до определенной величины, зависящей от коэффициента возврата. Этот показатель связан с особенностями конструкции реле токов и напряжений и настраивается для каждого из них индивидуально. Для этого достаточно отрегулировать силу натяжения пружины, что можно сделать самостоятельно.

Назначение и способы подключения

Регулировка тока возврата токового реле

ТР является основной составляющей всех защитных устройств, устанавливаемых в силовых цепях. Исходя из этого, следует рассматривать особенности применения прибора.

Основное его назначение – служить исполнительным элементом в составе автоматических выключателей, устройств защитного отключения и многих подобных им приборов. В соответствии с этим определяется область их применения совместно с обозначенными выше устройствами.

• Силовые цепи высоковольтных линий и имеющееся в их составе защитное оборудование.
• Коммутационные распределительные щиты, в которые ТР входят отдельно или в составе других устройств.
• Бытовые однофазные вводы и распределительные (линейные) приборы, устанавливаемые в пределах домашних щитков.

Трехфазный асинхронный двигатель

В соответствии с назначением коммутирующих приборов выбираются схемы их включения.

Чтобы подключить релейный автомат к действующим электросетям или другим цепям могут использоваться несколько способов. Они различаются по типу защищаемого оборудования:

• трехфазные асинхронные двигатели;
• потребители, включенные в силовые сети 380 Вольт;
• нагрузки, подключаемые на выходе цепей с питающим напряжением 220 Вольт.

В соответствии с первым из этих пунктов ТР используются в качестве э/м расцепителей, отключающих цепь при превышении рабочими токами допустимого уровня. При установке в трехфазные цепи они выполняют ту же функцию, но в более широком диапазоне функциональных возможностей. Как расцепители они входят в состав мощных контакторных устройств и э/м пускателей.

Несколько иное назначение имеют реле, устанавливаемые во вводные (линейные) автоматы и УЗО. Здесь они выполняют функцию чувствительных элементов, обеспечивающих срабатывание по отсечке тока (уставке). При включении они настраиваются на такие предельные режимы работы, как перегрузка по току, короткое замыкание и утечки.

Согласно принятой в электротехнике терминологии в двух первых случаях они логически позиционируются как реле максимального тока.

В защитных цепях электродвигателей наряду с отключающими реле устанавливаются двустабильные тепловые элементы на биполярных пружинах. Они обеспечивают некоторую задержку, позволяющую не снимать электропитание с обмоток в пусковых режимах.

Виды ТР

Релейная схема защиты электродвигателя

Все известные образцы токовых реле классифицируются по следующим признакам:

• по способу монтажа (схеме подключения);
• по своему прямому назначению;
• по исполнению (модификации).

В соответствии с первым из этих признаков существующие модели ТР делятся на приборы непосредственного монтажа и устройства опосредованного включения (через трансформаторы тока). По исполнению они подразделяются на встраиваемые устройства и оформляемые в виде отдельного модуля, устанавливаемого на DYN-рейку.

По назначению они выпускаются в виде изделий, применяемых для следующих целей:

• защита от однофазных коротких замыканий;
• ограничение токов обратной последовательности;
• в качестве дифференциальной защиты;
• в виде дистанционно управляемых независимых модулей.

Для непосредственного и косвенного включения

Приборы, предназначенные для непосредственного включения, согласно инструкции по применению, устанавливаются в сети с действующим напряжением до 1000 Вольт и с ограниченной величиной тока. При значительной его амплитуде включение в разрыв цепи недопустимо, так как реле не рассчитано на силовые режимы работы. В этом случае потребуется трансформатор тока, позволяющий снизить величину контролируемой величины в несколько раз. В трехфазных сетях такие реле устанавливаются в каждую из фаз последовательно с уже подключенной нагрузкой.

При таком схемном решении система работает в режиме, близком к опасному для эксплуатации короткому замыканию.

Если потребуется демонтировать реле, возможно повреждение трансформатора тока, а также создается угроза для работающего на линии персонала. Поэтому перед оперативными переключениями в таких цепях на место прибора обязательно ставится перемычка. Другой вариант – полностью отключить сеть и перевести оборудование в режим капитального ремонта.

Дифференциальная защита и токоограничение

Работа токовых реле в составе УЗО и автоматических выключателей – классический пример реализации их особенностей. В этом случае они функционируют в привычных для электротехнических систем режимах, связанных с реагированием на малейшие утечки тока (УЗО) и срабатывания при перегрузках в цепях. Последнюю функцию относят к категории токового ограничения, исключающего выход из строя подключенного оборудования и самой питающей цепи.

Современные типы токовых реле

Известны «продвинутые» типы реле напряжения и тока, которые по своим возможностям принято относить к интеллектуальным образцам контрольного оборудования. В таких приборах предусмотрен ряд вспомогательных опций, существенно расширяющих их функциональные возможности. Это дисплей, по которому можно убедиться в работоспособности устройства, а также считать информацию по величинам напряжения и тока (они высвечиваются на встроенном индикаторе прибора).

Все описанные возможности относятся к достоинствам токовых реле. Их недостатки определяются для каждого конкретного вида включения отдельно.

Разновидности реле тока и принципы их работы

Различные автоматические устройства, окружающие человека, построены на двух принципах работы или их совмещении. Речь идет о механике и электрике. Последние, в своей основе используют электрический ток, движение которого в линиях питания контролируется управляющими аппаратами. К ним принадлежат автоматические и ручные выключатели, реостаты и конденсаторы. В свою очередь, к первым из перечисленных относятся реле различного вида: времени, освещения, тока.

Различные виды реле:

Принцип работы упомянутых автоматов размыкания — в простом соединении и отключении линии течения энергии к потребителю. Функциональность как отдельного устройства обусловлена тем, что первоначальный импульс смены состояния может быть очень малой мощности — всего несколько милливольт и микроампер, или гигантским, выходящим за рамки устойчивости подключенных потребителей. Тем не менее, автомат без каких-либо проблем изменит состояние линии. Первый нюанс, относящийся к реле, важен и в том случае, когда для контроля течения тока используются датчики, часовые механизмы или любые другие маломощные устройства, которые не способны производить какие-либо действия за исключением измерений.

Реле тока применяются как часть защитной аппаратуры, предохраняющей конечных потребителей от резких изменений в сети питания. Речь идет о скачках ампер вверх, и непосредственное их падения ниже рабочего уровня. Автоматические реле тока в такие моменты отключают питание линии, защищая клиентские устройства от форс-мажорных обстоятельств.

Большая часть людей непосредственно сталкивается с оборудованием настоящего плана. Достаточно вспомнить автоматические выключатели, находящиеся на вводе электролиний в любые помещения. Они представляют собой один из вариантов реле тока, рассчитанных на стандартные параметры сети 220 В. В том случае, если происходит резкое повышение нагрузки на канале питания, расположенном после автомата, он отключит движение электричества в направлении излишнего потребления. Происходит подобное обычно при коротком замыкании, которое способно вызвать пожар. Блокирование течение тока в такой ситуации спасет не только технику на линии, но и имущество владельца.

Принцип действия и устройство

Использование реле тока:

Реле тока бывают минимального и максимального значения срабатывания. Первые отключают линию при падении величины потребления ниже определенного уровня, вторые при характеристиках сопротивления свыше заданного значения. Физически они представлены на рынке в трех типах исполнения: электромагнитном, электронном и цифровом. Современные модели объединяют в одном устройстве все виды реле тока.

Электромагнитные

Наиболее простой в изготовлении тип, отличающийся надежностью, ценой и неприхотливостью в эксплуатации. Основой функциональности для него служит борьба двух сил — механической (стремящейся передвинуть контактный толкатель в одну сторону) и электромагнитной (смещающей его в противоположную). Первая обуславливается обычной пружиной с возможностью регулирования тяги. Вторая — обмоткой, расположенной вокруг подвижного элемента.

Устройство электромагнитного реле тока:

Для реле минимального тока контактор изначально разомкнут действием пружины. При поступлении питания, электромагнит преодолевает механическую силу, соединяя линию. Как только сила тока упадет ниже определенного уровня, мощности катушки станет не достаточно для преодоления действия пружины и контакт вновь разомкнется.

В реле, срабатывающих на максимальный ток, ситуация противоположна. Изначально линия под действием механической силы соединена. Катушка пытается ее разомкнуть, но пока течение тока по ней идущего — слабое — преодолеть механическое сопротивление подвижный элемент не может.

• цена;
• простота;
• надежность;
• неприхотливость.

• зависимость от исправности механической части;
• неточность измерения;
• низкая скорость отсечки;
• деградация чувствительности со временем по причине износа пружины;

Механическое аппараты названого класса не универсальны, они делятся на реле максимального тока и минимального.

Электронные

В отличие от предыдущего типа не нуждаются в подвижных деталях. Всё внутреннее устройство состоит из:

• управляющего контура из одного или двух транзисторов, или тиристоров, ограничивающих резистор;
• последовательности элементов, преобразующих токи для питания схемы;
• модуль выполнения отключения.

Последний может иметь и механическую, и электронную структуру. К примеру, простая конструкция автомата ниже:

Верхний предел срабатывания реле максимального тока устанавливается резистором R2. Нижний R3. Последний для приведенной схемы составляет 0.2–0.3 А.

Нагрузка линии X1 понижает напряжение на R3, часть остатка которого уходит на R2, где гасится сопротивлением резистора. Если же количество ампер превысит заданный предел и ток пойдет дальше, откроется база транзистора V3. Это послужит причиной срабатывания реле отключения K1. Которое размыкая контакты K1.1 и K1.2, разорвет цепь питания нагрузки. Для приведения аппарата вновь в нейтральное состояние прохождения тока, служит кнопка S1 «Сброс».

Что касается остальных составляющих схемы, связка стабилитрона V1, диода V2, резистора R1 и конденсатора C1, служит стабилизированным источником питания остальных элементов конструкции. V4 предохраняет эмиттер транзистора от обратного хода энергии в случае смены полярности в цепях. Названое событие обычно происходит в моменты активации электромагнитного реле отключения K1.

Одна из промышленных моделей электронных реле тока:

• универсальность устройства — реле максимального тока и минимального соединены в общую, относительно простая конструкция;
• автомат защиты обладает хорошей чувствительностью.

• меньшая надежность по сравнению с электромагнитными;
• расширение функций только за счет усложнения схемы.

Цифровые

Дальнейшее развитие электронных реле тока привело к появлению цифровых моделей. Информацию о потреблении прибор хранит в цифровом виде. Получает он ее за счет преобразования показаний аналогового датчика в бинарный код. При слишком большой разнице, выходящей за установленные пользователем пределы, происходит отключение линии нагрузки. Если потребление нормализуется, автомат обратно её активирует. Не редкость оснащение цифровых реле тока возможностью связи с другим оборудованием, что позволяет легко интегрировать их в системы «умного дома».

План-схема цифрового реле тока и фотография конечного устройства:

• функциональность;
• возможность удаленного контроля сети;
• установка параметров устройства;
• точность измерений.

Недостатки не выявлены.

Практическое использование

Нюанс применения реле максимального тока среди остальных устройств защиты — возможность ручной установки параметров по максимальным и минимальным лимитам тока в исходящей линии, превышение которых приводит к ее блокировке. Особенно важными эти аппараты становятся в случаях, когда сама нагрузка периодически возрастает до больших рабочих величин, например, в случаях электродвигателей. Их запуск — это быстрое, но плавное повышение потребления с последующим снижением до нормативов мощности. Автомат защиты должен определять названый фактор не выключаясь, при этом реагировать на короткие замыкания. Последние похожи на устройства, срабатывающие по повышению сопротивления линии, куда начинает в больших количествах течь электроэнергия. Разница заключается только в моменте усиления нагрузки. Он не плавен, как в случае электромотора, а пилообразен. То есть, резко увеличивается до максимума и не уменьшается со временем.

Хорошо видны регуляторы пиковой мощности и установки пауз на включение и отключение:

Еще одно преимущество применения реле тока — наличие среди настроек задания паузы включения. Дело в том, что в момент присоединения какой-либо нагрузки к линии происходит скачок потребления. Автомат должен не сразу отключить питание, а подождать определенный промежуток времени с целью проверки последующей нормализации характеристик потребления. И уже в том случае, если сопротивление нагрузки остается высоким — отключить подачу электроэнергии.

Между разрывом прохождения тока и его возобновлением должна быть пауза, иначе клиентское устройство может выйти из строя. Особенно это касается трансформаторной техники и электромоторов. То есть, всего оборудования, где присутствует обмотка возбуждения.

Схемы подключения реле тока

Как и во всех случаях использования классической электропроводки, есть трехфазовое питание и рассчитанное на одну линию. Соответственно делятся по подключению и защитные реле тока.

Простое подключение трехфазового реле тока:

Для одной фазы картина будет немного иной. На схеме далее, следует обратить внимание на соединение замеряемой линии напрямую и через токовый трансформатор к автомату. Во втором случае ширина рабочего диапазона увеличивается. Использование нагрузки в обоих вариантах цепи замера обязательно, так как производится определение количества ампер линии, для которого нужно обеспечить течение в ней тока.

Развитие технологий привело к разделению устройств потребления на приоритетные и второстепенные. К первым относятся компьютеры, телевизоры, приставки и все оборудование, отключение которого не желательно. Ко второму относится остальная аппаратура, разрыв контакта питания которой от линии допустимо. Многие реле тока позволяют управлять двумя видами устройств раздельно — приоритетными и второстепенными.

Схема подключения приоритетной и второстепенной нагрузки:

Последняя схема интересна еще и тем, что в качестве измерителя течения тока используется индукционный метод, для которого достаточно расположить линию снабжения потребителей электроэнергией между соответствующими датчиками. То есть, раздельная нагрузка не нужна — в ее роли выступают приоритетные устройства, а отдельный токовый трансформатор заменен на встроенный. Причем его второй обмоткой выступает сам канал питания клиентского оборудования.

И схема, относящаяся конкретно к защитным цепям электродвигателя. Ее основная ниша применения —производство, так как мощные трехфазовые моторы в быту используются редко.

Схема защиты электродвигателя с помощью реле максимального тока:

Каждая конкретная модель реле тока, в зависимости от своих функциональных возможностей и внутреннего устройства, имеет нюансы подключения. Желательно с ними ознакомиться в инструкции по эксплуатации, во избежание последующих аварийных ситуаций.

Реле тока — это автомат, защищающий оборудование от перепадов электроэнергии. Срабатывание его обуславливается скачками ампер, которые происходят в результате коротких замыканий, слишком высоких нагрузок или иных форс-мажорных обстоятельств. При этом реле аналогичного вида не чувствительны к временному поднятию силы тока.

Видео по теме

Что такое реле: виды, принцип действия и области применения

Реле – коммутационное устройство (КУ), соединяющее или разъединяющее цепь электронной или электрической схемы при изменении входных величин тока. Прежде чем мы перейдем к детальному рассмотрению того, что такое реле, как устроено, по какому принципу работает и где применяется, пожалуй, нужно узнать, когда это устройство впервые появилось и кто его изобретатель.

История создания

Первенство создания реле спорно. Некоторые утверждают, что впервые это устройство было сконструировано в 1830—1832 гг. русским ученым Шиллингом П.Л. и являлось основным элементом вызывающего механизма в разработанном им же варианте телеграфа.

Другие научные историки приписывают первенство изобретения известному физику Дж. Генри, который в 1835 г. разработал контактное реле во время усовершенствования созданного им в 1831 году телеграфного аппарата. Первый соленоид работал по принципу электромагнитной индукции и был некоммутационным устройством.

Реле, в качестве самостоятельного устройства, впервые упоминается в патенте на телеграф, выданном Самуэлю Морозе.

Первое реле Морзе

Как видим, первой сферой применения этого коммутационного устройства был телеграф и только позднее с развитием техники он стал применяться в электрическом и электронном оборудовании.

Устройство и принцип работы реле

Реле представляет собой катушку, состоящую из немагнитного основания, на которое намотан провод из меди с тканевой или синтетической изоляцией, но чаще всего с диэлектрическим лаковым покрытием. Внутри катушки установленной на нетокопроводящее основание, размещается металлический сердечник. Также в устройстве имеются пружины, якорь, соединительные элементы и пары контактов.

При подаче тока на обмотку электромагнита (соленоида) сердечник притягивает якорь, который соединяется с контактом и электрическая или электронная цепь замыкается. При снижении силы тока до определенного значения, якорь, под действием пружины, возвращается на исходную позицию, вследствие чего происходит размыкание цепи.

Более плавная и точная работа достигается благодаря использованию резисторов, а защиту от скачков напряжения и искрения обеспечивает установка конденсаторов.

У большинства электромагнитных реле имеется не одна, а несколько пар контактов, что позволяет управлять несколькими цепями одновременно.

Простейшая схема устройства электромагнитного соленоида

Если в двух словах, то этот вид коммутационного устройства работает по принципу электромагнитной индукции. Благодаря довольно простому принципу действия реле имеют высокую надежность в эксплуатации.

В видеоролике ниже разъясняется принцип действия электромагнитного КУ:

Основные характеристики КУ

К основным характеристикам, на которые следует обратить внимание при выборе данного вида коммутационного устройства, относят:

• чувствительность – срабатывание от подаваемого на обмотку тока определенной силы, достаточной для включения устройства;
• сопротивление обмотки электромагнита;
• напряжение (ток) срабатывания – минимально допустимое значение, достаточное для переключения контактов;
• напряжение (ток) отпускания – значение параметра, при котором происходит отключение КУ;
• время притягивания и отпускания якоря;
• частота срабатывания с рабочей нагрузкой на контактах.

Классификация и для чего нужно реле

Поскольку реле являются высоконадежными коммутационными устройствами, то не удивительно, что они нашли широкое применение в самых различных областях человеческой деятельности. Они используются в промышленности для автоматизации рабочих процессов, а также в быту в самой различной технике, например в привычных всех холодильниках и стиральных машинах.

Разнообразие видов реле очень велико и каждый предназначен для выполнения определенной задачи

Реле имеют сложную классификацию и делятся на несколько групп:

По сфере применения:

• управление электрическими и электронными системами;
• защита систем;
• автоматизация систем.

По принципу действия:

• тепловые;
• электромагнитные;
• магнитолектические;
• полупроводниковые;
• индукционные.

По поступающему параметру, вызывающему срабатывание КУ:

• от тока;
• от напряжения;
• от мощности;
• от частоты.

По принципу воздействия на управляющую часть устройства:

• контактные;
• бесконтактные.

На фото (обведено красным) показано, где находится одно из реле в стиральной машине

В зависимости от вида и классификации реле применяются в бытовой технике, автомобилях, поездах, станках, вычислительной технике и т.д. Однако, чаще всего этот вид коммутирующего устройства используется для управления токами большой величины.

Основные виды реле и их назначение

Производители настраивают современные коммутационные устройства таким образом, чтобы срабатывание происходило только при определенных условиях, например, при увеличении силы тока, поступающего на входные клеммы КУ. Ниже мы вкратце рассмотрим основные виды соленоидов и их назначение.

Электромагнитные реле

Электромагнитное реле – это электромеханическое коммутационное устройство, принцип действия которого основан на воздействии магнитного поля, созданного током в статичной обмотке, на якорь. Этот вид КУ разделяется собственно на электромагнитные (нейтральные) устройства, которые реагируют лишь на значение тока, подаваемого на обмотку, и поляризованные, работа которых зависит как от токовой величины, так и от полярности.

Принцип работы электромагнитного соленоида

Используемые в промышленном оборудовании электромагнитные реле находятся на промежуточной позиции между сильноточными устройствами (магнитными пускателями, контакторами и т.д.) и слаботочным оборудованием. Наиболее часто данный вид реле применяется в цепях управления.

Реле переменного тока

Срабатывание этого вида реле, как видно из названия, происходит при подаче на обмотку переменного тока определенной частоты. Данное коммутирующее устройство для переменного тока с контролем перехода фазы через ноль или без такового, представляет собой блок из тиристоров, выпрямительных диодов и управляющих схем. Реле переменного тока могут быть выполнены в виде модулей на основе трансформаторной или оптической развязки. Данные КУ применяются в сетях переменного тока с максимальным напряжением 1,6 кВ и средним током нагрузки до 320 A.

Промежуточное реле 220 В

Иногда работа электросети и приборов не возможна без использования промежуточного реле на 220 В. Обычно КУ данного типа применяется, если необходимо разомкнуть или разомкнуть разнонаправленные контакты цепи. К примеру, если используется осветительный прибор с датчиком движения, то один проводник присоединяется к сенсору, а другой подводит электроэнергию к светильнику.

Реле переменного тока широко применяются в промышленном оборудовании и бытовой технике

Работает это таким образом:

1. подача тока на первое коммутационное устройство;
2. от контактов первого КУ ток поступает на следующее реле, которое имеет более высокие характеристики, чем у предыдущего и способно выдерживать токи с высокими значениями.

С каждым годом реле становятся эффективней и компактней

Функции малогабаритного реле переменного тока с напряжением 220 В весьма разнообразны и широко используются в качестве вспомогательного устройства в самых различных областях. Данный вид КУ применяется в тех случаях, когда основное реле не справляется со своей задачей или же при большом количестве управляемых сетей которые уже не в состоянии обслужить головное устройство.

Промежуточное коммутационное устройство применяется в промышленном и медицинском оборудовании, транспорте, холодильном оборудовании, телевизорах и прочей бытовой технике.

Реле постоянного тока

Реле постоянного тока делятся на нейтральные и поляризованные. Отличие между ними состоит в том, что поляризованные КУ постоянного тока чувствительны к полярности подаваемого напряжения. Якорь коммутационного устройства меняет направление движения в зависимости от полюсов питания. Нейтральные электромагнитные реле постоянного тока не зависят от полярности напряжения.

Электромагнитные КУ постоянного тока в основном используют, когда нет возможности подключения к электрической сети переменного тока.

Четырехконтактное автомобильное реле

К недостаткам соленоидов постоянного тока относят необходимость использования блока питания и более высокую стоимость в сравнении с КУ переменного тока.

Данное видео демонстрирует схему подключения и объясняет принцип работы 4 контактного реле: