Диаметр арматуры для ленточного фундамента и его расчет

Каждая стройка начинается с устройства надёжного основания. Ленточный фундамент — самая распространённая конструкция в малоэтажном строительстве. Расчёт арматуры для ленточного фундамента важен уже на этапе проектирования и доставки строительных материалов. Расчёт поручают профессионалам или проводят самостоятельно, изучив руководящие документы.

Расчет арматуры для различных фундаментов

  • Расчет для ленточного основания
  • Расчет для свайного основания
  • Расчет для монолитного основания

Бетонный фундамент для дома в обязательном порядке армируется. Расчет арматуры для фундамента выполняется согласно СНиП. При самостоятельном строительстве дома это один из важнейших этапов работ. Точное определение типа и количества армирующих элементов позволит создать фундамент, хорошо переносящий деформационные нагрузки. Если бетон в основании принимает на себя сжимающие нагрузки, то металлические элементы противостоят растяжению. Вторым существенным моментом определения необходимого количества арматуры является расчет себестоимости проекта.

Расчет арматуры для различных фундаментов

Расчет ленточного фундамента.

Для чего армируют фундамент

В идеальном случае, если бы грунт постоянно пребывал в стабильном состоянии и имел равномерно распределенную несущую способность, необходимости в армировании ленточных фундаментов не возникало бы, поскольку при таком положении дел они подвергались бы только сжимающим нагрузкам.

На деле же несущая способность различных участков грунтового основания может изменяться, особенно при смене сезонов. При этом отдельные части ленточного фундамента как бы провисают, в результате чего вся конструкция превращается в балку, работающую на изгиб.

Причем характер изгиба может изменяться в зависимости от того, просел ли грунт в средней части фундамента, или с краю, соответственно, растянутым может оказаться как верхний, так и нижний пояса конструкции.

По этой причине в монолитных бетонных фундаментах формируют два арматурных пояса – вверху и внизу. Правильное армирование ленточного фундамента является залогом его прочности, а значит и долговечности всей постройки.

Назначение армирования

Арматура оказывает сопротивление нагрузкам на фундамент со стороны грунта и самого здания

Ленточные фундаменты представляют собой монолитную фундаментную конструкцию из железобетона. Изготавливают основание непосредственно на месте постройки.

Назначение армирования

Железобетон — бетон, внутри которого расположен металлический каркас из арматуры. Металл позволяет выдержать поперечные нагрузки, которые создают:

  • снизу-вверх — процессы пучения грунта;
  • сверху вниз масса постройки.

Чистый бетон поперечным нагрузкам сопротивляется плохо. Сталь, заложенная внутрь конструкции, способна сделать фундамент в десятки раз прочнее.

Назначение армирования

Под нагрузкой каждый метр бетона может растягивается на 2–4 мм, тогда как сталь от 4 до 25 мм. Бетон же во много раз лучше переносит сжатие.

Алгоритм работы при давлении сверху:

  1. Нагрузка давит на поверхность фундамента, который начинает прогибаться.
  2. Верхний слой бетона противостоит сжатию, верхний ряд арматуры при этом бездействует.
  3. Нижняя часть фундамента пытается удлиниться.
  4. Нагрузкам на растяжение сопротивляется нижний ряд стержней.
Назначение армирования

При давлении от грунта снизу железобетон «работает» в обратную сторону — нижний слой бетона противодействует сжатию, а верхний ряд арматуры не даёт разрушиться от растяжения.

Пример расчета армирования ленточного фундамента

Проектируется ленточный фундамент с сечением:

  • высота 1,8 м;
  • ширина ленты 0,4 м.

Требуется рассчитать возможные варианты продольной арматуры и выбрать оптимальный.

Рассчитаем площадь сечения фундамента: 1,8 х 0,4 = 0,72

Минимальное суммарное сечение арматуры: 0,72 / 1000 = 0,00072

Разделив полученное значение на площади сечения арматуры различных диаметров (из вышеприведённой таблицы), получим минимально необходимое количество прожилин. Так для арматуры диаметром 6 мм имеем:

0,00072 / 0,0000285 = 25,30580079 шт.

Округлив полученное значение в большую сторону (для запаса прочности), получим: для того, чтобы произвести армирование фундамента с заданными размерами арматурой «шестёркой», понадобится смонтировать 26 продольных стержней. Конечно же – не самое лучшее инженерное решение.

Продолжив расчёт для других диаметров арматуры, получим следующие варианты:

  • для стержней диаметра 6 мм — 26 шт, по аналогии ниже(пропущены мм. и шт.):
  • 8  — 15;
  • 10 — 10;
  • 12 — 7 ;
  • 14  — 5 ;
  • 16  — 4 ;
  • 18  — 4 ;
  • 20  — 3 ;
  • 22  — 3 ;
  • 25  — 2 ;
  • 28  — 2 ;
  • 32  — 2 ;
  • 36  — 1 ;
  • 40  — 1 .
Читайте также:  Агенство недвижимости "Аверс" - справочник

Нетрудно заметить, что «наши» варианты – это стержни арматуры диаметром 16 или 18 мм. Их на фундамент требуется 4 штуки — по два на нижний и верхний ярусы.

Арматура плитного фундамента

Выбор арматурных стержней

Для изготовления арматурного каркаса в конструкции монолитного фундамента используется лишь арматура с маркировкой класса А400, устаревший вариант маркировки такой арматуры AIII, причём использовать прутья, относящиеся к классу ниже указанного, категорически запрещено.

Выбор арматурных стержней

Во время выбора арматуры не лишним будет ориентироваться в такой маркировке и знать визуальные отличия арматурных прутьев друг от друга в зависимости от классов:

Выбор арматурных стержней
  • для класса А240 или AI характерна гладкая поверхность;

    Арматура А240.

  • для А300 или AII характерен периодический профиль, который имеет кольцевой узор;

    Арматура А300.

  • класс А400 или AIII – это разновидность, которая подходит для проведения армирования бетонной конструкции монолитного фундамента. Она имеет профиль серповидного типа, иными словами называемый «елочкой».
Выбор арматурных стержней

Количество арматуры для укрепления фундамента

Для того чтобы определить количество арматуры, которое необходимо для укрепления бетона, требуется учесть следующие данные:

  • тип фундамента, который может быть столбчатым, плитным или ленточным;
  • площадь фундамента (в м2) и его высота;
  • диаметр арматурных прутков, а также их тип;
  • тип грунта, на котором возводится строение;
  • общий вес строительной конструкции.
Количество арматуры для укрепления фундамента

Принцип армирования ленточного фундамента

Для армирования фундаментов плитного и ленточного типов преимущественно применяются изделия с ребристым профилем класса A-III и размерами поперечного сечения не меньше 10 мм. В качестве элементов для соединения каркасных решеток допускается использование арматуры гладкого типа и меньшего сечения. Бетон монолитного фундамента для тяжелых строений армируется прутками большего сечения – 14–16 мм.

Арматурный каркас состоит из нижнего и верхнего поясов, в каждом из которых прутки укладываются таким образом, чтобы размер формируемых ячеек составлял приблизительно 20 см. Пояса соединяются между собой вертикальными прутьями, которые фиксируются при помощи вязальной проволоки. Высота и площадь фундамента позволит вам определить, сколько метров арматуры вам потребуется для укрепления бетона. Зная расход арматуры на 1 м3 вашей ЖБК, вы сможете подобрать размер поперечного сечения прутков, который будет зависеть от толщины фундамента.

Количество арматуры для укрепления фундамента

Схема раскладки арматуры ленточного фундамента

После того как вы определите, сколько арматуры вам будет нужно, вы должны распределить конструкцию из нее таким образом, чтобы на 1 м3 бетона приходилось требуемое количество массы металла. Создавая арматурный каркас, следует обращать внимание на то, чтобы все его элементы были покрыты слоем бетона толщиной не меньше 50 мм.

Определить, сколько нужно арматуры для укрепления ленточного фундамента, несколько проще, чем для более массивных конструкций из бетона. В этом случае также следует придерживаться норм, оговоренных в ФЕР – 81 кг металла на 1 м3 раствора бетона. Ориентироваться следует на размеры вашего ленточного фундамента. Например, если его ширина не превышает 40 см, то на формирование одного армирующего пояса можно пустить два прута с поперечным сечением 10–12 мм. Соответственно, если ширина больше, то и количество арматурных прутков в ряду следует увеличить.

Расчетные площади пеперечного сечения в зависимости от количества стержней

Количество арматуры для укрепления фундамента

Для фундаментов, глубина которых не превышает 60 см, арматурный каркас создают из двух уровней. Если глубина больше, то количество уровней каркаса рассчитывают так, чтобы они располагались на расстоянии 40 см друг от друга. Для соединения армирующих поясов между собой, как уже говорилось выше, используются вертикальные перемычки, которые монтируют по всей длине каркаса, располагая их с шагом 40–50 см.

Способы армирования углов

Составив несложный чертеж вашего будущего армирующего каркаса и проставив на нем все размеры, вы сможете легко рассчитать, сколько всего метров прутков определенного диаметра вам будет нужно. Вычислив общую длину прутков, вам нужно будет разделить ее на стандартную длину арматуры (5 или 6), и вы узнаете, сколько таких прутков надо приобрести.

Если вы собираетесь заливать ленточный фундамент для легкого строения, а почва на вашем участке крепкая, то для укрепления бетона можно использовать арматуру сечением и до 10 мм, создавая из нее каркас по описанной выше методике.

Количество арматуры для укрепления фундамента

Перевод погонных метров в тонны

Чтобы перевести погонный метраж в килограммы или тонны нужно обладать информацией о том, сколько весит 1 метр данной металлопродукции определённого диаметра. Самые распространённые виды имеют следующие показатели:

  • 16 – 1578.
  • 14 – 1208.
  • 12 – 888.
  • 10 – 617.
  • 8 – 395.
  • 6 – 222.

Перевод погонных метров в тонны

Показатели массы элемента, повышающего прочность, для 1 м³:

  • 12-14,4*888=12787,2 г (12,787 кг).
  • 8-28,8*395=11376 г (11,376 кг).
  • Итоговый вес – 12,787+11,376=24,163 килограмма (0,024 тонны).

Показатели массы металлоизделия для ленточного фундамента (из примера №2):

  • 10-240*617=148080 г (148,08 кг).
  • 6-300*222=66600 (66,6 м).
  • Общий вес – 148,08+66,6=215,4 килограмма (0,216 т).

Перевод погонных метров в тонны

Рассчитать, сколько понадобится материалов для создания армирующей несущей конструкции любого фундамента не составит труда, если знать обозначенные выше принципы. Это нужно для того, чтобы приобрести достаточное количество стройматериалов и избежать лишних затрат.

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

Сколько нужно 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.

Расчет арматуры для фундамента

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 фундамента

Расчет арматуры для плитного фундамента

Плитный  фундамент часто используют при строительстве коттеджей и дачных домов, а также других строений без подвального помещения. Он представляет собой бетонную плиту, армированную прутком в обоих перпендикулярных направлениях, при толщине фундамента более 20 см сетка выполняется в верхнем и нижнем слое.

До начала расчета необходимо определиться с маркой арматурного прутка.

Для плитного фундамента, выполняемого на прочных непучинистых грунтах, где вероятность горизонтального сдвига здания ничтожна, допускается использовать  ребристый арматурный пруток класса A-I диаметром от 10 мм.

Если грунт слабый, пучинистый либо здание стоит на уклоне – пруток необходимо выбирать не менее 14 мм в диаметре. Для вертикальных связей между нижней и верхней арматурной сеткой достаточно гладкого прутка с диаметром 6 мм класса A-I.

Материал стен также имеет значение, так как нагрузка здания существенно отличается у каркасных или деревянных домов и строений из кирпича или газобетонных блоков. В общем случае, для легких небольших строений допускается использовать пруток диаметром 10-12 мм, для кирпичных или блочных – арматуру 14-16 мм в диаметре.

Расстояния между прутьями в сетке обычно составляют 20 см и в продольном, и в поперечном направлении. Это означает, что на 1 метр длины дома необходимо уложить 5 арматурных прутков. Между собой перпендикулярные пересекающиеся прутки связывают мягкой отожжённой проволокой с помощью крючка для вязки или вязального пистолета.

Образец установленной арматуры для фундамента

Пример расчета

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

  1. Поскольку толщина фундамента значительна, необходимо две арматурные сетки, а также вертикальные связи. Горизонтальные сетки для блочного строения на среднепучинистом грунте выполняют из армированного прутка диаметром 16 мм, вертикальные – из гладкого прутка диаметром 6 мм.
  2. Количество прутьев продольной арматуры вычисляют  так: длину большей стороны фундамента делят на шаг решетки: 9/0,2 = 45 продольных арматурных прутьев длиной 6 метров, а общее количество прутка равно 45·6 = 270 м.
  3. Аналогично находят количество прутка для поперечных связей: 6/0,2 = 30 прутков; 30·9 = 270 м.
  4. Общее количество прутка на две арматурных сетки равно:  (270+270)·2 = 1080 м.
  5. Вертикальные связи имеют длину, равную высоте фундамента. Их количество находят по числу пересечений продольных и поперечных арматурных прутков: 45·30 = 1350 штук. Их общая длина 1350·0,4 = 540 метров.
  6. Таким образом, для выполнения фундамента необходимо:
  7. 1080 метров прутка класса A-III D16;
  8. 540 метров прутка класса A-I D6.
  9. По ГОСТ 2590 находим его массу. Погонный метр прутка D16 весит 1,58 кг; метр прутка D6 – 0,222 кг. Вычисляем общую массу: 1080·1,58 = 1706,4 кг; 540·0,222 = 119,88 кг.

    Сумарная площадь сечения стержневой арматуры

  10. Расчет вязальной проволоки зависит от применяемого инструмента. При вязке крючком средний расход проволоки равен 40 см на одно соединение. Количество соединений в одном ряду равно 1350, в двух – 2700. Расход проволоки составит 2700·0,4 = 1080 метров. Масса 1 метра проволоки с диаметром d=1,0 мм составляет 6,12 г. Для вязки арматуры фундамента потребуется 1080·6,12 = 6610 г = 6,6 кг проволоки.

Необходимые для вязки инструменты

Проволоку гнуть, конечно, можно и голыми руками, однако с целью упрощения и ускорения процесса рекомендуем использовать специально предназначенные для этого инструменты. Например, крючок для вязки арматуры под фундамент, приобрести который можно в любом строительном магазине. Современный рынок представляет в широком ассортименте и самые обычные модели, и винтовые, и полуавтоматические, которые хоть и делают работу более простой, но все-таки требуют от исполнителя приложения определенной физической силы. Опытные мастера утверждают, что магазинные крючки в большинстве случаев неудобны и быстро выходят из строя, поэтому они самостоятельно изготавливают личный инструмент для работы, что позволяет не только сэкономить деньги, но и сделать процесс вязки более удобным. Чтобы своими руками сделать такой крючок, вам понадобится отрезок арматуры с рифлением и подшипник для ручки.

Отличная альтернатива всем самодельным приспособлениям и крючкам – специальный пистолет для вязки. Устройство идеально для использования при масштабном строительстве. Оно способно ускорить и значительно облегчить процесс вязки. Прибор самостоятельно скручивает проволоку с установленным усилием за 0,8 с. Такие пистолеты имеют малый вес, освобождая вторую руку, которой теперь можно придерживать крепеж. Модель пистолета, которая вам необходима, зависит от диаметра используемой арматуры. Единственным недостатком подобного рода техники можно назвать высокую цену. Растраты будут неоправданными, если пистолет приобретается для единичного строительства.

Можно создать самостоятельно в домашних условиях подобие пистолета для вязки. для этого достаточно переоборудовать шуруповерт, вставив в патрон инструмента крючок, изготовленный из проволоки с круглым сечением 4 мм. Не стоит использовать для данных целей дрель. Из-за большей скорости оборотов она не сможет справиться с поставленной задачей. Работать с самодельным инструментом следует предельно аккуратно, держа его в обеих руках.

Использование пистолета для вязки арматуры сокращает общую продолжительность работ в пять – семь раз, если сравнивать с вязкой с помощью крючка. Однако устройство не подходит для применения в труднодоступных местах, а также неэкономично расходует проволоку и нуждается в регулярном перезаряде батареи.