Частным застройщикам, планирующим возведение дома, гаража или хозяйственных объектов своими руками, приходится самостоятельно производить расчеты арматуры для ленточного фундамента и решать многие задачи, надеясь на помощь и подсказки интернет-ресурсов и знакомых мастеров.
Некоторые из них придерживаются мнения, что делать вычисления, им необязательно. Соблюдая принципы строгой экономии, они нередко, укрепляют бетонную заливку любыми средствами, имеющимися под рукой, включая, проволоку, старые трубы, прочий металл.
Подобный подход довольно рискован. Со временем, в случае деформации стеновых конструкций, исправление ошибок окажется весьма трудоемким и дорогостоящим. В будущем это может привести к трудностям, связанным с неустойчивостью дома и сложностями с его эксплуатацией. Лучше, как говорится, сначала несколько раз отмерить, а потом действовать.
Расчет арматуры для фундамента
Достоверная информация, предложенная вашему вниманию в данной статье, поможет вам легко провести вычисления: определить диаметр и метраж железного прута, выбрать схему вязания каркаса или решётки, не прибегая к платным услугам предприимчивых специалистов.
Металлопрокат, который применяют при сооружении железобетонных конструкций, выполняет важнейшие функции по обеспечению долговечности и безопасности. Правильно сочетая рифленый и гладкий стержень, строители устраивают прочный остов, который впоследствии возьмет на себя большую часть нагрузок, и предотвратит образование деформаций — прогибов, осыпания и растрескивания бетона.
Существуют различные методики, позволяющие быстро и довольно точно определить, сколько нужно арматуры на фундамент как путем профессионального подхода, так и «на глазок», основываясь на опыте мастеров. Прежде чем освоить их с целью снижения затрат, следует уделить внимание качеству закупаемого материала — его сорту, марке стали, толщине, массе и виду поверхности (рифленой или гладкой).
Выбор следует основывать на требованиях ГОСТ 5781—2003, согласно которому отечественная промышленность производит 5 классов профильных металлических изделий:
- I и II — это гладкий металлический прокат, поставляемый в мотках или стержнях с d от 10; 12; 16 до 40 mm.
- III — это пруток с рифлением различной глубины и модификации. Данная категория маркируется, как А III, ассортимент поставляется с различной толщиной сечения.
- IV и V присваивают металлоизделиям, способным выдерживать наивысшие перегрузки, которые свойственны высоткам и объектам недвижимости специального назначения.
На заметку.
В последние годы широко распространена продукция на основании ТУ, маркирование которой может не соответствовать классификации по ГОСТ. В таких случаях их характеристики следует уточнить у продавца.
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.
Основы расчета ленточного фундамента
Фундаментная лента — это монолитный замкнутый контур. Он служит основанием для стен, препятствует их деформации под воздействием различных природных и эксплуатационных факторов.
Приступая к вычислениям объемов арматуры в ленточном фундаменте вы должны учитывать форму секций, который составляют металлические профили, связанные проволочными хомутами в 2-ух направлениях:
- 1. Продольном — 2 пояса.
- 2. Поперечном — двусторонние вставки с перемычками.
Для выбора подходящего строителя дома по желаемой технологии малоэтажного домостроения воспользуйтесь поиском в каталоге Building Companion. В профиле подрядчиков видны примеры работ и отзывы, можно запросить оценку стоимости их работ. Найти компанию для строительства коробки дома »
Использование калькуляторов
Далеко не всем застройщикам под силу возиться с расчётами потребности в арматуре. Также существует риск ошибок, допущенных во время проектирования фундамента. Онлайн калькуляторы помогают точно рассчитать, сколько и какого вида нужно приготовить стальных стержней для формирования армокаркасов заливного фундамента.
Сервисы запрашивают исходные параметры такие, как:
Длина основания.- Ширина ленты.
- Глубина заложения подошвы.
- Диаметры арматуры продольного, вертикального и поперечного расположения.
- Количество продольных стержней в поперечном сечении.
- Количество рядов вертикальных и поперечных прутков и шаг между ними.
- Сопротивление грунта.
Эти данные вводятся в окошки сервиса. После этого нужно мышкой кликнуть по полю «Рассчитать». После этого калькулятор покажет линейный погонаж каждого вида арматуры и его вес.
В интернете можно обнаружить несколько видов калькуляторов расчёта ЛФ, которые выдадут не только данные армирования, но и предложат лучшее расположение ветвей ленты, её ширину и высоту. Популярные калькуляторы найдете здесь и тут.
Все самое важное об армировании ленточного фундамента найдете в этом разделе сайта.
Схема армирования
От выбора данного формата, зависит сколько понадобиться арматуры для всего дома и каковы будут затраты на его обустройство. Наиболее распространены форматы, собранные из 3-х, 4х и 6-и рядов в каждом. Нормы СП 52-101-2003 определяют порядок оформления и связки:
- Прутки должны располагаться в ряду не далее, чем через 400 мм (40 см) один от другого.
- Двусторонний зазор, между стенками траншеи, в которой вы установите связку и крайними рядами должен составлять от 5 до 7 см.
Придерживаясь этих правил, можно сделать выводы, что при ширине рва:
- 50 – 70 см, следует устанавливать по 6-ть штук в ряд;
- от 40 см — по 4-е;
- от 30 до 40 см — 3-ех стержневую схему.
Как рассчитать, сколько надо?
Во главу угла методики подсчёта армирования ленточных оснований заложен принцип преобладания сопротивления грунтового основания над удельной нагрузкой от веса здания или сооружения.
Соблюдение этого соотношения является основой расчёта ширины ленты. Вместе с глубиной заложения этот параметр определяет размер поперечного сечения заливного фундамента.
После этого рассчитывают несущую способность ленты, величина которой зависит от полной загрузки наземной части строения. На этом этапе определяют количество и сортамент арматурных стержней, их форму соединения в единый каркас.
Если надавить на какой-либо мягкий предмет, то он прогнётся. Верхняя плоскость сожмётся, а снизу материал растянется. Так и в ленточном фундаменте, верхняя его часть будет испытывать сжатие, а на нижний слой будут воздействовать силы растяжения.
Это физическое явление учитывают при расчёте монолитной ленты. То есть, в верхнем и нижнем поясе закладывают арматуру, которая выдерживает сжатие, а снизу бетон противостоит растяжению.
На основе этого положения было разработано «Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона (без предварительного напряжения)».
Тяжёлый бетон приготавливают из:
- цемента М 300 – М 800,
- щебня гранитных пород,
- среднефракционного песка,
- воды средней жёсткости с добавкой различных видов пластификаторов.
Его применяют для возведения заливных фундаментных лент.
Кроме этого пользуются Сводом Правил СП 52-101-2003, который содержит рекомендации по расчёту и проектированию, относящиеся к изготовлению и установке армокаркасов ЛФ. Правила согласованы с требованиями СНиП 52-01-2003.
Определение глубины заложения и высоты ленты
В расчёт глубины заложения подошвы ленточного фундамента включают два фактора:
Уровень грунтовых вод
Уровень залегания грунтовых вод легко определить, если рядом с местом строительства есть колодец. Расстояние от уровня земли до поверхности воды в нём будет равно искомому параметру.
В отделе архитектуры и землеустройства местной администрации можно взять копию вертикальной съёмки с привязкой к стройучастку, где будет указан уровень грунтовых вод. Если нет ни того не другого, то этот показатель определяют взятием образцов почвы с помощью бурения грунта.
Чтобы глубинные воды не могли воздействовать на фундаментное основание, подошву заливной ленты располагают выше этой отметки.
Глубина промерзания
Знать её необходимо по причине того, что воздействие на влажную почву при минусовой температуре в зимний период вызывает в ней замерзание воды. Этот процесс вызывает пучение грунта потому, что он в это время резко увеличивается в объёме.
Силы пучения могут легко выдавить вверх фундамент дома. Чтобы этого не происходило, подошва ленты должна находиться ниже зоны морозного пучения. Глубину промерзания определяют справочным путём либо таким же способом, как и при установлении уровня грунтовых вод.
Глубина заложения фундаментной ленты должна находиться на отметке выше уровня грунтовых вод и ниже уровня промерзания почвы. Количество продольных рядов зависит от высоты основания. Согласно СНиПу, расстояние между конструкционными рядами арматуры не должно быть более 40 см.
Сколько рядов арматуры нужно для армирования ленточного фундамента высотой 1 метр? Количество рядов в зависимости от высоты основания:
- до 70 см – без продольной арматуры;
- от 71 до 90 см – один ряд;
- от 91 до 130 см – два ряда;
- от 131 до 170 см – три ряда;
- от 171 до 210 см – четыре ряда.
Установлено, что на месте строительства грунтовые воды залегают на глубине 1200 мм, а уровень промерзания грунта равен 800 мм. В этом случае глубину заложения ЛФ принимают величиной 1 метр. Высота ленты с учётом нормативной высоты цоколя 150 -200 мм (расстояние от верха фундамента до уровня земли) будет равна 1150 – 1200 мм.
Сбор нагрузки
Максимальная масса строения включает в себя следующее:
- Вес всех конструкций дома, включая фундамент.
- Снеговая нагрузка на кровлю (СНиП 2.01.07-85).
- Вес оборудования: печь, котёл, система трубопроводов, сантехнический приборы, обстановка и пр.
- Ориентировочный вес максимального количества людей, одновременно находящихся в доме.
Общий вес умножают на коэффициент запаса — 1,1. Этот параметр — P будет главным определяющим фактором расчёта ширины фундамента.
Ширина подошвы
Ширину ленточного заливного фундамента рассчитывают по формуле Tхk/S ≤ R, где:
- T — удельная нагрузка от максимального веса строения (см. выше);
- k – коэффициент запаса (1,1);
- S – площадь подошвы (S = P/T);
- R – сопротивление грунта.
R = 1,88 кг/см2 (грунт — суглинок), P = 15000 кг, T = 1,8 кг/см2, L – длина ленты 24 м. S = P/T = 8333 см2. Оптимальная ширина ленты будет равна: S/L = 8333/2400 = 3,47 см. Следовательно, ширину ЛФ можно принимать исходя из толщины кладки + выступы ленты по обеим сторонам стены (25 мм х 2 = 50 мм).
При возведении внешнего ограждения в 1 кирпич (250 мм) ширина ЛФ составит 250 +50 = 300 мм = 30 см. Если стены возводят из шлакоблока, то поперечный размер ленты принимают 40 см. Для стен толщиной в 1,5 кладочного элемента фундамент делают шириной 50 см и более.
Расчет диаметра продольной арматуры
Для квалифицированного выбора толщины прута для продольного расположения, следует обратиться к СНиП 52-01-2003. В нём разъясняют, как рассчитать армирующие элементы для ленточного фундамента, с учетом действующих нормативов, и табличных данных.
| Диаметр арматуры,мм | Площадь поперечного сечения стержня арматуры см2, в зависимости от количества прутов в сечении | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 6 | 0,28 | 0,57 | 0,85 | 1,13 | 1,41 | 1,70 | 1,98 | 2,26 | 2,54 |
| 8 | 0,50 | 1,01 | 1,51 | 2,01 | 2,51 | 3,02 | 3,52 | 4,02 | 4,53 |
| 10 | 0,79 | 1,57 | 2,36 | 3,14 | 3,93 | 4,71 | 5,50 | 6,28 | 7,07 |
| 12 | 1,13 | 2,26 | 3,39 | 4,52 | 5,65 | 6,79 | 7,92 | 9,05 | 10,18 |
| 14 | 1,54 | 3,08 | 4,62 | 6,16 | 7,69 | 9,23 | 10,77 | 12,31 | 13,85 |
| 16 | 2,01 | 4,02 | 6,03 | 8,04 | 10,05 | 12,06 | 14,07 | 16,08 | 18,10 |
| 18 | 2,55 | 5,09 | 7,63 | 10,18 | 12,72 | 15,27 | 17,81 | 20,36 | 22,90 |
| 20 | 3,14 | 6,28 | 9,42 | 12,56 | 15,71 | 18,85 | 21,99 | 25,13 | 28,28 |
| 22 | 3,80 | 7,60 | 11,40 | 15,20 | 19,00 | 22,81 | 26,61 | 30,41 | 34,21 |
| 25 | 4,91 | 9,82 | 14,73 | 19,63 | 24,54 | 29,45 | 34,36 | 39,27 | 44,18 |
Согласно нормам, сумма диаметров продольных стержней в одном ярусе должна определяться числом, которое составляет всего 0,1% от площади сечения забетонированного фундаментного основания. Задача решается таким образом:
- Определите S, перемножив высоту ленты на её ширину. Для упрощения можно предположить, что они равны соответственно: 1 м и 0,40 м.
S = 40 Х 100 = 4 000 кв. см.
2. Найдите значение 0,1%:
Sa = 4000:1000 = 4 см2.
- На основании данных, приведенных в таб. 1 узнаёте оптимальное значение диаметра продольной арматуры:
Для этого в графе — 4, отражается количество прутков, подбираете близкое к полученному (4 см2) число. Оно равно 4,52.
- Напротив, 4, 52 в таблице указан размер стержней равный 12.
В этой же таблице отмечены варианты, подходящие для схем:
- с 3-мя прутьями: 4,62, что приблизительно соответствует d 14 mm;
- c 6-ю стержнями: 4,71 при минимально допустимом d 10.
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.
Расчет количества арматуры
Чтобы самостоятельно провести перерасчет арматурного каркаса ленточного фундамента вы можете воспользоваться 2-мя несложными методами, о которых речь пойдет ниже.
Для выбора подходящего подрядчика, который досконально разбирается в вопросах строительных норм и правил малоэтажного домостроения воспользуйтесь поиском в каталоге Building Companion. В профиле каждой компании указана необходимая информация, портфолио, отзывы, можно разместить запрос на оценку стоимости услуги. Найти компанию по генподряду и стройнадзору »
Квалифицированно — при помощи онлайн-калькулятора
Современные Интернет-ресурсы обеспечивают более широкий и точный спектр проектно-вычислительных услуг. В частности, программа онлайн калькулятора предлагает рассчитать арматуру на ленточный фундамент быстро, достоверно, с наибольшей точностью. Пользователям предложен очень простой и интуитивно понятный интерфейс.
Сервис в течение нескольких секунд предоставляет развернутую детальную информацию как по металлопрокату, так и по количеству бетонного раствора, который понадобиться для заливки основания и досок для опалубки. В результате автоматизированного расчета вы получаете и дополнительные данные:
- Длину готового каркаса, как снаружи, так с учетом и внутренних перегородок.
- Размеры фундамента и силу оказываемых нагрузок на грунт.
- Параметры боковых поверхностей ленты с полной информацией по её теплоизоляции для утепления со всех сторон.
- Минимально допустимый диаметр и схему расположения рядов металла, в зависимости от величины поперечного сечения.
- Количество хомутов и оптимальный шаг крепежа, который не допустит сдвигов в конструкции.
- Оптимальные размеры проволочной обвязки и способ изготовления узлов на вставках и отрезках арматуры.
В результате программа вычислит и предложит распечатать всю информацию, включая общую длину и вес необходимого металлопроката.
Как рассчитать арматуру на фундамент столбчатой конструкции
Основание столбчатого типа широко применяется для строительства различных зданий. Оно состоит из железобетонных опор квадратного и круглого сечения, установленных в углах строения, а также в точках пересечения капитальных стен и внутренних перегородок. Для повышения прочности опорных элементов применяются ребристые стержни сечением 1–1,2 см.
Рассчитать количество арматуры на фундамент столбчатого типа несложно, учитывая следующие данные:
- каркас опорного элемента квадратного профиля формируется из 4 стержней;
- решетка железобетонной опоры круглого сечения выполняется из трех прутьев;
- длина элементов усиления соответствует размерам опорной колонны;
- поперечная обвязка каркаса опорной колонны производится с шагом 0,4–0,5 м.
Алгоритм расчета расхода арматуры фундамента
Алгоритм расчета:
- Определите длину вертикальных стержней в одной опоре.
- Вычислите метраж элементов поперечной обвязки одного каркаса.
- Рассчитайте общую длину, сложив полученные значения.
Умножив результат на количество опор, получим общую длину арматуры.
Определение глубины заложения
Порядок нахождения предусматривает выявление факторов негативного влияния, которые зависят от:
- геологических характеристик строительной площадки;
- климатических особенностей региона;
- наличия в проекте заглубленных подвалов.
На данном этапе работ находят места расположения на прочных грунтах. Основание не рекомендовано опирать на рыхлые и пластичные массивы, погружать в подпочвенные воды. Одним из серьезных признаков нестабильности является критическая отметка промерзания земляных пластов, приводящая к пучению.
Установив все критические моменты, определяют допустимую глубину дна котлована. Согласно СНиП в окончательном варианте она должна быть кратной 10 см. Например, получив 68 см, принимаете к исполнению —70 см.
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).
Сбор нагрузок
С целью получения максимальной точности результатов проводят определение не только общего веса всех конструктивных элементов здания, но предметов антуража и людей, которые будут проживать. Насколько эти данные важны станет понятно позднее, когда будут рассмотрена зависимость ширины ленты от физических параметров постройки.
В качестве примера представьте одноэтажный дом, в котором три стены (a; b; c) будут несущими (увеличивается за счёт опирающихся на них конструкций). Две другие (А и B) — самонесущие (собственная масса).
| Стены (несущие, самонесущие) | Постоянная нагрузка (перекрытия, кровля), кг/м | Эксплуатационная (имущество, жильцы и прочее), кг/м |
| a | 8080 | 920 |
| b | 11600 | 1860 |
| c | 8100 | 925 |
| A | 8666 | 0 |
| B | 8666 | 0 |
| Итого | 44 932 | 3705 |
Подготовка исходных данных
Чтобы рассчитать правильно, нужно подготовить исходные данные, а именно:
- знать схему армирования;
- знать тип фундамента;
- иметь представление о диаметре стержней.
Рекомендуется более подробно рассмотреть этот вопрос.
С учетом схемы армирования
Внедрение металлического каркаса в основание дома позволяет сделать обычный бетон устойчивее на сжатие в 50 раз, также это усиливает сопротивление растяжению и изгибу. Чтобы понять, какое количество потребуется для начала нужно знать, какая схема армирования будет использована. Различают следующие схемы:
- Четырьмя прутами – подходит, если ширина основания менее 50 см.
- Шестью прутами – актуальна, если ширина основания более 50 см.
- Для ленточного основания используются вертикальные и горизонтальные прутья. Чтобы вычислить их количество, важно знать глубину залегания каркаса, а также длину и ширину ленты. Кроме того, у ленточных оснований могут быть углы сопряжения более 160 градусов, поэтому придется использовать дополнительные стальные прутья. Здесь также есть угловые и примыкающие соединения, количество которых нужно учитывать.
- При схеме армирования плитного фундамента таких соединений нет, но есть нюанс: тут понадобится большое количество металлических стержней из-за крупных размеров самой плиты. Шаг при такой схеме между прутьями должен составлять не более 20 мм.
- В столбчатых фундаментах делают продольно-поперечный каркас, который состоит из 4 продольных прутьев и соединяющих их поперечных перемычек. Металлический каркас в данном случае будет иметь квадратную форму.
В зависимости от диаметра материала
Количество арматуры от диаметра не зависит, так как каждый элемент кладется друг от друга с определенным шагом. Например, для одной схемы армирования понадобится один диаметр, а для другого вида фундамента могут быть использованы разные по размеру прутья.
Обратите внимание! Марка стали прутьев, класс и тип профиля влияют на их диаметр. Например, класс А1 (А240) будет иметь диаметр 6-40 мм, тогда как класс А6 (А1000) будут иметь диаметр 10-22 мм.
Важно обеспечить правильный шаг расположения прутьев в обвязке. Грамотный выбор расстояния между арматурой способствует нормальной заливке бетона в последствии и обеспечивает долговечность и надежность конструкции. Согласно правилам, площадь сечения продольных армирующих элементов на срезе должна быть не менее 0,1%. Это означает, что площадь прутьев по отношению к общей площади фундамента в разрезе должна соотноситься как 0,001 к 1.
Существуют таблицы, в которых прослеживается зависимость диаметра прутьев от их количества. Например, в некоторых сводах говорится, что для площади сечения 2,4 см2 можно использовать или 2 стержня по 14 мм, или 3 стержня по 12 мм. Чтобы избежать ошибок, важно знать длину стороны основания. Если она составляет более 3 метров, то минимальный диаметр арматуры для такого сечения будет 12 мм – от этого и стоит отталкиваться.
Ширина подошвы
Полученные в предыдущей главе числа вы складываете и полагая, что прочность грунта будет составлять 29 т на кв. м. производите вычисления.
| Стены | Общий вес т/м (Длина+ ширина фундаментальной базы) | Ширина (Общий вес делим на прочность грунта) |
| a | 8,980+0,92=9,1 | 9,1: 29=0,31 |
| b | 11,600+1,860=13,46 | 13,46: 29=0,39 |
| c | 8,1+0,925=9,1 | 9,1: 29=0,32 |
| A | 8,666=8,66 | 8,66: 29=0,32 |
| B | 8,666=8,66 | 8,66: 29=0,32 |
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.
ВАЖНО!
Не все онлайн-калькуляторы работают по такому алгоритму. Имеются и другие, определяющие именно размеры и общие параметры арматурного каркаса, которые станут полезными для получения первичной информации. Стоимость материала следует узнавать непосредственно у продавцов, поскольку в этом вопросе имеется масса специфических факторов.
Расчет ленточного основания
Задача сводится к выбору толщины металлического профиля и его количества, которое определяется в погонных метрах. Полагаясь на описанные выше методы определения класса и диаметра, по умолчанию устанавливаете, что:
- В качестве продольного армирования будут применены рифлёные изделия от 10 до 14 mm.
- Вертикальные вставки-перемычки установите из проката с гладкой поверхностью d до 10 mm.
Описанные выше материалы будут необходимы для возведения монолитного фундамента длиной 10 м: с размерами (в) 600 мм, (Н) 500 мм.
Нормативы
В результате многолетних исследований и испытаний были выработаны методики расчёта армирования заливных ленточных фундаментов.
Во времена СССР была разработана нормативная документация, касающаяся расчётов армирования ленточных фундаментов.
В уже далёком 1989 году Госстроем СССР был утверждён СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», нормы которого действительны до сих пор. В нём указывались правила формирования исходных данных для расчёта армирования.
В СНиПе изложены порядок расчёта количества и диаметры продольной, вертикальной и поперечной арматуры, как выполнять сварные соединения стержней и устанавливать закладные детали в бетонном монолите. В отдельной главе даются указания по конструированию предварительно напряжённых элементов.
Ранее в 1978 году было разработано и принято к обязательному исполнению «Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона (без предварительного напряжения)». На базе этих двух документов проектными организациями были разработаны методики расчётов армирования ленточных фундаментов.
Порядок расчета
Алгоритм проведения подсчетов используете следующий:
- Вычислите n — высоту каркаса без учета верхнего защитного бетонного слоя, который может достигать до 5 см. n = 500 – 50 = 450 мм.
- Найдите площадь сечения ленты:
S = b x n = 600 x 450 = 270 000 mm2
- Определяете 0,1% — для расчёта толщины армирующих элементов.
S a = b x n0 x 0, 001= 270 mm2
- Обращаетесь к таблице 1. В ней отыскиваете оптимальное соотношение показателей: 3 прутка по 12.
- Сколько нужно купить металлопроката: 3
Х 10 = 30 м.
На возведение понадобиться 30 погонных метров арматуры.
Диаметр и расположение
Согласно вышеуказанным нормативным документам, общая площадь сечения продольной арматуры должна равняться 0,1% площади поперечного сечения ленты.
Например, ширина фундамента 400 мм, а её высота равна 1000 мм. Тогда поперечная площадь прутков составит 4000 см2.
Потребуется 4 стержня периодической арматуры диаметром 12 мм. Гладкие отрезки арматуры вертикального положения готовят из стержней ø 6 мм, а для поперечин используют гладкие отрезки ø 8 мм. О выборе и расчете диаметра арматуры читайте в этой статье.
Пример расчета
За исходные примем следующие значения:
- Вычислите длину всей ленты, например, 10 м Х 4= 40 м.
- В зависимости схемы армирования, рассчитываете количество продольного (горизонтального) профиля, например, при трехполосной схеме, понадобиться 40Х3Х2 = 240 м, потому что в каркасе используют 2 пояса из прута d – 12.
- Определите количество вертикальных вставок длиной 80 см из расчета по 20 на каждую сторону дома: получается 20Х4Х0.8=80 метров d – 10 mm.
- Высота каждой перемычки будет равна 60 см, что в сумме на весь периметр составит: 40Х0,6=48 метров d – 10 mm.
- В заключение проведите подсчет крепежа для связки, выделяя по 0,30 м проволоки на каждый хомут.
Обратите внимание, что иногда, с целью усиления устойчивости армирующего эффекта в траншее, перегородки углубляют, вбивая их нижние окончания в толщу на 10 или 20 см. в дно котлована. Подобный подход вносит изменения в расчет металла для вертикальных рядов арматуры. Здесь за основу нужно брать не 60 см длины (как в примере выше), а 70 или 80.
Зависимость количества стержней от схемы армокаркаса
Лента испытывает действие двух основных сил. Одна из них давит сверху (нагрузка от дома), другой силовой вектор выталкивает ленту вверх (сопротивление почвы + пучение грунта). Чтобы сбалансировать это явление в массиве монолита делают два горизонтальных пояса из арматурных стержней.
Двухпоясное армирование сверху и снизу внутри бетона актуально для мелко- и среднезаглубленных оснований. Для глубокозаглубленных лент нужно устанавливать 3 пояса. Для фиксации стержней в пространстве их скрепляют вязальной проволокой. Такой вид формирования армокаркаса называют конструкционным типом.
Продольные (работающие) пруты перевязывают с поперечными и вертикальными прутками, которые не несут нагрузки. Согласно СНиП 52-01-2003 и Руководства (см. выше) продольные стержни располагаются по всей длине ленты с зазором между арматурой и опалубкой не менее 30 мм и 50–70 мм снизу.
Вертикальные отрезки располагаются вдоль поясов, чередуясь каждые 100 – 300 мм друг от друга. Поперечные отрезки соответствуют размеру ширины пояса от 300 мм.
При расчёте длины прутков нужно добавлять припуски — не менее 30 ø стержня для вязки арматурного узла. Наращивание арматуры выполняют внахлёст с заведением концов на 150 мм.
Теперь, зная эти нормы, легко определить количество стержней всех направлений. После этого останется определить их диаметры.
Правила армирования ленточных оснований
В работе распространена методика распределения металла, основанная на длительном практическом опыте:
- если длина ленты не превышает 3м, то допустимо применять в горизонтальном положении пруток в 10 mm;
- если её размеры более 3 м, нужно выбирать пруток от 12 до 16 mm;
- вся продольная арматура, используемая в каркасе, должна быть строго одного диаметра.
Если толщина имеющихся прутов различная, то в нижний ярус устанавливают большие по размеру, а в верхний — отрезки с меньшим сечением. При этом следует понимать, что изделия с d = 10 и d = 16mm, значительно различаются по весу и, если вы приобретаете его с максимальным запасом прочности, то это может значительно утяжелить нагрузки на грунт и увеличить стоимость закупки материала.
Что касается сравнительного анализа проката с рифлением и без, то здесь действует следующий принцип, чем выражение глубина рисунка, тем крепче образуется связь между бетоном и металлом. Это очень важно знать при заливке объемных и грузных ленточных оснований, где нецелесообразно отдавать предпочтение гладкому профилю. В работе используется специальная крепёжная проволока из низкоуглеродистой стали толщиной от 0,8 до 1,5 мм, которую предварительно нарезают на равные отрезки.
Общие сведения по результатам расчетов
- Общая длина ленты
— Длина фундамента по центру ленты с учетом внутренних перегородок.
- Площадь подошвы ленты
— Площадь опоры фундамента на почву. Соответствует размерам необходимой гидроизоляции.
- Площадь внешней боковой поверхности
— Соответствует площади необходимого утеплителя для внешней стороны фундамента.
- Объем бетона
— Объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом.
- Вес бетона
— Указан примерный вес бетона по средней плотности.
- Нагрузка на почву от фундамента
— Распределенная нагрузка на всю площадь опоры.
- Минимальный диаметр продольных стержней арматуры
— Минимальный диаметр по СП 52-101-2003, с учетом относительного содержания арматуры от площади сечения ленты.
- Минимальное кол-во рядов арматуры в верхнем и нижнем поясах
— Минимальное количество рядов продольных стержней в каждом поясе, для предотвращения деформации ленты под действием сил сжатия и растяжения.
- Минимальный диаметр поперечных стержней арматуры (хомутов)
— Минимальный диаметр поперечных и вертикальных стержней арматуры (хомутов) по СП 52-101-2003.
- Шаг поперечных стержней арматуры (хомутов)
— Шаг хомутов, необходимых для предотвращения сдвигов арматурного каркаса при заливке бетона.
- Величина нахлеста арматуры
— При креплении отрезков стержней внахлест.
- Общая длина арматуры
— Длина всей арматуры для вязки каркаса с учетом нахлеста.
- Общий вес арматуры
— Вес арматурного каркаса.
- Толщина доски опалубки
— Расчетная толщина досок опалубки в соответствии с ГОСТ Р 52086-2003, для заданных параметров фундамента и при заданном шаге опор.
- Кол-во досок для опалубки
— Количество материала для опалубки заданного размера.
Расчет армирования плитного основания
Для формирования монолитной плиты устанавливают два железных пояса, которые образуется горизонтальными сетками, объединенными прутом на 10−16 mm. Сначала вы определяете схему, например, квадрат со сторонами 20Х20 см.
Далее, вычисляете, сколько понадобиться стержней для каждого яруса в отдельности и общее их число. К полученной сумме прибавляется объем вертикальных перемычек, вставляемых в местах пересечения металла. Затем, согласно с количеством точек обвязки в ячейках, вычисляете метраж отожженной проволоки, которая будет использована для крепежа.
Подробности
Расчет ленточного фундамента
Для монолитных ленточных оснований загородных домов используют более простой метод расчета армирования по минимально допустимому арматурному сечению, которое воспринимает растягивающие усилия.
Порядок проведения расчета
По СНиПу общая площадь поперечного сечения стержней из стали должна быть не меньше 0.1% от рабочего сечения конструкции бетона. Найти это значение можно как произведение высоты сечения фундамента, которая равна глубине закладывания, умноженной на его ширину. Для продольного армирования применяют стержни с диаметром от 0.8 см. Найти нужное количество профилей круглого типа можно по специальной таблице, а значение требуется округлить в большую сторону. Есть также ограничения по минимальному размеру арматуры – на участках, где длина больше 3 метров, используют стержни с диаметром от 1.2 см. Требуемый арматурный метраж определяют по чертежам с размерами основания, причем запас должен быть в 5%. Массу требуется найти по таблицам стального сортамента.
Пример расчетов
Например, нужно произвести расчет армирования основания ленточного типа для загородного дом с размером 5*10 метров из блоков газосиликата. Глубина закладывания составляет 70 см, а ленточная ширина 40 см.
Площадь сечения основания такова: 70*40=2800 см2.- Минимальная площадь (суммарная) для арматуры составляет 2800*0.01=2.8 см2.
- По таблице есть разные варианты – использовать 4 стержня с диаметром в 1 см, 3 штуки по 1.2 см или 2 прута с размером сечения 1.4 см.
- В нормативе указано, что при длине стороны больше, чем 3 метра, минимальный арматурный диаметр составляет 1.2 см. Чтобы распределение нагрузки от постройки было равномерным, требуется установить каркас из стали из двух сеток горизонтального типа, причем каждая из них будет иметь по два стержня с диаметром в 1.2 см.
- Арматуру поперечного типа требуется выбирать по высоте каркаса. Если она меньше, чем 0.8 метров, применяют проволоку для хомутов с диаметром в 0.6 см. Единовременно выполняются условия, при которых данный размер больше ¼ сечения продольных стержней.
- Содержание стали в метрах определяют по габаритам сооружения. Общая ленточная протяженность составляет 5+5+10+10=30 метров (если есть и несущая перегородка, то ее длину требуется просуммировать).
- Потребуется 4*30=12 п.м. арматуры с диаметром 1.2 см.
- Хомуты устанавливают с шагом в 0.4 метра, а их число 30/0.4=75 штук.
- Размер каждого (70*2+40*2)/1.15=191 см, причем 1.15 является коэффициентом для перевода периметра сечения в хомутную длину.
- Проволочная длина для соединительных элементов составляет 75*1.91=143.25 метра.
С учетом запаса в 5% на вязку и резку нужно:
- Арматура с диаметром 1.2 см 110*1.05=115.5 метров.
- Проволока с диаметром 0.6 см 143*1.05=150 метров.
Быстро и просто рассчитать арматуру на фундамент можно посредством онлайн калькуляторов, которые размещены на сайтах в Интернете. Весьма подробно о работе одного из особых приложений по расчету рассказывают в видеоинструкции.
Правила по армированию ленточного основания
Самым простым вариантом будет равномерно нагруженное основание на непросадочном непучинистом грунте. Подошва расположена выше, чем уровень промерзания и УГВ. В таком случае ширину фундамента требуется принимать равной толщине домовой стены. Армирование лишь конструктивное, и для подстраховки от непредвиденных замачиваний земли. Применяют рифленую или даже гладкую арматуру с диаметром от 0.8 до 1.2 см, поперечно связывают стержнями того же размера с сечением или меньшего с шагом в 0.3-0.4 метра. Вертикально в бетонном теле устанавливают противоусадочные вязаные или сварные сетки из проволоки малого диаметра (от 0.6 до 0.8 см) и с шагом не больше 0.2 метров. Другой случай – усиленная нагрузка на основание или более слабые земли. Форма ленточного сечения – в виде буквы Т в перевернутом виде. Армирование проводят тем же методом, но поперечные стержни можно рассчитать на давление от грунтового отпора. Оно способно разрушать подошву основания в 1.5 раза. Шаг монтажа хомутов не больше 0.2 метров, и их располагают под арматурой продольного типа, чтобы увеличивать высоту рабочего сечения. Третий вариант – это сочетать огромные нагрузки на фундамент и неблагоприятные условия грунта – наличия плывунов, пучинистости, карстов и высокого УГВ.
Чтобы не было проявления трещин и разрушения основания в результате грунтовой просадки. Армирование проводят по усиленному методу. Диаметр стержней составляет 1.2-1.6 см, а шаг не больше 0.2 метров. По подошве укладывают 1-2 ряда сеток, а в верхней части основания каркас сделан в виде балки. Через каждые 0.3-0.4 метра продольную арматуру требуется связать хомутами или прикрепить шпильками, чтобы зафиксировать ее пространственное положение.
Расчет основания свайного типа
Такие фундаменты представляют собой опоры, которые погружены в грунт (буронабивные или цельнометаллические), которые передают нагрузку от здания и соединенные по верху посредством деревянных, стальных или железобетонных ростверков. Такие основания применяют в частном строительстве:
- При строительстве каркасных или даже деревянных зданий с малой массой.
- При слабом грунте, где стальные основания выполнять невозможно – торфяники, сильнопучинистые влажные грунты или болота.
- В условиях со сложным рельефом- на овражистой или холмистой местности.
Минус, который может привести к удорожанию цены строительства – холодный цоколь и невозможность обустройства пола по земле. достоинство – отсутствие работ земляного типа. Сваи требуется вкручивать специальной буровой установкой или пробурить в земле отверстия с дальнейшим монтажом опалубки, бетонированием и армированием. При грунтах несыпучего типа раствор требуется заливать сразу в скважину. Схема расчета арматуры для буронабивного свайного фундамента.
Определите тип грунта посредством ГОСТа «Грунты. Классификация».- Рассчитайте временную и постоянную нагрузку (СНиП «Нагрузки и воздействия»).
- По ВСН 5-71 выберите несущую способность земли в зависимости от структуры.
- По сведениям найдите нагрузку на погонный метр ростверка, разделяя суммарную массу на общий периметр постройки.
- Определите несущую способность сваи.
Далее рассчитайте расстояние между опорами. Количество свай определите по расчетному расстоянию между опорами и размерами строений. Армируйте конструкции вертикальным каркасом из не меньше, чем четырех стержней с диаметром от 1 до 1.6 см с горизонтальной обвязкой из арматуры гладкого типа 0.6-0.8 см. По верху оставьте выпуски с длиной 0.25-0.3 метра.
Расчет армирования плитных оснований
Плитное армирование выбирают с учетом толщины. Если она менее 0.15 метров, укладывают одну сетку с ячейкой 0.2 метра, при огромном значении – 2. Каркас сварите из стержней с диаметром от 1.2 до 1.6 см, соедините с верхним слоем арматуры вертикальными хомутами с размером сечения до 1 см. Расчет плиты требуется выполнять по Своду Правил и «Руководству по проектированию фундаментов плитного типа». Он заключается в определении несущей способности по удельной нагрузке на землю и усилий изгиба. Ширина плиты основания больше размера дома на 0.1 метр. Для сетки арматуры определяют число стержней в обоих направлениях. Если применять два каркаса, то важно удвоить число прутиков. Чтобы найти, сколько требуется арматуры для соединений, определите число сочленений в сетке. Его важно умножить на длину хомута, которая равна толщине плиты за вычетом слоя защиты бетона. Далее можно рассчитать требуемое количество арматуры, закладывая запас в 5%. По сортаменту стали найдите ее вес.
Способы соединения
Собрать арматуру в единый каркас можно при помощи двух способов:
- сварка;
- вязка.
Если используется пластиковая арматура, то ни о какой сварке речь не идет. Впрочем, металлическую арматуру также нечасто сваривают, так как точки сварки становятся слабыми местами конструкции, они выдерживают меньшую нагрузку, больше подвержены коррозии. Сварка обеспечивает слишком жесткое сцепление прутов, исключающее даже малейший люфт. Такая конструкция хуже воспринимает деформацию, не может использоваться при работе на подвижных грунтах. Более того, варить можно только ту арматуру, в маркировке которой есть буква С.
Куда практичнее использовать вязку при помощи проволоки. Ее складывают вдвое, крючком продевают свободный конец в полученную петлю, а потом закручивают так, чтобы соединяемые пруты не могли свободно двигаться. Просто, дешево, надежно, но долго – опытный строитель сможет выполнить до 20 соединений за минуту, а начинающий – не более 5-6.
Упростить процесс вязки можно при помощи специального вязального пистолета. Его прислоняют к месту пересечения стальных прутов, нажимают на спусковой крючок – и соединение готово. В минуту можно выполнить до 40-50 таких операций. Минус – высокая цена оборудования и необходимость использовать дорогую проволоку.
Наконец, отметим, что при покупке, помимо диаметра, класса и типа поверхности, стоит обращать внимание на наличие у продукции соответствующей документации (прежде всего, это сертификат соответствия). Последний штрих – визуальный осмотр
Если вы заметили на арматуре следы ржавчины, царапины и прочие механические повреждения, то лучше отказаться от покупки и найти действительно качественные изделия – на них, без преувеличения, будет держаться весь дом.
Основные виды арматуры
Существует две основных арматуры для фундаментов:
- металлическая (стальная);
- стеклопластиковая (композитная).
Для выполнения такой работы, как армирование фундаментов, специалисты рекомендуют использовать пруты из стали с круглым сечением. Лучше выбирать модификации с ребристой винтовой поверхностью. Почему предпочтительным является именно этот вариант, попытаемся выяснить.
В последнее время нередко армирование фундамента производится с использованием стеклопластиковой арматуры. По заверению производителей, ее плотность превышает аналогичный показатель металлических прутьев. Практика же наглядно демонстрирует, что стекловолоконная арматура для фундамента по качественным характеристикам не уступает металлической. Данные виды пока еще не в равной мере применяются в области строительства. Пока что предпочтение отдается варианту, выполненному из стали. Но есть все основания полагать, что в обозримом будущем ситуация может измениться.
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.
ВАЖНО!
Среди строителей отношение к композитной арматуре сложное. Не отрицая положительных качеств, они не слишком доверяют малоизученным строительным материалам, не прошедшим полный цикл эксплуатации. Кроме того, металлическая арматура имеет вполне определенные технические характеристики, тогда как композитные виды обладают довольно большим разбросом свойств. Все эти факторы ограничивают применение композитных стержней.
Виды стальной арматуры по типу производства
Свойства стальной арматуры напрямую зависят от способа ее производства:
- горячекатаная сталь (маркируются буквой А) проходит обработку при очень высоких температурах, которые приводят к некоторым изменения в структуре сплава. В итоге получается очень прочный материал, который подходит для использования даже на ответственных объектах. Такая сталь отлично сваривается, потому ее применяют в тех случаях, когда отдельные прутки необходимо соединять именно сваркой (правда, такой метод подходит только для устойчивого грунта);
- сталь холодного проката (маркируются буквой В) производится путем воздействия на катанку стали валков, которые раскатывают заготовку до необходимого диаметра, затем ролики придают ей рельеф. Готовая арматура сматывается в мотки, которые на месте строительства могут разматываться, разрезаться и использоваться по назначению. Диаметры арматуры – 3-8 мм. Сталь холодного проката также используется при строительстве фундамента, но ее применение возможно не всегда – стоит предварительно провести расчеты;
- канатная сталь (К) чересчур прочна для построения фундамента, использовать ее экономически невыгодно, но когда речь идет о строительстве конструкций, которые будут работать при экстремальных условиях, о большепролетных зданиях и т.д., то ее использование оправдано.
