Расположение и расчет арматуры в ленточном фундаменте
Ленточный фундамент имеет нестандартную геометрию: его длинна в десятки раз больше глубины и ширины. Из-за такой конструкции почти все нагрузки распределяются вдоль ленты. Самостоятельно бетонный камень не может компенсировать эти нагрузки: его прочности на изгиб недостаточно. Для придания конструкции повышенной прочности используют не просто бетон, а железобетон — это бетонный камень с расположенными внутри стальными элементами — стальной арматурой. Процесс закладки металла называется армированием ленточного фундамента. Своими руками его сделать несложно, расчет элементарный, схемы известны.
Количество, расположение, диаметры и сорт арматуры — все это должно быть прописано в проекте. Эти параметры зависят от многих факторов: как от геологической обстановки на участке, так и от массы возводимого здания. Если вы хотите иметь гарантированно прочный фундамент — требуется проект. С другой стороны, если вы строите небольшое здание, можно попробовать на основании общих рекомендаций все сделать своими руками, в том числе и спроектировать схему армирования.
Схема армирования
Расположение арматуры в ленточном фундаменте в поперечном сечении представляет собой прямоугольник. И этому есть простое объяснение: такая схема работает лучше всего.
Армирование ленточного фундамента при высоте ленты не более 60-70 см
На ленточный фундамент действуют две основные силы: снизу при морозе давят силы пучения, сверху — нагрузка от дома. Середина ленты при этом почти не нагружается. Чтобы компенсировать действие этих двух сил обычно делают два пояса рабочей арматуры: сверху и снизу. Для мелко- и средне- заглубленных фундаментов (глубиной до 100 см) этого достаточно. Для лент глубокого заложения требуется уже 3 пояса: слишком большая высота требует усиления.
Для большинства ленточных фундаментов армирование выглядит именно так
Чтобы рабочая арматура находилась в нужном месте, ее определенным образом закрепляют. И делают это при помощи более тонких стальных прутьев. Они в работе не участвуют, только удерживают рабочую арматуру в определенном положении — создают конструкцию, потому и называется этот тип арматуры конструкционным.
Для ускорения работы при вязке арматурного пояса используют хомуты
Как видно на схеме армирования ленточного фундамента, продольные прутки арматуры (рабочие) перевязываются горизонтальными и вертикальными подпорками. Часто их делают в виде замкнутого контура — хомута. С ними работать проще и быстрее, а конструкция получается более надежной.
Какая арматура нужна
Для ленточного фундамента используют два типа прутка. Для продольных, которые несут основную нагрузку, требуется класс АII или AIII. Причем профиль — обязательно ребристый: он лучше сцепляется с бетоном и нормально передает нагрузку. Для конструкционных перемычек берут более дешевую арматуру: гладкую первого класса АI, толщиной 6-8 мм.
В последнее время появилась на рынке стеклопластиковая арматура. По заверениям производителей она имеет лучшие прочностные характеристики и более долговечна. Но использовать ее в фундаментах жилых зданий многие проектировщики не рекомендуют. По нормативам это должен быть железобетон. Характеристики этого материала давно известны и просчитаны, разработаны специальные профили арматуры, которые способствуют тому, что металл и бетон соединяются в единую монолитную конструкцию.
Классы арматуры и ее диаметры
Как поведет себя бетон в паре со стеклопластиком, насколько прочно такая арматура будет сцепляться с бетоном, насколько успешно эта пара будет сопротивляться нагрузкам — все это неизвестно и не изучено. Если хотите экспериментировать — пожалуйста, используйте стекловолокно. Нет — берите железную арматуру.
Расчет армирования ленточного фундамента своими руками
Любые строительные работы нормируются ГОСТами или СНиПами. Армирование — не исключение. Оно регламентируется СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». В этом документе указывается минимальное количество требуемой арматуры: оно должно быть не менее 0,1% от площади поперечного сечения фундамента.
Определение толщины арматуры
Так как ленточный фундамент в разрезе имеет форму прямоугольника, то площадь сечения находится перемножением длин его сторон. Если лента имеет глубину 80 см и ширину 30 см, то площадь будет 80 см*30 см = 2400 см 2 .
Теперь нужно найти общую площадь арматуры. По СНиПу она должна быть не менее 0,1%. Для данного примера это 2,8 см 2 . Теперь методом подбора определим, диаметр прутков и их количество.
Цитаты из СНиПа, которые относятся к армированию (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)
Например, планируем использовать арматуру диаметром 12 мм. Площадь ее поперечного сечения 1.13 см 2 (вычисляется по формуле площади окружности). Получается, чтобы обеспечить рекомендации (2,8 см 2 ) нам понадобится три прутка (или говорят еще «нитки»), так как двух явно мало: 1,13 * 3 = 3,39 см 2 , а это больше чем 2,8 см 2 , которые рекомендует СНиП. Но три нитки на два пояса разделить не получится, а нагрузка будет и с той и с другой стороны значительной. Потому укладывают четыре, закладывая солидный запас прочности.
Чтобы не закапывать лишние деньги в землю, можно попробовать уменьшить диаметр арматуры: рассчитать под 10 мм. Площадь этого прутка 0,79 см 2 . Если умножить на 4 (минимальное количество прутков рабочей арматуры для ленточного каркаса), получим 3,16 см 2 , чего тоже хватает с запасом. Так что для данного варианта ленточного фундамента можно использовать ребристую арматуру II класса диаметром 10 мм.
Армирование ленточного фундамента под коттедж проводят с использованием прутков с разным типом профиля
Как рассчитать толщину продольной арматуры для ленточного фундамента разобрались, нужно определить, с каким шагом устанавливать вертикальные и горизонтальные перемычки.
Шаг установки
Для всех этих параметров тоже есть методики и формулы. Но для небольших строений поступают проще. По рекомендациям стандарта расстояние между горизонтальными ветками не должно быть больше 40 см. На этот параметр и ориентируются.
Как определить на каком расстоянии укладывать арматуру? Чтобы сталь не подвергалась коррозии, она должна находится в толще бетона. Минимальное расстояние от края — 5 см. Исходя из этого, и рассчитывают расстояние между прутками: и по вертикали и по горизонтали оно на 10 см меньше габаритов ленты. Если ширина фундамента 45 см, получается, что между двумя нитками будет расстояние 35 см (45 см — 10 см = 35 см), что соответствует нормативу (меньше 40 см).
Шаг армирования ленточного фундамента — это расстояние между двумя продольными прутками
Если лента у нас 80*30 см, то продольная арматура находится одна от другой на расстоянии 20 см (30 см — 10 см). Так как для фундаментов среднего заложения (высотой до 80 см) требуется два пояса армирования, то один пояс от другого располагается на высоте 70 см (80 см — 10 см).
Теперь о том, как часто ставить перемычки. Этот норматив тоже есть в СНиПе: шаг установки вертикальных и горизонтальных перевязок должен быть не более 300 мм.
Все. Армирование ленточного фундамента своими руками рассчитали. Но учтите, что ни масса дома, ни геологические условия не учитывались. Мы основывались на том, что на этих параметрах основывались при определении размеров ленты.
Армирование углов
В конструкции ленточного фундамента самое слабое место — углы и примыкание простенков. В этих местах соединяются нагрузки от разных стен. Чтобы они успешно перераспределялись, необходимо арматуру грамотно перевязать. Просто соединить ее неправильно: такой способ не обеспечит передачу нагрузки. В результате через какое-то время в ленточном фундаменте появятся трещины.
Правильная схема армирования углов: используются или сгоны — Г-образные хомуты, или продольные нитки делают длиннее на 60-70 см и загибают за угол
Чтобы избежать такой ситуации, при армировании углов используют специальные схемы: пруток с одной стороны загибают на другую. Этот «захлест» должен быть не менее 60-70 см. Если длины продольного прутка на загиб не хватает, используют Г-образные хомуты со сторонами тоже не менее 60-70 см. Схемы их расположения и крепления арматуры приведены на фото ниже.
По такому же принципу армируются примыкания простенков. Также желательно арматуру брать с запасом и загибать. Также возможно использование Г-образных хомутов.
Схема армирования примыкания стен в ленточном фундаменте (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)
Обратите внимание: в обоих случаях, в углах шаг установки поперечных перемычек уменьшен в два раза. В этих местах они уже становятся рабочими — участвуют в перераспределении нагрузки.
Армирование подошвы ленточного фундамента
На грунтах с не очень высокой несущей способностью, на пучнистых почвах или под тяжелые дома, часто ленточные фундаменты делают с подошвой. Она передает нагрузку на большую площадь, что придает большую стабильность фундаменту и уменьшает величину просадок.
Чтобы подошва от давления не развалилась, ее также необходимо армировать. На рисунке представлены два варианта: один и два пояса продольной арматуры. Если грунты сложные, с сильной склонностью к зимнему печению, то можно укладывать два пояса. При нормальных и среднепучнистых грунтах — достаточно одного.
Уложенные в длину пруты арматуры являются рабочими. Их, как и для ленты, берут второго или третьего класса. Располагаются друг от друга они на расстоянии 200-300 мм. Соединяются при помощи коротких отрезков прутка.
Два способа армирования подошвы ленточного фундамента: слева для оснований с нормальной несущей способностью, справа — для не очень надежных грунтов
Если подошва неширокая (жесткая схема), то поперечные отрезки — конструктивные, в распределении нагрузки не участвуют. Тогда их делают диаметром 6-8 мм, загибают на концах так, чтобы они охватывали крайние прутки. Привязывают ко всем при помощи вязальной проволоки.
Ели подошва широкая (гибкая схема), поперечная арматура в подошве тоже является рабочей. Она сопротивляется попыткам грунта «схлопнуть» ее. Потому в этом варианте подошвы используют ребристую арматуру того же диаметра и класса, что и продольную.
Сколько нужно прутка
Разработав схему армирования ленточного фундамента, вы знаете, сколько продольных элементов вам необходимо. Они укладываются по всему периметру и под стенами. Длинна ленты будет длиной одного прутка для армирования. Умножив ее на количество ниток, получите необходимую длину рабочей арматуры. Затем к полученной цифре добавляете 20% — запас на стыки и «перехлесты». Вот столько в метрах вам и нужно будет рабочей арматуры.
Считаете по схеме сколько продольных ниток, потом высчитываете сколько необходимо конструктивного прутка
Теперь нужно посчитать количество конструктивной арматуры. Считаете, сколько поперечных перемычек должно быть: длину ленты делите на шаг установки (300 мм или 0,3 м, если следовать рекомендациям СНиПа). Затем подсчитываете, сколько уходит на изготовление одной перемычки (ширину арматурного каркаса складываете с высотой и удваиваете). Полученную цифру умножаете на количество перемычек. К результату добавляете тоже 20% (на соединения). Это будет количество конструктивной арматуры для армирования ленточного фундамента.
По похожему принципу считаете количество, которое необходимо для армирования подошвы. Сложив все вместе, вы узнаете, сколько арматуры нужно на фундамент.
Технологии сборки арматуры для ленточного фундамента
Армирование ленточного фундамента своими руками начинается после установки опалубки. Есть два варианта:
- Весь каркас собирают прямо в котловане или траншее. Если лента узкая и высокая, работать так неудобно.
Оба вариант неидеальны и каждый решает, как ему будет легче. При работе непосредственно в траншее, нужно знать порядок действий:
- Первыми укладывают продольные прутки нижнего армопояса. Их нужно приподнять на 5 см от края бетона. Лучше использовать для этого специальные ножки, но у застройщиков популярны куски кирпичей. От стенок опалубки арматура также отстоит на 5 см.
- Используя поперечные куски конструкционной арматуры или сформованные контура, их фиксируют на необходимом расстоянии при помощи вязальной проволоки и крючка или вязального пистолета.
- Далее есть два варианта:
- Если использовались сформованные в виде прямоугольников контура, сразу к ним вверху привязывают верхний пояс.
- Если при монтаже используют нарезанные куски для поперечных перемычек и вертикальных стоек, то следующий шаг — подвязывание вертикальных стоек. После того как все они привязаны, привязывают второй пояс продольной арматуры.
Есть еще одна технология армирования ленточного фундамента. Каркас получается жесткий, но идет большой расход прутка на вертикальные стойки: их забивают в грунт.
- Сначала вбивают вертикальные стойки в углах ленты и местах соединения горизонтальных прутков. Стойки должны иметь большой диаметр 16-20 мм. Их выставляют на расстоянии не менее 5 см от края опалубки, выверяя горизонтальность и вертикальность, забивают в грунт на 2 метра.
- Затем забивают вертикальные прутки расчетного диаметра. Шаг установки мы определили: 300 мм, в углах и в местах примыкания простенков в два раза меньше — 150 мм.
- К стойкам привязывают продольные нитки нижнего пояса армирования.
- В местах пересечения стоек и продольных арматурин привязываются горизонтальные перемычки.
- Подвязывается верхний пояс армирования, который располагается на 5-7 см ниже верхней поверхности бетона.
- Привязываются горизонтальные перемычки.
Удобнее и быстрее всего делать армирующий пояс с использованием сформованных заранее контуров. Прут сгибают, формируя прямоугольник с заданными параметрами. Вся проблема в том, что их необходимо делать одинаковыми, с минимальными отклонениями. И требуется их большое количество. Но потом работа в траншее движется быстрее.
Армирующий пояс можно вязать отдельно, а потом установить в опалубку и связать в единое целое уже на месте
Как видите, армирование ленточного фундамента — длительный и не самый простой процесс. Но справиться можно даже одному, без помощников. Потребуется, правда, много времени. Вдвоем или втроем работать сподручнее: и прутки переносить, и выставлять их.
Арматура для фундамента частного дома
В силу хрупкости ячеистобетонного камня, отлично работающего на сжатие, но слабо на растяжение, основание под возведёнными из него стенами должно быть было максимально статичным. Обеспечить это может только армированный бетонный монолит, поэтому чаще всего под газобетонные дома заливают либо плитные основания, либо ленты мелкого заложения.
Соответственно у застройщиков, занимающихся беспроектным строительством, возникает вопрос: какая арматура лучше для фундамента, на который мы постарается дать исчерпывающий ответ.
Характеристика и разновидности арматуры
Общим термином «арматура» называют каркас монолита, состоящий из подобранных по размеру, и определённым образом соединённых в рабочую систему стержней. Именно они и начинают работать на изгиб в тот момент, когда бетон перестаёт справляться с растягивающей нагрузкой. Такое композиционирование двух материалов позволяет значительно увеличивать прочность основания, и соответственно, обеспечить ему более длительный срок службы.
- Бетон, армированный металлом, называется железобетоном. Впервые такая идея пришла в голову французскому инженеру Жозефу Монье, который получил патент на изобретение ещё в конце 19 века. Металл в 100 раз лучше бетона сопротивляется растяжению, и к тому же имеет практически такой же коэффициент линейного расширения при нагреве.
- Традиционно у нас в стране для усиления монолитных фундаментов используют арматуру с периодическим профилем. Рельеф, выполненный на стержнях, препятствует самопроизвольному выдёргиванию из бетона под нагрузкой, поэтому в несущих конструкциях гладкая арматура может применяться разве что в качестве соединительных элементов и монтажных петель.
- Стержни класса А-ІІІ(А400) изготавливают из низколегированной либо углеродистой стали. Сечение круглое, профиль создаётся за счёт двух противоположно расположенных выступов, соединяемых между собой винтовыми рёбрами. «А» обозначает, что это термомеханически усиленный горячекатаный прокат, римская тройка – относит арматуру к соответствующему классу прочности.
- Правда, маркировка с указанием класса прочности устарела, а в современной интерпретации вместо класса прочности указывается предел текучести металла. В данном случае это 400 Н/мм2, поэтому арматура и обозначается как А400. Для удобства потребителя, которому бывает нелегко разобраться в этих нюансах, в строительной документации и паспорте на металл могут указываться обе маркировки.
- Варить арматуру марки А400 не рекомендуется, её желательно только вязать. Для изготовления сварных каркасов подходит А400С, где литера «С» как раз и обозначает возможность сваривания.
- Разница между А400 и А400С состоит в углеродном эквиваленте – чем он ниже, тем лучше сваривается металл. Есть отличия и в рисунке профиля: У А400 рёбра располагаются чаще и примыкают к выступам вплотную. У А400С рёбра имеют более плавную форму, и не примыкают к параллельным выступам вплотную.
Существует ещё арматура А500С (и А600С) — с более высоким пределом текучести металла. Визуально отличить её от А400С невозможно, если не видеть маркировку, поэтому более высокий ценник для покупателя может быть единственным ориентиром.
Если арматура не покупается, а, к примеру, лежала у вас на даче или взята у соседа, но марка неизвестна и соответственно, вы не знаете, для какого соединения она предназначена, выйти из положения можно так. А400 сваривать тоже можно, но только после предварительного прогрева до 200 градусов. Размер нахлёстов в этом случае делается как обычно: 8-10 диаметров арматуры, но на половину этого расстояния шов может провариваться с двух сторон либо использоваться накладка.
Соединять вязкой можно любую арматуру, в том числе и свариваемую. И если сварка требует специализированного оборудования и профессионального обращения с ним, то заниматься вязкой можно и самостоятельно. Этот способ соединения арматуры имеет массу преимуществ, так как при вязке проще устранить перекосы, можно ставить каркас в уже смонтированную опалубку, да и просто значительно ускорить сроки возведения фундамента.
Размер арматуры и принцип её размещения
Характеристики прочности готовой конструкции напрямую зависят от диаметра используемой арматуры, потому что чем толще стержни, тем большие нагрузки они смогут выдерживать. Хотя излишнее утяжеление тоже ни к чему, так как от этого будет зависеть величина давления на грунт.
Золотая середина определяется расчётом, но как показывает практика, в малоэтажном гражданском строительстве таковой является арматура диаметром 12-14 мм. Уточним, что речь идёт о рабочей (продольной) арматуре. Поперечно она может связываться более тонкими стержнями 6-10 мм (в том числе и гладкими), либо фиксироваться по кругу хомутами в зависимости от конфигурации фундамента.
- Требования к армированию железобетонных конструкций изложены в п 10.3, СП 63.13330. При горизонтальном положении нижних стержней, монтируемых в один или два ряда, минимальное расстояние между ними не может быть меньше 25 мм, а для верхних стержней – 30 мм.
- Наибольшие расстояния в плитах, лентах и ростверках зависят от высоты поперечного сечения. Для плит толщиной до 150 мм шаг рабочей арматуры составляет не более 200 мм, для более толстых монолитов 400-800 мм. В фундаментах балочной конструкции, в одном ряду армирования должно быть не менее двух продольных стержней.
- Площадь сечения конструкции, занимаемая продольной арматурой, должна составлять не менее 0,25%. Стержни должны равномерно располагаться по контуру сечения, с уменьшением шага только в тех местах, где резко меняются размеры монолита, либо увеличиваются нагрузки.
- Габариты каркаса должны учитывать необходимую толщину защитного слоя бетона: для нижнего ряда арматуры при отсутствии подбетонки он составляет 70 мм, при наличии подбетонки 40 мм. Сбоку защитная оболочка должна составлять 30-35 см, сверху достаточно 20 мм.
- Поперечная арматура устанавливается с шагом, обепечивающим удержание продольных стержней в требуемом положении. Она должна воспринимать расчётные усилия и предупреждать образование и развитие трещин в бетоне. Минимально допустимый диаметр поперечной арматуры – 6 мм.
Какую арматуру использовать для фундамента: стальную или композитную
Пособия по проектированию и прочие официальные строительные документы ориентированы на применение стальной арматуры. Однако существует и композитная арматура – те же гладкие и периодические стержни, только изготовленные их стекло- или базальтопластика. Это формуемые методом протяжки термопластичные полимеры, армированные кварцем или стеклянным волокном. Они отличаются высокой устойчивостью к коррозии и малым удельным весом, но главным их достоинством является высокая, не уступающая стали прочность на разрыв.
Именно поэтому из космо- и авиационной промышленности, для которых композиты были придуманы изначально, они плавно переместились и в нишу гражданского строительства. Такую арматуру точно так же производят в виде стержней различного диаметра, кладочных сеток и карт. Единственно, чем композитная арматура уступает металлической, так это модулем упругости: у металла он почти в 4 раза выше, поэтому в многоэтажном и промышленном строительстве для усиления ответственных конструкций композитную арматуру не применяют.
Однако для небольшого частного дома или хозпостройки, того модуля упругости, который имеется у пластиковой арматуры, вполне достаточно, а благодаря более высокой прочности на разрыв, композитные стержни можно брать с меньшим диаметром. Таблица замены диаметров стержней, не снижающей прочностных характеристик каркаса, представлена ниже.
Обратите внимание: Стеклопластиковая арматура идеально подходит для большинства фундаментов, да и обходится дешевле. Тот факт, что она способна сильнее прогибаться, особого значения не имеет, когда конструкция опирается на грунт (лента, плита, набивные сваи). Другое дело – ростверк, который имеет минимум точечных опор и активно работает на изгиб. В этом случае фундамент однозначно нужно армировать стальными стержнями.
Расчет количества арматуры
Невозможно точно рассчитать необходимое количество арматуры, не имея перед глазами схему армирования. Значит, начинать придётся с создания чертежа – хотя бы самого примитивного, на котором будут отражены:
- высота и ширина сечения каркаса;
- количество рядов продольной арматуры;
- количество рабочих стержней в одном ряду и расстояние между ними;
- шаг поперечной арматуры.
Посчитаем для примера арматуру для ленты мелкого заложения, высотой 70 см и общей длиной 30 м, в которой будет всего два пояса армирования:
- Для такой небольшой постройки (это может быть баня или гараж размером 6*6 м с одной внутренней стенкой), рабочую арматуру можно брать диаметром 8 мм, соединительную – 6 мм.
- При ширине ленты 40 см, в поперечном разрезе фундамента будет всего 4 рабочих стержня: два в нижнем ряду, и два сверху. Учитывая количество рядов усиления и длину ленточного монолита, общая длина рабочей арматуры составит 120 м.
- Чтобы соединить рабочие пруты в пространственную конструкцию, в одной точке понадобится хомут из стержня длиной 0,7 м*2+0,4 м*2 = 2,2 м.
- Допустим, хомуты устанавливаются через 0,5 м, тогда получится 61 соединение. Умножив 61 на 2,2 м, получаем общую длину соединительной арматуры 134,2 м.
- Теперь посчитаем проволоку. В каждой секции данного каркаса присутствует 4 соединения, всего их 244. На одно соединение требуется 0,3 м проволоки, всего получится 73,2 м.
Увязка армирующего каркаса
Установка арматуры может производиться как в уже собранную опалубку, так и до неё. Всё зависит от того, будет ли это укрупнённая сборка, когда собирают сначала секции каркаса, а потом соединяют их на месте, либо каркас полностью собирается из отдельных стержней. Во втором случае проще сначала смонтировать арматуру – чтобы борта опалубки не мешали соединять торцы.
Тут всё индивидуально, каждая бригада монтажников самостоятельно определяет порядок действий, принимая во внимание ещё и конфигурацию фундамента. Если это лента, однозначно удобнее сначала собрать отдельные секции каркаса, а потом уже установить их в готовую опалубку.
Арматурные пруты нарезают по длине одной стороны фундамента и раскладывают нижний ряд на заданном расстоянии. На них надевают хомуты и прикрепляют каждый рабочий стержень вязальной проволокой. Когда нижний ряд будет полностью зафиксирован, в хомуты поочерёдно заводят и привязывают прутья верхнего ряда, в итоге получится фрагмент пространственного каркаса, который можно будет установить в опалубку.
Снизу толщину защитной оболочки обеспечивают подставки-стульчики нужной высоты. По бокам, чтобы стержни не соприкасались с деревянными щитами, устанавливаются фиксаторы в форме звёздочки. Сверху отметка верха фундамента наносится на щит выше каркаса на 20-30 мм.
Угловые соединения
Наиболее часто под газобетонные и другие дома предусматривают ленточные фундаменты мелкого заложения, так как они наиболее экономичны. Для системы сопрягаемых балок, почти не погруженных в грунт, крайне важно правильное соединение арматуры, которое и обеспечивает надёжность основания дома в целом.
Так как ленточный фундамент состоит из сопрягаемых или пересекающихся балок, для стыковки арматуры в точках соединения требуется использовать гнутые Г- или П-образные элементы. Как и соединительные хомуты, их продают в готовом варианте, но можно гнуть и прямо на объекте. Главное только делать это правильно, не допуская перегибов под прямым углом без диаметрального перехода.
Обратите внимание: Нагревать место изгиба или надпиливать его нельзя ни в коем случае! Для изготовления гнутых деталей каркаса из стальной арматуры, на стройках используют ручные или приводные станки.
На прямых участках соединение арматуры производится внахлёст, со смещением стыков в двух параллельных рядах минимум на 2 диаметра арматуры. В проектируемом строительстве величина нахлёста, как и всё остальное, определяется расчётом, с учётом класса используемого бетона и диаметра арматуры.
Как правильно рассчитать диаметр арматуры для ленточного фундамента?
Ленточный фундамент – это самый распространенный вариант основания здания. В большинстве случаев он применяется с усилением арматурой.
Армирование необходимо для защиты бетона от изгибающих и растягивающих нагрузок, которые его разрушают. Характеристики фундамента и всего здания во многом зависят от точности расчета диаметра арматуры.
Арматура какого диаметра применяется для возведения ленточного фундамента, как ее выбрать, как правильно рассчитать, расскажем в статье.
Правила выбора
В строительстве фундаментов применяется два вида арматуры – композитная и металлическая. Традиционно используются металлические прутки. Они выпускаются с диаметром от 5 до 32 мм.
Композитный материал для усиления фундаментов применяется относительно недавно, но он уверенно вытесняет металлический аналог. Преимущества композитного материала – отсутствие электропроводности и устойчивость к коррозийным процессам.
При выборе необходимо учитывать основные характеристики строящегося здания – площадь, этажность, вид стеновых материалов, вариант кровли, тип грунта и степень его пучинистости.
Каркас состоит из продольных прутков, вертикальных и поперечных. Поперечные и вертикальные элементы необходимы для придания конструкции жесткости. Основную нагрузку берут на себя продольные прутки. Они изготавливаются обычно из рифленой арматуры 12-14 см.
Благодаря рифленой поверхности прутки лучше сцепляются с бетоном, что обеспечивает фундаменту сопротивляемость растягивающим нагрузкам. Поперечины могут быть выполнены из гладких прутьев толщиной от 4 до 10 мм.
Требования по СНиП
Установленные правила СНиП определяют толщину и количество продольных арматурин. Согласно принятым требованиям, суммарное сечение всех основных элементов каркаса должно составлять не менее 0,1% от сечения всей фундаментной ленты (СНиП 52-01-2003).
Применять можно прутки любой толщины от 10 мм. Количество продольных прутков должно быть не меньше 4, так как иначе не получится сконструировать надежный устойчивый каркас.
Это означает, что самые легкие постройки требуют обустройства каркаса их 4 прутков 10 мм. Для более массивных зданий делаются индивидуальные расчеты.
Минимальный диаметр стержней в зависимости от назначения армирования
Поскольку нагрузку от постройки несут только продольные прутки, в СНИП указаны требования именно к ним.
Они должны быть толщиной не меньше 10 мм. Поперечные прутки нагрузку не несут, но выполняют функцию фиксации и придания конструкции жесткости.
Если длина основания меньше 3 м, то минимальный диаметр продольных прутьев должен быть 10 мм; если больше 3 м — 12 мм.
Расчет толщины сечения
Расчет поперечных и вертикальных прутков и продольных отличается из-за общей нагрузки и требований СНИП.
Поперечная и вертикальная
Для дополнительных поперечных и вертикальных элементов диаметр выбирается в соответствии с проектом. При этом учитываются его размеры, количество длинных арматурин, шаг установки поперечин. Обычно используют гладкие прутья 6-8 мм.
Диаметр поперечной и вертикальной арматуры необходимо подбирать согласно таблице:
Условия использования арматуры Минимальный диаметр арматуры в мм Вертикальная при высоте поперечного сечения ленты менее 80 см 6 Вертикальная при высоте ленты более 80 см 8 Поперечная арматура 6 Какой диаметр арматуры нужен для одноэтажного дома? В строительстве 1- 2-этажных частных домов обычно для вертикального и поперечного армирования используются 8-миллиметровые прутья.
Продольная
Для расчета нужно узнать площадь сечения фундамента. Для этого его высоту нужно умножить на ширину. Площадь сечения арматуры должна быть 0,1% от площади сечения основания, значит нужно полученный результат умножить на 0,1%.
Кроме этого необходимо понимать, по какой схеме будет собираться каркас. Обычно он состоит из 4 или 6 продольных прутков.
Рассмотрим примеры расчетов:
Пример
Рассчитаем толщину прутков для ленты с высотой 80 и шириной 30 см. Площадь сечения такой ленты составляет 2400 квадратных см, а 0,1% от него – 2,4 см.
80 * 30 * 0.1% = 2,4 см²
Допустим, планируется использовать арматуру 12 мм. Берем ее площадь поперечного сечения — 1,13 квадратных сантиметров.
Эту площадь можно посмотреть ниже в таблице или высчитать по формуле площади окружности: S=πR², где:
Считаем сколько прутьев (ниток) должно быть в каркасе. Делим 2,4 на 1,13, получаем 2 с остатком, значит, чтобы выполнить требования, нужно применить каркас с тремя нитями. 1,13 * 3 = 3,39 см², а это больше чем 2,4 см², которые рекомендует СНиП.
3 нитки на два пояса поделить не получится, а нагрузка будет значительной и с той и с другой стороны. Для обеспечения ему устойчивости нужно минимум 4 прута. При использовании 4 прутьев в 12 мм получается слишком большой запас прочности.
Оптимальный вариант здесь – взять 4 прута меньшего диаметра. Вполне будет достаточно 10-миллиметровой арматуры. Его площадь — 0,79 см². Если умножить на 4, получится 3,16 см², этого параметра будет достаточно.
Чтобы не высчитывать диаметр каждого прута по площади сечения, можно воспользоваться специальной таблицей:
Номинальный диаметр, мм Площадь поперечного сечения, см2 Масса 1 метра, теоретическая, кг 6 0,283 0,222 7 0,385 0,302 8 0,503 0,395 10 0,785 0,617 12 1,131 0,888 14 1,54 1,21 16 2,01 1,58 18 2,64 2 20 3,14 2,47 22 3,80 2,98 25 4,91 3,85 28 6,16 4,83 32 8,04 6,31 36 10,18 7,99 40 12,58 9,87 45 15,90 12,48 Подобные расчёты очень удобно производить в Microsoft Excel.
Прутья разной толщины почти никогда не используются. Если по какой-то причине приходится это делать, более толстые арматурины применяют для нижней обвязки.
Почему важно правильно рассчитывать?
Диаметр прутьев должен быть правильно рассчитан. Если использовать материал меньшей толщины, фундамент получится недостаточно прочным.
Со временем бетон будет испытывать повышенные нагрузки, а арматурный каркас не сможет их сдерживать.
В результате бетонная лента будет растрескиваться и разрушаться. Исправить такую ошибку в процессе эксплуатации здания невозможно.
Более толстые прутья конструкции не повредят. Но излишний запас прочности – это неоправданные затраты, увеличивающие бюджет строительства.
Все самое важное об армировании ленточного фундамента найдете в этом разделе сайта.
Заключение
В армировании ленточного фундамента основное значении имеют параметры продольных прутьев, которые несут всю нагрузку конструкции. Их диаметр рассчитывается по значению площади сечения фундаментной ленты.
При правильном расчете основание дома получится достаточно надежным, но при этом не будет слишком затратным в обустройстве.
Источник https://stroychik.ru/fundament/armirovanie-lentochnogo-fundamenta
Источник https://full-houses.ru/armatura-dlya-fundamenta-chastnogo-doma/
Источник https://stroim-domik.org/stroitelstvo/fundament/lentochnyj/armirovanie-l/diametr-a-dlya-len
