Для правильного армирования фундамента частного дома необходимо выполнить расчет арматуры, её грамотную укладку и вязку. Неверный расчет приведет к повреждению фундамента или к лишним затратам. Обсудим армирование фундаментов различных конструкций и принцип расчета стальной арматуры, сопроводив схемами и сводными таблицами.
Армирование фундамента требует проработки структуры каркаса из арматуры, выбора и расчета сечения, длины и массы профильного проката. Недостаточность арматуры ведет к снижению прочности и вероятному нарушению целостности здания, а её переизбыток — к неоправданно завышенным расходам на этот этап.
При усилении бетонного основания используется два вида строительной арматуры:
Гладкая арматура используется в ненагруженных зонах. Она только формирует каркас. Ребристая арматура, благодаря развитой поверхности, обеспечивает лучшую адгезию с бетоном. Такие прутки применяются для компенсации нагрузки. Поэтому диаметр такой арматуры, как правило, больше, чем у гладкой, в пределах того же фундамента.
Диаметр прутка зависит от типа почвы и массы сооружения.
Таблица № 1. Минимальные нормативные диаметры арматуры
| Расположение и условия эксплуатации | Минимальный размер | Нормативный документ | |
| Продольная арматура, длиной не более 3 м | Ø 10 мм | ||
| Продольная арматура, длиной более 3 м | Ø 12 мм | Приложение № 1 к пособию по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», М. 2007 | |
| Конструктивная арматура в балках и плитах высотой более 700 мм | Площадь сечения не менее 0,1% площади сечения бетона | ||
| Поперечная арматура (хомуты) в вязаных каркасах внецентренно сжатых элементов | Не менее 0,25 наибольшего диаметра продольной арматуры и не менее 6 мм | ||
| Поперечная арматура (хомуты) в вязаных каркасах изгибаемых элементов | Ø 6 мм | «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» СП 52-101-2003 | |
| Поперечная арматура (хомуты) в вязаных каркасах изгибаемых элементов при высоте | менее 0,8 м | Ø 6 мм | «Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)», М., Стройиздат, 1978 |
| более 0,8 м | Ø 8 мм | ||
Если предполагается строительство деревянной одноэтажной постройки на плотном грунте, можно принимать табличные значения диаметров арматуры. Если же дом массивный, а почвы пучинистые, диаметры продольной арматуры берутся в пределах 12-16 мм, в исключительных случаях — до 20 мм.
В расчетах вам пригодятся сведения об арматуре из ГОСТ-2590-2006.
Таблица № 2
| Диаметр проката, мм | Площадь поперечного сечения, см 2 | Удельная теоретическая масса, кг/м | Удельная длина, м/т |
| 6 | 0,283 | 0,222 | 4504,50 |
| 8 | 0,503 | 0,395 | 2531,65 |
| 10 | 0,785 | 0,617 | 1620,75 |
| 12 | 1,131 | 0,888 | 1126,13 |
| 14 | 1,540 | 1,210 | 826,45 |
| 16 | 2,010 | 1,580 | 632,91 |
| 18 | 2,540 | 2,000 | 500,00 |
| 20 | 3,140 | 2,470 | 404,86 |
| 22 | 3,800 | 2,980 | 335,57 |
Различные по конструкции фундаменты отличаются площадью, по которой распределяется нагрузка от строения. Для каждого вида расчет количества арматуры выполняется по своим требованиям. Для корректного сравнения расчет всех фундаментов проведём для следующих размеров дома:
Это самый материалоёмкий тип фундаментов. В бетоне располагают два уровня арматурных решеток, расположенных ниже верхней и выше нижней границы плиты на 50 мм. Шаг укладки зависит от воспринимаемых нагрузок. Для домов из камня/кирпича ячейка каркаса обычно составляет 200х200 мм. В точках пересечения арматуры верхний и нижний уровни каркаса связываются вертикально расположенными прутками.
Арматурный каркас плитного фундамента
Произведем расчет арматуры для нашего эталонного дома (см. выше).
1. Горизонтальная арматура, Ø 14 мм, рифлёная.
2. Вертикальная арматура, Ø 8 мм, гладкая. Для толщины плиты 200 мм длина прутка составит 100 мм.
3. В качестве вязальной обычно используют термообработанную проволоку Ø 1,2-1,4 мм. Так как место одного соединения, как правило, перевязывается два раза — сначала при укладке горизонтальных прутков, затем — вертикальных, общее количество проволоки удваивается. На одно соединение нужно ориентировочно 0,3 м тонкой проволоки.
Так как тонкая проволока может порваться/затеряться, приобретать её нужно с запасом.
Общее количество материалов для армирования плитного каркаса приведено в таблице № 3.
Таблица № 3
Ленточный фундамент — это железобетонные балки, расположенные под всеми несущими стенами. В нем присутствуют прямые участки, углы и «тройники». Расчет выполняется для прямых участков с небольшим запасом на усиление углов. Принимаем ширину ленты — 400 мм, глубину — 700 мм.
Схематическое изображение прямого участка ленточного фундамента
Место стыка несущих внутренней и наружной стен
Наружный или внутренний угол наружных стен
Армирование ленточных фундаментов также двухуровневое. Для продольных участков используется пруток класса A-III, а для вертикальных и поперечных (хомутов) — пруток класса A-I. Сечение арматуры принимается для ленточных фундаментов несколько ниже, чем для плитных, при тех же условиях строительства.
Произведем расчет арматуры для выбранного в качестве примера эталонного здания (см. выше).
1. Горизонтальная продольная арматура, Ø 12 мм, рифленная. Для ширины ленты 400 мм достаточно уложить по два прута в каждом из двух уровней. Для более широкой ленты следует укладывать по 3 прута.
2. Вертикальная арматура Ø 8 мм, гладкая. Для глубины ленты 700 мм длина прутка составит 600 мм. Расстояние между вертикальными прутками по длине ленты принимаем 500 мм.
3. Горизонтальная поперечная (хомут) арматура Ø 6 мм, гладкая. Для ширины ленты 400 мм длина прутка составит 300 мм. Расстояние между поперечными прутками по длине ленты принимаем 500 мм.
4. Вязальная проволока. Расчет при увязке каждого соединения одной проволокой Ø 1,4 мм:
Общее количество материалов для армирования ленточного каркаса приведено в таблице № 4.
Таблица № 4
Такой фундамент представляет собой опоры, нижняя часть которых находится ниже зоны промерзания, и опирающийся на них ленточный фундамент. Для глубины промерзания — 1,5 м, высота столбов составляет 1300 мм (см. рис.), т. е. их основание находится ниже уровня почвы на 1700 мм.
Расположение арматуры в столбчатом фундаменте, вид сбоку: 1 — песчаная подушка; 2 — арматура Ø 12 мм; 3 — армирование сваи
Столбы устанавливаются в углах здания и вдоль ленты через каждые 2-2,5 м.
Выполним расчет количества прутьев для конфигурации дома, взятого в качестве примера (см. выше). Для этого нужно рассчитать количество арматуры для столбов и просуммировать с результатом расчета для ленточного фундамента.
В столбах нагружены только вертикальные прутки, горизонтальные служат для формирования каркаса. Столб диаметром 200 мм укрепляют четырьмя вертикальными арматурами. Количество столбов: 42 м / 2 м = 21 шт.
1. Вертикальная арматура Ø 12 мм, рифленная.
2. Горизонтальная арматура Ø 6 мм, гладкая. Для перевязки нужно расположить горизонтальные хомуты на расстоянии не более 0,5 м. Для глубины 1,3 м достаточно трёх уровней перевязки. Вертикальные участки расположены друг от друга на расстоянии 100 мм. Длина каждого горизонтального отрезка — 130 мм.
3. Вязальная проволока. В каждом столбе три уровня горизонтальных прутков, которые обвязывают четыре вертикальных.
Общее количество материалов для армирования столбчатого фундамента с учетом ленточного каркаса приведено в таблице № 5.
Таблица № 5
Для соединения перекрещивающихся прутов применяют сварку и вязание проволокой. Для фундаментов сварка не лучший способ монтажа, так как ослабляет конструкцию из-за нарушения структурной целостности и риска коррозии. Поэтому, как правило, армированный каркас «вяжут».
Это можно сделать вручную с помощью клещей или крючков, а также специальным пистолетом. С помощью клещей вяжут неотожженную проволоку большого диаметра.
Приёмы ручной вязки арматуры с помощью клещей: 1 — вязка проволокой в пучках без подтягивания; 2 — вязка угловых узлов; 3 — двухрядный узел; 4 — крестовый узел; 5 — мертвый узел; 6 — скрепление стержней соединительным элементом; 7 — стержни; 8 — соединительный элемент; 9 — вид спереди; 10 — вид сзади
Для тонкой отожженной проволоки удобнее использовать крючки: простой или винтовой.
Видео: Наглядный урок вязки арматуры самодельным крючком
Вязальный пистолет
Для больших объемов работ используют вязальный пистолет . Скорость вязки при этом гораздо выше традиционных способов, но появляется зависимость от источника питания. Кроме этого, именно для фундаментов пистолет может быть применен не везде — некоторые участки для него труднодоступны.
Армирование фундамента - процесс, необходимый для усиления конструкции и увеличения срока эксплуатации здания. Говоря иными словами, это сборка «скелета», который играет роль защитного компонента, сдерживающего давление почвы на стенки базиса. Но для того чтобы данная функция была реализована в максимальной степени, необходимо не только грамотно произвести расчет арматуры для ленточного фундамента, но и знать, как организовать ход строительных работ.
Основа фундамента ленточного типа - бетонный раствор, состоящий из цемента, песка и воды. К сожалению, физические характеристики стройматериала не гарантируют отсутствия деформации основы здания. Для увеличения способности противостоять сдвигам фундамента, перепадам температур и другим отрицательным факторам, нужно присутствие в структуре металла.
Материал этот пластичен, но обеспечивает надежную фиксацию, поэтому армирование - значимый этап в комплексе работ.
Арматура для ленточного фундамента — стальной пруток с ребрами жесткости
Армирование фундамента требуется в местах, где могут возникать зоны растяжения. Отмечено, что наибольшее растяжение появляется на поверхности основания, что создает предпосылки для армирования, приближенного к верхнему уровню. С другой стороны, во избежание коррозии каркаса, он должен быть защищен от внешних воздействий слоем бетона.
Важно! Оптимальное расстояние арматур для фундамента - 5 см от поверхности.
Поскольку продвижение деформации предугадать невозможно, зоны растяжения могут возникать, как в нижней части (когда середина прогибается вниз), так и в верхней (когда каркас выгибается вверх). Исходя из этого, армирование должно проходить снизу и сверху арматурой диаметром 10-12 мм, причем эта арматура для ленточного фундамента должна иметь ребристую поверхность.
Так достигается идеальный контакт с бетоном.
Зоны растяжения ленточного фундамента
Остальные части скелета (горизонтальные и вертикальные поперечные прутья) могут иметь гладкую поверхность и меньший диаметр.
При армировании монолитного ленточного фундамента, ширина которого обычно не превышает 40 см, допускается использование 4-х прутов арматуры (10-16 м), соединенных в каркас диаметром 8 мм.
Важно! Расстояние между горизонтальными прутьями (при ширине 40 см) - 30 см.
Ленточный фундамент имеет, при большой длине, небольшую ширину, поэтому в нем будут появляться продольные растяжения, тогда как поперечных не будет вовсе. Из этого следует, что поперечные вертикальные и горизонтальные прутья, которые будут гладкими и тонкими, нужны лишь для создания каркаса, а не для принятия нагрузок.
Армированию углов необходимо уделить особое внимание
Особое внимание необходимо уделить армированию углов: нередки случаи, когда деформация приходится не на середину, а на угловые части. Углы следует армировать так, чтобы один конец согнутого элемента арматуры уходил в одну стену, а другой - в другую.
Соединять прутья специалисты советуют с помощью проволоки. Ведь не каждый сорт арматуры производится из стали, которую можно сварить. Но даже при допустимости сварки зачастую возникают проблемы, которых можно избежать, используя проволоку, например, перегрев стали, ведущий к изменению свойств, истончение прута в месте сварки, недостаточная прочность сварочного шва и т.п.
Армирование начинается с установки опалубки, внутренняя поверхность которой выкладывается пергаментом, позволяющим в будущем упростить съем конструкции. Создания каркаса производится по схеме:
1. В грунт траншеи вбиваются арматурные прутья длиной равной глубине основания. Следует соблюдать расстояние от опалубки в 50 мм и шаг в 400-600 мм.
2. На дно устанавливают подставки (80-100 мм), на которые нужно уложить 2-3 нитки нижнего ряда арматуры. В качестве подставок вполне сгодятся кирпичи, установленные на ребро.
3. Верхний и нижний ряд арматуры закрепляют вместе с поперечными перемычками к вертикальным штырям.
4. В местах пересечений производят крепление с помощью увязки проволокой или сварки.
Видео познакомит с удобным способом вязки арматуры с использованием шаблона:
Важно! Следует строго соблюдать расстояние до наружных поверхностей будущего основания. Делать это лучше с помощью кирпичей. Это одно из самых важных условий, т.к. металлические конструкции не должны базироваться непосредственно на дне. Их необходимо поднять над уровнем земли как минимум на 8 см.
После установки арматуры остается сделать вентиляционные отверстия и залить бетонный раствор.
Это нужно знать!
Вентиляционные отверстия не только способствуют повышению амортизационных характеристик фундамента, но и предотвращают появление гнилостных процессов.
Для произведения расчета ленточного фундамента нужно заранее знать некоторые параметры. Рассмотрим на примере. Предположим, наш фундамент имеет прямоугольную форму и следующие размеры: ширина - 3,5 метра, длина - 10 метров, высота отливки - 0,2 метра, ширина пояса - 0,18.
Первым делом, требуется вычислить полный объем отливки, для чего нужно узнать размеры базиса так, как если бы он имел форму параллелепипеда. Для этого произведем несколько простых манипуляций: узнаем периметр основания, а потом умножим периметр на ширину и высоту отливки.
Р = АВ + ВС + СD + АD = 3,5 + 10 = 3,5 + 10 = 27
V = 27 х 0,2 х 0,18 = 0, 972
Но на этом расчет монолитного фундамента не заканчивается. Мы узнали, что само основание, а точнее отливка, занимает объем округленно равный 0,97 м3. Теперь необходимо узнать объем внутренней части фундамента, т.е. того, что находится внутри нашей ленты.
Получаем объем «начинки»: умножаем ширину и длину основания на высоту отливки и узнаем общий объем:
10 х 3,5 х 0,2 = 7 (кубометров)
Вычитаем объем отливки:
7 – 0,97 = 6,03 м3
Итог: объем отливки - 0,97 м3, внутренний объем наполнителя - 6,03 м3.
Теперь нужно посчитать количество арматуры. Допустим, диаметр будет составлять 12 мм, в отливке - 2 горизонтальные нитки, т.е. 2 прута, а по вертикали, например, прутья будут располагаться через каждые полметра. Периметр известен - 27 метров. Значит, 27 умножаем на 2 (горизонтальные прутья) и получаем 54 метра.
Вертикальные прутья: 54/2 + 2 = 110 прутов (108 интервалов по 0,5 м и два по краям). Прибавляем еще по одному пруту на угол и получаем 114 прутьев.
Допустим, высота прута - 70 см. Получается: 114 х 0,7 = 79,8 метров.
Последний штрих - опалубка. Предположим, мы будем сооружать ее из досок в 2,5 см толщиной, 6 метров длиной и 20 см шириной.
Вычисляем площадь боковых поверхностей: периметр умножаем на высоту отливки, а затем на 2 (с запасом, не учитывая уменьшение внутреннего периметра против наружного): (27 х 0,2) х 2 = 10,8 м2
Площадь доски: 6 х 0,2 = 1,2 м2; 10,8/1,2 = 9
Нам нужно 9 досок длиной в 6 метров. Не забудьте добавить доски для соединения (на ваше усмотрение).
Результат: потребуется 1 м3 бетона; 6,5 м3 заполнителя; 134 метра арматуры и 27 погонных метров досок (шириной 20 см), шурупы и бруски. Приведенные значения округлены.
Итоги кропотливой расчетной работы
Теперь вы знаете, не только как правильно армировать ленточный фундамент, но и как произвести расчет необходимых компонентов. А это значит, что основание, построенное вами, будет надежным и крепким, допускающим возведение монолитных конструкций любой конфигурации.
Фундамент — наиболее ответственная конструкция здания. После обратной засыпки котлована доступ к нему ограничен, и исправление каких-либо недостатков становится сложной задачей. Важно обеспечить достаточную прочность конструкции еще на стадии проектирования.
Бетон отлично работает на сжатие, но плохо справляется с изгибом. Грунт считается упругим основанием, которое не предотвращает небольшие прогибы ленты фундамента. Для увеличения прочности конструкции при воздействии поперечной нагрузки закладывают продольные стальные стержни.
Вся арматура в конструкции делится на два типа: рабочая и конструктивная. В ленточном фундаменте рабочим армированием становятся продольные пруты. Они подбираются расчетом. Конструктивное армирование назначается из минимальных требований нормативных документов, расчет не проводится. Они устанавливаются для совместной работы отдельных продольных стержней.
Арматура отличается не только диаметром. Очень важно правильно выбрать класс изделий. Стержневая сталь обозначается маркировкой А, а проволочная Вр. Для фундамента используют металл класса по пределу текучести А400 (Аlll — устаревшая маркировка). Пруты легко отличают визуально:
Разрешается применять армирование более высоких классов, но в большинстве случаев это экономически не выгодно. Понижение класса арматуры не допускается.
При изготовлении стержней руководствуются . По этому документу арматура класса А400 изготавливается из стали с марками 5ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс. Потребитель сам выбирает, какое сырье применять. При отсутствии в заказе марки стали, ГОСТ разрешает производителю назначать ее самостоятельно.
Помимо всего в нормативном документе указаны правила приемки арматуры, методы испытаний, условия транспортировки и хранения.
При расчете вычисляется суммарная площадь всей рабочей арматуры, а количество и сечение отдельных стержней уже подбирается по сортаменту.
Для удобства ограничения по диаметрам сводятся в одну таблицу.
Требование по подбору рабочей арматуры приведены в . Этот документ 2012 года является актуализированной редакцией одноименного СНиП, выпущенного в 2003 году. Основная информация в документах идентична, внесены лишь небольшие изменения. Более подробные указания представлены в Пособии по проектированию бетонных и железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры.
Диаметр более 40 мм нельзя использовать для бетонных конструкций.
При возведении серьезных сооружений требуются подробные расчеты ленточного фундамента, которые с точностью определят какую арматуру использовать для данной конструкции. Все расчеты в строительстве проводятся по предельным состояниям, то есть определяются минимальные условия, в которых элемент будет выполнять свою функцию.
Вычисления по данным формулам трудоемки и требуют наличия технического образования. Для упрощения проектирования небольших частных зданий, армирование ленточного фундамента принимают исходя из минимальных значений.
Исходные данные:
Требуется сконструировать каркас для индивидуального жилого дома. Используется продольная, поперечная и вертикальная арматура. Вертикальная принимается сечением 8 мм и устанавливается с шагом 25 см. Поперечная горизонтальная монтируется с таким же шагом, но диаметром 6мм.
Для того, чтобы определить какая нужна рабочая арматура выполняют простое вычисление
| Диаметр арматуры, мм | Суммарная расчетная площадь поперечного сечения арматурных стержней, см 2 | Масса 1 метра арматуры, кг | ||||
| 2 стержня | 4 стержня | 6 стержней | 8 стержней | 10 стержней | ||
| 8 | применяется только при высоте фундамента 15 см и менее, что не подходит для ленточных конструкций | 2,01 | 3,02 | 4,02 | 5,03 | 0,395 |
| 10 | 3,14 | 4,71 | 6,28 | 7,85 | 0,617 | |
| 12 | 4,52 | 6,79 | 9,05 | 11,31 | 0,888 | |
| 14 | 6,16 | 9,23 | 12,37 | 15,39 | 1,21 | |
| 16 | 8,04 | 12,06 | 16,08 | 20,11 | 1,58 | |
| 18 | 10,18 | 15,27 | 20,36 | 25,45 | 2,0 | |
| 20 | 12,56 | 18,85 | 25,13 | 31,42 | 2,47 | |
Для данного ленточного фундамента минимальный диаметр равняется 12 мм согласно документу «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий. Пособие по проектированию» , его и принимаем. По сортаменту потребуется 4 стержня: 2 располагаются снизу и 2 сверху.
Если применяются стержни разных диаметров (те, которые имеются в наличии), пруты больших размеров располагают снизу.
Исходные данные:
Конструктивное горизонтальное армирование
Длина стержней принимается в зависимости о ширины стенки ленты за вычетом защитного слоя бетона — по 2-3 см с каждой стороны. Принимаем продольные пруты 34 см.
Конструктивное вертикальное армирование
Все как в предыдущем пункте, стержни устанавливаются длинной равной:
Высота ленточного фундамента минус 3 см*2 = 100 — 3*2 = 94 см.
Для удобства полученные цифры можно свести в таблицу.
Расчет диаметра арматуры занимает не больше 10 минут, но позволит избежать перерасхода материала или затрат на ремонт ленточных фундаментов. Полученную в последнем пункте таблицу удобно использовать при покупке материала.
Совет! Если вам нужны подрядчики, есть очень удобный сервис по их подбору. Просто отправьте в форме ниже подробное описание работ которые нужно выполнить и к вам на почту придут предложения с ценами от строительных бригад и фирм. Вы сможете посмотреть отзывы о каждой из них и фотографии с примерами работ. Это БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает.
В железобетонной конструкции каждый компонент – бетон или арматура – выполняет разные функции. Бетон при растяжении способен удлиняться всего на доли миллиметра. При больших растягивающих нагрузках и поперечных срезающих силах в неармированной бетонной конструкции могут возникать деформации, приводящие к растрескиванию и появлению других дефектов, вплоть до разрушения.
Стальные элементы каркаса железобетона могут воспринимать растягивающие нагрузки, десятикратно превышающие те, что может воспринимать бетон. Пластичный стальной прокат, имея свойство удлиняться без разрыва на 5-25 мм, работает на растяжение, предотвращая развитие деформаций в конструкции за допустимые пределы.
Монолитная фундаментная лента представляет собой систему балок, связанных между собой на углах и пересечениях, лежащую на сплошном упругом грунтовом основании. Грунты постоянно испытывают воздействие климатических факторов – промерзают зимой и оттаивают весной, увлажняются поверхностными или подземными водами, при этом увеличиваясь или уменьшаясь в объеме.
Возникающие при этом силы снизу передаются на фундамент, а при постоянной нагрузке от здания сверху в конструкции возникают усилия сжатия и растяжения. При этом сжатие и растяжение могут испытывать разные зоны сечения монолитных балок, составляющих ленточный фундамент.
Поэтому основная схема армирования ленточного фундамента – это объемный каркас с расположением стальных прокатных изделий вверху и внизу поперечного сечения. Если ширина подошвы ленты превышает ширину стены более, чем на 600 мм, то дополнительно армируется и подошва с помощью плоских сеток.
При проектировании определяется, какая арматура нужна для ленточного фундамента.
Армировка ленточного фундамента выполняется посредством пространственных каркасов и плоских сеток, в которых стальные прокатные изделия делятся на рабочие, воспринимающие основные растягивающие усилия, и конструктивные, служащие для закрепления рабочих стержней.
Рассмотрим, какие стальные стержни можно использовать для ленточного фундамента. В качестве рабочей используется рифленый стальной прокат класса А3, по другой классификации А400, выпускаемая по ГОСТ 5781-82* или А500С по ГОСТ Р 52544-2006 . Рифленый прокат способствует лучшему сцеплению рабочих стержней с бетоном. Армирование ленточного фундамента посредством проката А500С позволяет сваривать каркасы и сетки. В качестве конструктивной применяются стержни с гладкой поверхностью класса А1 или, по другому обозначению, А240.
Об использовании рабочей арматуры классов А3 и А500С, различиях между ними, выгоде применения А500С, особенностях установки каркасов и сеток мы писали в статье « ».
Все работы по армированию нужно производить, следуя указаниям технических документов СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры», СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» , пользуясь которыми, можно армировать ленточный фундамент своими руками.
Диаметр круглого проката для ленточного фундамента определяется на основании расчета, в котором учитываются нагрузки, которые несет фундамент. Нагрузка собирается со всех несущих стен в приложении на 1 метр погонный по длине фундамента. В суммарной нагрузке учитываются:
После сбора нагрузок рассчитывается ширина конструкции ленты с учетом несущей способности основания. Мы привели примеры, как правильно произвести сбор нагрузок, расчет ширины ленты и толщины противопучинной подушки в статье « ».
Там же имеются таблицы для сбора нагрузок для разных видов стен и перекрытий, величины значений расчетных сопротивлений различных типов грунтов, которыми можно воспользоваться при расчете любых ленточных фундаментов, предназначенных для малоэтажных зданий. Для быстрого расчета на странице статьи предусмотрен калькулятор.
Расчет армирования выполняется с учетом принятых габаритов конструкции фундамента – ширины подошвы и высоты сечения по методике СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции» . Чтобы правильно рассчитать армирование ленточного фундамента согласно СНиП, следует обратиться к профессиональным проектировщикам.
А мы приведем упрощенный метод расчета.
Упрощенный расчет стального проката для ленточного фундамента заключается в подборе количества рабочих стержней, а также их диаметра по основному показателю – минимальному проценту армирования.
Согласно требованиям п.5.11 Таблица 5.2 Пособия к СП 52-101-2003 суммарная площадь рабочих стержней, которые могут воспринимать растягивающие усилия, не должна составлять менее 0,1 % площади сечения рассчитываемой железобетонной конструкции.
Так как монолитная лента имеет вид балки, на которую воздействуют разнонаправленные силы, то растянутые зоны могут быть и вверху, и внизу ее поперечного сечения.
Таким образом, главное условие расчета – наличие в обоих зонах сечения конструкции продольных рабочих стержней с суммарной площадью не менее 0,1 % общей площади сечения.
Формула для расчета процента армирования по п.5.11 Пособия к СП 52-101-2003
:
$$\quicklatex{size=25}\boxed{\mu_s = \frac{A_s}{b \times h_0} \times Pr }$$
где:
Pr — единица равная 100%;
A s ; – искомая суммарная площадь рабочих стержней, мм 2 ;
b – ширина ленты, мм;
h 0 ; – рабочая высота поперечного сечения,в мм.
Из этой формулы можно найти необходимую минимальную площадь стержней:
$$\quicklatex{size=25}\boxed{As = b \times h_0 \times 0,001}$$
При расчете нужно учитывать правила армирования ленточного фундамента, изложенные в Пособии к СП 52-101-2003 в «Руководстве по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)».
Согласно п. 5.17 Пособия к СП 52-101-2003 минимальный диаметр каждого из рабочих стержней ограничивается 12 мм.
Исходные данные: ленточный фундамент монолитный под наружные стены сечением 600 мм (b – ширина) на 500 мм (H – полная высота);
Сначала определяем h0, которая будет равна высоте сечения без защитного бетонного слоя.
Защитный слой, который необходимо выдерживать для нижних стержней на подошве ленты, укладываемых на песчаную или щебеночную подготовку – 70 мм. Но для верхней арматуры защитный слой – 30 мм, поэтому принимаем среднее значение – 50 мм:
h0 = H – 50 = 500 – 50 = 450 мм
Определяем площадь сечения ленты, которая будет использоваться в расчетах:
b х h0 = 600 х 450 = 270 000 мм 2
Необходимая минимальная площадь рабочих стержней As в каждой зоне сечения будет равна:
As = b х h0 х 0,001 = 270 000 х 0,001 = 270 мм 2
Для подборки диаметров рабочих стержней и их количества по минимально необходимой площади приводим Таблицу 1.
По таблице находим ближайшие значения для минимального диаметра 12 мм при условии установки 3-х стержней. Значение будет между колонками с 2-мя (226 мм 2) и 3-мя стержнями (339 мм 2), принимаем большее – 339 мм 2 для 3-х стержней.
В результате окончательно принимаем по 3 рабочих стержня, имеющих диаметр по 12 мм в обеих зонах поперечного сечения.
Приводим две основные схемы армирования монолитного железобетонного фундамента, которые могут использоваться в малоэтажном строительстве.
Схема 1 – если ширина ленты равна ширине стены
Схема 2 – если ширина ленты превышает ширину стены
В обоих случаях лента армируется по длине пространственным каркасом, рабочие стержни которого, расположенные в обеих зонах поперечного сечения конструкции, воспринимают и компенсируют растягивающие усилия.
Если лента выступает за грани цоколя более, чем на 0,5 м, растягивающие усилия будут возникать в зоне подошвы перпендикулярно к ее оси. Для того, чтобы компенсировать эти усилия, дополнительно используется армирование подошвы ленты в поперечном направлении к оси стены.
Оптимальное решение при этом – вязка сетки, состоящей из рабочих и конструктивных стержней и укладка ее перед установкой пространственного каркаса.
При устройстве пространственных каркасов кроме продольных рабочих стержней используется поперечная арматура, которая служит не только для соединения в одну конструкцию продольных прокатных изделий, но и для восприятия поперечных, перерезывающих нагрузок на ленту. Поперечная арматура противодействует также образованию трещин в конструкции и препятствует боковому выпучиванию рабочих стержней.
В составе пространственных каркасов поперечные прокатные изделия используются в виде хомутов, которые охватывают продольные рабочие стержни по периметру каркаса. Для хомутов применяется арматура с гладкой поверхностью класса А1, имеющая диаметр в пределах 6-8 мм.
В техническом документе СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» определены диаметры арматуры при разных условиях армирования, которые приводим в Таблице 2.
Помимо требований по использованию для различных элементов пространственных каркасов и плоских сеток арматурных стержней определенного диаметра и класса нормами предусматривается ряд правил по армированию монолитных конструкций.
При производстве армирования ленты необходимо соблюдать следующие нормативные правила:
В случае использования обычного проката классов А1, по другой классификации А240, и А3(А400), производится вязка арматуры под ленточный фундамент, для чего применяется специальная вязальная проволока. Сварка арматурных элементов возможна только при использовании проката класса А400С или А500С.
Вязальная проволока изготавливается из низкоуглеродистой стали, имеет диаметр в пределах 0,8-1,4 мм и предназначена специально для изготовления элементов несущего каркаса железобетонных конструкций. При вязке каркасов и сеток используются отрезки длиной в 30 см, которые предварительно нарезаются.
Рассмотрим, как вязать арматуру для ленточного фундамента. Для выполнения этого вида работ используется специальный инструмент: ручные крючки или насадки на шуруповерт, вязальные пистолеты, пассатижи, щипцы и кусачки.
Из отрезков вязальной проволоки делают петлю, которую пропускают вокруг места соединения арматурных стержней, затем концы закручивают вручную посредством вязального крючка или механическим способом с помощью насадки на шуруповерт или пистолета.
Так как каркасы и сетки из арматуры имеют ограниченную длину, может возникнуть вопрос: как связать арматуру для ленточного фундамента. По длине каркасы и сетки стыкуют с помощью: нахлеста без сварки или сваркой в случае использования проката класса А400С или А500С.
При сварке внахлест длина стержней соединяемой арматуры не должна составлять менее 10 диаметров.
В случае соединения нахлестом длина перепуска арматурных стержней должна составлять не менее 20 диаметров соединяемых элементов и не менее 250 мм.
Для расчета общего объема материала можно использовать калькулятор арматуры для ленточного фундамента, размещенный на этой странице.
В местах примыканий и угловых соединений ленты происходит наибольшая концентрация напряжений, поэтому эти узлы необходимо дополнительно укреплять.
Для усиления используется установка дополнительных стержней по следующим схемам:
При усилении угла ленты устанавливаются дополнительные Г-образные и трапециевидные стержни, которые крепятся к рабочим стержням в верхнем и нижнем уровнях соединяемых каркасов.
При усилении Т-образного пересечения устанавливаются дополнительные трапециевидные стержни в верхнем и нижнем уровнях соединяемых каркасов.
При усилении взаимного пересечения устанавливаются трапециевидные стержни.
Армирование углов ленточного фундамента может осуществляться также по следующим схемам:
Исходные данные: малоэтажный дом размерами 10 х 12 м со средней несущей стеной, расположенной по длинной стороне. Сечение ленты 400 х 400 мм. Армирование – пространственный каркас из 6 стержней рабочей арматуры диаметром 12А3. Хомуты из гладкого проката диаметром 6А1 расположены с шагом 400 мм.
Определяем общую длину ленты:
10 х 2 + 12 х 3 = 56 м.п.
Длина рабочих стержней будет равна:
56 х 6 = 336 м.п.
Длина одного хомута:
0,4 х 4 /1,15 = 1,39 м (1,15 – коэффициент перевода периметра сечения ленты в длину хомута)
Количество хомутов:
56 / 0,4 = 140 шт.
Длина стержней для хомутов:
140 х 1,39 = 194,6 м.п.
Результаты расчета увеличиваем на 5 % – это запас, учитывающий резку арматуры и отходы.
Рабочая арматура: 336 х 1,05 = 353 м.п. или 352 х 0,888 = 313 кг
Хомуты: 194,6 х 1,05 = 204 м.п. или 204 х 0,222 = 46 кг
Для быстрого подсчета количества материалов можно использовать расположенный здесь калькулятор ленточного фундамента арматуры и опалубки.
Приведенные выше две основные схемы, по которым можно армировать ленточный фундамент, а также схемы устройства усиления углов и пересечений для малоэтажных домов были многократно использованы и испытаны при реальном строительстве в тяжелых грунтовых условиях – при основаниях, сложенных из просадочных и пучинистых грунтов. Поэтому рекомендую использовать эти схемы и приведенную информацию по подбору стальных стержней и конструированию каркасов для домов высотой в 1-2 этажа при любых грунтовых условиях.
При строительстве более сложных и ответственных сооружений для проектирования фундамента следует обратиться к профессиональным проектировщикам.
Многие считают, что сечение и количество металлических прутов в заложенном фундаменте не играет особой роли, и используют все, что попадется под руку, от вязальной проволоки, до металлических труб. Но такое попустительство, может плохо сказаться в будущем, как для самого фундамента, так и для дома, стоящем на нем.
Для того чтобы Ваш будущий дом прослужил вам долгие годы, необходимо чтобы фундамент этого дома был достаточно прочным и долговечным, а огромную роль в этом играет правильный расчет арматуры для фундамента.
В этой статье мы будем проводить расчет металлической арматуры, если Вам необходимо подсчитать стеклопластиковую арматуру , то необходимо будет учитывать ее особенности.
Расчет арматуры для ленточного фундамента частного дома не так сложен, как кажется на первый взгляд, и сводится всего лишь к определению необходимого диаметра арматуры и ее количества.
Для правильного расчета арматуры в железобетонной ленте, необходимо рассмотреть типичные схемы армирования ленточных фундаментов.
Для частных малоэтажных домов в основном используются две схемы армирования:
Какую схему армирования выбрать? Все очень просто:
Согласно СП 52-101-2003, максимальное расстояние между соседними прутами арматуры, расположенными в одном ряду должно быть не более 40 см (400мм). Расстояние между крайней продольной арматурой и боковой стенкой фундамента должно быть 5-7 см (50-70 мм).
В таком случае, при ширине фундамента более 50см
, целесообразно применять схему армирования шестью стержнями
.
И так, в зависимости от ширины ленточного фундамента мы выбрали схему армирования, теперь необходимо подобрать диаметр арматуры.
Диаметр поперечной и вертикальной арматуры необходимо подбирать согласно таблице:
В строительстве одно- двухэтажных частных домов, как правило, в качестве вертикальной и поперечной арматуры используются стержни диаметром 8 мм, и этого обычно бывает вполне достаточно для ленточных фундаментов малоэтажных частных строений.
Согласно СНиП 52-01-2003, минимальная площадь сечения продольной арматуры в ленточном фундаменте должна составлять 0,1% от общего поперечного сечения железобетонной ленты. От этого правила и необходимо отталкиваться при выборе диаметра арматуры для фундамента.
С площадью сечения железобетонной ленты все понятно, необходимо ширину фундамента умножить на его высоту, т.е. допустим у вас ширина ленты 40 см , а высота 100 см (1 м), то площадь сечения будет 4000 см 2 .
Площадь сечения арматуры должна быть 0,1% от площади сечения фундамента, поэтому необходимо полученную площадь 4000 см 2 / 1000 = 4см 2 .
Для того чтобы не рассчитывать площадь сечения каждого прута арматуры, можно воспользоваться простенькой табличкой. С помощью нее легко можно подобрать необходимый диаметр арматуры для фундамента.
В таблице присутствуют очень незначительные неточности, связанные с округлением чисел, не обращайте на них внимание.
Важно: При длине ленты менее 3м, минимальный диаметр продольных стержней арматуры должен составлять 10мм.
При длине ленты более 3м, минимальный диаметр продольной арматуры должен приниматься 12мм.
И так, у нас есть минимальная расчетная площадь поперечного сечения арматуры в сечении ленточного фундамента, которая равна 4см 2 (это с учетом количества продольных стержней).
При ширине фундамента 40 см, нам достаточно использовать схему армирования с четырьмя стержнями. Возвращаемся к таблице и смотрим в столбце, где приведены значения для 4-х стержней арматуры, и выбираем наиболее подходящее значение.
Таким образом, определяем, что для нашего фундамента шириной 40см, высотой 1м, со схемой армирования четырьмя стержнями наиболее подходящая арматура диаметром 12мм, так как 4 прута такого диаметра будут иметь площадь сечения 4,52 см 2 .
Расчет диаметра арматуры для каркаса с шестью стержнями проводится аналогичным образом, только значения уже берутся из столбца с шестью стержнями.
Следует отметить, что продольная арматура для ленточного фундамента должна быть одного диаметра. Если по каким-либо причинам арматура у Вас разного диаметра, то стержни большего диаметра необходимо использовать в нижнем ряду.
Не редко случается так, что арматуру привезли на строительный участок, а когда начинают вязать каркас, оказывается, что ее не хватает. Приходится докупать, платить за доставку, а это уже дополнительные расходы, которые в строительстве частного дома совсем не желательны.
Для того чтобы такого не случилось, необходимо грамотно произвести расчет количества арматуры для фундамента.
Допустим, у нас есть такая схема фундамента:
Для начала необходимо найти длину всех стен фундамента, в нашем случае это будет:
6 * 3 + 12 * 2 = 42 м
Так как у нас 4-х стержневая схема армирования, необходимо полученное значение умножить на 4:
42 * 4 = 168 м
Мы получили длину всех продольных стержней арматуры, но не стоит забывать, что:
При подсчете количества продольной арматуры необходимо учитывать запуск арматуры при стыковке, потому что очень часто случается так, что арматура доставляется на участок длинной стержня 4-6м, и для того, чтобы получить необходимые 12м, нам придется стыковать несколько стержней. Стыковать стержни арматуры необходимо внахлест, как показано ниже на схеме, запуск арматуры должен составлять минимум 30 диаметров, т.е. при использовании арматуры диаметром 12 мм, минимальный запуск должен составлять 12*30= 360 мм (36см).
Для того чтобы учесть этот запуск, существует два способа:
Воспользуемся вторым вариантом и для того чтобы сделать расчет количества продольной арматуры для фундамента нам необходимо к 168 м прибавить 10%:
168 + 168 * 0,1 = 184,8м
Это мы подсчитали количество только продольной арматуры диаметром 12мм, теперь давайте проведем расчет количества поперечных и вертикальных стержней в метрах.
Для расчета количества поперечной и вертикальной арматуры снова обратимся к схеме, из которой видно, что на один «прямоугольник» будет уходить:
0,35 * 2 + 0,90 * 2 = 2,5 м.
Я специально взял с запасом не 0,3 и 0,8, а 0,35 и 0,90 для того чтобы поперечная и вертикальная арматуры немного выходили за получившийся прямоугольник.
Важно: Очень часто при сборке каркаса в уже выкопанной траншее, вертикальную арматуру ставят на дно траншеи, а иногда еще и немного забивают ее в землю, для лучшей устойчивости каркаса. Так вот это необходимо будет учесть, и тогда нужно будет в расчете брать не 0,9м длину вертикальной арматуры, а увеличить ее примерно на 10-20см.
Теперь давайте подсчитаем количество таких «прямоугольников» во всем каркасе, учитывая, что на углах и в месте стыковки стен ленточного фундамента будет по 2 таких «прямоугольника».
Для того, чтобы не мучиться с расчетом и не запутаться в куче цифр, можно просто нарисовать схему фундамента и пометить на ней, где у Вас будут расположены «прямоугольники», затем подсчитать их.
Давайте для начала возьмем самую длинную сторону (12 м) и подсчитаем на ней количество поперечной и вертикальной арматуры.
Как видно из схемы у нас на стороне 12 м есть 6 наших «прямоугольников» и две части стены по 5,4 м, на которой будет располагаться еще по 10 перемычек.
Таким образом, у нас выходит:
6 + 10 + 10 = 26 шт.
26 «прямоугольников» на одной стороне 12 м. Аналогичным образом считаем перемычки на стене 6 м и получаем, что на одной шестиметровой стене ленточного фундамента будет 10 перемычек.
Так как 12-ти метровых стен у нас две, а 6-ти метровых – 3, то
26 * 2 + 10 * 3 = 82 штуки.
Помните, у нас по расчету на каждый прямоугольник выходило по 2,5 м арматуры:
2,5 * 82 = 205 м.
Мы определили, что нам необходима продольная арматура диаметром 12 мм, а поперечная и вертикальная будет диаметром 8 мм.
Из предыдущих расчетов мы выяснили, что продольной арматуры нам необходимо 184,8 м, а поперечной и вертикальной – 205 м.
Очень часто случается так, что остается много обрезков арматуры небольших размеров, которые никуда не подойдут. Учитывая это, необходимо покупать арматуры немного больше чем получилось при расчете.
Следуя вышеизложенному правилу, нам необходимо купить 190 – 200 м арматуры диаметром 12 мм и 210-220 м арматуры диаметром 8 мм.
Если арматура осталась – не переживайте, в процессе строительства она вам еще ни один раз пригодится.
