Рассчитать армирование ленточного фундамента. Технологическая схема армирования и расчет арматуры для ленточного фундамента

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.

Армирование фундамента - процесс, необходимый для усиления конструкции и увеличения срока эксплуатации здания. Говоря иными словами, это сборка «скелета», который играет роль защитного компонента, сдерживающего давление почвы на стенки базиса. Но для того чтобы данная функция была реализована в максимальной степени, необходимо не только грамотно произвести расчет арматуры для ленточного фундамента, но и знать, как организовать ход строительных работ.

Основа фундамента ленточного типа - бетонный раствор, состоящий из цемента, песка и воды. К сожалению, физические характеристики стройматериала не гарантируют отсутствия деформации основы здания. Для увеличения способности противостоять сдвигам фундамента, перепадам температур и другим отрицательным факторам, нужно присутствие в структуре металла.
Материал этот пластичен, но обеспечивает надежную фиксацию, поэтому армирование - значимый этап в комплексе работ.

Арматура для ленточного фундамента — стальной пруток с ребрами жесткости

Армирование фундамента требуется в местах, где могут возникать зоны растяжения. Отмечено, что наибольшее растяжение появляется на поверхности основания, что создает предпосылки для армирования, приближенного к верхнему уровню. С другой стороны, во избежание коррозии каркаса, он должен быть защищен от внешних воздействий слоем бетона.

Важно! Оптимальное расстояние арматур для фундамента - 5 см от поверхности.

Поскольку продвижение деформации предугадать невозможно, зоны растяжения могут возникать, как в нижней части (когда середина прогибается вниз), так и в верхней (когда каркас выгибается вверх). Исходя из этого, армирование должно проходить снизу и сверху арматурой диаметром 10-12 мм, причем эта арматура для ленточного фундамента должна иметь ребристую поверхность.

Так достигается идеальный контакт с бетоном.

Зоны растяжения ленточного фундамента

Остальные части скелета (горизонтальные и вертикальные поперечные прутья) могут иметь гладкую поверхность и меньший диаметр.
При армировании монолитного ленточного фундамента, ширина которого обычно не превышает 40 см, допускается использование 4-х прутов арматуры (10-16 м), соединенных в каркас диаметром 8 мм.

Важно! Расстояние между горизонтальными прутьями (при ширине 40 см) - 30 см.

Ленточный фундамент имеет, при большой длине, небольшую ширину, поэтому в нем будут появляться продольные растяжения, тогда как поперечных не будет вовсе. Из этого следует, что поперечные вертикальные и горизонтальные прутья, которые будут гладкими и тонкими, нужны лишь для создания каркаса, а не для принятия нагрузок.

Армированию углов необходимо уделить особое внимание

Особое внимание необходимо уделить армированию углов: нередки случаи, когда деформация приходится не на середину, а на угловые части. Углы следует армировать так, чтобы один конец согнутого элемента арматуры уходил в одну стену, а другой - в другую.
Соединять прутья специалисты советуют с помощью проволоки. Ведь не каждый сорт арматуры производится из стали, которую можно сварить. Но даже при допустимости сварки зачастую возникают проблемы, которых можно избежать, используя проволоку, например, перегрев стали, ведущий к изменению свойств, истончение прута в месте сварки, недостаточная прочность сварочного шва и т.п.

Схема сооружения арматурной конструкции

Армирование начинается с установки опалубки, внутренняя поверхность которой выкладывается пергаментом, позволяющим в будущем упростить съем конструкции. Создания каркаса производится по схеме:
1. В грунт траншеи вбиваются арматурные прутья длиной равной глубине основания. Следует соблюдать расстояние от опалубки в 50 мм и шаг в 400-600 мм.
2. На дно устанавливают подставки (80-100 мм), на которые нужно уложить 2-3 нитки нижнего ряда арматуры. В качестве подставок вполне сгодятся кирпичи, установленные на ребро.

3. Верхний и нижний ряд арматуры закрепляют вместе с поперечными перемычками к вертикальным штырям.
4. В местах пересечений производят крепление с помощью увязки проволокой или сварки.

Видео познакомит с удобным способом вязки арматуры с использованием шаблона:

Важно! Следует строго соблюдать расстояние до наружных поверхностей будущего основания. Делать это лучше с помощью кирпичей. Это одно из самых важных условий, т.к. металлические конструкции не должны базироваться непосредственно на дне. Их необходимо поднять над уровнем земли как минимум на 8 см.

После установки арматуры остается сделать вентиляционные отверстия и залить бетонный раствор.

Это нужно знать!
Вентиляционные отверстия не только способствуют повышению амортизационных характеристик фундамента, но и предотвращают появление гнилостных процессов.

Расчет расхода материалов

Для произведения расчета ленточного фундамента нужно заранее знать некоторые параметры. Рассмотрим на примере. Предположим, наш фундамент имеет прямоугольную форму и следующие размеры: ширина - 3,5 метра, длина - 10 метров, высота отливки - 0,2 метра, ширина пояса - 0,18.
Первым делом, требуется вычислить полный объем отливки, для чего нужно узнать размеры базиса так, как если бы он имел форму параллелепипеда. Для этого произведем несколько простых манипуляций: узнаем периметр основания, а потом умножим периметр на ширину и высоту отливки.
Р = АВ + ВС + СD + АD = 3,5 + 10 = 3,5 + 10 = 27
V = 27 х 0,2 х 0,18 = 0, 972

Но на этом расчет монолитного фундамента не заканчивается. Мы узнали, что само основание, а точнее отливка, занимает объем округленно равный 0,97 м3. Теперь необходимо узнать объем внутренней части фундамента, т.е. того, что находится внутри нашей ленты.

Получаем объем «начинки»: умножаем ширину и длину основания на высоту отливки и узнаем общий объем:
10 х 3,5 х 0,2 = 7 (кубометров)
Вычитаем объем отливки:
7 – 0,97 = 6,03 м3

Итог: объем отливки - 0,97 м3, внутренний объем наполнителя - 6,03 м3.

Теперь нужно посчитать количество арматуры. Допустим, диаметр будет составлять 12 мм, в отливке - 2 горизонтальные нитки, т.е. 2 прута, а по вертикали, например, прутья будут располагаться через каждые полметра. Периметр известен - 27 метров. Значит, 27 умножаем на 2 (горизонтальные прутья) и получаем 54 метра.

Вертикальные прутья: 54/2 + 2 = 110 прутов (108 интервалов по 0,5 м и два по краям). Прибавляем еще по одному пруту на угол и получаем 114 прутьев.
Допустим, высота прута - 70 см. Получается: 114 х 0,7 = 79,8 метров.

Последний штрих - опалубка. Предположим, мы будем сооружать ее из досок в 2,5 см толщиной, 6 метров длиной и 20 см шириной.
Вычисляем площадь боковых поверхностей: периметр умножаем на высоту отливки, а затем на 2 (с запасом, не учитывая уменьшение внутреннего периметра против наружного): (27 х 0,2) х 2 = 10,8 м2
Площадь доски: 6 х 0,2 = 1,2 м2; 10,8/1,2 = 9
Нам нужно 9 досок длиной в 6 метров. Не забудьте добавить доски для соединения (на ваше усмотрение).

Результат: потребуется 1 м3 бетона; 6,5 м3 заполнителя; 134 метра арматуры и 27 погонных метров досок (шириной 20 см), шурупы и бруски. Приведенные значения округлены.

Итоги кропотливой расчетной работы

Теперь вы знаете, не только как правильно армировать ленточный фундамент, но и как произвести расчет необходимых компонентов. А это значит, что основание, построенное вами, будет надежным и крепким, допускающим возведение монолитных конструкций любой конфигурации.

Расчет фундамента - ответственный этап подготовки к строительству. Выполнить его нужно для того, чтобы понять какие размеры сечения нужны, сколько необходимо арматуры и какого диаметра. Перед тем как правильно рассчитать опорную часть здания, потребуется собрать исходные данные. Именно от их точности будет зависеть грамотность вычислений.

Что нужно сделать

Чаще всего при частном строительстве используют ленточный фундамент. Такой тип позволяет сделать в доме подвал, но в некоторых случаях он может быть экономически невыгодным. Чтобы составить смету на выполнение работ (или примерно прикинуть, сколько потребуется вложений), нужно выполнить расчет арматуры для ленточного фундамента, также вычислить объем бетона и его геометрические размеры.

Чаще всего в частном строительстве закладывают ленточный фундамент

Методика расчета предполагает вычисление трех величин. Расчет ленточного фундамента в результате должен дать такие сведения о конструкции:

• глубина заложения подошвы;
• ширина основания;
• ширина по всей высоте.

Расчет фундамента для дома из кирпича или других материалов обязательно начинают с определения глубины заложения. Она зависит от пучинистости грунта, уровня грунтовых вод и климата . Если неправильно высчитать эту характеристику, здание может разрушиться под действием сил морозного пучения. Лента будет одновременно подвергаться воздействию влаги и холода, что приведет к неравномерным деформациям и трещинам.

Ширина основания должна быть достаточной для того, чтобы равномерно передать массу здания на грунт. Чем меньше прочность почвы, тем шире потребуется подошва. За счет большой площади удается распределить нагрузку от ленточного фундамента для дома на основание так, что на каждый его участок приходится не больше допустимой величины.

Ширина ленты по всей высоте обычно принимается конструктивно. Она должна быть чуть больше наружных стен. При этом учитывают способ изготовления ленты. Для монолитного фундамента может быть достаточно ширины сечения 200-300 мм, в то время как сборный рекомендуют делать не менее 400-600 мм . Также этот показатель зависит о глубины заложения. Чем она больше, тем сильнее будут опрокидывающие воздействия (потребуются более мощные стены подвала).

Подготовительные работы

Перед тем как рассчитать фундамент для дома, проектировщику нужно выяснить геологические данные участка. Для крупных зданий выполняют специальные геологические изыскания. В частном строительстве допустимо провести исследования самостоятельно. При этом все характеристики назначаются по визуальному осмотру.

• отрывка шурфов, которые представляют собой глубокие ямы с размерами в плане 1х2 м (в среднем);
• бурение скважин ручным буром.

В первом случае на тип грунта смотрят по стенкам шурфа. Во втором - проверяют почву на лопастях бура.

Исследования проводят на глубину, которая на 50 см превышает предполагаемое заложение ленты (которое назначили только по отметке промерзания). При проведении работ надо выяснить следующие характеристики:

• тип грунта в уровне подошвы;
• расположение уровня грунтовых вод (УГВ);
• наличие на участке линз слабой почвы.

Чтобы точно понять УГВ, потребуется провести исследование в нескольких точках. Минимум одна из этих точек должна находиться в низине участка. Работа в засуху не дает точного результата, поскольку влага может уйти глубоко в землю.

Лучше всего выяснять УГВ весной. В этом случае фундамент ленточный не будет бояться даже половодья.

Линзы слабого грунта найти бывает сложно. Для этого нужно делать шурфы или скважины очень часто. В большинстве ситуаций в этом нет необходимости. Если во время строительства обнаружится такая неприятность, ее засыпают щебнем, гравием или песчано-гравийной смесью.

Если УГВ на участке находится глубоко, то можно использовать ленту глубокого заложения (более 1,5 м). При этом вода должна располагаться на 50 см ниже подошвы здания. При расположении УГВ на расстоянии менее чем 1,5 м от поверхности, разумно выбрать мелкозаглубленную конструкцию. Но такой тип имеет ограничения. Если влага находится выше, стоит рассмотреть другой вариант фундамента: плиту или сваи.

Чтобы выполнить расчет основания фундамента, потребуется знать прочность почвы. Характерные признаки каждого типа грунта можно найти в ГОСТ 25100-2011 . Особое внимание стоит обратить на приложения к этому документу. Несущую способность каждого типа берут из таблицы ниже.

Типы, которые обладают прочностью 2 и менее кг/см2, не рекомендуют использовать в качестве основания. Перед строительством потребуется выполнить их замену на песок средний или крупный.

Определение глубины заложения

• УГВ (подошва должна быть минимум на 50 см выше);
• отметку пола подвала (подошва располагается минимум на 20-30 см ниже);
• отметку промерзания (подошва должна быть минимум на 30 см ниже).

Глубину промерзания рассчитывают по формулам из нормативных документов. Чтобы упростить задачу могут понадобиться готовые таблицы. В них приведены значения для крупных населенных пунктов.

Вычисление нагрузок

Перед тем как рассчитать фундамент под дом, потребуется рассчитать нагрузку. Удобнее выполнять сбор нагрузок на фундамент в табличной форме . Все нагружения делятся на два типа: постоянные и временные. Последние являются временными условно, поскольку включают в себя мебель, оборудование и т.п. Постоянные состоят из массы конструкций здания.

Расчет нагрузки на фундамент можно выполнить полностью самостоятельно с учетом точных характеристик используемых материалов. Но вполне достаточно будет воспользоваться таблицей ниже. В ней приведены средние значения, но нагрузка на фундамент от этого изменится некритично.

Нагрузку на фундамент каждого типа, чтобы верно посчитать сечение, умножают на коэффициент надежности.

Расчет подошвы по несущей способности

Ленточный фундамент, расчет которого необходимо выполнить, требует использования всего одной формулы. Чтобы подобрать размеры ленточного фундамента, считают так:

В = Р/(L*R),

Здесь буква В означает ширину фундаментов, которую требуется найти. P - это масса всего здания с учетом подземной части, которую поможет найти посчитанный сбор нагрузок. R - это прочность основания из первой таблицы статьи. L - общий периметр ленточной конструкции. Чтобы правильно рассчитать фундамент, в периметр нужно включить как наружные, так и внутренние стены подвала.

Пример расчета

Вычисления включают в себя следующие шаги:

• подбор геометрических параметров;
• расчет бетона на фундамент;
• и расчет армирования ленточного фундамента.

Пример расчета геометрии

Для расчета фундамента возьмем двухэтажный кирпичный дом с наружной стеной 510 мм, суммарная высота наружной стены -4,5 м. Внутренних стен нет. Он расположен в г.Москва, грунт на участке - среднезернистый песок (R = 5 кг/см2). Перекрытия (2 шт., над подвалом и над первым этажом) из плит ПК, перегородки гипсокартонные высотой 2,7 м и общей протяженностью 20 м. Высота этажа - 3 м, размеры в плане - 6х6 м. Вода на участке залегает низко, поэтому принято решение строить заглубленный фундамент высотой 2 м. Крыша четырехскатная с покрытием из металла. Наклон ската - 30°.

Пример расчета начинается со сбора нагрузок в форме таблицы.

В = Р/(L*R) = 349989кг/ (36000см*5кг/см2) = 1,94м. Конструкция рассчитана.

Рассчитанный размер ширины округляем до 2 м. Для ширины по всей высоте это много, достаточно будет 50 см под стены 51 см. Свес 1 см допускается (максимальный составляет 4 см в одну сторону). Ширина подошвы больше той, которая использована в расчете, но по всей высоте размер меньше первоначального. По этой причине нет необходимости переделывать вычисления с новой массой подземной конструкции.

Подсчет бетона

Перед покупкой смеси должна быть вычислена ее необходимая кубатура. Для этого потребуется просто найти объем ленты. К количеству бетона для ленточного фундамента рекомендуется прибавить запас в 5-7%.

Армирование

Арматура для ленточного фундамента нужна, чтобы скомпенсировать изгибающие воздействия. Какую арматуру использовать правильно для армирования? Здесь все зависит от высоты подземной части и ее длины. Чтобы понять, какая арматура нужна в качестве рабочей, делают простые вычисления. Расчет количества арматуры выполняется так, чтобы ее суммарное сечение составляло 0,1% от сечения бетонной конструкции . При этом есть минимальные конструктивные требования:

• Какая арматура нужна для конструкции с длиной стороны менее 3 м? Ответом будет сечение 10 мм.
• При длине стороны более 3 м потребуется 12-ти миллиметровая арматура для фундамента.

Расчет выполняют приблизительно. Рассчитать арматуру более точно сможет только профессионал. Шаг рабочих прутов подбирают так, чтобы они были распределены равномерно. Желательно использовать одинаковый шаг, располагая элементы в нижней части ленты, наверху и посередине .

Дальше требуется рассчитать количество для хомутов. Они соединяют рабочие детали каркаса между собой. Раскладка арматуры в ленточном фундаменте предполагает наличие вертикальных и горизонтальных хомутов. Их изготавливают из стержней диаметром 8 мм. Шаг назначают в пределах 20-30 см. В углах шаг уменьшают в два раза.

Вычисление количества арматуры для ленточного фундамента помогает сэкономить время и деньги. Зная точное количество арматуры для каждого диаметра и ее шаг можно легко выполнить усиление ленты и закупить материалы.

Армирование фундамента частного дома - обязательная операция, применяемая в строительстве объектов со значительной нагрузкой на основание. Металлический каркас, помещенный в тело бетона, воспринимает усилия на растяжение и изгиб, помогает равномерно распределять напряжения в конструкции, компенсировать деформации, уменьшить раскрытие трещин. Но чтобы это действительно было так, нужно знать как рассчитать арматуру на ленточный фундамент, только в этом случае можно получить действительно прочное основание.

Перед тем как рассчитать арматуру на фундамент, определяют несущую способность грунтов по СНиП 2.02.01-83*. Это нужно, чтобы выяснить, какую максимальную нагрузку выдержит грунт. В соответствии с этим выбирают конструктивное решение основания - ленточное, столбчатое, свайное или плитное.

Расчет арматуры для фундамента

Для армирования оснований используют рифленый и гладкий стальной прокат класса А400 или А500 - для рабочих стержней, А240 - для конструктивных элементов.

Расчет проводят по нормативам СНиП 52-01-2003 и актуализированным правилам СП 63.13330.2012 с учетом всех видов нагрузок, действующих на фундамент, и вида основания.

Армируют пространственными или плоскими каркасами из продольных, поперечных и соединительных стержней. Первые воспринимают нагрузку на растяжение по верхней части и подошве, вторые - распределяют ее между горизонтальными и вертикальными элементами. Для устойчивости при изготовлении и монтаже используют конструктивные связи.

Основы расчета ленточного фундамента

Самый распространенный вид основания в индивидуальном строительстве - ленточный монолитный. Он несложен в возведении, достаточно прочен и обладает необходимой жесткостью. Его устраивают в виде мелкозаглубленной или заглубленной конструкции.

Важное значение для расчета арматуры для фундамента имеет глубина заложения, действующие нагрузки и ширина рабочего сечения основания.

На нашем сайте Вы можете найти контакты строительных компаний, которые предлагают услугу ремонта и проектирования фундамента . Напрямую пообщаться с представителями можно посетив выставку домов «Малоэтажная Страна».

Определение глубины заложения

Отметку подошвы основания выбирают в зависимости от вида грунта:

• при глинистых, пылеватых и мелкопесчаных почвах фундамент опирают на непромерзающий слой ниже уровня грунтовых вод;
• при непучинистых и слабопучинистых грунтах отметка подошвы не должна быть ниже, чем 0,5 м от верха существующего уровня земли;
• при наличии подвала ленточное основание заглубляют на 0,5 м ниже пола, столбчатое - на 1,5 м.

Тип грунта, положение УГВ и присутствие слабых линз - плывунов - определяют бурением или выкопкой шурфов. Глубина промерзания почвы в каждом регионе указана в СНиП "Строительная климатология".

Сбор нагрузок

На этом этапе расчета суммируют все возможные нагрузки, действующие на фундамент:

• собственный вес;
• массу стен, плит перекрытия, крыши, кровли, полов и отделки;
• воздействие от людей, сантехнического оборудования, мебели, перегородок, находящихся внутри здания;
• нормативную снеговую нагрузку.

Вся информация содержится в таблицах СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

Суммарную величину распределяют на погонные метры в ленточных фундаментах, на количество опор - в свайных или столбчатых.

Ширина подошвы

Ширина подошвы - величина, которая помогает рассчитать арматуру на фундамент ленточный. При кирпичных массивных стенах применяют Т-образные ленты, свесы которых за счет большей площади опирания уменьшают давление на грунты. Более легкие каркасные и пенобетонные строения возводят на основаниях с прямоугольным сечением.

При расчете размера подошвы учитывают предельное давление на грунт и нагрузку от строения на несущие участки фундаментных балок. В малоэтажном строительстве, как правило, используют конструкции шириной 20-40 см.

Расчет ленточного основания

Для ленточных монолитных фундаментов частных домов применяют упрощенный расчет армирования по минимальному допустимому сечению арматуры, которая воспринимает растягивающие усилия.

Порядок расчета

Согласно СНиП суммарная площадь поперечного сечения стальных стержней Sа должна составлять не менее 0,1% от рабочего сечения бетонной конструкции - Sб:

• Sа = 0,001х Sб

Находят Sб как произведение высоты сечения фундамента h0, равной глубине заложения, на его ширину b:

• Sб = h0 х b, мм²

Для продольного армирования используют стержни диаметром от 8 мм. Найти требуемое количество круглых профилей можно по Таблице 1, значение Sа округляют в большую сторону:

Существуют ограничения по минимальному размеру арматуры - на участках более 3 м длиной применяют стержни диаметром от 12 мм.

Требуемый метраж арматуры определяют по чертежу с размерами фундамента с запасом 5%. Массу находят по таблицам сортамента стали.

Пример расчета

1. Площадь сечения основания 70х40=2800 см².
2. Минимальная суммарная площадь арматуры 2800х0,001=2,8 см².
3. По Таблице 1 возможны варианты - 4 стержня диаметром 10 мм, 3 - 12 мм или 2 прутка с размером сечения 14 мм.
4. В нормативе указано, что при длине стороны более 3 м минимальный диаметр арматуры 12 мм. Чтобы распределение нагрузки от строения было равномерным, устанавливают стальной каркас из двух горизонтальных сеток, каждая из которых содержит два стержня диаметром 12 мм.
5. Поперечную арматуру подбирают по высоте каркаса. Если она менее 80 см, используют проволоку для хомутов диаметром 6 мм. Одновременно выполняются условия, при которых этот размер более ¼ сечения продольных стержней (12/4=3 < 6).
6. Количество стали в метрах определяют исходя из габаритов сооружения. Общая протяженность ленты 6+6+12+12=36 м (если есть несущая перегородка, ее длину суммируют).
7. Потребуется: 4х36 = 144 п.м. арматуры диаметром 12 мм.
8. Хомуты устанавливают с шагом 40 см, их количество: 36/0,4=90 штук.
9. Размер одного: (70х2+40х2)/1,15 =191 см, где 1,15 - коэффициент для перевода периметра сечения в длину хомута.
10. Длина проволоки для соединительных элементов: 90х1,91 = 171,9 м.

С учетом запаса 5 % на вязку и резание требуется:

• арматура Ø 12 мм 144х1,05=151,2м,
• проволока Ø 6 мм 171,9х1,05=180,5 м.

Просто и быстро расчет арматуры на фундамент можно выполнить с помощью онлайн калькуляторов, размещенных на сайтах интернета.

Видео описание

Очень подробно о работе одного из специальных приложений по расчету рассказывают в этой видеоинструкции:

Правила армирования ленточных оснований

Самый простой вариант - равномерно нагруженный фундамент на непучинистом непросадочном грунте. Подошва расположена выше уровня промерзания и УГВ.

В этом случае ширину основания принимают равной толщине стены дома. Армирование только конструктивное, для подстраховки от непредвиденного замачивания грунта. Используют гладкую или рифленую арматуру диаметром 8-12 мм, поперечно связывают стержнями того же размера сечения или меньшего с шагом 30-40 см.

Вертикально в теле бетона устанавливают противоусадочные сварные или вязаные сетки из проволоки небольшого диаметра (6-8 мм) и шагом не более 20 см.

Второй случай - усиленная нагрузка на фундамент или более слабые грунты. Форма сечения ленты - в виде перевернутой буквы Т.

Армирование проводят аналогичным способом, но поперечные стержни рассчитывают на давление от отпора грунта. Оно может разрушить подошву при свесах фундамента, превышающих ширину стенки основания в 1,5 раза. Шаг установки хомутов - не более 20 см, располагают под продольной арматурой, чтобы увеличить рабочую высоту сечения.

Третий вариант - сочетание больших нагрузок на фундамент и неблагоприятных грунтовых условий: пучинистости, наличия плывунов, карстов, высокого УГВ.

Чтобы избежать появления трещин и разрушения основания в результате просадок грунта, армирование проводят по усиленной схеме. Диаметр стержней - 12-16 мм, шаг - не более 20 см. По подошве укладывают 1-2 ряда сеток, в верхней части фундамента - каркас в виде балки. Через каждые 30-40 см продольную арматуру связывают хомутами или закрепляют шпильками, чтобы зафиксировать ее положение в пространстве.

Расчет для свайного основания

Свайные фундаменты представляют собой погруженные в грунт опоры (цельнометаллические или буронабивные), передающие нагрузку от здания и соединенные по верху стальным, железобетонным или деревянным ростверком.

Cвайный фундамент

Буронабивные основания применяют в частном строительстве:

• при возведении каркасных или деревянных зданий с небольшой массой;
• при слабых грунтах, где другие основания выполнить невозможно - торфяники, болота, сильнопучинистые влажные почвы;
• в условиях сложного рельефа - на холмистой, овражистой местности.

Недостаток, который приводит к удорожанию стоимости строительства, - холодный цоколь и невозможность устройства пола по грунту. Преимущество - отсутствие земляных работ. Сваи вкручивают специальной буровой установкой или пробуривают отверстия в земле с последующим монтажом опалубки, армированием и бетонированием. При несыпучих грунтах раствор заливают сразу в скважину.

Схема расчета арматуры для свайного буронабивного фундамента.

1. Определяют тип грунта с помощью ГОСТа "Грунты. Классификация".
2. Рассчитывают постоянную и временную нагрузку (СНиП "Нагрузки и воздействия").
3. Из ВСН 5-71 выбирают несущую способность грунта в зависимости от его структуры.
4. По имеющимся сведениям находят нагрузку R на погонный метр ростверка, разделив суммарную массу на периметр здания.
5. Определяют несущую способность сваи по формуле Р = (0,7х R х S)+(U х0.8 х fin х li), где

• R - несущая способность грунта,
• S - площадь конечного участка опоры,
• U - периметр сечения сваи,
• fin - сопротивление грунта, определяемое по таблице ВСН 5-71,
• li - высота слоя почвы, оказывающей сопротивление боковой поверхности сваи.

Ростверк рассчитывают как конструкцию, аналогичную ленточному фундаменту.

Расчёт армирования плитного основания

Армирование плиты подбирают с учетом ее толщины. Если она меньше 15 см, укладывают одну сетку с ячейкой 15-20 см, при большем значении - две. Каркас сваривают из стержней диаметром 12-16 мм, соединяют с верхним слоем арматуры вертикальными хомутами с размерами сечения до 10 мм.

Расчет плиты выполняют по Своду Правил 50-101-2004 и "Руководству по проектированию плитных фундаментов". Он заключается в определении несущей способности по удельной нагрузке на грунт и изгибающих усилий.

Ширина фундаментной плиты больше размера дома на 10 см. Для арматурной сетки определяют количество стержней в обоих направлениях. Если используют два каркаса, удваивают число прутков.

Чтобы найти, сколько потребуется арматуры для соединений, определяют число сочленений в сетке. Его умножают на длину хомута, равную толщине плиты за вычетом защитного слоя бетона.

Заключение

Фундамент - наиболее ответственная часть строительства. Неправильный расчет может привести деформациям и растрескиванию стен, разрушению всего здания. Перед тем, как рассчитать арматуру для фундамента, исследуют грунты на несущую способность и определяют нагрузки на основание. По возможности это дело лучше доверить профессионалам: затраты на заказ подобных услуг небольшие, а вот чувство уверенности стоит многого.

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

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

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.