Оглавление статьи:
Расчет арматуры для ленточного фундамента частного дома
На сегодняшний день ни одна строительная площадка, будь то малоэтажное строительство или небоскреб, не обходится без использования арматуры. А для фундаментов одно- двухэтажных частных домов она вообще не заменима.
Но, к сожалению, не все знают, как правильно рассчитать и экономично использовать арматуру при заложении фундамента для дома.
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.
Схема армирования ленточного фундамента
Для правильного расчета арматуры в железобетонной ленте, необходимо рассмотреть типичные схемы армирования ленточных фундаментов.
Для частных малоэтажных домов в основном используются две схемы армирования:
- четырьмя стержнями
- шестью стержнями
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.
Расчет диаметра арматуры для фундамента
Расчет диаметра поперечной и вертикальной 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.
Расчет диаметра продольной арматуры
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.
Расчет количества арматуры для фундамента
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:
Давайте попробуем рассчитать количество арматуры для такого ленточного фундамента.
Расчет количества продольной арматуры
Для того, чтобы рассчитать необходимое количество продольной арматуры для фундамента, можно воспользоваться грубым подсчетом.
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:
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:
- Составить схему расположения прутов и рассчитать количество таких стыков
- Прибавить около 10-15% к полученной цифре, как правило, этого бывает достаточно.
Воспользуемся вторым вариантом и для того чтобы сделать расчет количества продольной арматуры для фундамента нам необходимо к 168 м прибавить 10%:
Это мы подсчитали количество только продольной арматуры диаметром 12мм, теперь давайте проведем расчет количества поперечных и вертикальных стержней в метрах.
Расчет количества поперечной и вертикальной арматуры для ленточного фундамента
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:
Итоговый расчет количества арматуры
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.
Расчет арматуры для ленточного фундамента, цена
Перед тем, как проводить расчет арматуры фундамента, необходимо определиться с толщиной фундамента и его подошвой. Чтобы это вычислить, необходимо провести геологические исследования на участке и рассчитать вес дома со всеми нагрузками. Так как это довольно большая тема, мы вынесли ее в отдельную статью – расчет веса дома. Ну а данный обзор конкретно про расчет армирования ленточного фундамента.
Схемы армирования ленточных фундаментов
Основную изгибающую нагрузку ленточный фундамент воспринимает в горизонтальной (продольной) плоскости. То есть, продольные прутки арматуры работают на растяжение максимально. Стоит также уточнить, что рабочими в фундаменте являются верхний и нижний ряды арматуры.
Для малоэтажных домов применяют две схемы рабочего армирования:
- Четыре рабочих стержня (два прута сверху и два снизу)
- Шесть стержней (три сверху и три снизу)
Выбрать нужную схему достаточно просто. По СНиП, расстояние между стержнями рабочей арматуры в одном ряду, не должно превышать 40 см.
Если учесть защитный слой бетона с каждой стороны по 5 см, то получаем следующее:
- Фундамент шириной до 50 см – схема с четырьмя прутками.
- Ширина от 50 до 90 см – схема с шестью стержнями.
Конструкционные продольные ряды арматуры
Стоит отметить, что если высота ленты фундамента более 70 см, то нужно добавлять конструкционные продольные ряды арматуры, их называют противоусадочными рядами и они помогают удерживать каркас в правильном положении. Диаметр конструкционных стержней арматуры обычно составляет от 8 до 10 мм.
Количество конструкционных продольных рядов зависит от высоты ленты. По СНиПу, расстояние между конструкционными рядами арматуры не должно превышать 40 см.
Количество рядов конструкционной арматуры, в зависимости от высоты ленты:
- До 70 см – без конструкционной продольной арматуры.
- 71-90см – 1 ряд конструкционной арматуры
- 91-130 см – 2 ряда
- 131-170 см – 3 ряда.
- 171-210 см – 4 ряда.
Расчет диаметра продольной рабочей арматуры
Общая площадь сечения рабочей продольной арматуры должна быть как минимум 0.1% от площади сечения фундамента, то есть одна тысячная от сечения фундамента. Минимальный диаметр рабочих арматурных стержней – 12 мм.
Пример: высота ленты фундамента – 100 см, ширина – 40 см.
- Площадь сечения ленты – 4000 см2.
- Находим требуемое сечение рабочей арматуры – 4000/1000 = 4 см2.
Далее по таблице подбираем арматурные прутки требуемого диаметра, в зависимости от схемы армирования – 4 или 6 рабочих стержней.
В нашем случае это 4 прутка 12-го диаметра, так как в таблице ближайшее подходящее значение 4,52 см (452 мм).
Стоит отметить, что рабочие стержни продольной арматуры должны быть одного диаметра, но в случае, если у вас не хватает требуемой арматуры, то самые толстые стержни нужно располагать в нижнем ряду.
Нахлест стержней продольной арматуры должен составлять 40 диаметров арматуры, то есть 40*12=480мм.
Расстояние между хомутами (прямоугольными рамками) составляет 500 мм, а на углах – 300 мм.
Как армировать углы ленточного фундамента
Расчет количества арматуры
Для примера возьмем ленточный фундамент со сторонами 10 и 8 метров, с центральной балкой по середине. Высота ленты – 1 метр, ширина – 40 см. Схема армирования из 4 рабочих стержней 12 мм.
- Длина стержня арматуры — 11.7 метров.
- Общая длина ленты – 10+10+8+8+7,4 = 43,4м.
- Длина всех прутков рабочей продольной арматуры – 43,4 x 4 = 173 м, + добавим 10 метров на нахлесты, выходит 183 м.
- Длина конструктивной продольной также будет равняться 183 м.
Хомуты имеют форму прямоугольника, и периметр такого прямоугольника с учетом загибов составит: 90+90+35+35=250 см.
- Так как расстояние между хомутами составляет 50 см, то нам понадобится
- (43 x 2) + 4 = 90 хомутов диаметром 8 мм.
- Общая длина арматуры для хомутов – 90 х 2.5 =225 метров.
- Количество прутков горизонтальной поперечной арматуры – 90 х 2 =180
- Длина прутка горизонтальной поперечной арматуры – 30 см, диаметр – 8мм. Общая длина – 180 х 0.3 = 54 м.
Не забывайте про защитный слой бетона — 5 см!
Общее количество арматуры
- Рабочая продольная арматура (12 мм) – 183 метров.
- Конструктивная продольная арматура (8 мм) – 183 м.
- Прямоугольные хомуты (8 мм) – 225 м.
- Горизонтальная поперечная арматура (8 мм) – 54 м.
Так как при отрезании будут остатки арматуры, то придется к полученным значениям добавить еще 10%. Всё равно арматура пригодится, к примеру, для армирования перемычек, армопояса, газобетонных стен и прочего.
На наш ленточный фундамент потребуется:
- 12 мм стержни — 183 м + 10% = 200 м
- 8 мм стержни — 420 м + 10% = 465 м
Расчет стоимости арматуры на фундамент, цена
- Вес метрового прутка арматуры диаметром 8 мм = 0.395 кг.
- Вес погонного метра 12 мм прутка – 0.888 кг.
- Рассчитаем общий вес арматуры – 0,395 х 465 + 0,888 х 200 = 362 кг.
- Примерная стоимость погонного метра 12 мм арматуры – 50 рублей.
- Примерная стоимость метра 8 мм арматуры – 20 рублей.
- Общая стоимость – 465 х 20 + 200 х 50 = 19300 рублей
- С учетом вязальной проволоки – 20 000 р.
Теперь вы ознакомлены с тем, как рассчитать примерное количество арматуры на ленточный фундамент.
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:
Изготовление армопояса для газобетона
Чем отличается газобетон от пенобетона
Сравнение кирпича и газобетона
Гидроизоляция фундамента под газоблоки
Какой марки выбрать газобетон?
Какие инструменты нужны для работы с газобетоном?
Разновидности крепежей для газобетона
Сколько стоит построить газобетонный дом?
Выбираем и сравниваем клей для кладки блоков
Как выполнить расчет количества арматуры для ленточного фундамента при помощи онлайн-калькулятора + вычисления параметров опалубки и сечения
04.11.2018 7,421 Просмотров
Ленточный фундамент занимает основное место среди всех опорных конструкций для зданий и сооружений.
Он способен эффективно работать на самых сложных грунтах, имеет оптимальный набор эксплуатационных качеств.
Монолитные конструкции ленты не теряют своих рабочих качеств до 150 лет, что превышает срок службы стен дома.
Такие высокие возможности возникли из-за высокой жесткости и прочности ленты, которые обеспечивает совместная работа бетона и металлической арматуры.
Каждый из них выполняет свою функцию, в сумме обеспечивая надежность и высокую несущую способность ленточного основания.
Как работает арматура в ленточном фундаменте
Арматурный каркас необходим для компенсации осевых противонаправленных (растягивающих) нагрузок, возникающих в ленте при появлении деформирующих воздействий — изгибающих или скручивающих усилий.
Особенность бетона состоит в способности принимать гигантские давления без каких-либо последствий.
При этом, он практически беззащитен перед разнонаправленными усилиями, быстро покрывается трещинами и разрушается.
Поэтому для ленты крайне опасны любые усилия, приложенные в одной точке — например, боковые или вертикальные нагрузки пучения. Арматурные стержни предназначены для приема этих усилий на себя.
Существует горизонтальная (рабочая) и вертикальная арматура. Основные нагрузки принимают горизонтальные стержни.
Они имеют больший диаметр и рифленую поверхность, обладающую хорошим сцеплением с бетоном.
Вертикальные стержни выполняют две функции:
- Фиксация рабочей арматуры в необходимом положении до момента заливки бетоном.
- Частичная компенсация скручивающих усилий.
Первая задача основная, а вторая — дополнительная, поскольку наличие таких специфических нагрузок наблюдается довольно редко.
В большинстве случаев вертикальная (гладкая) арматура служит лишь опорной конструкцией, удерживающей рабочие стержни в необходимом положении до момента заливки.
Они довольно толстые, так как заливка — процесс с достаточно интенсивными воздействиями на каркас, сосредоточенными в одной точке (место падения тяжелого материала в опалубку), а также распределенными по всей длине (штыкование, обработка виброплитой).
Онлайн калькулятор
Как рассчитать ленточный фундамент дома? В этой вам может специально разработанный сервис — строительный калькулятор ленточного фундамента.
Инструкция по работе с калькулятором
В сети интернет имеется немало онлайн-калькуляторов, помогающих рассчитать параметры ленточных фундаментов по всем важным позициям. Расчет арматуры с их помощью занимает буквально пару минут.
Например, на сайте необходимо лишь внести собственные данные в соответствующие окошечки программы и нажать кнопку «рассчитать».
Дается схема армирования, в которой надо указать основные параметры — количество рабочих стержней в одном ряду, общее число рядов, расстояние между вертикальными прутками и т.п. В отдельном окне указывается стоимость арматуры за единицу.
В результате программа выдает количество арматуры и общую цену. Расчет производится просто и быстро, кроме арматуры ресурс выдает параметры всех элементов ленты — опалубки, количества бетона и т.д.
Недостатком данного калькулятора можно считать необходимость заранее знать схему армирования, диаметр стержней и рыночную стоимость материала.
Если требуется определить количество и сечение стержней, ресурс бесполезен. Он дает только количественную информацию, не касаясь качественных моментов, что иногда не совсем то,что нужно.
Порядок расчета
Рассмотрим, как рассчитать арматурный каркас ленты самостоятельно.
Прежде всего, необходимо определить количество рабочих стержней в одном ряду. Для этого понадобится использовать требование СП 52-101-2003, ограничивающее максимальное расстояние между соседними прутками в 40 см.
Учитывая, что глубина погружения рабочей арматуры не должна превышать 2-5 см, получаем:
- Для лент толщиной менее 50 см — 2 рабочих стержня.
- Для лент шире 50 см — 3 стержня.
В случаях, когда можно использовать и 2, и 3 стержня в одном ряду, обычно стараются подстраховаться и принять большее значение, так как фундамент — ответственный и важный участок постройки.
Вторым этапом является определение диаметра рабочих стержней. Для этого понадобится рассчитать площадь сечения рабочей части ленты, умножив ширину на высоту.
Общая площадь сечения арматуры составляет 0,1% от сечения (это минимально возможное значение, его можно увеличить, но нельзя уменьшать).
Получив это значение, надо разделить его на число рабочих стержней. По таблице диаметров арматурных прутков находится наиболее удачный вариант, который и принимается в работу.
Диаметр вертикальной арматуры выбирается исходя из высоты ленты:
- При высоте до 60 см — 6 мм.
- От 60 до 80 см — 8 мм.
Диаметр поперечных стержней обычно принимается равным 6 мм.
Для подсчета количества рабочих стержней надо умножить их число в решетке на общую длину ленты, после чего полученное значение делится на длину рабочего прутка (обычно 6 м, но это значение лучше узнать у продавцов точно).
Вертикальную арматуру рассчитывают путем умножения количества хомутов на длину единицы.
Количество получают делением общей длины ленты на шаг хомутов (обычно 50-70 см).
Пример вычисления необходимых параметров
Рассмотрим расчет арматуры для ленточного фундамента на примере.
Допустим, что высота ленты составляет 100 см, а ширина — 40 см (распространенный вариант мелкозаглубленного фундамента).
Тогда площадь сечения составит:
40 • 100 = 4000 см2.
Определяем общую площадь сечения арматуры (минимальную):
4000 : 1000 = 4 см2.
Поскольку ширина ленты составляет 40 см, то в одной решетке нужно разместить 2 стержня, а общее количество составляет 4 шт.
Тогда минимальная площадь сечения одного прутка составит 1 см2. По таблицам СНиП (или из иных источников) находим наиболее близкое значение. В данном случае можно использовать арматурные стержни толщиной 12 мм.
Определяем количество продольных стержней. Допустим, общая длина ленты составляет 30 м (лента 6 : 6 м с одной перемычкой 6 м).
Тогда количество рабочих стержней при длине 6 м составит:
(30 : 6) • 4 = 20 шт.
Определяем количество вертикальных стержней. Допустим, шаг хомутов составляет 50 см.
Тогда при длине ленты 30 м понадобится:
Определяем длину одного хомута.
Для этого от ширины и высоты сечения отнимаем по 10 см и складываем результаты:
(40 — 10) + (100 — 10) = 120 см. Длина одного хомута равна 120 • 2 = 140 см = 2,4 м.
Общая длина вертикальной арматуры:
2,4 • 60 = 144 м. Количество стержней при длине 6 м составит 144 : 6 = 24 шт.
Виды и размеры
Существует две основные разновидности арматуры:
- Металлическая.
- Композитная.
Металлические стержни, используемые для сборки арматурного каркаса, имеют ребристую или гладкую поверхность.
Ребристые стержни идут на горизонтальную (рабочую) арматуру, так как они имеют повышенную силу сцепления с бетоном, необходимую для качественного выполнения своих функций.
Вертикальные прутки, как правило, гладкие, так как их задача сводится к поддержанию в нужном положении рабочих стержней до момента заливки. Диаметр стержней колеблется в пределах от 5,5 до 80 мм. Для частного домостроения используются рабочие стержни 10, 12 и 14 мм и гладкие 6-8 мм.
Композитная арматура состоит из разных элементов:
- Стекло.
- Углерод.
- Базальт.
- Арамид.
- Полимерные добавки.
Наиболее широко применяется стеклопластиковая арматура.
Она имеет наибольшую прочность, самая жесткая и устойчивая к растягивающим нагрузкам из всех остальных вариантов.
Как и все виды композитных стержней, стеклопластиковая арматура полностью устойчива к воздействию влаги.
Производители заявляют о неизменности эксплуатационных качеств в течение всего периода службы, но на практике справедливость такого утверждения пока не проверена. Проблема композитной арматуры в сложности технологии, из-за которой качество материала у разных производителей заметно отличается.
Кроме того, композитные стержни не способны сгибаться, что неудобно при сборке каркасов и снижает прочность угловых соединений каркаса.
Как сделать правильный выбор
Выбор арматурных стержней основан на расчетных данных и предпочтениях строителей.
Обычно выбирают металлические стержни, хотя и композитную арматуру с каждым годом все активнее применяют при строительстве ленточных оснований. Предпочтение металлическим пруткам отдается из-за возможности придать им необходимый изгиб, чего со стеклопластиковыми стержнями сделать невозможно.
Особенно это важно при строительстве лент с криволинейными участками или при наличии углов перелома, отличных от 90°.
Кроме того, металлическая арматура экономичнее, так как позволяет делать хомуты из одного прутка, без необходимости создавать несколько точек соединения.
Диаметры стержней давно отработаны на практике, нередко их выбирают без предварительного расчета — при ширине ленты около 30 см используют пруток 10 мм, для лент шириной 40 см выбирают 12-мм стержни, а при ширине более 50 см — 14 мм. Толщину вертикальной арматуры определяют по высоте ленты, до 70 см выбирают 6 мм, а при высоте свыше 70 см — 8 мм и более.
Полезное видео
В данном разделе Вы также сможете посмотреть как производится расче на примере реальной стройки:
Заключение
Грамотно выбранная схема армирования и сам материал обеспечивают прочность и устойчивость ленты к возможным нагрузкам.
Сложные и проблемные грунты, склонные к пучению или сезонным подвижкам, требуют ответственного и внимательного подхода к армированию ленты.
Необходимо учитывать, что все расчетные значения определяют минимальные параметры конструкции, требующие некоторого увеличения для определенного запаса прочности.
Выбирая арматуру и схему армирования, надо умножать все значения на 1,2-1,3 (коэффициент надежности), чтобы снизить риск появления непредвиденных факторов.
Как рассчитать арматуру на ленточный фундамент
Каждая стройка начинается с устройства надёжного основания. Ленточный фундамент — самая распространённая конструкция в малоэтажном строительстве. Расчёт арматуры для ленточного фундамента важен уже на этапе проектирования и доставки строительных материалов. Расчёт поручают профессионалам или проводят самостоятельно, изучив руководящие документы.
- Назначение армирования
- Нормативные документы
- Ассортимент металлопродукции
- Схема закладки
- Защитный слой
- Расстояния между арматурой
- Продольное армирование
- Поперечное армирование
- Расчёт арматуры
- Потребное количество металлоизделий
- Подсчёт поперечных и вертикальных элементов
- Суммарное количество
Назначение армирования
Арматура оказывает сопротивление нагрузкам на фундамент со стороны грунта и самого здания
Ленточные фундаменты представляют собой монолитную фундаментную конструкцию из железобетона. Изготавливают основание непосредственно на месте постройки.
Железобетон — бетон, внутри которого расположен металлический каркас из арматуры. Металл позволяет выдержать поперечные нагрузки, которые создают:
- снизу-вверх — процессы пучения грунта;
- сверху вниз масса постройки.
Чистый бетон поперечным нагрузкам сопротивляется плохо. Сталь, заложенная внутрь конструкции, способна сделать фундамент в десятки раз прочнее.
Под нагрузкой каждый метр бетона может растягивается на 2–4 мм, тогда как сталь от 4 до 25 мм. Бетон же во много раз лучше переносит сжатие.
Алгоритм работы при давлении сверху:
- Нагрузка давит на поверхность фундамента, который начинает прогибаться.
- Верхний слой бетона противостоит сжатию, верхний ряд арматуры при этом бездействует.
- Нижняя часть фундамента пытается удлиниться.
- Нагрузкам на растяжение сопротивляется нижний ряд стержней.
При давлении от грунта снизу железобетон «работает» в обратную сторону — нижний слой бетона противодействует сжатию, а верхний ряд арматуры не даёт разрушиться от растяжения.
Нормативные документы
Ленточные фундаменты в малоэтажном строительстве относятся к железобетонным конструкциям без предварительного натяжения арматуры.
Проектируют и строят такие основания согласно своду правил СП 52-101-2003. Раздел 5.2 документа определяет марку стали, форму и геометрические размеры прутков. В разделе 8.3 «Армирование» рассматриваются вопросы количества и размеров армирующих элементов, их взаимное расположение в теле бетона. Здесь же указаны способы расположения арматуры, правила соединения в пересечениях.
Сведений, содержащихся в документе достаточно, чтобы понять, как рассчитать арматуру для фундамента, вычислить количество материала.
Ассортимент металлопродукции
Классы арматурной стали
Для железобетонных конструкций используют арматуру:
- горячекатаную, гладкую или с периодическим профилем (кольцевым или серповидным) диаметром от 6 до 40 мм;
- термически и механически упроченную с периодическим профилем, 6–40 мм;
- холоднодеформированную периодического сечения (3–12 мм).
Рекомендовано использовать гладкую арматуру классом не ниже А-240 (А-I). Для ребристой (периодического профиля) выбирают класс А-300 и выше.
В местности, где температура опускается ниже 30°С, класс А-300 использовать запрещено.
Предпочтительно использовать изделия с периодическим профилем – с приливами в виде колец или серпа. Неровности увеличивают площадь сцепления стержней с бетоном и прочность всей конструкции.
В последнее время в продаже появилась композитная арматура. Производитель рекомендует её использовать взамен стальных изделий.
СП 295.1325800.2017 не разрешает использование композитных изделий для фундаментов.
Схема закладки
Точно рассчитать арматуру на фундамент позволяет раздел 8.3. Свода Правил.
Защитный слой
В железобетонных фундаментах для стальных деталей предусматривают защитный слой, который обеспечивает:
- совместную работу всех частей;
- защиту стержней от агрессивного влияния окружающей среды (влага), химвеществ;
- огнестойкость.
В грунте толщина слоя (расстояние от стержней до любого внешнего края бетона) выбирается не меньше 40 мм. На открытом воздухе расстояние уменьшают до 30 мм.
Расстояния между арматурой
Расстояния между отдельными прутьями выбирают не меньше диаметра стержня. Кроме того, для горизонтальных нижних рядов расстояния принимают более 25 мм, а для верхних рядов – 30 мм.
В стеснённых условиях допускается арматуру располагать пучками.
Продольное армирование
Для стороны фундамента длиной до 3 метров допустимо использовать стержни диаметром 10 мм, если сторона превышает 3 м — не тоньше 12 мм.
Общее сечение прутков продольной арматуры выбирают не менее 0,1% от поперечного сечения фундамента.
Например, для ленты шириной 40 и высотой 100 см, сечение равно 400х1000=4 000 000 мм². Суммарное сечение всех продольных прутков должно составить 0,1%, т.е. 400 мм².
Выбрать нужное количество стержней можно с помощью таблицы.
| Диаметр прутка, мм | Общее сечение прутков в зависимости от количества стержней, мм | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 10 | 75 | 155 | 235 | 315 | 390 | 470 | 550 | 630 | 710 |
| 12 | 115 | 225 | 340 | 450 | 565 | 680 | 790 | 900 | 1020 |
| 14 | 155 | 310 | 460 | 615 | 770 | 925 | 1080 | 1230 | 1385 |
| 16 | 200 | 400 | 605 | 805 | 1010 | 1210 | 1410 | 1610 | 1810 |
Согласно таблице, для фундамента сечением 40х100 см необходимо 6 продольных прутков 10 мм или 4 штуки 12 мм.
Расстояния между осями продольных отрезков арматуры не должно быть больше 40 см, а стержней в одном уровне не может быть меньше 2. Одна арматура используется только в фундаментах тоньше 15 см.
Поперечное армирование
Задачи поперечно-вертикальной арматуры:
- ограничить образование трещин;
- удерживать продольные прутки от смещения;
- закрепить продольные стержни от выпучивания в любых направлениях.
Поперечные детали устанавливают везде, где проходят продольные прутья.
Диаметр поперечной арматуры для ленточных фундаментов не может быть менее 25% от наибольшего диаметра продольных стержней, но в любом случае минимальный диаметр 6 мм.
Шаг установки поперечных элементов — не более 50 см, при высоте ребра больше 15 см.
Расчёт арматуры
Рассчитать арматуру для фундамента проще на конкретном примере дома размером 6х10 метров. Поперечное сечение фундамента 50х100 см.
Потребное количество металлоизделий
Согласно таблице, потребуется 4 продольных параллельных стержня диаметром 12 мм.
Общий периметр фундамента составляет 6+6+10+10=32 метра.
Всего понадобиться 128 (32х4) метра арматуры.
Длина прутков в продаже составляет 3, 6 или 11, иногда 12 метров. Следовательно, точно подобрать стержень для каждой стороны не получится.
Продольные стержни придётся состыковывать. Стыки будут и в угловых пересечениях. Если в углах используют П- или Г-образные прутья, то они должны быть заглублены в стену не менее чем на 40 см.
Согласно своду правил, перекрытие стержней должно составлять не менее 30 диаметров. Для 12 мм арматуры — не менее 36 см.
Чтобы не пришлось дополнительно докупать и доставлять стройматериал, арматуру приобретают с запасом 10–15% от расчётного количества. Пятнадцать процентов от 128 составляет 19,2 метра.
В итоге приобретают 128+19=147 метров 12 мм прутка для продольного армирования.
Подсчёт поперечных и вертикальных элементов
Поперечные и вертикальные элементы армирования сваривают, скручивают вязальной проволокой или изгибают в виде прямоугольника.
Вертикальные составляющие лучше делать длиннее высоты ленты — их можно утопить в грунт. Это сделает монтаж удобнее.
Стороны горизонтально-вертикального прямоугольника меньше размеров фундамента минимум на 10–15 см. Чтобы оставался защитный слой бетона вокруг прутьев.
Сложив стороны, получают количество арматуры на один прямоугольник: 30+30+90+90=240 см. С учётом перехлёстов добавляют ещё 10 см. В итоге длину каждого элемента принимают равной 2,5 метрам.
В каждом углу необходимо установить два прямоугольника, всего на фундамент 4х2=8 штук.
Максимальное расстояние между элементами на прямых участках — 50 см. При постройке габаритных домов — 30 см.
Длины сторон для дальнейших вычислений без учёта угловых пересечений равны:
- Короткие 600 см минус 2 угла по 50 см — 500 см.
- Длинные 1 000 см минус 2 угла по 50 см — 900 см.
На каждую короткую сторону понадобиться помимо угловых ещё 9 прямоугольников. В длинную сторону устанавливают 17 элементов.
Общее количество поперечников составит: 8 угловых, 9+9=18 для коротких сторон фундамента и 17+17=34 для длинных.
Суммарное количество вертикально-горизонтальных перемычек составит: 9+18+34=61 шт. Длина каждого 2,5 метра. Итого арматуры диаметром 6 или 8 мм понадобиться 61х2,5=152 метра. Приобретают материал с запасом 5%, следовательно, 160 метров.
Суммарное количество
Общее количество материала, необходимого для армирования фундамента со сторонами 6 и 10 метров:
- для продольных стержней — 147 метров арматуры 12 мм. Масса одно метра составит 0,88 кг, а общий вес: 147х0,88=130 кг.
- для вертикальных и поперечных прутков приобретают 160 м стержней диаметром 8 мм, их масса равна: 160х0,39=62 кг.
Помимо этих материалов, приобретают вязальную проволоку диаметром от 2,5 до 4 мм. Её понадобиться около 50 метров.
Количество элементов изменяют в зависимости от размеров фундамента и полной нагрузки. В этих случаях рассчитывать нужно по той же методике.
Рассчитать количество арматуры для постройки ленточного фундамента можно самостоятельно. Нарисовав чертёж и расположив на нём все необходимые элементы, потребуется полчаса времени, чтобы вычислить потребность материалов. Это позволит сэкономить на доставке в случае нехватки продукции, а также проконтролировать честность подрядчика, если работу выполняет сторонняя организация.
Арматура ленточного фундамента. Выбор, расчет и установка своими руками.
Ленточный фундамент – один из самых эффективных видов бетонного фундамента. Это все благодаря своей конструкции, представляющей из себя замкнутый бетонный контур, армированный металлическими прутами. При подготовке и заливке, возникает логичный вопрос: как сделать арматуру для ленточного фундамента?
Бетонная основа ленточного фундамента – достаточно прочная, но совершенно непластичная структура. Она способна выдерживать огромное вертикальное давление, но при растяжении на изгибах, а также при перепадах температур и воздействии других негативных факторов, бетон имеет свойство деформироваться и трескаться. Для того предотвращения этого и используют армирование.
Поскольку, именно металлический каркас принимает на себя основной вес конструкции, армированный фундамент очень прочный. Однако при армировании крайне важно не только правильно произвести расчеты и определить, какая арматура нужна для ленточного фундамента, но и безошибочно выполнить все этапы данного процесса. Только тогда вы сможете быть уверенны, что бетонная конструкция будет надежно выполнять свои функции.
Этапы работ при сборке каркаса и заливке
1. Этап проектирования. Проводятся исследования грунта, затем в зависимости от результата определяются материалы и тип фундамента, его глубина. На этапе проектирования постройки необходимо точно рассчитать количество, диаметр и то, какая арматура нужна для ленточного фундамента. Лента под фундамент, чаще всего, достаточно узкая. Стандартная ширина составляет 0.3 – 0.45 м, а высота варьируется в пределах 0.7 – 0.85. При таких параметрах бетонной основы, оптимальный диаметр составляет 12-14 мм. Диаметр также может изменяться в зависимости от используемых материалов.
2. Подготовка земельного участка к строительным работам. Участок тщательно расчищается, после этого снимается верхний шар грунта. С помощью колышков, вбитых в землю, делается разметка будущей бетонной конструкции и ее арматурного каркаса.
3. Подготовка траншеи. Траншея выкапывается, ее основание уплотняется. Затем дно траншеи заполняется слоем песка толщиной в 10-15 см и смачивается водой для большей плотности. Поверх песка также иногда укладывают тонкий слой щебня. Делается это для предотвращения пагубного воздействия подземных вод на бетон и повышения амортизационных свойств арматуры.
4. Сборка опалубки. Опалубка собирается из деревянных щитков до нужной высоты, затем изнутри прокладывается пергаментом для того, чтобы после застывания бетона ее легче было демонтировать.
5. Сборка арматурного каркаса. Как сделать арматуру для ленточного фундамента?
5.1. На расстоянии 50 мм от опалубки через каждые полметра вертикально устанавливаются металлические прутья по длине равные глубине траншеи.
5.2. На дне делается 2-3 нижних ряда арматуры.
5.3. Верхний и нижний ряды вместе с поперечными прутьями прикрепляют к вертикальным штырям.
5.4. Вся конструкция связывается или сваривается.
6. Заливка бетона. Бетон заливается послойно, каждый слой уплотняется глубинным вибратором. После этого на протяжении 4-5 дней бетон застывает и опалубку снимают, а фундаментную ленту покрывают слоем гидроизоляции.
Какую арматуру используют для ленточного фундамента?
В начале работ, прежде всего, следует определить, какая арматура нужна для ленточного фундамента. Существует два вида стальных стержней – рифленые монтажные и рабочие с гладкой поверхностью. Монтажные стержни с маркировкой А1, как правило, используются для сборки основы каркаса и там, где нет больших нагрузок. Для укрепления используется рабочая арматура с маркировкой А3, обладающая хорошим сцеплением с бетонной основой и в, зависимости от типа выступов на поверхности, нужна для выполнения различных функций.
Существует три основных типа рифленой арматуры:
- С серповидными выступами – сопротивление деформации растяжения.
- С кольцевыми выступами – усиление сцепления с бетонной основой.
- С обоими типами выступов.
При выборе арматуры нужно учитывать и то, как вязать арматуру для ленточного фундамента. Специалисты рекомендуют использовать проволочную вязку при сборке арматурного каркаса, однако можно прибегнуть и к сварке. В таком случае обратите внимание на маркировку. Только арматура с маркировкой «С» пригодна для сварки.
Маркировка арматуры для ленточного фундамента
А1 – гладкие стержни.
A2, A3, A4 – рифленые стержни. Наиболее популярный из них — А3.
С — можно использовать сварку.
К — антикоррозийное покрытие.
После того как вы определили какая арматура нужна для фундамента ленточного типа необходимо вычислить общее количество материалов, которые будут использоваться при сборке каркаса.
Как рассчитать арматуру для ленточного фундамента?
Расчет необходимого количества арматуры производится в несколько этапов.
1. Определение того, какая арматура нужна для ленточного фундамента необходимого типа конструкции, который присутствует у вас.
2. Вычисление общей длины. К примеру, если ваш фундамент представляет собой прямоугольник со сторонами 8 м и 6 м, и двумя перегородками по 4 м, то его длина составит (8+6+4)*2 = 36 м.
3. Полученный результат умножаем на 4, так как в большинстве случаев используется система из четырех стержней. 36*4 = 144 м.
4. Следует учитывать, что в процессе укладки в ленточный фундамент арматура при установке накладывается, прибавляем еще 10% и получаем 158 м. Это и есть длина горизонтальных прутов.
5. Далее необходимо рассчитать длину для вертикальных и поперечных элементов каркаса. Для этого понадобится ширина и высота конструкции. Находим периметр. Так для ширины в 30 см и высоты 70 см, он будет равен двум метрам.
6. Теперь необходимо для каждой из стен высчитать количество таких прямоугольников, если учитывать, что интервал между ними – 50 см. 36*2=72 (на каждый метр по 2 прямоугольника). Прибавляем еще 8 для углов и получаем 80 прямоугольников.
7. Умножаем 80 прямоугольников на ранее найденный их периметр. 80*2=160 м.
8. Если ответом на вопрос как вязать арматуру для ленточного фундамента является проволочная вязка, то необходимо также высчитать количество нужной проволоки.
Итог: 160 м. поперечных и вертикальных прутьев и 158 м. горизонтальных.
Как сделать арматуру для ленточного фундамента надежной?
Наперёд предугадать в какую сторону будет деформироваться фундамент невозможно, поэтому укреплять его следует как снизу, так и сверху. Для этого в нижней и в верхней части каркаса горизонтально укладывают продольную арматуру. После этого устанавливаются поперечные и вертикальные прутья. Каркас, выполненный таким образом, представляет собой отдельные прямоугольные ячейки, каждую из которых следует собирать еще перед тем как укладывать арматуру в ленточный фундамент, а затем соединять с другими ячейками. При установке ячейки в ров, под горизонтальные элементы каркаса необходимо подкладывать кирпичи для предотвращения соприкосновения с грунтом и последующей коррозии.
Как связать арматуру для ленточного фундамента?
Перед сборкой арматурного каркаса нужно определиться также с тем, каким способом соединять между собой металлические прутья – сваркой или вязкой? И если вязкой, то как вязать арматуру для ленточного фундамента?
Сварка быстрее и легче, чем связывание проволокой, но имеет ряд недостатков, таких как повышенная склонность материала к коррозии и потеря им первоначальных свойств. Проволочная вязка, в отличии от сварки, не связывает арматурные прутья между собой намертво, делая всю конструкцию более подвижной и пластичной. Из недостатков этого способа можно выделить гораздо большие временные затраты, чем в случае со сваркой. Для ускорения процесса можно использовать самозатягивающиеся хомуты или специальные пистолеты, в которых проволока автоматически подается со специальной катушки.
Принцип вязки проволоки в следующем: на пересечении прутков проволока сначала затягивается, а затем концы скручиваются плоскогубцами. На одну связку уходит около 0,3 м вязальной проволоки. При изготовлении каркаса арматуры выбирают именно проволоку из стали диаметром 0,8-1,2 мм.
Армирование ступенек и углов
Как сделать арматуру для ленточного фундамента, если участок не идеально ровный и присутствуют различные перепады высот? Фундаментную ленту на таком участке заливают в виде ступенек. Такие ступеньки армируются необычным способом, а слегка усложненным. Каркас такой ступеньки продлевают на один метр. Затем в верхней части устанавливаются прутья длинной два метра, а поперечные горизонтальные элементы укладываются с шагом в 150 см.
Особое внимание следует уделить тому, как укладывать арматуру в ленточный фундамент при армировании углов. Именно угловые зоны подвергаются наибольшей деформации, направленной в разные стороны. Ошибки при сборке армирующего каркаса на углах приводят в дальнейшем к негативным последствиям. Фундамент с большей вероятностью будет трескаться и расслаиваться. Так как именно на углах соединяются разные части каркаса, фундамент с неправильно выполненным угловым армированием будет представлять собой просто отдельные фрагменты и не будет в полной мере выполнять свои функции.
Для того, чтобы обеспечить надежность необходимо в местах стыков арматуры использовать дополнительные изогнутые стержни. Для поперечных прутов используется в два раза меньший шаг, устанавливаются дополнительные вертикальные прутья.