Армирование ленточного фундамента чертежи: ленточный фундамент, схема и расчет количества материалов с калькуляторами. Расчет армирования фундамента Расчет армирования ленточного фундамента пример

Причины, по которым нужно армировать железобетонный фундамент

В железобетонной конструкции каждый компонент – бетон или арматура – выполняет разные функции. Бетон при растяжении способен удлиняться всего на доли миллиметра. При больших растягивающих нагрузках и поперечных срезающих силах в неармированной бетонной конструкции могут возникать деформации, приводящие к растрескиванию и появлению других дефектов, вплоть до разрушения.

Стальные элементы каркаса железобетона могут воспринимать растягивающие нагрузки, десятикратно превышающие те, что может воспринимать бетон. Пластичный стальной прокат, имея свойство удлиняться без разрыва на 5-25 мм, работает на растяжение, предотвращая развитие деформаций в конструкции за допустимые пределы.

Монолитная фундаментная лента представляет собой систему балок, связанных между собой на углах и пересечениях, лежащую на сплошном упругом грунтовом основании. Грунты постоянно испытывают воздействие климатических факторов – промерзают зимой и оттаивают весной, увлажняются поверхностными или подземными водами, при этом увеличиваясь или уменьшаясь в объеме.

Возникающие при этом силы снизу передаются на фундамент, а при постоянной нагрузке от здания сверху в конструкции возникают усилия сжатия и растяжения. При этом сжатие и растяжение могут испытывать разные зоны сечения монолитных балок, составляющих ленточный фундамент.

Поэтому основная схема армирования ленточного фундамента – это объемный каркас с расположением стальных прокатных изделий вверху и внизу поперечного сечения. Если ширина подошвы ленты превышает ширину стены более, чем на 600 мм, то дополнительно армируется и подошва с помощью плоских сеток.

При проектировании определяется, какая арматура нужна для ленточного фундамента.

Какая арматура используется для армирования ленточных фундаментов

Армировка ленточного фундамента выполняется посредством пространственных каркасов и плоских сеток, в которых стальные прокатные изделия делятся на рабочие, воспринимающие основные растягивающие усилия, и конструктивные, служащие для закрепления рабочих стержней.

Рассмотрим, какие стальные стержни можно использовать для ленточного фундамента. В качестве рабочей используется рифленый стальной прокат класса А3, по другой классификации А400, выпускаемая по ГОСТ 5781-82* или А500С по ГОСТ Р 52544-2006 . Рифленый прокат способствует лучшему сцеплению рабочих стержней с бетоном. Армирование ленточного фундамента посредством проката А500С позволяет сваривать каркасы и сетки. В качестве конструктивной применяются стержни с гладкой поверхностью класса А1 или, по другому обозначению, А240.

Об использовании рабочей арматуры классов А3 и А500С, различиях между ними, выгоде применения А500С, особенностях установки каркасов и сеток мы писали в статье « ».

Все работы по армированию нужно производить, следуя указаниям технических документов СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры», СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» , пользуясь которыми, можно армировать ленточный фундамент своими руками.

Расчет диаметра арматуры и количества рабочих стержней для ленты

Диаметр круглого проката для ленточного фундамента определяется на основании расчета, в котором учитываются нагрузки, которые несет фундамент. Нагрузка собирается со всех несущих стен в приложении на 1 метр погонный по длине фундамента. В суммарной нагрузке учитываются:

• собственный вес конструкций стен из разных материалов каменной кладки, легкобетонных блоков, деревянных, монолитного железобетона и т.п.;
• собственный вес перекрытий – железобетонных или деревянных, собираемый с 1 м 2 и половины пролета между несущими стенами;
• веса людей, мебели, перегородок, оборудования и пр., действующий на перекрытия, собираемый с 1 м 2 и половины пролета перекрытия. Принимается по СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» ;
• вес покрытия и конструкций кровли, собираемый с 1 м 2 и половины пролета;
• вес снежного покрова зимой, принимаемый по СНиП 2.01.07-85* .

После сбора нагрузок рассчитывается ширина конструкции ленты с учетом несущей способности основания. Мы привели примеры, как правильно произвести сбор нагрузок, расчет ширины ленты и толщины противопучинной подушки в статье « ».

Там же имеются таблицы для сбора нагрузок для разных видов стен и перекрытий, величины значений расчетных сопротивлений различных типов грунтов, которыми можно воспользоваться при расчете любых ленточных фундаментов, предназначенных для малоэтажных зданий. Для быстрого расчета на странице статьи предусмотрен калькулятор.

Расчет армирования выполняется с учетом принятых габаритов конструкции фундамента – ширины подошвы и высоты сечения по методике СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции» . Чтобы правильно рассчитать армирование ленточного фундамента согласно СНиП, следует обратиться к профессиональным проектировщикам.

А мы приведем упрощенный метод расчета.

Упрощенный расчет армирования ленточного фундамента

Упрощенный расчет стального проката для ленточного фундамента заключается в подборе количества рабочих стержней, а также их диаметра по основному показателю – минимальному проценту армирования.

Согласно требованиям п.5.11 Таблица 5.2 Пособия к СП 52-101-2003 суммарная площадь рабочих стержней, которые могут воспринимать растягивающие усилия, не должна составлять менее 0,1 % площади сечения рассчитываемой железобетонной конструкции.

Так как монолитная лента имеет вид балки, на которую воздействуют разнонаправленные силы, то растянутые зоны могут быть и вверху, и внизу ее поперечного сечения.

Таким образом, главное условие расчета – наличие в обоих зонах сечения конструкции продольных рабочих стержней с суммарной площадью не менее 0,1 % общей площади сечения.

Формула для расчета процента армирования по п.5.11 Пособия к СП 52-101-2003 :
$$\quicklatex{size=25}\boxed{\mu_s = \frac{A_s}{b \times h_0} \times Pr }$$

где:
Pr — единица равная 100%;

A s ; – искомая суммарная площадь рабочих стержней, мм 2 ;

b – ширина ленты, мм;

h 0 ; – рабочая высота поперечного сечения,в мм.

Из этой формулы можно найти необходимую минимальную площадь стержней:
$$\quicklatex{size=25}\boxed{As = b \times h_0 \times 0,001}$$

При расчете нужно учитывать правила армирования ленточного фундамента, изложенные в Пособии к СП 52-101-2003 в «Руководстве по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)».

Согласно п. 5.17 Пособия к СП 52-101-2003 минимальный диаметр каждого из рабочих стержней ограничивается 12 мм.

Исходные данные: ленточный фундамент монолитный под наружные стены сечением 600 мм (b – ширина) на 500 мм (H – полная высота);

Сначала определяем h0, которая будет равна высоте сечения без защитного бетонного слоя.

Защитный слой, который необходимо выдерживать для нижних стержней на подошве ленты, укладываемых на песчаную или щебеночную подготовку – 70 мм. Но для верхней арматуры защитный слой – 30 мм, поэтому принимаем среднее значение – 50 мм:

h0 = H – 50 = 500 – 50 = 450 мм

Определяем площадь сечения ленты, которая будет использоваться в расчетах:

b х h0 = 600 х 450 = 270 000 мм 2

Необходимая минимальная площадь рабочих стержней As в каждой зоне сечения будет равна:

As = b х h0 х 0,001 = 270 000 х 0,001 = 270 мм 2

Для подборки диаметров рабочих стержней и их количества по минимально необходимой площади приводим Таблицу 1.

По таблице находим ближайшие значения для минимального диаметра 12 мм при условии установки 3-х стержней. Значение будет между колонками с 2-мя (226 мм 2) и 3-мя стержнями (339 мм 2), принимаем большее – 339 мм 2 для 3-х стержней.

В результате окончательно принимаем по 3 рабочих стержня, имеющих диаметр по 12 мм в обеих зонах поперечного сечения.

Схемы армирования ленточного фундамента

Приводим две основные схемы армирования монолитного железобетонного фундамента, которые могут использоваться в малоэтажном строительстве.

Схема 1 – если ширина ленты равна ширине стены

Схема 2 – если ширина ленты превышает ширину стены

В обоих случаях лента армируется по длине пространственным каркасом, рабочие стержни которого, расположенные в обеих зонах поперечного сечения конструкции, воспринимают и компенсируют растягивающие усилия.

Если лента выступает за грани цоколя более, чем на 0,5 м, растягивающие усилия будут возникать в зоне подошвы перпендикулярно к ее оси. Для того, чтобы компенсировать эти усилия, дополнительно используется армирование подошвы ленты в поперечном направлении к оси стены.

Оптимальное решение при этом – вязка сетки, состоящей из рабочих и конструктивных стержней и укладка ее перед установкой пространственного каркаса.

При устройстве пространственных каркасов кроме продольных рабочих стержней используется поперечная арматура, которая служит не только для соединения в одну конструкцию продольных прокатных изделий, но и для восприятия поперечных, перерезывающих нагрузок на ленту. Поперечная арматура противодействует также образованию трещин в конструкции и препятствует боковому выпучиванию рабочих стержней.

В составе пространственных каркасов поперечные прокатные изделия используются в виде хомутов, которые охватывают продольные рабочие стержни по периметру каркаса. Для хомутов применяется арматура с гладкой поверхностью класса А1, имеющая диаметр в пределах 6-8 мм.

В техническом документе СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» определены диаметры арматуры при разных условиях армирования, которые приводим в Таблице 2.

Помимо требований по использованию для различных элементов пространственных каркасов и плоских сеток арматурных стержней определенного диаметра и класса нормами предусматривается ряд правил по армированию монолитных конструкций.

Правила армирования монолитного ленточного фундамента

При производстве армирования ленты необходимо соблюдать следующие нормативные правила:

• рабочие стержни, установленные в продольном направлении каркасов и сетках, должны иметь один диаметр. В случае использования арматуры с разным диаметром стержни с бо льшим диаметром необходимо располагать в нижней зоне ленты;
• при ширине ленты, превышающей 150 мм, количество продольных рабочих элементов, размещенных в одном уровне, не должно быть меньше 2-х;
• расстояние в каркасе между продольными элементами, установленными в одном уровне, не допускается меньше 25 мм в нижнем ряду каркаса и меньше 30 мм в верхнем ряду. При устройстве пространственных каркасов также необходимо предусмотреть места для пропуска глубинных вибраторов. В этих местах просвет не должен быть менее 60 мм;
• шаг прокатных изделий в ленточном фундаменте, предусмотренный для монтажа хомутов или поперечных элементов, должен быть в пределах ¾ высоты конструкции и не больше 500 мм;
• защитный слой бетона, предусмотренный для рабочей арматуры каркасов или сеток, расположенной у подошвы ленты, должен составлять 35 мм при бетонной подготовке, 65 мм – при подготовке из песка или щебня;
• защитный бетонный слой с боковых и верхней сторон конструкции – 40 мм, для хомутов или поперечных стержней – 10 мм.

Изготовление каркасов и сеток

В случае использования обычного проката классов А1, по другой классификации А240, и А3(А400), производится вязка арматуры под ленточный фундамент, для чего применяется специальная вязальная проволока. Сварка арматурных элементов возможна только при использовании проката класса А400С или А500С.

Вязальная проволока изготавливается из низкоуглеродистой стали, имеет диаметр в пределах 0,8-1,4 мм и предназначена специально для изготовления элементов несущего каркаса железобетонных конструкций. При вязке каркасов и сеток используются отрезки длиной в 30 см, которые предварительно нарезаются.

Рассмотрим, как вязать арматуру для ленточного фундамента. Для выполнения этого вида работ используется специальный инструмент: ручные крючки или насадки на шуруповерт, вязальные пистолеты, пассатижи, щипцы и кусачки.

Из отрезков вязальной проволоки делают петлю, которую пропускают вокруг места соединения арматурных стержней, затем концы закручивают вручную посредством вязального крючка или механическим способом с помощью насадки на шуруповерт или пистолета.

Так как каркасы и сетки из арматуры имеют ограниченную длину, может возникнуть вопрос: как связать арматуру для ленточного фундамента. По длине каркасы и сетки стыкуют с помощью: нахлеста без сварки или сваркой в случае использования проката класса А400С или А500С.

При сварке внахлест длина стержней соединяемой арматуры не должна составлять менее 10 диаметров.

В случае соединения нахлестом длина перепуска арматурных стержней должна составлять не менее 20 диаметров соединяемых элементов и не менее 250 мм.

Для расчета общего объема материала можно использовать калькулятор арматуры для ленточного фундамента, размещенный на этой странице.

Армирование углов и стыков

В местах примыканий и угловых соединений ленты происходит наибольшая концентрация напряжений, поэтому эти узлы необходимо дополнительно укреплять.

Для усиления используется установка дополнительных стержней по следующим схемам:

При усилении угла ленты устанавливаются дополнительные Г-образные и трапециевидные стержни, которые крепятся к рабочим стержням в верхнем и нижнем уровнях соединяемых каркасов.

При усилении Т-образного пересечения устанавливаются дополнительные трапециевидные стержни в верхнем и нижнем уровнях соединяемых каркасов.

При усилении взаимного пересечения устанавливаются трапециевидные стержни.

Армирование углов ленточного фундамента может осуществляться также по следующим схемам:

Расчет количества арматуры

Исходные данные: малоэтажный дом размерами 10 х 12 м со средней несущей стеной, расположенной по длинной стороне. Сечение ленты 400 х 400 мм. Армирование – пространственный каркас из 6 стержней рабочей арматуры диаметром 12А3. Хомуты из гладкого проката диаметром 6А1 расположены с шагом 400 мм.

Определяем общую длину ленты:

10 х 2 + 12 х 3 = 56 м.п.

Длина рабочих стержней будет равна:

56 х 6 = 336 м.п.

Длина одного хомута:

0,4 х 4 /1,15 = 1,39 м (1,15 – коэффициент перевода периметра сечения ленты в длину хомута)

Количество хомутов:

56 / 0,4 = 140 шт.

Длина стержней для хомутов:

140 х 1,39 = 194,6 м.п.

Результаты расчета увеличиваем на 5 % – это запас, учитывающий резку арматуры и отходы.

Рабочая арматура: 336 х 1,05 = 353 м.п. или 352 х 0,888 = 313 кг

Хомуты: 194,6 х 1,05 = 204 м.п. или 204 х 0,222 = 46 кг

Для быстрого подсчета количества материалов можно использовать расположенный здесь калькулятор ленточного фундамента арматуры и опалубки.

Способы и приемы армирования ленточного фундамента от эксперта портала сайт

Приведенные выше две основные схемы, по которым можно армировать ленточный фундамент, а также схемы устройства усиления углов и пересечений для малоэтажных домов были многократно использованы и испытаны при реальном строительстве в тяжелых грунтовых условиях – при основаниях, сложенных из просадочных и пучинистых грунтов. Поэтому рекомендую использовать эти схемы и приведенную информацию по подбору стальных стержней и конструированию каркасов для домов высотой в 1-2 этажа при любых грунтовых условиях.

При строительстве более сложных и ответственных сооружений для проектирования фундамента следует обратиться к профессиональным проектировщикам.

Мероприятиям по возведению любого здания предшествуют проектные работы, в процессе которых определяется тип фундаментной базы и необходимое количество материалов для ее сооружения. Важной частью фундамента является арматурный каркас. Он повышает прочность основания, демпфирует растягивающие усилия и изгибающие нагрузки, а также предотвращает образование трещин. Для выполнения работ необходимо понимать, сколько арматуры нужно для армирования ленточного фундамента, а также для столбчатого и плитного основания. Разберемся с особенностями вычислений.

Расход арматуры на армирование ленточного фундамента

Готовимся выполнить расчет количества арматуры для фундамента – важные моменты

Планируя постройку частного дома, следует обратить особое внимание на конструкцию арматурной решетки, воспринимающую значительные нагрузки на фундамент. Квалифицированно разработанная схема силовой решетки и применение оптимального сечения арматуры позволяет обеспечить требуемый запас прочности фундаментной базы, а также ее продолжительный ресурс использования.

• с использованием программных средств и онлайн-калькуляторов, которые выполняют расчет арматуры после введения рабочих параметров;
• выполняя вычисления вручную на основании информации о конструктивных особенностях фундамента, величине усилий и параметрам решетки.

Фундаментная основа, воспринимает нагрузку от массы здания и равномерно распределяет ее на опорную поверхность почвы.

Возведение зданий осуществляется на различных типах оснований :

• ленточных;
• плитных;
• столбчатых.

Расчет арматуры для ленточного фундамента

До начала вычислений следует разобраться с конструкцией силового каркаса, который состоит из следующих элементов :

• вертикальных и поперечных стержней, между которыми выдержан равный интервал;
• вязальной проволоки, соединяющей продольно расположенные перемычки и вертикальные прутки;
• муфт, обеспечивающих прочное соединение и удлинение арматурных прутков.

Для каждого вида основания применяется своя схема армирования фундамента, которая зависит от следующих факторов :

• характеристик почвы;
• габаритов здания;
• конструктивных особенностей строения;
• действующих нагрузок.

Применяется арматура, имеющая ребристую поверхность, которая отличается :

• размером сечения;
• классом;
• уровнем воспринимаемых нагрузок;
• расположением в силовой решетке;
• стоимостью.

Укладка арматуры в ленточный фундамент

Для различных фундаментов на основании вычислений определяются следующие сведения :

• количество арматуры для фундамента;
• сортамент вертикальных и поперечных прутков;
• общая масса арматурного каркаса;
• методы фиксации стальных стержней в силовой конструкции;
• технология сборки несущей решетки;
• шаг обвязки арматурных элементов.

Важно правильно выполнить расчет. Арматура для фундамента в этом случае обеспечит необходимый запас прочности. Рассмотрим, какие необходимы исходные данные для расчетов, а также изучим методику выполнения вычислений для различных типов фундаментов.

Расчет количества арматуры для ленточного фундамента

Основание ленточного типа обеспечивает повышенную устойчивость строений на различных почвах. Конструкция представляет собой бетонную ленту, повторяющую контур здания и расположенную под капитальными стенами. Усиление стальной арматурой повышает прочностные характеристики бетонной основы и положительно влияет на ее долговечность. Для сооружения пространственной решетки можно использовать арматуру диаметром 10 мм.

Исходные данные для выполнения расчетов :

• длина и ширина фундаментной базы;
• сечение железобетонной ленты;
• интервал между каркасными элементами;
• общее количество обвязочных поясов;
• размер ячеек силовой решетки.

Сколько арматуры нужно для фундамента

Рассмотрим порядок вычислений :

1. Рассчитайте общую длину ленточного контура.
2. Вычислите количество элементов в поясах.
3. Определите метраж горизонтальных стержней.
4. Вычислите потребность в вертикальных прутках.
5. Рассчитайте длину поперечных перемычек.
6. Сложите полученный метраж.

Зная общее количество стыковых участков, можно вычислить потребность в вязальной проволоке.

Расчет количества арматуры на фундамент плитного типа

Фундамент плитной конструкции применяется для строительства жилых зданий на пучинистых грунтах. Для обеспечения прочностных характеристик применяются арматурные стержни диаметром 10–12 мм. При повышенной массе строений диаметр прутков следует увеличить до 1,4–1,6 см.

• пространственный каркас из арматуры сооружается в двух уровнях;
• соединение стержней выполняется в виде квадратных ячеек со стороной 15–20 см;
• обвязка выполняется отожженной проволокой в каждой точке соединения.

Схема армирования монолитной плиты фундамента

Для определения потребности в арматуре выполните следующие операции :

1. Определите количество горизонтальных прутков в каждом ярусе.
2. Вычислите общий метраж арматурных стержней, формирующих ячейки.
3. Прибавьте суммарную длину вертикальных опор, объединяющих ярусы.

Сложив полученные значения, получим общую потребность в арматуре. Зная количество стыков, несложно определить необходимый объем стальной проволоки.

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.

• 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

1. Определите длину вертикальных стержней в одной опоре.
2. Вычислите метраж элементов поперечной обвязки одного каркаса.
3. Рассчитайте общую длину, сложив полученные значения.

Умножив результат на количество опор, получим общую длину арматуры.

Как посчитать арматуру для фундамента – пример вычислений

В качестве примера рассмотрим, сколько нужно арматуры для фундамента 10х10, сформированного в виде монолитной железобетонной ленты.

Для выполнения вычислений используем следующую информацию :

• ширина основы 60 см, позволяет уложить в каждом поясе по 3 горизонтальных стержня;
• выполняется 2 пояса усиления, соединенные вертикальными прутками с интервалом 1 м.
• для здания 10х10 м и глубиной основы 0,8 м используется арматура диаметром 10 мм.

Расход арматуры для ленточного фундамента

1. Определяем периметр фундаментной основы здания, сложив длину стен – (10+10)х2=40 м.
2. Вычисляем количество горизонтальных элементов в одном поясе, умножив периметр на количество стержней в одном ярусе – 40х3=120 м.
3. Общая длина продольных прутков определяется умножением полученного значения на количество ярусов 120х2=240 м.
4. Рассчитываем количество вертикальных элементов, установленных по 10 пар на каждую сторону 10х2х4=80 шт.
5. Суммарная длина вертикальных стержней составит 80х0,8=64 м.
6. Определяем длину перемычек размером по 0,6 м каждая, установленных на двух поясах (по 20 на сторону) – 10х2х4х0,6=48 м.
7. Сложив длину арматурных стержней, получим общий метраж 240+64+48=352 м.

Определить длину стальной проволоки несложно. Количество соединений, умноженное на длину одного куска проволоки, равную 20–30 см, даст искомый результат.

Подводим итоги – насколько необходим расчет арматуры на фундамент

Планируя строительство дома, бани или дачного строения, несложно определить потребность в арматуре своими руками. Пошаговые инструкции позволят на калькуляторе рассчитать метраж стержней для изготовления арматурной решетки, усиливающей основу здания. Зная, как рассчитать арматуру, можно самостоятельно выполнить вычисления, не прибегая к помощи сторонних специалистов. Правильно выполненные расчеты обеспечат прочность фундаментной основы, устойчивость здания, а также длительный ресурс эксплуатации.

Расчет арматуры для фундамента – важный этап его проектирования, поэтому его необходимо проводить с учетом требований СНиП 52-01-2003 по выбору класса арматуры, сечения и его необходимого количества.

Для начала следует понять, для чего в монолитном бетонном основании нужна металлическая арматура. Бетон после набора им промышленной прочности отличается высокой прочностью на сжатие, и значительно более низкой прочностью на растяжение. Не армированное бетонное основание при вспучивании грунта склонно к растрескиванию, что может привести к деформации стен и даже разрушению всего здания.

Расчет арматуры для плитного фундамента

Пример расчета

Дом из газобетонных блоков, устанавливается на плитный фундамент толщиной 40 см на среднепучинистых суглинках. Габаритные размеры дома – 9х6 метров.

Расчет арматуры для ленточного фундамента

В основная нагрузка на разрыв приходится вдоль ленты, то есть направлена продольно. Поэтому для продольного армирования выбирают пруток с толщиной 12-16 мм в зависимости от типа грунта и материала стен, а для поперечных и вертикальных связей допускается брать пруток меньшего диаметра – от 6 до 10 мм. В целом принцип расчета похож на расчет арматуры плитного фундамента, но шаг арматурной решетки выбирается 10-15 см, так как усилия на разрыв ленточного фундамента могут быть значительно больше.

Пример расчета

Ленточный фундамент деревянного дома, ширина фундамента 0,4 м, высота – 1 метр. Размеры дома 6х12 метров. Грунт – пучинистые супеси.

1. Для выполнения ленточного фундамента обязательно устраивают две арматурные сетки. Нижняя арматурная сетка предупреждает разрыв ленты фундамента при просадках грунта, верхняя – при его пучении.
2. Шаг сетки выбирается 20 см. Для устройства ленты фундамента необходимо 0,4/0,2= 2 продольных прутка в каждом слое арматуры.
3. Диаметр продольного прутка для деревянного дома – 12 мм. Для выполнения двуслойного армирования двух длинных сторон фундамента необходимо 2·12·2·2 = 96 метров прутка.
4. Для коротких сторон 2·6·2·2 = 48 метров.
5. Для поперечных связей выбираем пруток с диаметром 10 мм. Шаг укладки – 0,5 м.
6. Вычисляем периметр ленточного фундамента: (6+12) ·2 = 36 метров. Полученный периметр делим на шаг укладки: 36/0,5 = 72 поперечных прутка. Их длина равна ширине фундамента, следовательно, общее количество 72·0,4 = 28,2 м.
7. Для вертикальных связей также используем пруток D10. Высота вертикальной арматуры равна высоте фундамента – 1 м. Количество определяют по количеству пересечений, умножив число поперечных прутков на число продольных: 72·4 = 288 штук. При длине 1 м общая длина составит 288 м.
8. Таким образом, для выполнения армирования ленточного фундамента понадобятся:

• 144 метров прутка класса A-III D12;
• 316,2 метров прутка класса A-I D10.
• По ГОСТ 2590 находим его массу. Погонный метр прутка D16 весит 0,888 кг; метр прутка D6 – 0,617 кг. Вычисляем общую массу: 144·0,88 = 126,72 кг; 316,2·0,617= 193,51 кг.

Расчет вязальной проволоки: количество соединений можно рассчитать по количеству вертикальной арматуры, умножив его на 2 – 288·2 = 576 соединений. Расход проволоки на одно соединение принимаем 0,4 метра. Расход проволоки составит 576·0,4 = 230,4 метров. Масса 1 метра проволоки с диаметром d=1,0 мм составляет 6,12 г. Для вязки арматуры фундамента потребуется 230,4·6,12 = 1410 г = 1,4 кг проволоки.

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.