Какой диаметр арматуры нужен для армопояса одноэтажного дома: Армопояс для одноэтажного дома из газобетона

Армопояс для одноэтажного дома из газобетона

Армопояс является важной частью газобетонного дома и представляет из себя кольцевую монолитную конструкцию. Армированный пояс заливается для перекрытий и для крепления кровли, а точнее мауэрлета. Причем, армопояс нужен не только под плиты перекрытия, но и под деревянные балки.

Но нужен ли армопояс для одноэтажного дома? Да, нужен, и мы объясним причины.

Также мы рассмотрим задачи армопояса, требования к его ширине и высоте, утепление, армирование, опалубку и схемы крепления кровли к армопосу.

Для чего нужен армопояс

  1. Укрепление несущих стен.
  2. Равномерное распределение вертикальных точечных нагрузок.
  3. Сдерживание горизонтальных усилий.
  4. Минимизировать вероятность появления трещин. 
  5. Для закрепления мауэрлата.

Виды армопоясов

Межэтажный армопояс под обычные плиты перекрытия должен быть самым мощным, так как на него передается нагрузка от перекрытий, стен второго этажа и кровли. Рекомендуемая толщина – 200-250 мм и высота 200-300мм. Продольная арматура – 12 диаметра.

Отметим, что для одноэтажного дома межэтажные армопояса не требуется.

Для деревянных перекрытий толщину армопояса можно немного уменьшить, так как сами деревянные балки и деревянный настил весят гораздо меньше, чем бетонный. Задача армопояса в данном случае – равномерное распределение точечных нагрузок от балок.

Рекомендуемая толщина армопояса – 150-200 мм и высота от 150 мм. Продольная арматура – 10-12 диаметра.

Армопояс под мауэрлат необходим для распределения нагрузки от кровли на газобетонные стены, а также для крепления деревянного мауэрлата при помощи шпилек. Сами шпильки замуровываются в армопоясе.

Если у вас именно одноэтажный дом с холодным чердаком, то вам будет достаточно одного армопояса под мауэрлат, а балки будут опираться на тот же армопояс. Варианты такого крепления смотрите на схеме.

Отметим, что более правильным является строительство по проекту, где каждый элемент просчитан, и имеет определенную прочность по СНиП. Это позволит избежать ненужных расходов на материалы. Но в случае его отсутствия, можете прислушиваться к нашим советам.

Армирование армопояса

Сама схема армирования представляет из себя квадрат. Основную растягивающую нагрузку на себя принимает продольная арматура, которая делается из прутьев 10-12 диаметра. Поперечные рамки можно изготовить из арматуры 6-8 диаметров. Задача рамок – удерживать продольную арматуру в определенном положении.

На углах арматуру обязательно нужно загибать и усиливать г-образными хомутами. Минимальный перехлест арматуры – 500 мм. Вяжется каркас вязальной проволокой. Защитный слой бетона для каркаса должен составлять минимум 25 мм со всех сторон.

Бетон для заливки армопояса должен быть очень прочным, примерно класса B22,5. Состав бетона: цемент 500-й марки, песок, щебень (1:2:3), воды нужно добавлять 80% от объема цемента. Для большей пластичности используйте пластификатор. Увеличение количества воды понизит прочность бетона.

Опалубка для армопояса

Опалубку можно сделать как съемную, так и несъемную. Несъемная подходит для более толстых стен, где есть возможность установить газобетонные U-блоки или же тонкие блоки из газобетона. Также не забывайте про утепление армопояса экструдированным пенополистиролом, который нужно укладывать с внешней стороны. Толщина утеплителя 30-50 мм.

Съемная опалубка для армопояса делается из деревянных брусков и плит OSB. Чтобы опалубка не разъехалась в процессе заливки, шаг брусков должен составлять 40 см. Для большей надежности опалубку стягивают шпильками или проволокой.

Когда можно нагружать армопояс

Если заливка происходила в теплое время года, то армопояс можно нагружать уже через 10 дней, если же в холодное, то лучше выждать 3-4 недели. В продаже есть специальные добавки, ускоряющие твердение бетона. Также не забывайте проливать армопояс водой, чтобы он лучше набрал прочность и не покрылся усадочными трещинами.

заливка армопояса, устройство, диаметр арматуры, высота, из керамического кирпича

Содержание

  1. Что такое — армопояс
    1. Нужен ли армопояс для одноэтажного дома из газобетона
    2. Какой оптимальный размер армопояса
    3. Какую марку бетона использовать для армопояса
  2. Как правильно сделать армопояс на газоблоки
    1. Монтаж армопояса — варианты
    2. Крепление опалубки для армопояса
    3. Армирование
    4. Заливка армопояса
  3. Как прикрепить мауэрлат на газобетон с армопоясом
  4. Заключение

Для получения стен с хорошей теплоэффективностью, в малоэтажном жилищном строительстве преимущественно используют пустотелые или поризованные материалы. Наличие в кирпиче или камне воздушных полостей и ячеек позволяет уменьшить коэффициент теплопроводности — но, к сожалению, при этом пропорционально снижаются и прочностные характеристики. Чтобы нивелировать этот недостаток — обеспечить жёсткость, равномерно распределить нагрузки от вышележащих конструкций, поверх стен каждого этажа устраивается кольцевая армированная балка. Для чего она нужна и что представляет собой армопояс в доме из газобетона, будет рассказано далее.

Армопоясом принято называть элемент здания в виде кольцевой балки, лежащей на верхнем обрезе стен, на которую должны опираться плиты перекрытия. Главная её функция заключается в том, чтобы нивелировать неравномерные деформации кладки под нагрузкой от вышележащих конструкций. Сейсмопояс обеспечивает жёсткую связь стен, которые не могут работать одинаково как на растяжение, так и на сжатие – к таковым относятся все виды кладок из бетонных блоков и кирпича.

Есть три типа армопоясов:

  1. Аромошов. Он представляет собой ряд арматурных стержней, защищённых слоем цементного раствора. В газобетонных домах такие швы (толщина не превышает 30 мм) устраивают в первом и каждом четвёртом ряду кладки, а так же усиливают или проёмы.
  2. Армокирпичный пояс. Это включение кладки из керамического полнотелого кирпича в стены, возводимые из бетонных блоков. Такой пояс может быть предусмотрен в цокольной части дома, между этажами, в подкровельных зонах. Чаще всего такие пояса делают не кольцевыми, а только там, где опираются торцы плит перекрытий. Но это подходит не для каждого дома – тут всё зависит от конструктива фундамента и кровли.
  3. Монолитный ЖБ пояс. По своей сути это то же самое, что и армошов, только здесь арматура укладывается не в ряд, а связывается в объёмный каркас. Соответственно, увеличивается и толщина монолита – от 150 мм и более. Такой пояс обычно устраивают по всему периметру стен, в том числе и внутренних. За счёт веса самого пояса и воздействующих на него усилий от вышерасположенных конструкций, стены получают примерно одинаковую нагрузку и столь же равномерно передают её фундаменту. Заливка армопояса по газобетону предохраняет кладку от смятия под весом тяжёлых плит.


Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Задать вопрос

Примечание: Ещё одним вариантом армопояса можно считать перемычку над дверным или оконным проёмом. Работает она несколько иначе, так как имеет две опоры по торцам, а не лежит на кладке всем массивом. Но технология обустройства может быть абсолютно одинаковой — разве что для опалубки в проёме, даже несъёмной, требуются подпорки.

Исходя из информации, представленной в предыдущей главе, ответ на вопрос: нужен ли армопояс для одноэтажного дома из газобетона, напрашивается сам собой. Однозначно нужен – вопрос только в том, какой именно: замкнутый или разорванный. Правильно решить этот вопрос может только проектировщик, который рассматривает работу всех конструкций вкупе. Но мы постараемся пояснить доступно.

  • Многие в целях экономии стараются сделать мелкозаглублённую фундаментную ленту, полагая, что раз газобетон лёгкий, то и основание под ним может быть облегчённым. Однако у такой ленты нет надлежащей жёсткости. В каменных домах она обеспечивается именно за счёт устраиваемого поверху стен армопояса.
  • Чтобы пояс как надо работал, он должен быть существенно пригружен. То есть, выше него должен быть ещё этаж, причём, полноценный, а не мансардный, или же перекрытия должны быть плитные железобетонные.
  • Одна кровля не даёт нужной нагрузки, поэтому вся надежда в одноэтажном доме только на фундамент, который должен быть максимально жёстким – монолитным. Если же для его устройства использовали блоки ФБС, поверх них обязательно должен заливаться монолитный пояс!
  • Нужен он и под опирание кровли, от её конструктива зависит и разновидность опорного пояса. Например, когда каркас крыши спроектирован с висячими стропилами, соединёнными в нижних концах затяжкой с подкосами, она компенсирует распорное усилие.
  • Поэтому армопояс под такую крышу может устанавливаться только в той части, где происходит непосредственно опирание стропил на стены. То есть, он может быть разорванным. Когда у крыши нет нижней затяжки, а есть только короткая верхняя, на стены будут воздействовать остаточные распорные усилия. Чтобы их компенсировать, нужен кольцевой армопояс.

Повторимся, такие тонкости учитывает проектировщик — рядовой застройщик, который строит без проекта, вряд ли в них правильно разберётся. Поэтому, во избежание ошибок, устройство монолитного пояса в газобетонных стенах лучше сразу делать с замкнутым контуром.

Самые популярные проекты серии FH:

Проект FH-90 Windows

Общая площадь:

90м²

Подробнее

Проект FH-114 Optimus

Общая площадь:

114м²

Подробнее

Проект дома FH-115 Status

Общая площадь:

115м²

Подробнее

Особенно это касается случаев, когда монтаж блоков производился на раствор. У него адгезия к поверхности газоблоков плохая, да и кладочный материал лёгкий. Такие стены сильнее подвержены воздействию распорных усилий – как минимум, на них появляются трещины. Поэтому в проекты газобетонных домов, даже одноэтажных, чаще всего закладывается полноценный армирующий пояс.


Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Задать вопрос

Важно: Пояс, сложенный из нескольких рядов кирпича без внутреннего усиления стальными стержнями назвать армирующим нельзя. Такой вариант используют только для перераспределения нагрузок при опирании стропил в разорванном поясе (если полноценный пояс не нужен), но это не лучший вариант для газобетонного дома. Если надо обеспечить кольцевую жёсткость, кирпич использовать можно — но только обязательно с заложенной между рядами кладки арматурой!

В случае с односкатной крышей, ситуация несколько иная. Как делается армопояс в этом случае, зависит от того, за счёт чего сформирован уклон крыши: кладки из газобетона, имеющей на параллельных стенах разную высоту (соответственно, по торцам получаются треугольные щипцы или фронтоны), или же стоек стропильной системы. В первом случае, армирующие балки могут выполняться только на двух стенах, на которые опираются стропила. Во втором случае, пояс должен быть замкнутым.

Так как опорным основанием для заливной балки является обрез стеновой кладки, её толщина и обуславливает размеры армопояса на газобетоне. Высота – во всяком случае, когда в структурировании пояса используют блоки с U-образным сечением, так же соответствует высоте ряда кладки.

Однако ширина может быть немного уменьшена или высота увеличена. Делается это для того, чтобы сечение балки получилось не прямоугольным, а квадратным — так оно гораздо лучше сопротивляется механическим усилиям. При заливке балки по съёмной опалубке, уменьшенную ширину наращивают до общей толщины стены за счёт утеплителя, который затем закрывается облицовочным материалом.

При использовании лотковых блоков в этом необходимости нет, так как армированный монолит защищён изнутри и снаружи газобетонными стенками блока. С наружной стороны они утолщены, чтобы армопояс не промерзал. Например, при ширине U-блока 300 мм, толщина внутренней стенки составит 60 мм, а наружной – 70 мм. Ширина выемки, соответственно, 170 мм. У более толстого блока ширина выемки увеличивается всего на 10 мм, значительно утолщается только внешняя стенка – до 145 мм. Толщина донышка лотка составляет 60-70 мм – в зависимости от его общего размера.


Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Задать вопрос

На заметку: Армопояс заливается из тяжёлого бетона класса В15 (М200). Изготавливается он из портландцемента марок М400 или М500. В первом случае, на 1 часть цемента добавляется 2,8 частей песка и 4,8 частей щебня, во втором случае песка должно быть 3,5 частей, а щебня – 5,6 частей.

В газобетонных домах заливка армопоясов нередко производится по несъёмной опалубке. Её роль играют U-образные блоки плотностью 500 кг/м³ — то есть, марка обозначается, как D500. За неимением лотковых блоков, многие применяют перегородочные. Устанавливают их вдоль наружного края стены, за счёт чего и формируют квадратное сечение заливаемой балки. С внутренней стороны может быть установлен такой же блок, либо щит съёмной опалубки. В любом случае, марку перегородочных блоков так же нужно брать не менее D500.

Мы не раз упомянули про U-блоки, как идеальное решение для обустройства армирующего пояса. Только вот у них есть один большой минус – высокая цена (на апрель 2020 года 400-420 руб за штуку). Поэтому заказчики склонны отдавать предпочтения другим вариантам, о которых мы в принципе уже упоминали. Теперь обобщим информацию, остановившись более подробно на конструктиве.

Ват как можно сформировать армопояс без применения П-образных блоков:

  1. В качестве несъёмной опалубки используется ряд устанавливаемых с внешней стороны газобетонных блоков толщиной 100 мм (перегородочных). Блоки монтируются на клей, как и в обычной кладке — единственное отличие заключается в том, что за счёт их меньшей толщины образуется уступ, в котором и располагается монолитная балка. Изнутри к перегородочному блоку приставляется полоса пенопласта толщиной 50 мм, а с противоположного конца производится крепление щита опалубки из деревянных досок или фанеры. Таким образом, если толщина стены 400 мм, ширина монолитной балки получится 250 мм. При такой же высоте перегородочного блока, сечение армопояса получится квадратным.
  2. Если в первом варианте одна стенка опалубки была съёмная, вторая несъёмная, то здесь обе стенки съёмные. То есть, снаружи тоже устанавливается деревянный щит. Вдоль него так же монтируется слой пенопласта, но более толстый – 100 мм. Когда опалубка будет снята, со стороны фасада будет виден утеплитель. Неэстетично, конечно, но если учесть, что газобетонные стены всегда чем-то отделываются снаружи, большой роли это не играет. Некоторые застройщики обходятся без пенопласта, но тогда армопояс становится мостом холода, через который тепло будет уходить из помещений — да и на заливку армопояса уйдёт больше бетона.
  3. В третьем варианте обе стенки опалубки будут несъёмными. Снаружи так же монтируется газоблок толщиной 100 мм + пенопласт 50 мм, а вдоль внутренней грани кладки устанавливаются блоки толщиной 50 мм. Плюс этого решения в том, что залитая балка не будет видна ни с улицы, ни из помещения. Ну и небольшая экономия на количестве заливного бетона.

Каких либо преимуществ по прочности нет ни у одного из вариантов, поэтому выбор обычно осуществляется исходя из себестоимости конструкции. Самой дешёвой оказывается вариант со съёмной опалубкой. Особенно на внутренних стенах, в которых использовать пенополистирол не нужно. Соответственно, он и самый популярный, поэтому расскажем о нём более подробно.

Для установки бортов опалубки может использоваться ламинированная или влагостойкая фанера, OSB, листовой металл. Но чаще всего для этой цели применяют обрезную доску толщиной 25 и шириной 150-200 мм, из двух-трёх рядов которой собирают широкие щиты. Брать саму доску большей ширины не рекомендуется, так как при увлажнении она сильнее деформируется, не позволяя получить балку с ровной и гладкой поверхностью.

Доски сбивают в щит путём скрепления их поперечными брусками или обрезками досок, которые устанавливаются с наружной стороны щита. Шаг установки – 80-100 мм. Гвозди же, наоборот, забивают с внутренней стороны так, чтобы стержень прошёл навылет и его конец был загнут. Это уберегает соединение от самопроизвольного выпадения крепежа под действием распирающей силы бетона. Количество креплений – по 2 на каждую доску.


Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Задать вопрос

Крупные щели между элементами опалубки заделываются паклей или закрываются рейками — мелкие и сами закроются, когда дерево набухнет. Места примыкания щитов к кладке можно заделать полосками полиэтилена, закрепляемого скобами строительного степлера.

После того, как щиты сбиты, их устанавливают на стену. Они должны быть закреплены жёстко, чтобы под тяжестью бетона опалубка не развалилась. Щиты должны плотно прилегать с стене, строго вертикально, чтобы придать балке правильную форму. Для этого и доска для опалубки должна подбираться максимально ровная. Деревянные борта фиксируют к кладке съёмными анкерами длиной 100 см, под которые предварительно высверливают отверстия.

В среднем высота у армопояса 250-300 мм. Щиты выставляют на нужный уровень, а после крепления к стенам соединяют между собой брусками или кусками оцинкованного профиля, смонтированными по верхним рёбрам щитов. Некоторые строители стягивают борта опалубки проволочными скрутками, но делать это нежелательно, так как под воздействием массы бетона проволока удлиняется, заставляя доску изогнуться внутрь опалубки. Как минимум, из-за этого могут получиться неровными поверхности балки, но иногда из досок даже выворачивается крепёж.

Как и для любой монолитной несущей конструкции, для усиления армопояса делается каркас. Минимально допустимое сечение продольных периодических стержней для армопояса дома из газобетона – 10 мм, класс АIII. На поперечные элементы, задающие форму каркасу, идут гладкие пруты диаметром 8 мм.

В объёмную конструкцию всё это соединяется вязальной проволокой сечением 3 мм. В местах пересечения наружных стен с внутренними, используются стержни с радиусным изгибом, установленные с нахлёстом к прямым участкам, и привязанные к ним проволокой.

Чтобы после заливки со всех сторон каркаса образовался защитный слой бетона, его укладывают не прямо на дно опалубки или под её стенки, а на расстоянии 2,5-3 см от них. Обеспечивается оно за счёт специальных пластиковых фиксаторов, надеваемых на продольные стержни в нижнем ряду.


Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Задать вопрос

С учётом защитного слоя, ширина каркаса должна быть меньше ширины опалубки на 5-10 см.

У газобетона довольно слабая адгезия к цементно-песчаному раствору, поэтому многие строители забивают в горизонтальную поверхность кладки (она же дно опалубки) гвозди так, чтобы половина стержней оставалась свободной и замонолитилась в бетоне армопояса.

Какой бетон использовать, уже было сказано — теперь разберёмся, как правильно его залить:

  1. Прежде всего, нужно определить уровень заливки, для чего на внутренней стороне опалубки делаются метки с помощью нивелира. Обычно забивают гвоздики и отчерчивают линию красящим шнуром.
  2. Если будет использоваться автобетоносмеситель, и он сможет беспрепятственно двигаться вокруг здания, для выполнения работ по бетонированию достаточно двух человек. Рабочие помогают машинисту маневрировать при установке на стоянку.
  3. Начинается заливка с самой дальней точки. Пока машинист определяет наилучшее положение лотка, по которому бетон будет скатываться в опалубку, бетонщики занимают удобные позиции, позволяющие распределять лопатами смесь.
  4. Пока автобетононасос перемещается на другую стоянку, рабочие уплотняют вибраторами уже залитый участок. Операции повторяются, пока опалубка не будет заполнена по всему периметру.
  5. После уплотнения, уровень бетона может снизиться, поэтому при необходимости его доливают до отметки на опалубке.
  6. На долитых участках вибрирование производится ещё раз, после чего поверхность армопояса выравнивается штукатурным полутёрком.
  7. Конструкция, которая при непрерывной заливке должна быть сформирована за одну рабочую смену, укрывается полиэтиленом, полотнища которого прикрепляют степлером к опалубке. Плёнка защитит монолит он размывки дождём, а так же предупредит слишком быстрое испарение влаги, которое нарушает процесс гидратации цемента.
  8. В жаркую погоду поверхность бетона нужно дополнительно увлажнять.

Снимать опалубку можно через несколько дней, когда монолит наберёт 50% прочности. При температуре + 20 градусов, это произойдёт уже на третьи сутки, при +5 – на седьмые. Но нагружать армопояс можно только после полного набора прочности, который в среднем составляет 28 дней.

Мауэрлат – это деревянная балка, монтируемая поверх армопояса, чаще всего по размеру соответствующая его ширине. Она принимает и распределяет нагрузки от веса стропил, к ней же они и фиксируются. В домах балка всегда цельная, в хозпостройках нередко в точках опоры стропил подкладывают просто куски бруса.

Самые популярные проекты серии FH:

Проект Windows Villa FH-90WV

Общая площадь:

90м²

Подробнее

Проект Master Dom FH-144 c мастер-спальней

Общая площадь:

144м²

Подробнее

Проект FH-150 Full HDom

Общая площадь:

150м²

Подробнее


Мнение эксперта
Виталий Кудряшов

строитель, начинающий автор

Задать вопрос

Если длина стены превышает размер цельного бруса, мауэрлат составляют из двух элементов, соединяя их в полдерева. Важно только, чтобы они были одинаковой или примерно одинаковой длины, а не один длинный, другой короткий.

Оценивая выгоду конструкции, многие заказчики принимают во внимание только её себестоимость. Например, предпочитают залить армопояс по дощатой опалубке по всей толщине стены, потому что так дешевле. Однако ячеистый бетон в силу относительно малой прочности плохо выдерживает лишние нагрузки. При использовании лотковых или перегородочных блоков в качестве несъёмной опалубки, их можно значительно уменьшить, что снизит и вероятность образования трещин в кладке.

Сравнение LVL и металла (производственные расходы)

Производство металлических несущих конструкций:


— доставка
— разгрузка (кран)
— хранение
— стоимость резки
— стоимость электродов и др. расходных материалов
— стоимость слесарных работ
— полировка стыков
— монтаж (крупнотоннажный кран, сварка, сложность монтажа)
— грунтовка
— покрытие
— специальная огнезащита (выполняется лицензированными компаниями)
— фиксированные заряды
— арматура фундамента и сечение бронепояса 6мм и 12мм
— примерный срок изготовления одной металлической фермы 7 з/д

Производство несущих конструкций из ЛВЛ:


— поставка
— разгрузка (вручную или малотоннажный кран)
— хранение
— стоимость резки
— стоимость расходных материалов (для монтажа) плит, болтов
— установка (намотчик или малотоннажный кран)
— специальная противопожарная защита (самодельный)
— минимальные расходы
— арматура фундамента и сечение бронепояса 6мм и 8мм
— примерный срок изготовления одной LVL фермы 1 з/день

 


Крепеж для деревянных конструкций дешевле, чем для металлического каркаса. Благодаря малому весу ЛВЛ по сравнению с металлом для монтажа используются легкие краны, что также снижает общую стоимость монтируемого каркаса. Легкий вес конструкций из ЛВЛ и массивной древесины меньше нагружает фундаменты и, таким образом, вы можете иметь дополнительную экономию на объеме бетона для фундаментов и, как следствие, на земляных работах.

 

Арматура 6мм и основная 8мм применяется в армопоясе ферм ЛВЛ.

Срок изготовления LVL фермы 1 р/день.

Приобретение крепежа (пластины и болты)

Покрытие (опция). Не требует дополнительной обработки средствами защиты.

Кран малотоннажный или подъемный
Заработная плата по металлоконструкциям в несколько раз превышает заработную плату за работу с LVL (дерево).

 

В бронепоясе металлических ферм используется арматура 6мм и основная 12мм, что влечет за собой увеличение стоимости закупки арматуры.
Срок изготовления металлической фермы 7 дней.

 

Приобретение и потребление большого количества электродов.
Очистка металла, очистка сварных швов — расходные материалы + ЗП рабочих.
Структурная грунтовка и покрытие.
Кран крупнотоннажный.
Заработная плата по металлоконструкциям в несколько раз выше, чем заработная плата за работу с латами (дерево).


— Стоимость материала для изготовления одной металлической и LVL фермы практически одинакова, но дополнительные затраты на металлоконструкции значительно выше, чем при LVL, а именно:

— расходные материалы
— средства защиты
— эксплуатационные расходы
— аренда оборудования стоимость
— заработная плата рабочих
— время изготовления
Все вышеперечисленное является показателем выгоды от применения LVL в производстве несущих конструкций.

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Ультралам – современный композиционный конструкционный материал – инновационный продукт глубокой переработки древесины.
ПРЕИМУЩЕСТВА:
Долговечность
Очень высокая прочность
Био- и влагостойкость
Экологическая безопасность
Оптимальна для «легких конструкций»

 

Примечание: Расчет материала для изготовления ферм производится на основе реально построенного дома в Харьковской области в 2015 году

 

Бронезащита Bismarck

ЗАЩИТА

Обновлено 01 июля 2019 г.

Линкоры должны были выдерживать многократные попадания и продолжать бой, поэтому их броневая площадь, распределение и толщина были чрезвычайно важны.
По размаху Bismarck выделил 19 082 тонны поясной, палубной, турельной, подводной и осколочной брони, что составило около 40% его расчетной боевой массы (47 870 тонн).
Только 69 100-тонные японские линкоры класса Yamato несли больше брони (22 895 тонн), хотя и в гораздо меньшем процентном соотношении (33,2%) от общего веса корабля.

Используемые материалы.

Стали, использованные для изготовления Bismarck, были конечным результатом обширных исследований и разработок, которые начались вскоре после окончания Первой мировой войны.
Это привело к созданию брони и конструкционной стали, которая явно превосходила предыдущие материалы.
Что касается специфики, применяются следующие критерии:

    ул 52 км. Сталь конструкционная с пределом прочности при растяжении 52-64 кг/мм, деформацией 21% и пределом текучести 36-38 кг/мм.
    Этот материал использовался для пластин толщиной не менее 4 мм. Более тонкие поверхности использовали St 42 KM.

    KC н/д ( Krupp Cemented , новый тип). Броневая сталь с лицевой закалкой.
    Этот материал содержал 3,5-3,8% никеля, 2% хрома, 0,3% углерода, 0,3% марганца и 0,2% молибдена и использовался для изготовления бортового пояса, башен, барбетов и рубок.
    Твердость лицевого слоя 670 по Бринеллю сужается по мере того, как он достигает 40-50% общей толщины листа.
    Полигонные испытания после Второй мировой войны показали, что KC лишь немного менее устойчив, чем британская цементированная броня (CA), и заметно превосходит американские пластины класса A.

    Втч н/д ( Wotan hart , новый тип). Сталь броневая однородная с пределом прочности при растяжении 85-95 кг/мм, деформацией 20% и пределом текучести 50-55 кг/мм.
    Этот материал использовался для броневых палуб и по толщине, использованной на борту Bismarck , не уступал большинству иностранных гомогенных плит.

    Ww н/д ( Wotan weich , новый тип). Сталь броневая однородная с пределом прочности при растяжении 65-75 кг/мм, деформацией 25% и пределом текучести 38-40 кг/мм.
    Этот материал использовался для продольных переборок торпед.

Вертикальная защита.

Внешняя броневая цитадель включала основной вертикальный пояс КЦ толщиной 320 мм, шириной 4,8 м и длиной 170,7 м.
Он покрывал 70% ватерлинии от шпангоута 32 до шпангоута 202,7 (наибольшая протяженность среди всех современных линкоров) и защищал бронепалубу, верхнюю палубу платформы и часть палубы средней платформы.
Ремень был покрыт слоем тикового дерева толщиной 50 мм, который помогал поглощать ударные повреждения, и крепился болтами к боковой обшивке толщиной 16–25 мм.
Большая часть пояса располагалась выше ватерлинии (3,3/1,5 метра по проекту, но 2,6/2,2 метра на практике), по очевидной причине, что снаряды чаще попадают выше, чем ниже ватерлинии.
Зона цитадели над основным поясом была бронирована листами КС толщиной 145 мм, которые защищали аккумуляторную палубу до верхней бронированной палубы.
Между шпангоутами 186,7 и 202,7 толщина этого верхнего пояса составляла 120 мм.
Эта обшивка также могла обеспечить защищенную зону ватерлинии в случае серьезных кренов, декапирования и медленных тяжелых снарядов БТР, а также полной остановки легких снарядов.
Наконец, более легкая обшивка была установлена ​​далеко вперед и назад от основного пояса (60 мм Wh вперед и 80 мм Wh на корму), и это защищало почти всю площадь ватерлинии от осколков повреждения легкого снаряда.


Киль, март 1941 г. Здесь хорошо виден 32-сантиметровый нижний грот-пояс, который покрывал 70% длины ватерлинии корабля.


Поясная броня также была наклонена наружу из-за кривизны корпуса в областях вперед, по траверзу и в корму от основных башен и их погребов, что увеличивало сопротивление изогнутых секций, которые составляли около 40% длины основного пояса.
Наклон борта составлял 17, 10, 7 и 8-10 относительно башен «Антон», «Бруно», «Дора» и «Царь» соответственно.
Это обеспечивало дополнительную защиту без ущерба для остойчивости за счет сжатия большей части площади ватерлинии внутрь борта, особенно в критической области миделя.

Корпус был разделен на поперечные секции 22 переборками различной толщины.
Перед башней «Антон» на шпангоуте 202.7 располагалась бронированная переборка КС, обозначавшая передний предел цитадели.
Эта переборка простиралась от верхней палубы до палубы средней платформы и менялась по толщине по мере опускания (145 мм на уровне аккумуляторной и броневой палуб, 220 мм на верхней палубе платформы и 180 мм на средней платформе). палуба).
Он был частично защищен 60-мм носовой обшивкой корабля, которая создавала очень плохие углы атаки для снарядов, выпущенных из носовой части.
В корме башни «Дора» на шпангоуте 32 располагалась еще одна бронированная поперечная переборка с аналогичными характеристиками, усиленная кормовым противоосколочным листом толщиной 80 мм.
Эти две поперечные переборки вместе с продольным бортовым поясом и бронированной верхней палубой образовывали внешнюю цитадель (броневой ящик), защищавшую бортовые помещения корабля.
Внутренний плот обеспечивал дополнительную защиту жизненно важных органов, как мы увидим при рассмотрении схемы горизонтальной защиты.

Горизонтальная защита.

Верхняя палуба имела толщину 50-80 мм (Wh) на большей части длины корабля от 10,5 до 224 шпангоута.
Он был обшит тиковым деревом толщиной 68 мм.
80-мм обшивка располагалась в районе башен второго калибра. 1)
На 2,4 метра ниже верхней палубы располагалась легкозащищенная аккумуляторная палуба толщиной 6-20 мм (Ст 52).
Третья броневая палуба находилась на высоте 10,3 метра над килем и имела классическую схему «черепашьей палубы» со скошенными краями.
Плоская часть главной броневой палубы на миделе обозначала верхнюю часть внутреннего бронеплота и располагалась на один метр выше расчетной ватерлинии.
Толщина над машинными отделениями составляла 80 мм, над погребами — 100 мм.
Внешняя наклонная часть этой палубы имела толщину 110-120 мм (Wh) и наклонялась вниз примерно на 22° от горизонтали до места, где она соприкасалась с нижней кромкой основного броневого пояса под ватерлинией.
Откосы броневой палубы представляли собой атакующие снаряды, пробившие бортовую броню с углом удара до 68°, и имели толщину 110 мм вокруг механизмов и 120 мм у погребов.
Последующий анализ показал, что комбинированная внешняя цитадель и внутренний плот могут обеспечить жизненно важные органы относительной невосприимчивостью к снарядам 406-мм/45 БТР, выпущенным в упор.

Носовая часть от шпангоута 202.7 до шпангоута 233 была защищена верхней платформенной палубой толщиной 20 мм, а корма имела бронированную черепаховую палубу толщиной 110 мм, защищавшую рулевой привод.

Защита горизонтального настила

Над машинами
Над магазинами
Лук к раме 233
Корма к шпангоуту 10,5
Верхняя палуба: 50 мм (Втч) 50-80 мм (Втч) 25-50 мм (Втч) 50 мм (Втч)
Батарейный отсек: 6-20 мм (St 52) ​​ 6-20 мм (St 52) ​​ 6-12 мм (St 52) ​​ 6-12 мм (St 52) ​​
Бронированная палуба
(центральные склоны):
80-110 мм (Втч) 100-120 мм (Втч) 110 мм (Втч)
Верхняя платформа: 20 мм (Втч)
Всего (центр-склоны): 130-160 мм (Втч) 150-200 мм (Втч) 45-70 мм (Втч) 160 мм (Втч)

Турели.

Башни главного калибра — 130-360-мм КС.
Барбеты имели толщину 340 мм КС над верхней палубой и 220 мм КС под ней до третьей броневой палубы.
Толщина была уменьшена за счет дополнительной защиты, обеспечиваемой верхней палубой толщиной 50 мм (Wh) и обшивкой верхней цитадели толщиной 145 мм.
Что касается американской брони класса А, то эффективная стойкость 340-мм барбетной брони составляла 390-405 мм.

Башни ПМК были защищены плитами толщиной 20-100 мм Втч.
Их барбеты были на 80 мм Втч выше верхней палубы.
Ниже верхней палубы броня барбета была уменьшена до 20 мм, поскольку эта область уже была защищена верхней палубой толщиной 80 мм и броней цитадели толщиной 145 мм.
Более того, стволы боекомплекта второстепенных башен при опускании защищались основным бортовым поясом, и поэтому не было необходимости удлинять вниз их тяжелую барбетную броню.

Командные пункты. Боевые башни.

Передняя боевая рубка имела 350-мм стенки КС и 220-мм крышу КС.
Башенка дальномера над боевой рубкой имела 200-мм стенки КС и 100-мм КС крыши.
Боевая рубка соединялась с броневой палубой коммуникационным валом диаметром 85 см и стенками КС толщиной 220 мм.

Кормовая боевая рубка не была так сильно защищена.
Его борта были 150 мм КС, крыша 50 мм КС, коммуникационный вал, идущий к нижним палубам, имел диаметр 70 см и толщину 50 мм КС.
Кормовая башенка дальномера имела стенки 100 мм КС, а крыша 50 мм КС.

Командный пункт на носу был слабо защищен, потому что он находился так высоко в фок-мачте, что тяжелая броня могла вызвать проблемы с устойчивостью.
Стены были 60 мм KC, а крыша 20 мм KC.
Стены купола 30 мм КС, кровля 20 мм КС.

Командный пункт
Вперед
После
Передняя часть
Стены
350 мм
150 мм
60 мм
Крыша
220 мм
50 мм
20 мм
Этаж
70 мм
30 мм
20 мм


Вид на переднюю боевую рубку с прожекторной платформы. Его стены имели толщину 350 мм, а крыша 220 мм. Купол дальномера еще не установлен.


Подводная защита и разделение.

Из 22 водонепроницаемых секций корпуса 17 располагались внутри цитадели (секции III-XIX).
Пространство над ватерлинией между броней и верхней палубой делилось на три больших пространства 30-мм (Wh) толщиной левого и правого бортов продольными осколочными переборками.
Они располагались на расстоянии 3–5,4 м от бортового пояса и образовывали 51 бронированную ячейку в верхней части цитадели, проходя через поперечные переборки.
Весь этот массив был разделен в горизонтальной плоскости промежуточным аккумуляторным отсеком, в результате чего получилось 102 ячейки.
Многие из этих отсеков были разделены поперечными и продольными переборками, при этом количество отсеков между главной и аккумуляторной палубой составляло около 100 и выше, если включить отсеки в носовой и кормовой частях цитадели.
Однако отсеки над броневой палубой намного превосходили отсеки под ней.

Подводный корпус составлял большую часть внутреннего бронеплота и был защищен от торпедного и минного поражения 45-мм продольными переборками левого и правого бортов.
Эти переборки были вертикальными, а не наклонными, как у Scharnhorst класса , и могли взаимодействовать с наклонной броневой палубой над ними, чтобы повысить защиту жизненно важных органов от снарядов, хотя их основной целью, конечно, было ограничение подводного повреждения.

Расстояние между торпедной переборкой и внешним корпусом составляло 5,4 м в миделе, хотя оно сужалось до 3 м по траверсе башен «Антон» и «Дора».
Немецкая философия проектирования пыталась избежать чрезмерно широких систем торпедной защиты на том основании, что они сильно снижали устойчивость при затоплении.
Действительно, последствия затопления за бортом увеличиваются в зависимости от квадрата расстояния данной массы воды от центральной линии.
Традиционное пространство расширения газа/противозатопления было размещено за бортом трех заполненных жидкостью отсеков, примыкавших к главной торпедной переборке.
Топливо и питательная вода, содержащиеся в этих отсеках, помогали замедлять осколки, а также рассеивать и поглощать ударные волны, создаваемые подводными взрывами.
Внешняя пустота использовалась для контрзатопления.
В целом система противоторпедной защиты была рассчитана на сопротивление заряду тротила массой 250 кг (550 фунтов), хотя на самом деле ее сопротивление оказалось значительно выше. 2)

Разделение внутри каждого уровня внутреннего плота было очень обширным.
Над разделенным на отсеки двойным дном было 3-4 палубы, и каждая из них была замысловато разделена на части.
Например, верхняя палуба платформы включала более 250 отсеков, а средняя палуба платформы имела почти такое же количество.
Нижняя палуба платформы была разделена на более чем 200 отсеков, а топливо, питьевая вода и пустоты под ней были еще более точно разделены.
Фактически двойное дно имело глубину 1,7 метра между шпангоутами 77,3-154,6, и это обеспечивало некоторую защиту от подводных взрывов на минах.

Наконец, корпус был оснащен MES ( Magnetischer Eigenschutz ) «магнитной системой самозащиты».
Он состоял из серии кабелей, которые размагничивали корпус корабля для защиты от магнитных мин и торпед.

Расстояние между переборкой торпеды
и внешним корпусом
Торпедная переборка
Башня А (рама 192,55) 3 метра 45 мм (Ш)
Башня B (рама 174.35) 3,5 метра 45 мм (Ш)
Мидель-секция (шп. 120.8) 5,4 метра 45 мм (Ш)
Револьвер C (рама 64,35) 3,8 метра 45 мм (Ш)
Револьвер D (рама 46.15) 3 метра 45 мм (Ш)

1) Некоторые источники расширяют 80-миллиметровые площади от носа к корме каждой пары главных башен, а также под диспетчерской.