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.

Расчет арматуры для ленточного фундамента.

• Технология устройства ленточного фундамента Инструменты и материалы

Популярность ленточного фундамента связана с его высокой эффективностью и простотой технологии его выполнения. Также с его помощью можно решить проблему строительства на слабых грунтах. Но вместе с тем устройство фундамента такого типа отличается повышенной трудоемкостью процесса и значительным увеличением расхода строительных материалов, в том числе и арматуры.

Диаметр арматуры для ленточного фундамента.

Расчет ленточного фундамента.

Армирование ленточного фундамента – это обязательное условие, без соблюдения которого нельзя говорить о надежности и долговечности всей конструкции.

Армирование ступенек и углов

Как сделать арматуру для ленточного фундамента, если участок не идеально ровный и присутствуют различные перепады высот? Фундаментную ленту на таком участке заливают в виде ступенек. Такие ступеньки армируются необычным способом, а слегка усложненным. Каркас такой ступеньки продлевают на один метр. Затем в верхней части устанавливаются прутья длинной два метра, а поперечные горизонтальные элементы укладываются с шагом в 150 см.

Особое внимание следует уделить тому, как укладывать арматуру в ленточный фундамент при армировании углов. Именно угловые зоны подвергаются наибольшей деформации, направленной в разные стороны. Ошибки при сборке армирующего каркаса на углах приводят в дальнейшем к негативным последствиям. Фундамент с большей вероятностью будет трескаться и расслаиваться. Так как именно на углах соединяются разные части каркаса, фундамент с неправильно выполненным угловым армированием будет представлять собой просто отдельные фрагменты и не будет в полной мере выполнять свои функции.

Для того, чтобы обеспечить надежность необходимо в местах стыков арматуры использовать дополнительные изогнутые стержни. Для поперечных прутов используется в два раза меньший шаг, устанавливаются дополнительные вертикальные прутья.

Обратите внимание, что углы армируются таким образом, что изогнутые части уходят в противоположные стены.

Технология устройства ленточного фундамента.

Как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента.
Армирование угла и примыкания ленточного фундамента.

Чтобы ответить на вопрос, какая арматура нужна для ленточного фундамента, надо вначале вспомнить, что он собой представляет и каким подвергается нагрузкам. Сама по себе бетонная лента достаточно хорошо выдерживает вертикальную и боковую нагрузку на сжатие, но очень плохо работает на изгиб. Для защиты фундамента выполняется его армирование, при этом, благодаря взаимодействию пластичного металла и прочного бетона, получается очень надежная и долговечная конструкция.

Технология устройства ленточного фундамента достаточно проста. После расчистки земельного участка, привязки здания и закрепления осей согласно проекту переходят к земляным работам: выкапывают траншею, выравнивают и уплотняют основание. Следующим обязательным этапом является устройство подушки из песка. Песчаная подушка поможет равномерно распределить вес здания на площадь подошвы.

После этого устанавливают опалубку и начинают укладку арматуры. диаметр которой должен соответствовать расчетному значению. После изготовления арматурного каркаса переходят к заливке бетона, каждый слой которого уплотняют вибратором. Когда бетон застынет, опалубку снимают и покрывают ленточный фундамент слоем гидроизоляции, а оставшиеся пазухи заполняют песком и тщательно утрамбовывают.

Инструменты и материалы.

Какая арматура для ленточного фундамента.
Схема армирования ленточного фундамента.

Для выполнения работы по устройству ленточного основания используются следующие материалы и приспособления:

• песок;
• щиты опалубки;
• арматура;
• вязальная проволока;
• бетон;
• рубероид или мастика;
• рулетка;
• уровень;
• шнур;
• лопата;
• кусачки;
• плоскогубцы;
• трамбовка;
• глубинный вибратор.

Строгое соблюдение технологии позволит возвести действительно надежную и долговечную конструкцию. Особое внимание при этом следует уделить вопросу, какой диаметр арматуры на ленточном фундаменте целесообразно применить. Этот вопрос решается еще на этапе проектирования всего здания.

Ширина подошвы

Полученные в предыдущей главе числа вы складываете и полагая, что прочность грунта будет составлять 29 т на кв. м. производите вычисления.

Расчет арматуры ленточного фундамента.

Вязка арматуры под ленточный фундамент.
Расчет арматуры для фундамента.

Стандартная ширина ленты составляет 0,3-0,4 м, при высоте 0,7 м, то есть ее сечение достаточно небольших размеров. Поэтому диаметр применяемой арматуры обычно не превышает 12-14 мм. Укладка арматуры на ленточном фундаменте выполняется в виде двух поясов. Арматура располагается в верхней и нижней его частях в 4 прутка. Диаметр арматуры рассчитывают на основании данных о параметрах фундамента и используемых для его строительства материалах.

Следует помнить, что при возведении массивного дома или выполнении строительства на подвижных, слабых грунтах продольная арматура укладывается по 3-4 прутка в каждом поясе.

Низ основания в поперечном сечении испытывает нагрузку на изгиб, которую берет на себя поперечная арматура. Вертикальное армирование обеспечивает жесткость всего каркаса, при этом позволяет избежать в будущем наклонных трещин в теле фундамента.

Пример расчета арматуры для ленточного фундамента.

Арматура для ленточного фундамента дома.
Схема монтажа фундамента.

Проведем расчет необходимого количества арматуры для фундамента ленточного типа здания размером 6 х 6 м, ширина ленты – 40 см, высота – 70 см. Длина несущей стены – 6 м.

Для продольного армирования используют прутки класса А-III с ребристой поверхностью, диаметр которых составляет 12 мм. Стержни укладываются продольно в 4 прута вдоль ленты по всему периметру и под несущей стеной (по 2 прута в нижнем и верхнем поясах). Общая длина ленты составляет 30 м, где 24 м – это длина периметра и 6 м под несущей стеной. Общее количество арматуры, диаметр которой 12 мм, составляет 120 м. Вес 1 м арматуры такого сечения – 0,888 кг, следовательно, для армирования всего монолитного основания понадобится 106,56 кг.

Так как поперечные и вертикальные стержни не испытывают существенной нагрузки, то для армирования достаточно будет применить гладкую арматуру класса А-I, диаметр которой составляет 6 мм. Поперечные и вертикальные прутки устанавливают с шагом 0,5 м, отступ от поверхности фундамента должен составлять 5 см. С учетом этого количество стержней диаметром 6 мм на одно соединение составляет 1,8 м. Всего таких соединений 61, следовательно, общая длина прутков составит 109,8 м. Вес 1 м арматуры, диаметр которой соответствует 6 мм, составляет 0,222 кг. Следовательно, ее общее количество, необходимое для армирования, составит 24,38 кг.

Выбираем диаметр вязальной проволоки и способ вязки каркаса.

Количество вязальной проволоки на одну связку составляет 0,3 метра, всего таких связок в одном соединении 4. Умножив на общее количество соединений – 61, получаем, что понадобится 73,2 м вязальной проволоки. Диаметр проволоки, которая применяется для связки стержней в углах каркаса, составляет 0,8-1,2 мм. При изготовлении арматурного каркаса используется именно вязка стальной проволокой, что гарантирует долговечность всей конструкции. Категорически нельзя применять сварку, чтобы избежать коррозии металла в местах соединения арматуры.

Технология вязки заключается в следующем: на пересечении прутков проволоку вначале затягивают, а затем оставшиеся концы скручивают плоскогубцами. Кроме того, для вязки арматуры применяется и специальный пистолет, который значительно сокращает трудозатраты. Недостатком является достаточно высокая стоимость этого инструмента.

Диаметр и количество применяемой арматуры напрямую зависит от массивности сооружения, от вида грунта на строительном участке, а также от типа ленточного фундамента (мелкозаглубленный или заглубленный). Процесс расчета арматурного каркаса должен осуществляться еще на этапе проектирования всего здания. Только строгое соблюдение требований проектной документации, технологии строительства и профессионального выполнения строительных работ могут гарантировать срок службы ленточного фундамента не менее 150 лет.

Ассортимент металлопродукции

Классы арматурной стали
Для железобетонных конструкций используют арматуру:

• горячекатаную, гладкую или с периодическим профилем (кольцевым или серповидным) диаметром от 6 до 40 мм;
• термически и механически упроченную с периодическим профилем, 6–40 мм;
• холоднодеформированную периодического сечения (3–12 мм).

Рекомендовано использовать гладкую арматуру классом не ниже А-240 (А-I). Для ребристой (периодического профиля) выбирают класс А-300 и выше.

В местности, где температура опускается ниже 30°С, класс А-300 использовать запрещено.

Предпочтительно использовать изделия с периодическим профилем – с приливами в виде колец или серпа. Неровности увеличивают площадь сцепления стержней с бетоном и прочность всей конструкции.

В последнее время в продаже появилась композитная арматура. Производитель рекомендует её использовать взамен стальных изделий.

СП 295.1325800.2017 не разрешает использование композитных изделий для фундаментов.

Как рассчитать нагрузки на основание

Нагрузка на основание фундамента складывается из веса всей постройки.

Она включает в себя вес следующих элементов:

• Основание.
• Стены.
• Перекрытия.
• Крыша.

Кроме того, необходимо учитывать внешние воздействия — ветровые нагрузки, вес снега в зимний период и т.п. Поэтому задача определения веса должна решаться комплексно. Некоторые данные (количество снега, глубина промерзания грунта, удельный вес материалов) можно найти в таблицах СНиП.

По площади и толщине определяется объем всех элементов постройки. Затем объем умножается на удельный вес, получая в результате вес того или иного элемента конструкции дома. Затем все полученные значения складываются, к ним прибавляется вес снега (находится в таблицах СНиП) и примерный вес мебели, домашней утвари, бытовой техники и т.п.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Процедура сложная и требует внимания и тщательности, но выполнять ее придется в любом случае.

Какой должен быть шаг

Шаг арматуры, как и другие рабочие параметры каркаса, регламентируется СНиП 52-01-2003. Обычно прутки располагают друг от друга на расстоянии, кратном диаметру. В среднем, расстояние между соседними стержнями принимается равным 23-25 диаметров.

При этом, основным критерием выбора является размер ленты, так как место размещения арматуры должно соответствовать потребностям конструкции. Оптимальный вариант — погружение прутьев каркаса на глубину около 5 см в толщу бетона.

Это позволяет надежно защитить металл от коррозии и обеспечивает ленте должную жесткость и прочность.

Шаг поперечных элементов (хомутов) не должен превышать максимального расстояния между крайними стержнями решетки. Таково требование СНиП, но на практике нередко о нем забывают, распределяя хомуты реже, чем надо.

Если при заливке никаких проблем не возникло, то при эксплуатации уменьшение числа хомутов значения не имеет. Но нагрузки от льющегося бетона и подвижки во время затвердения способны нарушить порядок распределения арматуры, что грозит снижением прочности ленты.