Расположение и расчет арматуры в ленточном фундаменте

Принцип выбора арматуры по ее диаметру

Толщина (диаметр) арматуры для фундамента выбирается исходя из требуемого относительного содержания рабочей арматуры. Площадь сечения армирующих продольных элементов на срезе должна составлять не менее 0,1% – такое значение указано в нормативном документе СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». Что это значит?

Всего лишь то, что площадь арматуры по отношению к общей площади фундамента в разрезе (к площади сечения) должна соотноситься как 0,001 к 1.

В статье «Расчет арматуры для фундамента» мы приводили достаточно подробный разбор методики выбора армирующих элементов – их количества и диаметра – исходя из выбранных параметров фундамента дома. В расчетах используют таблицу, приведенную ниже.

Какая бывает арматура

Арматура выпускается в основном из стали. Бывает она гладкая и профилированная — с особой формы ребристостью. Ребристая используется для распределения нагрузки, гладкая служит лишь для придания конструкции формы. То есть основой упор нужно делать на качество ребристого прутка.

Арматура бывает гладкая и ребристая

Не так давно на рынке появилась пластиковая арматура для фундамента. Она активно продвигается. Но мало кто из специалистов (продавцы не в счет) советует ее использовать. Если разбирать свойства одного и другого вида арматуры, то в реальности все достоинства и недостатки выглядят примерно так:

• Сталь токопроводящая — пластики нет. Нельзя однозначно сказать, что токопроводимость — плохое качество. Его можно использовать, например, при устройстве заземления.
• Пластиковая арматура в 4-5 раз легче и выпускается в бухтах. Это факт, но реально влияет он только на стоимость перевозки. Так как для массы железобетонной конструкции разницы нет, весит пруток 50 кг или 10.
• Стальные пруты можно гнуть прямо на стройплощадке. С изделиями из полимеров такого делать нельзя. При необходимости по вашему заказу вам изготовят на заводе гнутые участки. На площадке самостоятельно это сделать нереально.

  Пластиковая арматура — новинка рынка

• Пластик химически нейтрален и не разрушается при попадании влаги в бетон. Это так. Но при соблюдении правил (не менее 50 мм бетона от прутков до поверхности) и стальное усиление стоит десятилетиями и не разрушается.
• Сталь начинает плавиться при 600o Пластики размягчаются при 200-300oC.
• Пластики имеют лучшие прочностные характеристики. Не совсем так. Они больше растягиваются при статических нагрузках. Сделаете плитный фундамент армированный пластиковой арматурой, а он через некоторое время провиснет: коэффициент удлинения у них в 10-11 раз больше, чем у стали. То же и с ленточным фундаментом: лента может провиснуть.

В общем, получается, следующее: для фундаментов пластиковую арматуру лучше не использовать. Слишком рискованная получается затея.

Проверка прочности фундамента на продавливание

На продавливание проверяются фундаментная плита и ступени фундамента. Расчет прочности фундамента на продавливание заключается в проверке достаточности толщины бетона фундаментной плиты для восприятия поперечной силы, вызванной локальной продавливающей нагрузкой.

vSd ≤vRd,

где vSd = β uVSd – погонная поперечная сила, действующая по длине критиче-

ского периметра u;

u = 4·hпк + 2·π·1,5 d – длина критического периметра;

β_ =1,0 – при центральном нагружении фундамента;

VSd = (a2f − Acrt ) p – продавливающая сила, вызванная давлением грунта на

подошву фундамента вне расчетной (критической) площади;

Процесс укладки арматуры

Прежде чем армировать фундамент для забора, нужно подготовить следующие материалы:

1. Крюк для плетения прутков.
2. Металлические прутья, длина и количество которых устанавливаются методом подбора.
3. Проволоку для фиксации разных элементов конструкции.

Каркас

Армирование основания под забор подразумевает сборку сетки из металлических или композитных прутьев, соединение которых производится проволокой с помощью крюка. Связывание прутьев производится так:

1. Проволоку сгибают по центру.
2. В появившуюся петлю продевается крюк.
3. Края заворачиваются в диагональном направлении, заводятся в крюк, связываются.

Вышеописанный процесс считается базовым, но есть большое количество иных технологий. Иногда крепление арматуры производится с помощью специальных насадок. Сделать быстрее процедуру армирования позволяет электрический крюк.

Опалубка под фундамент

Не советуют применять сварочный аппарат для завязывания прутьев, поскольку так материал может прийти в негодность.

Расчет диаметра арматуры для фундамента

Расчет диаметра поперечной и вертикальной арматуры

Диаметр поперечной и вертикальной арматуры необходимо подбирать согласно таблице:

В строительстве частных домов, как правило, в качестве вертикальной и поперечной арматуры используются стержни диаметром 8 мм, и этого обычно бывает вполне достаточно для ленточных фундаментов малоэтажных частных строений.

Расчет диаметра продольной арматуры

Согласно СНиП 52-01-2003, минимальная площадь сечения продольной арматуры в ленточном фундаменте должна составлять 0,1% от общего поперечного сечения железобетонной ленты. От этого правила и необходимо отталкиваться при выборе диаметра арматуры для фундамента.

Допустим у вас ширина ленты 40 см, а высота 100 см (1 м), то площадь сечения будет 4000 см2. Площадь сечения арматуры должна быть 0,1% от площади сечения фундамента, поэтому необходимо полученную площадь 4000 см2 / 1000 = 4см2.

Для того чтобы не рассчитывать площадь сечения каждого прута арматуры, можно воспользоваться простенькой таблицей:

При длине ленты менее 3 м, минимальный диаметр продольных стержней арматуры должен составлять 10 длине ленты более 3 м, минимальный диаметр продольной арматуры должен приниматься 12 мм.

И так, у нас есть минимальная расчетная площадь поперечного сечения арматуры в сечении ленточного фундамента, которая равна 4 см2 (это с учетом количества продольных стержней).

При ширине фундамента 40 см, нам достаточно использовать схему армирования с четырьмя стержнями. Возвращаемся к таблице и смотрим в столбце, где приведены значения для 4-х стержней арматуры, и выбираем наиболее подходящее значение.

Таким образом, определяем, что для нашего фундамента шириной 40 см, высотой 1 м, со схемой армирования четырьмя стержнями наиболее подходящая арматура диаметром 12 мм, так как 4 прута такого диаметра будут иметь площадь сечения 4,52 см2.

Расчет диаметра арматуры для каркаса с шестью стержнями проводится аналогичным образом, только значения уже берутся из столбца с шестью стержнями.

Продольная арматура для ленточного фундамента должна быть одного диаметра. Если по каким-либо причинам арматура у Вас разного диаметра, то стержни большего диаметра необходимо использовать в нижнем ряду.

Технология укладки прутьев

Армирование ленточного фундамента своими руками выполняется непосредственно в подготовленной к заливке опалубке или рядом на свободной площадке. Первый способ является самым надежным, так как позволяет контролировать правильность армирования. Зато второй сделать своими силами будет проще.

Пошаговая инструкция сборки стального каркаса:

1. Уложить на дне траншеи плоские камни или кирпичи для укладки продольных стержней, чтобы приподнять их над поверхностью на 5 см.

2. Из гладкого прута меньшего диаметра своими руками сделать поперечные перемычки и уложить их с шагом не более 60 см.

3. Вертикальные стойки по той же схеме закрепить на продольной арматуре.

4. Привязать стержни верхнего пояса и закрепить на них поперечные прутки.

5. Уложить готовые модули на дно траншеи и связать продольные элементы внахлест.

Пункты 2 и 3 в инструкции можно заменить, используя единый хомут. Он выполняет функции и вертикальной связки, и поперечной арматуры. Хомуты должны находиться друг к другу не ближе 25 см. Более точный шаг определяется как 3/8 высоты фундамента.

Как правильно армировать углы, мы уже рассказали в теоретической части. Инструкция по укладке своими руками такова:

• Изогнутую под прямым углом арматуру привязать в точке сгиба к вертикальной стойке.
• Концы стержня, расходящиеся на смежные стены, связать с прямолинейными отрезками внахлест. Размер нахлеста определяется как 40 диаметров выбранного прута, то есть для 12-мм изделия она составит не меньше 48-50 см.
• Установить хомуты с шагом вдвое меньшим, чем при увязке двух поясов на прямолинейных участках фундамента.

Рекомендации

Для сваривания в единую конструкцию годятся только стержни, маркированные литерой «С». Все прочие лучше соединять методом вязки, чтобы не нарушить структуру металла в точках скрепления.

У металлического армирования фундамента есть один существенный недостаток – подверженность коррозии. Чтобы исключить риск разрушения армирующей сетки и ослабление конструкции, нужно обеспечить изделиям надежную изоляцию от факторов внешней среды.

Для этого еще на стадии укладки прутьев нужно проследить, чтобы края арматуры не выходили за пределы будущего бетонного монолита и даже не приближались к земле и стенкам опалубки ближе, чем на 50 мм. Тогда при заливке все металлические стержни будут надежно скрыты под слоем бетона.

Схема

Укреплять необходимо верхнюю и нижнюю части фундамента, поэтому внизу и вверху укладываются продольные стержни, которые примут на себя основную нагрузку.

Если высота фундамента выше 20 см, то следует проложить ещё и вертикальные и поперечные арматуры. Схема каркаса будет походить на прямоугольные соты или ячейки.

Если поперечное и вертикальное армирование выполнить с помощью одного стального прута, который загнут буквой Г, то это увеличит прочность конструкции, так как она станет монолитной.

Подробно об армировании ленточного фундамента вы можете узнать из данного видео:

Расчет армирования ленточного фундамента

Количество арматурных элементов, необходимо высчитывать, исходя из размеров основания. Для фундаментов, ширина которых составляет 40 см достаточно 4 продольных стержня- по два сверху и снизу. Для установки ряда каркаса в ленточном основании размером 6х6 м понадобится, в среднем, 24 м арматуры. Если укладывать по 4 прутка, понадобится 96 м продольных стержней.

Для поперченного и вертикального армирования фундамента, ширина которого составляет 0,3 м и высота 1,9 м на каждое крепление при отступе 5 см от поверхности согласно калькулятору бетона надо (30-5-5)х2+(190-5-5)х2=400 см или 4 м арматурных элементов гладкой формы.

Если шаг монтажа хомутов составляет 0,5 м, количество соединений будет: 24/0,5+1=49 шт. Значит, исходя из расчетов, понадобится   4х49=196 м поперечных и вертикальных стержней.

Суммарную площадь сечения арматуры и ее вес, исходя из диаметра прутов, можно высчитать и по таблице:

Минимальная площадь армирования фундамента регламентируется нормативными документами, и от этого зависит прочность фундамента

Расчет для монолитного основания

Монолитная железобетонная плита укладывается под всей площадью строения.

Среди всех видов фундаментов плитный наиболее материально затратный, это касается как бетона, так и арматуры.

Укладка монолитного основания оправдана на мягких и подвижных грунтах.

Схема армирования монолитной фундаментной плиты.

Оно обеспечивает максимальную устойчивость и лучше всего противостоит силам пучения. При любых подвижках грунта опускается или поднимается вся плита, предотвращая перекосы и растрескивание стен. Из-за этого монолитное основание получило название плавающего.

Произведем расчет арматуры для плитного фундамента под здание 10х6 м. Толщина плиты определяется расчетом нагрузки, приходящейся на основание. В нашем примере она будет составлять 30 см. Армирование выполняется двумя поясами с шагом сетки 20 см. Нетрудно подсчитать, что на каждый пояс понадобится:

1000/200 = 50 поперечных прутьев длиной 6 м,

6000/200 = 30 продольных прутьев длиной 8 м.

Суммарная длина на 2 пояса составит:

(50х6+30х8)х2 = 1200 м.

Соединение поясов производится арматурой гладкого профиля. Всего насчитываем:

50 х 30 = 1500 узлов.

С учетом отступов от краев плиты по 5 см длина связующего прута равняется 0,2 м. Таким образом, гладкого профиля надо:

1500х0,2 = 300 м.

Помимо этого, необходимо будет позаботиться о приобретении проволоки для связки. Необходимое количество определяется из расчета 30 см на один узел. В нашем случае:

3000х0,3 = 900 м.

Обвязка производится кусочками проволоки, сложенными вдвое.

Армирование примыканий

Каждый угол, образующийся при слиянии отдельных лент фундамента, выступает в роли концентратора напряжений, поэтому соблюсти правильное размещение арматуры в этих зонах особенно важно:

• не допускается армирование углов ленточного фундамента выполнять простым связыванием сходящихся стержней продольной арматуры;
• в области пересечения лент фундамента должна располагаться угловая деталь – согнутый под углом 90 градусов арматурный стержень класса AIII;
• аналогичным образом поступают и при устройстве Т-образных примыканий, кроме того, каркас в таких перекрестьях усиливают дополнительными хомутами.

Вообще, в зонах концентрации напряжений расстояние между хомутами сокращают вдвое.

Такая схема армирования ленточного фундамента превращает арматурный каркас в единую жесткую конструкцию, а не набор из нескольких независимых балок, соединенных между собой шарнирами.

Этапы возведения

Прежде чем приступать к армированию, необходимо подготовить расходные материалы, инструменты:

• ручную бетономешалку;
• емкость для раствора;
• лопаты (штыковые, совковые);
• болгарку с дисками по металлу;
• доски, бруски;
• полиэтиленовую пленку;
• песок, щебень;
• молоток, гвозди;
• плоскогубцы, вязальную проволоку или сварочный аппарат;
• крючок для вязки проволоки;
• арматуру разного диаметра;
• строительный уровень, рулетку.

Ленточный

Этапы работы:

1. Подготовка участка. Необходимо убрать строительный мусор, срубить деревья, выкорчевать пни.
2. Разметка границы будущих траншей веревками, деревянными или металлическими колышками.
3. Снятие плодородного слоя почвы
4. Засыпание углубления слоем щебня с песком.
5. Рытье траншей (глубина зависит от точки промерзания грунта).
6. Создание песчаной подушки толщиной 20 см. Сверху нужно засыпать щебень слоем 15 см, провести дополнительную трамбовку.
7. Создание отдельных щитов опалубки. Их внутренние поверхности нужно затянуть плотной полиэтиленовой пленкой, закрепить ее строительным степлером.
8. Создание армирующего пояса.
9. Установка по границам траншей щитов опалубки. Их нужно подпереть распорками. Внутри необходимо закрепить армирующий пояс.
10. Заливка цементного раствора.

Чтобы основание получилось максимально прочным, при заливке цементного раствора необходимо утрамбовывать жидкую массу виброплитой. Это необходимо для выхода наружу пузырьков с воздухом.

Плитный

Плитный армированный фундамент представляет собой соединение двух металлических сеток. Для вязки лучше выбирать пруты диаметром 12–16 мм. Размеры секций — от 20 до 40 см. На углах пруты соединяются перекрестным стыком.

Советы специалистов

Чтобы вычислить, какая арматура нужна для ленточного фундамента, следует обращать внимание на тип здания и его габариты. При покупке металла учитывается нахлест, который будет даваться при соединении нескольких элементов, поэтому его нужно приобретать с запасом. Чтобы правильно армировать фундамент, на тупых углах необходимо выбрать прямой элемент и согнуть его до нужного размера. Также для усиления прикрепляется дополнительная деталь, которая уплотняет текстуру. К наиболее частым ошибкам во время работы относятся:

• связывание элементов под прямым углом;
• отсутствие любой связи между разными элементами;
• использование продольных прутьев в качестве связки перекрестий.

В процессе работы не нужно повторять эти ошибки, поскольку они будут влиять на качество. Для качественной привязки нужно продвигаться вдоль основы фундамента, устанавливая горизонтальные перемычки для элементов. Они должны находиться параллельно по отношению друг к другу.

Армирование плитной конструкции фундамента

Плитная (плавающая) конструкция фундамента — это цельная плита из железобетона, толщина которой 10 см или более, уложенная на подушку из песка и гравия и расположенная по всей площади здания. Этот вид конструкции фундамента бывает двух видов:

• мелкозаглубленный;
• заглубленный.

Для мелкозаглубленной конструкции достаточно снять верхний слой грунта и заменить его подушкой из песка и гравия. При установке заглубленного фундамента требуется рытье достаточно глубокого котлована, поэтому подобные конструкции сооружаются при возведении домов с цоколями или подвалами.

На подушку из гравия и песка укладывается гидроизоляционный материал и монтируется опалубка. Потом создается арматурный короб, состоящий из нижней и верхней сетки, которые связаны между собой. Используются прутья с ребрами и диаметром от 12 до 16 мм, расположенные на расстоянии 20 см друг от друга. Арматурные прутья можно заменить вязаной сеткой или каркасом, соединенным резьбовыми соединениями. Сетки можно укладывать в двух, трех или четырех плоскостях. Независимо от вида арматуры, необходимо монтировать ее так, чтобы верхняя часть плиты после заливки бетона была гладкой.

Построить фундамент из бетона можно и своими руками, если все правильно рассчитать и выбрать соответствующую марку бетона и арматуру. Для ленточной, столбчатой и мелкозаглубленной плитной конструкции даже земельные работы можно выполнить вручную. Трудности могут возникнуть только с заглубленным плитным фундаментом, требующим рытья глубокого котлована и большого объема бетона.

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.

О выборе марки бетона для фундамента прочесть можно тут. 

Схемы правильного армирования углов и примыканий

Способы армирования углов:

• Жёсткого соединения внахлёст и «лапок».
• Г-образного хомута.
• П-образного хомута.

Правильное армирование углов ленточного фундамента

Способы армирования примыканий:

• Жёсткого соединения внахлёст и «лапок»
• Г-образного хомута
• П-образного хомута

Правильное армирование примыканий ленточного фундамента

Армирование тупых углов ленточного фундамента при помощи нахлеста.

Армирование тупых углов ленточного фундамента внахлест

Длина нахлёста для всех вариантов составляет 50 диаметров арматуры.

Советы армирование ленточного фундамента

Если говорить о том, каким должно согласно строительных норм быть правильное расположение арматуры в ленточном фундаменте – учитывают ряд правил.

• Сам напуск должен быть как минимум 5 см.
• На самих соединениях углов перпендикулярно уложенные пруты обязательно связывают. Никогда не стоит использовать отдельные блоки. Оптимально, если сами углы будут выполнены из загнутой под нужным углом арматуры. Это позволит обеспечить необходимую степень надежности. Но тут необходимо загибать ее на специальных станках, своими силами этого не сделать.
• Само соединение соединяют при помощи специально соединительной проволоки. Используют специальные строительные крюки или пистолеты. Главное затягивать проволоку так плотно, чтобы не оставлять свободного места под хомутом. Прикоснитесь к нему и если он ходит ходуном, то затянут недостаточно плотно.
• Сам перехлест должен равняться как минимум 40-50 диаметров выбранной арматуры. Не должно быть разбежки в стыковке, предусмотренной просветом.
• Каркас должен стоять ровно. Плюс ко всему всегда надо позаботиться и о защитном слое из бетона для арматурной сетки.

Все это наглядно показывает, насколько просто можно сделать армирующий ленточный фундамент. Если сделать все согласно правил, то сроки службы, как самого фундамента, так и всего дома, иного строения, увеличивается в разы.

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.

Рассчитать количество арматуры на фундамент столбчатого типа несложно, учитывая следующие данные:

• 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

Алгоритм расчета:

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 выбрать арматуру и какая должна использоваться

Для выбора диаметра стержней существует простая методика:

1. Вычисляется площадь сечения бетонной ленты. Например, при ширине 0,4 и высоте 0,6 м площадь составит 0,24 м2 или 240000 мм2.
2. Умножаем полученную площадь на 0,001. Получаем 240 мм2. Это минимальная суммарная площадь арматурных стержней.
3. Общую площадь стержней делим на желаемое количество или площадь сечения одного прутка. Получаем сечение или количество горизонтальных стержней в каркасе. По таблицам СНиП подбираем близкий по размерам вид арматуры. В данном случае оптимальным вариантом получится 4 стержня диаметром 10 мм.

На практике обычно поступают проще. При самом распространенном сечении ленты 30-40 см на 60-70 см применяют пруток диаметром 12 мм, а при больших размерах — соответственно 14 мм и более, в зависимости от условий строительства.

Союз бетона и стали

Для начала нужно рассмотреть основные свойства сочетания двух материалов. Благодаря своим физическим характеристикам бетон дополняет сталь, защищает от коррозии, перегревов. А за счет арматуры в бетоне значительно повышается стойкость материала к общим и локальным деформациям, перепадам температур, правильно распределяются нагрузки.

Основные показатели прочности бетонных конструкций:

• Сжатие
• Растяжение
• Сдвиг

В разных состояниях материал демонстрирует иные значения данных параметров. Он очень прочен при сжатии, поэтому применяется при возведении перекрытий, выдерживающих постоянно сильное сжатие. Но если, кроме этого фактора, работает еще и растяжение, обязательно применяется железобетон, так как самостоятельно выдержать нагрузку бетон не может.

Армированный бетон обладает большим запасом прочности на растяжение, так как используемая в его производстве арматура сделана из прочной стали. При правильном соединении двух материалов они обеспечивают максимальные показатели, делая здания и сооружения прочными и долговечными.