Стандартный калькулятор онлайн расчета фундамента ленточного типа помогает вычислить необходимое количество стройматериалов и подобрать армирование. Закладка связанного каркаса из стальных прутьев является обязательным этапом, эта конструкция противостоит силам растяжения, возникающим при подвижках грунта и воздействии весовых нагрузок. Для арматуры цель заключается в выборе правильного и оптимального в плане цены размещения прутьев, подбора подходящего типа и диаметра металлопроката, определении суммарного метража и веса. Основной регламентирующий документ – СНиП 52-101 от 2003 года.
Этот этап проводится после определения ширины основы и проверки ее соответствия весовым нагрузкам и геологическим условиям участка. В начале известны назначение и этажность постройки, материалы, тип и однородность грунта, уровень подземных вод. Эти данные служат основой для выбора глубины закладки, оптимальной марки бетона, толщины подушки. Знание длины, высоты и ширины ленты позволяет без проблем получать величину объема монолита, его периметра и сечения. В процессе учитываются не только наружные стены, ленточный фундамент заливается под все несущие конструкции, включая внутренние перегородки, правильный онлайн-калькулятор всегда предлагает выбрать нужную схему.
Самостоятельный расчет армирования начинается с составления схемы каркаса и определения необходимого диаметра прутьев. У ленточного типа предусматривается как минимум два ряда продольно расположенных стержней, это условие обязательно. СП указывают пределы при размещении и фиксации арматуры:
- Максимальный промежуток между двумя продольными прутьями – 40 см. Выполнение этого условия подразумевает закладку дополнительного стержня при превышении ширины ленты свыше 50 см.
- Расстояние от металла до боковых и нижних стен бетонной конструкции не может быть меньше 50-70 мм, верхних – 70-80. Но при этом крайние элементы каркаса не смещают в центр, в случае ленты это делает бессмысленным сам процесс армирования.
- Интервал между рядами по вертикали варьируется от 60 до 80 см. С учетом вышеизложенного это означает, что при высоте фундамента в пределах 1 мм (т.е. мелкозаглубленного типа) двух поясов армирования достаточно, но при необходимости закладки ниже уровня промерзания грунта (1,5-2 м) или строительстве дома с подвалом частота рядов возрастает.
- Поддерживающие (монтажные) вертикальные и поперечные ряды связываются в единую конструкцию и пересекаются друг с другом, шаг размещения варьируется от 30 до 80 см.
- В качестве горизонтальных прутьев, принимающих и распределяющих основные нагрузки, используются изделия с периодическим профилем (имеющие маркировку АIII или А3). Для вертикальных и продольных допускается применение гладких марок (АI или А1, соответственно). Ребристая поверхность обеспечивает более качественное сцепление с частицами бетона.
Диаметр продольной арматуры для фундамента выбирается из учета требований СНиП: минимальное процентное соотношение стали в бетонной конструкции составляет 0,1% от ее сечения. Рассмотрим пример: для ленточного основания шириной в 40 см и высотой 1 м выбирается схема из 4 прутьев, требуемая площадь сечения – от 4 см2 и выше. Существуют специальные таблицы, помогающие подобрать оптимальный диаметр одного продольного стержня, в данном случае это 12 мм. При их отсутствии расчет проводят самостоятельно, величина сечения находится по формуле: F=π·R2, где π=3,1415, R – радиус. Для обеспечения равномерного распределения нагрузки все продольные элементы должны иметь одинаковый диаметр, при наличии изделий с разным сечением (к примеру, 14 и 12 мм) более толстые прутья укладываются снизу.
Минимальный диаметр остальной арматуры для связки составляет 6 мм, верхний предел в частном строительстве – 10. В отличие от продольных неразрывных прутьев эти стержни представляют собой отрезки нужной длины, немного превышающие высоту и ширину каркаса, т.е. выступающие за края стыков.
Пример расчета
Исходные данные: для фундамента под деревянный дом с шириной ленты в 40 см и высотой в 100 требуется определить количество арматуры. Несущими являются только наружные стены, длина составляет 10 м, ширина – 6. С учетом вышеизложенных требований для данного дома подходит схема с 4 продольными ребристыми прутьями с диаметром в 12 мм, размещенных на расстоянии в 80 см между собой по высоте. Шаг вертикальных и поперечных стержней – 50 см.
- Определяется минимальный метраж для продольных рядов с учетом периметра здания: (6+10)×2=32 м. Соответственно, на схему из 4 прутьев потребуется не менее 88 м.
- Рассчитывается общая длина арматуры для поперечных элементов каркаса: периметр дома делится на шаг размещения: 32/0,5=64 узла. Расстояние между продольными рядами – 30 см, но с учетом выступания концов за края стыка отрезки нарезают по 34 см как минимум (рекомендуемый запас для выполнения данного условия – от 10 %). Таким образом, для соединения каркаса поперек потребуется 64×0,34≈22 м арматуры.
- Находится длина отрезков вертикальных стержней и их общий метраж. Для приведенной высоты ленточного фундамента она составляет 0,8+0,8×10 %≈0,88 м, для определения их количества число узлов умножают на 4. На них уйдет: 64×4×0,88≈225 м.
- Требуемый вес (продукция реализуется в кг и тоннах). Используются стандартные значения для изделий выбранного диаметра: 1 п.м. металлопроката А3 сечением в 12 мм весит 0,888 кг, то же для гладкой разновидности 10 мм – 0,617. В итоге потребуется не менее 88×0,888=79 кг рифленой продукции и (225+22)×0,617=152 кг стали А1.
Приведенная схема расчета арматуры для ленточного фундамента является упрощенной и не учитывает запасы на закладку при соединении двух продольных прутьев (не менее 30 см), потребность в усилении углов и другие факторы. Большинство онлайн-калькуляторов их также не берет во внимание, полученный результат показывает необходимый минимум и помогает составить бюджет строительства. Для исключения ошибки предусматривается 10-12 % запас.
Что еще следует учесть, потребность в подушке
При возведении на сложных грунтах допустимый минимум диаметра арматуры составляет не 12, а 16 мм. То же относится к необходимости заливки конструкций тяжелыми марками бетона. Вне зависимости от типа постройки для соединения отдельных элементов армокаркаса используется вязальная проволока, а не сварка. Расчет ее количества несложный: число узлов умножают на длину отрезка на обвязку (30-50 мм), метраж пересчитывается в вес, из-за риска разрывов материал приобретается с 50-100 % запасом.
Арматура не укладывается на грунт, для предотвращения подобной ситуации под нижний ряд каркаса подкладывают кирпичи или специальные пластиковые стаканчики. Засыпка и трамбовка песчаной подушки под ленточное основание – обязательный этап, данный слой снижает нагрузку на нижний продольный ряд. На подвижных грунтах он занимает не менее 30 см. В особо сложных случаях организовывается фундамент с подушкой под ленту из тощего бетона толщиной около 10 см, армирование этого слоя необязательно.
Как известно, любое строительство начинается с расчета и закладки фундамента. От того, насколько точно будет произведен этот расчет, напрямую зависит долговечность и прочность постройки. Являясь основой здания, фундамент принимает на себя нагрузку и перераспределяет ее на грунт. Верхняя плоскость конструкции, представляющая собой основу для внешних и внутренних стен, называется обрезом, а нижняя, выполняющая функцию распределения нагрузки - подошвой.
Характеристики ленточного фундамента
Наиболее распространенными в частном строительстве являются железобетонные ленточные фундаменты. 
Это обусловлено относительной простотой закладки - при его устройстве можно обойтись без применения грузоподъемной и специальной строительной техники. Важно правильно произвести не только расчет сечения и заглубления, но и расчет арматуры для ленточного фундамента.
Особенной популярностью этот тип фундамента пользуется благодаря тому, что подходит практически для любых грунтов и отличается самым большим сроком службы - до 150 лет.
Такую долговечность обеспечивают не только физические характеристики бетона, но и выбор правильной схемы армирования. Несмотря на видимую прочность, бетон является достаточно хрупким материалом и даже при незначительных сдвигах грунта может лопнуть. Для придания ему некоторой пластичности и применяется армирование. Производится оно при помощи металлического прута. Причем большая его часть должна иметь ребристую поверхность. Это необходимо для улучшения сцепления с бетоном.
Выбор диаметра прута
Расчет нагрузки на фундамент жилого дома, а, следовательно, и выбор диаметра арматуры производится специалистами при разработке проекта. Чаще всего используется арматура диаметром 10 или 12 мм, значительно реже 14мм. И только для небольших легких построек на непучинистых грунтах допустимо использование прута диаметром 8 мм.
Схема армирования фундамента
Для обеспечения прочности фундамента необходимо укрепить как нижнюю его часть, так и верхнюю. Для этого используется два горизонтальных ряда стальных прутьев, соединенных между собой вертикальными перемычками.
Основную нагрузку в зонах растяжения фундамента принимают на себя продольные горизонтальные пруты, тогда как вертикальные и поперечные горизонтальные используются в основном в качестве каркаса, а так же для придания фундаменту прочности на срез. Как правило, достаточной считается закладка четырех горизонтальных продольных стальных ребристых прутьев - двух по верху и двух по низу.
Вертикальные перемычки могут располагаться на расстоянии от 30 до 80 см одна от другой и зачастую изготавливаются из гладкого прута меньшего диаметра, что вполне допустимо.
Следует помнить, что расстояние между продольными прутьями армирования не должно превышать 0,3 м, а для защиты стали от коррозии прут должен быть заглублен в бетон минимум на 5 см.
Расчет арматуры для фундамента
Когда решение о схеме армирования фундамента принято, важно правильно рассчитать необходимое количество материала, чтобы дважды не платить за доставку, если обнаружиться, что его не хватает. Да и тратиться на излишки вряд ли кому-то захочется.
Для начала необходимо посчитать, сколько ребристой арматуры вам понадобится. Для этого нужно вычислить периметр вашего дома, прибавить к этому числу длину внутренних стен, под которыми будет проложен фундамент, и умножить все это на количество прутьев в схеме.
В качестве примера рассчитаем количество арматуры необходимое для закладки фундамента размером 5/6 м с одной внутренней стеной длиной 5м. Допустим, что схема армирования предусматривает 4 продольных прута диаметром 12мм. Итак:
(5+6)*2=22 - периметр здания
22+5=27 - общая длина фундамента
27*4= 108 - общая длина арматуры
Если вам не удалось приобрести прут необходимой длины, и вы планируете соединять отрезки, делать это необходимо с большим нахлестом - не менее 1 метра. Учитывайте это в расчетах. Мы допустим, что каждый продольный прут нашего каркаса будет иметь одно соединение.
4(количество прутьев в схеме)*5 (количество стен) = 20
Итого, получаем 20 соединений, а значит, дополнительно потребуется 20 метров арматуры. Прибавляем к предыдущему значению и получаем:
Теперь рассчитаем необходимое количество гладкого прута, диаметром 8мм для вертикальных стоек и горизонтальных поперечных перемычек.
Примем расстояние между перемычками равным 0,5 м. Тогда, разделив общую длину фундамента на это значение, мы получим количество армировочных «колец».
27/0,5 = 54 - общее количество армировочных колец
Если высота армировочной решетки 0,5м, а расстояние между прутьями 0,25м, то расчет арматуры будет выглядеть так:
(0,5+0,25)*2 = 1,5 - периметр одного «кольца»;
54*1,5 = 81м - общая длина прута.
В расчетах так же необходимо учитывать возможные обрезки и нахлесты. Рассчитать их точное количество не удастся, так что специалисты советуют прибавлять примерно 10% к получившейся длине.
Округляем в большую сторону и получаем 90м.
Достаточно редко прут или арматура продается на метраж. Значительно чаще, а точнее почти всегда, мы платим не за длину, а за вес изделия. Для того чтобы определиться с точным количеством необходима таблица расчета арматуры. Большинство крупных предприятий по выпуску металлопроката обязаны соблюдать требования ГОСТ 5781-82, где и указана масса одно метра того или иного вида изделий. Существует так же ГОСТ 2590-88, регламентирующий вес стального круга. Необходимо заметить, что цифры в обоих документах совпадают, а разница заключается лишь в том, что шаг диаметров круга значительно меньше, чем шаг диаметров стержневой арматуры. Для стержневой арматуры эти значения таковы:
Диаметр прута Вес в кг/м
Исходя из этой таблицы, можно произвести расчет массы арматуры необходимой для заливки нашего фундамента:
128*0,888=113,664кг - необходимое количество ребристой арматуры диаметром 12мм
90*0,395=35,55кг - необходимое количество гладкого прута диаметром 10мм
Огромное значение имеет так же способ соединения деталей конструкции. Многие ошибочно считают, что чем крепче соединить прутья между собой, тем долговечнее будет фундамент и выбирают для монтажа каркаса сварку. Однако в процессе сваривания нарушается структура металла, что ведет к его преждевременному разрушению. Специалисты советуют соединять арматуру вязальной проволокой. Проще всего делать это крючком, вот так:
Самостоятельная заливка перекрытия
К сожалению, стоимость готовых железобетонных конструкций достаточно высока. Поэтому достаточно часто стараясь сэкономить, их изготавливают самостоятельно. Перекрытия, как и любые другие ЖБК, требуют армирования. Как правило, для этого используют решетку с ячейкой 15/15см. При толщине перекрытия до 15см достаточно одной арматурной сетки. С увеличением толщины плиты, количество решеток увеличивается.
Правильно произвести расчет арматуры перекрытия достаточно просто. В качестве примера рассчитаем перекрытие размером 5/6м. Следует учитывать, что арматура не должна доходить кромки плиты на 10 см. Тогда ширина укрепленного участка составит 4,8м. Рассчитаем необходимое количество материала.
480/15=32 - количество прутьев для армирования плиты в длину. К этому значению необходимо прибавить еще один отрезок - кромочный. В итоге получаем 33 прута длиной 5,8м каждый. Итого: 33*5,8=191,4м.
Точно так же рассчитываем количество материала для укладки в ширину:
580/15=39(округлили) - количество прутьев;
39*4,8=187,2м - длина арматуры, необходимой для укладки в ширину.
Складываем оба полученных значения:
191,4+187,2=378,6м - общая длина необходимого материала.
Теперь остается только вычислить массу такого количества арматуры, используя таблицу. Как правило, для этих целей применяется прут диаметром 10мм.
Как видите, расчет количества арматуры достаточно прост. Но все же не стоит пренебрегать помощью специалистов, особенно в той части, которая касается сбора нагрузок на фундамент и определения типа грунта. Все остальное вы в состоянии с успехом проделать самостоятельно.
Монолитный ленточный фундамент можно сделать своими руками, технологический процесс его строительства не столь сложен. Если лента будет бутобетонная, то не потребуется усиливать конструкцию путем армирования, и совсем не обязательно знать, какова технология вязки арматуры. При строительстве без специальной техники не обойтись.
Самым проблемным звеном технологической цепочки окажется не армирование, а заливка бетона. Эту операцию желательно выполнять как можно быстрее. Данная проблема возникнет как при строительстве армированного ленточного фундамента, так и бутобетонного монолитного ленточного фундамента. Нелишне знать, со стенами.
О прочности ленточных фундаментов
Рассчитывать армирование и прочность ленточного фундамента необходимо с учетом свойств металла и бетона.
Расчет на прочность армирования выполняют для сечений, расположенных нормально и наклонно относительно действующей нагрузки. Рассчитывают железобетон на раскрытие и сжатие трещин. Выполняют расчет по деформациям и на выносливость. Понятно, насколько сложно рассчитать армирование ленточного основания.
Для ленточных фундаментов ситуация усугубляется, так как предусмотреть виды нагрузок, которые могут воздействовать на них, практически невозможно. В идеальном случае на него воздействует только равномерно распределенная по площади нагрузка. Это если не учитывать его вес.
В идеальных условиях монолитный фундамент имеет равномерно распределенную нагрузку, которую можно заменить эквивалентной силой действующей посредине балки. Реакцию со стороны основания также можно считать равномерно распределенной. Вся конструкция находится в равновесии, и никаких напряжений внутри нее не возникает. То есть в идеальном варианте армирование ленточного основания и не требуется.
Однако, например, зимой возникают вертикально направленные силы за счет увеличения объема при замерзании воды в порах грунта, летом, наоборот, возможно оседание грунта, в результате которого распределенный вес здания может превышать реакцию основания. Это означает, что монолитная балка будет прогибаться, и ее обязательно необходимо армировать. В верхней части ее возникнут сжимающие силы, а в нижней части, в подошве – растягивающие. И в этом случае армирование необходимо.
Для того чтобы самостоятельно и армировать его, можно воспользоваться требованиями, изложенными в нормативных документах. Эти требования обоснованы расчетами, которые выполнены специалистами, и практикой строительства монолитного ленточного основания зданий. Выполнение этих требований в результате армирования обеспечит прочность всей конструкции, позволит заранее определить требуемое количество материала, что очень важно. В этих же документах указано, .
Вернуться к оглавлению
Несиловой расчет ленточного фундамента
Под таким следует понимать определение количества материалов, необходимых для строительства. Для сборного ленточного основания определить требуемое количество железобетонных блоков особой сложности не представляет. Для рассчитать требуемое количество металла сложнее. Чтобы, не выполняя сложных расчетов, достаточно воспользоваться указаниями, имеющимися в нормативной документации и строительными нормами. Требования, которые необходимо обязательно выполнять, сведены в таблицу 1.
Таблица 1.
| № п/п | Требование | Значение |
| 1 | Площадь, занимаемая арматурой, должна составлять от площади поперечном сечении | менее 0,1% |
| 2 | Если длина блока превышает 3 м, а для ленточного монолитного фундамента это так и есть, то диаметр арматуры должен быть | не менее 12 мм |
| 3 | Минимальный диаметр стержня для армирования при длине балки, превышающей 3 м | 12 мм |
| 4 | При наращивании арматуры по длине внахлест величина перекрытия должна быть | не менее 1 м |
| 5 | Толщина слоя бетона, защищающего арматуру от ржавления, должна быть | не менее 40 мм |
| 6 | Максимальное расстояние между стержнями продольной арматуры не должно быть | не более 400 мм |
| 7 | Диаметр поперечной арматуры должен быть меньше диаметра продольной арматуры | в 4 раза, но не менее 6 мм |
| 8 | При высоте связанного каркаса более 80 см диаметр поперечной арматуры должен быть | не менее 8 мм |
| 9 | Смещать арматуру верхнего ряда относительно нижнего | запрещено |
| 10 | Расстояние между поперечными стержнями | не более 600 мм |
Определить необходимое количество цемента, песка и щебня для монолитного ленточного основания не трудно. Для ответственных конструкций подойдет бетон марки М300 (класс В22,5). Изготавливая бетон этой марки самостоятельно, необходимо выдерживать пропорцию цемент/песок/щебень 1:1,9:3,7.
Вернуться к оглавлению
Определение количества арматуры для армирования
Рис. 1. Прямой крючок вращают вручную. Инструмент используют для упрощения процесса связывания арматуры.
Покажем этот расчет на конкретном примере.
Строим дом 8×10 м в Подмосковье. По ширине дома внутри имеется несущая перегородка. Надежный сборный ленточный фундамент должен иметь подошву, расположенную ниже глубины промерзания примерно на 20 см. Исходя из этого, в Подмосковье, где среднестатистическая глубина промерзания составляет 1,4 м, высота h должна быть как минимум 1,6 м. При толщине d=0,5 м площадь поперечного сечения фундамента S будет равна:
S=h×d=1,6×0,5=0,80 м²=8000 см²,
следовательно, (см. п.1, таблица 1) площадь, занимаемая арматурой, должна быть не менее 8 см.
Приобретая арматуру, уточните, о каком диаметре говорит продавец. Для расчета площади необходимо знать номинальный, а не наружный диаметр, который больше номинального. Так, номинальному диаметру арматуры в 12 мм соответствует максимальный диаметр 13,5 мм.
Определим, какое минимальное количество стержней потребуется, если воспользоваться минимально разрешенным номинальным диаметром d=12 мм (см. п.3, таблица 1). Площадь поперечного сечения стержня равна:
S ст = π d 2 /4=3,14·12 2 /4=113,4 мм 2 =1,134 см 2 ,
а необходимое количество стержней будет равно:
n=S/S ст = 8/1,134=7,07.
Рис. 2. Винтовой крючок вращается сам, что в несколько раз ускоряет вязку арматуры.
То есть потребуется 8 стержней, по 4 сверху и снизу. Если приобрести стержень номинальным диаметром 14 мм, то потребуется 6 стержней, то есть по 3 сверху и снизу. Такой диаметр и выберем.
Общая длина фундамента составит:
L=2×10+3×(8-2×0,4)=41,6 м.
Промышленность выпускает арматуру длиной 6 и 12 м. Следовательно, для одной линии потребуется 6-тиметровых стержней:
n 6 =41,6/6≈7 шт.
Чтобы правильно армировать, к этому необходимо добавить по 2 м на каждом соединении стержней внахлест (см. п.4, таблица 1). На 6 соединений необходимо добавить еще 12 м. Общая длина одной линии составит:
L 6 =6×7+12=54 м,
а для всего фундамента (6 линий) потребуется как минимум 54×6=324 м или 54 стержня длиной 6 м и диаметром 14 мм. Естественно, приобретать необходимо хотя бы с небольшим запасом.
Определим расстояние между стержнями. Стержни должны находиться от края фундамента на расстоянии 40 мм (см. п.5, таблица 1). Поэтому при его ширине в 500 мм расстояние между стержнями будет равно:
l= (500-2·40)/2= 210 мм,
то есть требование (см. п.6, таблица 1) выполняется.
Вернуться к оглавлению
Как правильно вязать арматуру
Рис. 3. Бобышки отделяют арматуру от опалубки, обеспечивая неизменность формы ленточного фундамента.
Определим диаметр, который должна иметь проволока для (см. п.7, таблица 1)
D па = 14/4=3,5 мм.
Следовательно, с учетом того, что высота каркаса превышает 80 см, приобретаем проволоку с минимально допустимым диаметром, равным 8 мм (см. п.8, таблица 1).
Необходимое количество проволоки L пр для поперечной арматуры определим, исходя из расстояния между поперечными соединениями, равного 0,5 м:
n в = L/0,5=41,6/0,5=83 шт.
L пр =·L/0,5=41,6/0,5=328 м.
Примечание. Высоту фундамента и расстояние между стержнями увеличили на 8 см, чтобы с каждой стороны стержни выступали на 4 см.
Вязка арматуры – ответственная операция, от которой зависит надежность армирования. предусматривает три варианта соединений: внахлест без сварки, со сваркой и с применением специальных механических приспособлений.
В свою очередь, соединение внахлест при диаметре стержней до 40 мм можно выполнить, оставляя стержни прямыми и укладывая по длине нахлестки поперечные стержни. Армирование ленточного монолитного блока при соединении стержней допускает гнуть их в крюки и петли. Опытные строители не рекомендуют сваривать стержни. При сварке нарушается структура металла и, следовательно, его прочность.
Для правильного армирования фундамента частного дома необходимо выполнить расчет арматуры, её грамотную укладку и вязку. Неверный расчет приведет к повреждению фундамента или к лишним затратам. Обсудим армирование фундаментов различных конструкций и принцип расчета стальной арматуры, сопроводив схемами и сводными таблицами.
Армирование фундамента требует проработки структуры каркаса из арматуры, выбора и расчета сечения, длины и массы профильного проката. Недостаточность арматуры ведет к снижению прочности и вероятному нарушению целостности здания, а её переизбыток — к неоправданно завышенным расходам на этот этап.
Что нужно знать об арматуре
При усилении бетонного основания используется два вида строительной арматуры:
- класса A-I — гладкая;
- класса A-III — ребристая.
Гладкая арматура используется в ненагруженных зонах. Она только формирует каркас. Ребристая арматура, благодаря развитой поверхности, обеспечивает лучшую адгезию с бетоном. Такие прутки применяются для компенсации нагрузки. Поэтому диаметр такой арматуры, как правило, больше, чем у гладкой, в пределах того же фундамента.
Диаметр прутка зависит от типа почвы и массы сооружения.
Таблица № 1. Минимальные нормативные диаметры арматуры
| Расположение и условия эксплуатации | Минимальный размер | Нормативный документ | |
| Продольная арматура, длиной не более 3 м | Ø 10 мм | ||
| Продольная арматура, длиной более 3 м | Ø 12 мм | Приложение № 1 к пособию по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», М. 2007 | |
| Конструктивная арматура в балках и плитах высотой более 700 мм | Площадь сечения не менее 0,1% площади сечения бетона | ||
| Поперечная арматура (хомуты) в вязаных каркасах внецентренно сжатых элементов | Не менее 0,25 наибольшего диаметра продольной арматуры и не менее 6 мм | ||
| Поперечная арматура (хомуты) в вязаных каркасах изгибаемых элементов | Ø 6 мм | «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» СП 52-101-2003 | |
| Поперечная арматура (хомуты) в вязаных каркасах изгибаемых элементов при высоте | менее 0,8 м | Ø 6 мм | «Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)», М., Стройиздат, 1978 |
| более 0,8 м | Ø 8 мм | ||
Если предполагается строительство деревянной одноэтажной постройки на плотном грунте, можно принимать табличные значения диаметров арматуры. Если же дом массивный, а почвы пучинистые, диаметры продольной арматуры берутся в пределах 12-16 мм, в исключительных случаях — до 20 мм.
В расчетах вам пригодятся сведения об арматуре из ГОСТ-2590-2006.
Таблица № 2
| Диаметр проката, мм | Площадь поперечного сечения, см 2 | Удельная теоретическая масса, кг/м | Удельная длина, м/т |
| 6 | 0,283 | 0,222 | 4504,50 |
| 8 | 0,503 | 0,395 | 2531,65 |
| 10 | 0,785 | 0,617 | 1620,75 |
| 12 | 1,131 | 0,888 | 1126,13 |
| 14 | 1,540 | 1,210 | 826,45 |
| 16 | 2,010 | 1,580 | 632,91 |
| 18 | 2,540 | 2,000 | 500,00 |
| 20 | 3,140 | 2,470 | 404,86 |
| 22 | 3,800 | 2,980 | 335,57 |
Расход арматуры при различных типах фундамента
Различные по конструкции фундаменты отличаются площадью, по которой распределяется нагрузка от строения. Для каждого вида расчет количества арматуры выполняется по своим требованиям. Для корректного сравнения расчет всех фундаментов проведём для следующих размеров дома:
- ширина — 6 м;
- длина — 8 м;
- длина несущих стен — 14 м.
Расчет арматуры для плитного фундамента
Это самый материалоёмкий тип фундаментов. В бетоне располагают два уровня арматурных решеток, расположенных ниже верхней и выше нижней границы плиты на 50 мм. Шаг укладки зависит от воспринимаемых нагрузок. Для домов из камня/кирпича ячейка каркаса обычно составляет 200х200 мм. В точках пересечения арматуры верхний и нижний уровни каркаса связываются вертикально расположенными прутками.
Арматурный каркас плитного фундамента
Произведем расчет арматуры для нашего эталонного дома (см. выше).
1. Горизонтальная арматура, Ø 14 мм, рифлёная.
- 8000 мм / 200 мм + 1 = 41 шт. длиной 6 м.
- 6000 мм / 200 мм + 1 = 31 шт. длиной 8 м.
- Всего: (41 шт. х 6 м + 31 шт. х 8 м) х 2 = 988 м — на оба уровня.
- Масса 1 пог. м прута Ø 14 мм — 1,21 кг.
- Суммарная масса — 1195,5 кг.
2. Вертикальная арматура, Ø 8 мм, гладкая. Для толщины плиты 200 мм длина прутка составит 100 мм.
- Количество пересечений горизонтальной арматуры: 31 х 41 = 1271 шт.
- Общая длина: 0,1 м х 1271 шт. = 127,1 м.
- Масса: 127,1 м х 0,395 кг/м = 50,2 кг.
3. В качестве вязальной обычно используют термообработанную проволоку Ø 1,2-1,4 мм. Так как место одного соединения, как правило, перевязывается два раза — сначала при укладке горизонтальных прутков, затем — вертикальных, общее количество проволоки удваивается. На одно соединение нужно ориентировочно 0,3 м тонкой проволоки.
- 1271 шт. х 2 х 0,3 м = 762,6 м.
- Удельная масса проволоки Ø 1,4 мм — 12,078 г/м.
- Масса проволоки: (762,6 м х 12,078 г/м) / 1000 = 9,21 кг.
Так как тонкая проволока может порваться/затеряться, приобретать её нужно с запасом.
Общее количество материалов для армирования плитного каркаса приведено в таблице № 3.
Таблица № 3
Расчет арматуры ленточного фундамента
Ленточный фундамент — это железобетонные балки, расположенные под всеми несущими стенами. В нем присутствуют прямые участки, углы и «тройники». Расчет выполняется для прямых участков с небольшим запасом на усиление углов. Принимаем ширину ленты — 400 мм, глубину — 700 мм.
Схематическое изображение прямого участка ленточного фундамента
Место стыка несущих внутренней и наружной стен
Наружный или внутренний угол наружных стен
Армирование ленточных фундаментов также двухуровневое. Для продольных участков используется пруток класса A-III, а для вертикальных и поперечных (хомутов) — пруток класса A-I. Сечение арматуры принимается для ленточных фундаментов несколько ниже, чем для плитных, при тех же условиях строительства.
Произведем расчет арматуры для выбранного в качестве примера эталонного здания (см. выше).
1. Горизонтальная продольная арматура, Ø 12 мм, рифленная. Для ширины ленты 400 мм достаточно уложить по два прута в каждом из двух уровней. Для более широкой ленты следует укладывать по 3 прута.
- Протяженность всех лент: (8 м + 6 м) х 2 + 14 м = 42 м.
- Общая длина арматуры: 42 м х 4 = 168 м.
- Масса арматуры: 168 м х 0,888 кг = 149,2 кг.
- С учетом усиления углов масса прутков составит 160 кг.
2. Вертикальная арматура Ø 8 мм, гладкая. Для глубины ленты 700 мм длина прутка составит 600 мм. Расстояние между вертикальными прутками по длине ленты принимаем 500 мм.
- Общая длина прутков: 85 шт. х 0,6 м = 51 м.
- Масса прутков: 51 м х 0,395 кг/м = 20,1 кг.
3. Горизонтальная поперечная (хомут) арматура Ø 6 мм, гладкая. Для ширины ленты 400 мм длина прутка составит 300 мм. Расстояние между поперечными прутками по длине ленты принимаем 500 мм.
- Количество прутков: 42 м / 0,5 + 1 = 85 шт.
- Общая длина прутков: 85 шт. х 0,3 м = 25,5 м.
- Масса прутков: 25,5 м х 0,222 кг/м = 5,7 кг.
4. Вязальная проволока. Расчет при увязке каждого соединения одной проволокой Ø 1,4 мм:
- Количество узлов: 85 х 4 = 340 шт.
- Общая длина: 340 шт. х 0,3 м = 102 м.
- Общая масса: (102 м х 12,078 г/м) / 1000 = 1,23 кг.
- При вязке узлов за два раза масса проволоки составит 2,5 кг.
Общее количество материалов для армирования ленточного каркаса приведено в таблице № 4.
Таблица № 4
Расход металлических элементов для столбчатого фундамента
Такой фундамент представляет собой опоры, нижняя часть которых находится ниже зоны промерзания, и опирающийся на них ленточный фундамент. Для глубины промерзания — 1,5 м, высота столбов составляет 1300 мм (см. рис.), т. е. их основание находится ниже уровня почвы на 1700 мм.
Расположение арматуры в столбчатом фундаменте, вид сбоку: 1 — песчаная подушка; 2 — арматура Ø 12 мм; 3 — армирование сваи
Столбы устанавливаются в углах здания и вдоль ленты через каждые 2-2,5 м.
Выполним расчет количества прутьев для конфигурации дома, взятого в качестве примера (см. выше). Для этого нужно рассчитать количество арматуры для столбов и просуммировать с результатом расчета для ленточного фундамента.
В столбах нагружены только вертикальные прутки, горизонтальные служат для формирования каркаса. Столб диаметром 200 мм укрепляют четырьмя вертикальными арматурами. Количество столбов: 42 м / 2 м = 21 шт.
1. Вертикальная арматура Ø 12 мм, рифленная.
- Общая длина арматуры: 21 шт. х 4 шт. х 1,3 м = 109,28 м.
- Масса арматуры: 109,29 м х 0,888 кг = 97,0 кг.
2. Горизонтальная арматура Ø 6 мм, гладкая. Для перевязки нужно расположить горизонтальные хомуты на расстоянии не более 0,5 м. Для глубины 1,3 м достаточно трёх уровней перевязки. Вертикальные участки расположены друг от друга на расстоянии 100 мм. Длина каждого горизонтального отрезка — 130 мм.
- Общая длина горизонтальных прутков: 21 шт. х 3 шт. х 4 шт. х 0,13 м = 32,76 м.
- Масса прутков: 32,76 м х 0,222 кг/м = 7,3 кг.
3. Вязальная проволока. В каждом столбе три уровня горизонтальных прутков, которые обвязывают четыре вертикальных.
- Длина вязальной проволоки в расчете на один столб: 3 шт. х 4 шт. х 0,3 м = 3,6 м.
- Длина проволоки на все столбы: 3,6 м х 21 шт. = 75,6 м.
- Общая масса: (75,6 м х 12,078 г/м) / 1000 = 0,9 кг.
Общее количество материалов для армирования столбчатого фундамента с учетом ленточного каркаса приведено в таблице № 5.
Таблица № 5
Способы и приёмы соединения арматуры
Для соединения перекрещивающихся прутов применяют сварку и вязание проволокой. Для фундаментов сварка не лучший способ монтажа, так как ослабляет конструкцию из-за нарушения структурной целостности и риска коррозии. Поэтому, как правило, армированный каркас «вяжут».
Это можно сделать вручную с помощью клещей или крючков, а также специальным пистолетом. С помощью клещей вяжут неотожженную проволоку большого диаметра.
Приёмы ручной вязки арматуры с помощью клещей: 1 — вязка проволокой в пучках без подтягивания; 2 — вязка угловых узлов; 3 — двухрядный узел; 4 — крестовый узел; 5 — мертвый узел; 6 — скрепление стержней соединительным элементом; 7 — стержни; 8 — соединительный элемент; 9 — вид спереди; 10 — вид сзади
Для тонкой отожженной проволоки удобнее использовать крючки: простой или винтовой.
Видео: Наглядный урок вязки арматуры самодельным крючком
Вязальный пистолет
Для больших объемов работ используют вязальный пистолет . Скорость вязки при этом гораздо выше традиционных способов, но появляется зависимость от источника питания. Кроме этого, именно для фундаментов пистолет может быть применен не везде — некоторые участки для него труднодоступны.
Часто в процессе подготовки к строительству возникает вопрос, какая толщина арматуры оптимальна? С одной стороны, правильный расчёт армирования фундамента влияет на его прочность, а следовательно надёжность и долговечность всего строения. Это особенно важно, учитывая, какие средства тратятся на строительство. С другой стороны – естественное желание не переплачивать.
Строители профессионалы выполняя расчет параметров армирования фундамента пользуются положениями СниП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». В частном же строительстве, для расчета, более чем достаточно выполнения одного единственного правила: в площади сечения железобетонной конструкции доля суммарной площади всех армирующих стержней не должна быть менее одной тысячной (или 0,1 %).
Пусть формулировка кажется слегка запутанной, на самом деле пользоваться правилом несложно. Для наглядности произведём, в качестве примеров, несколько практических расчётов толщины и количества армаатуры для ленточного, плитного и свайного фундаментов. В вычислениях нам понадобятся некоторые исходные данные, их мы будем брать из нижеприведённой таблицы.
Таблица площади сечения арматуры для армирования ж/б конструкций
(ГОСТ 5781-82)
| Диаметр стержня, мм. | Площадь поперечного сечения стержня, см2 | Площадь поперечного сечения стержня, м2 |
| 6 | 0,283 | 0,0000283 |
| 8 | 0,503 | 0,0000503 |
| 10 | 0,785 | 0,0000785 |
| 12 | 1,131 | 0,0001131 |
| 14 | 1,540 | 0,000154 |
| 16 | 2,010 | 0,000201 |
| 18 | 2,540 | 0,000254 |
| 20 | 3,140 | 0,000314 |
| 22 | 3,800 | 0,000038 |
| 25 | 4,910 | 0,000491 |
| 28 | 6,160 | 0,000616 |
| 32 | 8,010 | 0,000801 |
| 36 | 10,180 | 0,001018 |
| 40 | 12,570 | 0,001257 |
| 45 | 15,000 | 0,0015 |
| 50 | 19,360 | 0,001936 |
| 55 | 23,760 | 0,002376 |
| 60 | 28,270 | 0,002827 |
| 70 | 38,480 | 0,003848 |
| 80 | 50,270 | 0,005027 |
В зависимости от механических свойств арматурная сталь подразделяется на классы A-I (А240), А-II (А300), А-III (А400), A-IV (A600), A-V (A800), A-VI (A1000).
Арматурная сталь изготовляется в стержнях или мотках. Арматурную сталь класса A-I (A240) изготовляют гладкой, классов А-II (А300), А-III (А400), A-IV (A600), A-V (A800) и A-VI (A1000) — периодического профиля.
Пример расчета армирования ленточного фундамента
Проектируется ленточный фундамент с сечением:
- высота 1,8 м;
- ширина ленты 0,4 м.
Рассчитаем площадь сечения фундамента: 1,8 х 0,4 = 0,72 м.кв.
Минимальное суммарное сечение арматуры: 0,72 / 1000 = 0,00072 м.кв.
Разделив полученное значение на площади сечения арматуры различных диаметров (из вышеприведённой таблицы), получим минимально необходимое количество прожилин. Так для арматуры диаметром 6 мм имеем:
0,00072 / 0,0000285 = 25,30580079 шт.
Округлив полученное значение в большую сторону (для запаса прочности), получим: для того, чтобы произвести армирование фундамента с заданными размерами арматурой «шестёркой», понадобится смонтировать 26 продольных стержней. Конечно же – не самое лучшее инженерное решение.
Продолжив расчёт для других диаметров арматуры, получим следующие варианты:
- для стержней диаметра 6 мм — 26 шт, по аналогии ниже(пропущены мм. и шт.):
- 8 — 15;
- 10 — 10;
- 12 — 7 ;
- 14 — 5 ;
- 16 — 4 ;
- 18 — 4 ;
- 20 — 3 ;
- 22 — 3 ;
- 25 — 2 ;
- 28 — 2 ;
- 32 — 2 ;
- 36 — 1 ;
- 40 — 1 .
Нетрудно заметить, что «наши» варианты – это стержни арматуры диаметром 16 или 18 мм. Их на фундамент требуется 4 штуки — по два на нижний и верхний ярусы.
Пример расчета армирования плитного фундамента
Проектируется плитный фундамент под строение 8 на 5 метров. Толщина плиты 35 см. В распоряжении хозяина имеется арматура диаметром 10 мм. Требуется определить параметры арматурной конструкции.
Поперечное сечение. Определим его площадь: 8,0 х 0,35 = 2,8 м.кв.
Количество прожилин: 0,0028 / 0,000079 = 35,5 = 36 штук
(18 в верхнем слое и 18 – в нижнем).
Итого, в поперечном направлении в верхнем и нижнем слое содержится по 18 прутков арматуры.
Продольное сечение. Определим его площадь: 8,0 х 0,35 = 1,75 м.кв.
Минимальное суммарное сечение арматуры: 1,75 / 1000 = 0,00175 м.кв.
Количество прожилин: 0,00175 / 0,000079 = 22,2 = 23 штук, принимаем 24 шт. (12 в верхнем слое и 12 – в нижнем).
Итого, в поперечном направлении в верхнем и нижнем слое содержится по 12 прутков арматуры.
Пример расчета армирования свайного фундамента
Определим наиболее оптимальный и бюджетный способ армирования заливных свай круглого сечения диаметром 20 см (0,2 м).
Определим площадь сечения сваи:
S = ПR2 = 3,14 х (0,2 / 2)2 = 0,0314 м. кВ.
Минимальное суммарное сечение арматуры:
0,0314 / 1000 = 0,0000314 м.кв.
Путём деления полученного значения на табличные площади срезов арматуры различных диаметров, получим:
- для стержней диаметра 6 мм — 2 шт;
- 8 мм — 1 шт;
- 10 мм — 1 шт;
- 12 мм — 1 шт.
Результаты расчётов показывают, что двух стержней арматуры диаметром 6 мм вполне достаточно. Однако, армирование железобетонных изделий менее чем 3 прожилинами не рекомендуется, так как это резко снижает их прочность. В нашем случае самым дешёвым, но в то же время абсолютно отвечающим требованиям прочности выходом, будут 3 прутка диаметром 6 мм.
Пример расчета схемы и затрат на армирование фундамента
1. Расчёт продольной арматуры (поперечное сечение 7,0 х 0,40).
Площадь сечения: 7 х 0,4 = 2,8 м.кв.
Минимальное суммарное сечение арматуры: 2,8 / 1000 = 0,0028 м.кв.
Сделаем расчёт для одного из диаметров арматуры, 8 мм;
Количество прожилин:
0,0028 / 0,0000503 = 55,6 = 56 штук, или по 28 внизу и вверху.
Рассчитаем ячейку арматурной сетки в этом случае:
От ширины плиты отнимем значение минимального расстояния от арматуры до наружной стенки (50 мм = 0,05 м), умноженное на два (слева и справа). На оставшейся длине равномерно разместим расчетное количество прутьев, а именно, разделим её на рассчитанное число прожилин минус один. Полученное значение и есть ширина ячейки:
A= (7,0 м – 2 х 0,05 м) / (28 – 1) = 0,26 м = 26 см.
Для продольного армирования нам понадобится 56 прутьев длиной по 9 м, итого общая длина арматуры диаметром 8 мм составит:
56 х 9 = 504 метра
По данным справочной таблицы, один погонный метр арматуры восьмерки весит 0,395 кг, значит, общий вес составит:
504 х 0,395 = 199 кг.
Проводим аналогичные расчёты для других видов арматуры и получаем:
- для 6 мм — 99 шт, ячейка 14 см, общий вес: 208 кг;
- 8 мм — 56 шт, ячейка 26 см, общий вес: 199 кг;
- 10 мм — 36 шт, ячейка 41 см, общий вес: 200 кг;
- 12 мм — 25 шт, ячейка 58 см, общий вес: 209 кг;
- 14 мм — 19 шт, ячейка 77 см, общий вес: 202 кг;
- 16 мм — 15 шт, ячейка 99 см, общий вес: 229 кг;
- 18 мм — 12 шт, ячейка 138 см, общий вес: 216 кг;
- 20 мм — 10 шт, ячейка 173 см, общий вес: 223 кг.
2. Расчёт поперечной арматуры (продольное сечение 9,0 х 0,40).
Площадь сечения: 9 х 0,4 = 3,6 м.кв.
Минимальное суммарное сечение арматуры: 3,6 / 1000 = 0,0036 м.кв.
Рассчитываем интересующие нас значения по нескольким диаметрам арматуры:
- для 6 мм — 127 шт, ячейка 14 см, общий вес: 207 кг;
- 8 мм — 72 шт, ячейка 25 см, общий вес: 199 кг;
- 10 мм — 46 шт, ячейка 40 см, общий вес: 199 кг;
- 12 мм — 33 шт, ячейка 56 см, общий вес: 213 кг;
- 14 мм — 24 шт, ячейка 81 см, общий вес: 188 кг;
- 16 мм — 19 шт, ячейка 99 см, общий вес: 222 кг;
- 18 мм — 15 шт, ячейка 127 см, общий вес: 224 кг;
- 20 мм — 12 шт, ячейка 178 см, общий вес: 208 кг.
Рассмотрим полученные значения. Ячейку при изготовлении плитного фундамента рекомендуется принимать равной 40…70 мм. В этот диапазон попадают два диаметра: 10 и 12 мм.
продольная:
- для 10 мм — 36 шт, ячейка 41 см, общий вес: 200 кг
- для 12 мм — 25 шт, ячейка 58 см, общий вес: 209 кг
поперечная:
- для 10 мм — 46 шт, ячейка 40 см, общий вес: 199 кг;
- для 12 мм — 33 шт, ячейка 56 см, общий вес: 213 кг.
Общий вес для диаметра 10 мм: 200+199 = 399 кг; общий вес для диаметра 12 мм: 209+213 = 422 кг.
Так как стоимость арматуры в большинстве определяется по массе, в нашем случае оптимальным вариантом будет пруток диаметром 10 мм. Геометрические параметры ячейки 41 х 40 см.