Арматура в плите фундамента обеспечивает прочность и устойчивость конструкций, позволяя им выдерживать значительные нагрузки и противостоять деформациям. В сочетании с бетоном, она играет ключевую роль в распределении сил и предотвращении трещинообразования, что особенно важно в условиях переменных климатических факторов и подвижек грунта.
Кроме того, использование арматуры помогает увеличить срок службы фундамента, уменьшая риск его разрушения со временем. Правильное проектирование и размещение арматуры в плите фундамента способствуют созданию надежной базы для всего здания, что является основой для обеспечения его дальнейшей долговечности и безопасности.
Армирование фундаментной монолитной плиты
Плитный фундамент это сплошная бетонная плита, усиленная арматурным каркасом или сварными сетками. Она монолитная, так как ее бетонируют без перерывов, за один раз.
Такой мелкозаглубленный фундамент утепляют со стороны подошвы, потому что его устанавливают выше глубины промерзания.
Плитный фундамент одновременно выполняет два назначения: это полы по грунту и передача нагрузок от дома на грунт. При этом в него можно установить напольную систему обогрева. Чтобы выполнять сколько нужных назначений, плиту делают с высокой прочностью, устойчивой к трещинам и деформациям. Для этого рассчитывают ее арматурное усиление.
Для каких строений выбирают плитный фундамент
По расчетам он соответствует для малоэтажных домов из камня, сборных ж/бетонных блоков, монолитного бетона, деревянного бруса.
Такую опору берут для жилых домов, коттеджей, небольших коммерческих зданий.
На каких грунтах устанавливают монолитную плиту? На песчаных, глинистых, суглинках, супесях — на такие грунты хорошо передают нагрузки любые типы опор. Но плитный фундамент может работать еще на неоднородных увлажненных грунтах, которые проявляют низкую несущую способность. Что помогает ему размеренно распределять нагрузки на грунт и нивелировать его подвижки? Это каркасное пространственное армирование бетонного пласта.
При увлажненных грунтах, чтобы сохранить прочность основания, устанавливают дренажную систему, отмостку, гидроизоляцию.
Типы монолитных плит
Плоские. По форме это монолитный бетонный пласт с равной высотой сечения в любом вертикальном разрезе. Армируют его металлическими сетками с квадратным сечением. Сетки устанавливают в 2 уровня.
Ребристые. По форме это ровный бетонный пласт с ребрами жесткости. Ребра направляют вверх или, что намного чаще, вниз. У ребристой плиты больше прочности, также она проявляет больше жесткости. Армируют как плоскую часть, так и ребра жесткости.
Ребра усиливают поперечным армированием, которое соединяют с продольным армированием плоской части. В итоге получается жесткая конструкция с большой прочностью, при этом она устойчива к опрокидыванию.
Что дает армирование?
Прочность бетона дает ему способность выдерживать сжимающие нагрузки. При этом, если к нормальному вектору действия силы приложится изгибающий момент, то бетон может ответить образованием трещин. Изгиб или кручение могут образоваться при намокании почвы, сейсмических действиях, морозном пучении, неравных весовых нагрузках.
Чтобы фундаментная плита выдерживала такие воздействия, по СП 63.13330.18 рассчитывают какая у нее должна быть прочность, как она должна отвечать на продавливание, на появление трещин и изменение формы.
Чтобы прочность, жесткость фундамента соответствовали проектным расчетам, его армируют. Кроме прочности арматура добавит бетону жесткости, которой ему не хватает, чтобы не трескаться при изгибающих силах.
Для бетонных плит рассчитывают силы, которые действуют сконцентрировано на продавливание. Он показывает, как такие сжимающие силы влияют на ж/ бетон. Такой расчет делают для мест, где приложены концентрированные усилия. Это участки опирания колонн, перегородок, оборудования. На этих участках, чтобы увеличить прочность, закладывают больше процент армирования.
Защитный слой по СП 63.13330.18
Арматура будет выполнять свое назначение внутри бетона, если над ней будет бетонное покрытие. Если над стержнями высота покрытия будет недостаточной, то при нагрузках рифлению стержней не во что будет упираться и слой треснет. Если слой положить слишком высокий, то он начнет работать, как неармированный бетон, он тоже треснет под изгибающими нагрузками. Поэтому защитное покрытие делают такой толщины, чтобы:
- арматура совместно работала с бетоном;
- была возможно установка анкеров и стыковка стержней;
- оно могло защищать стержни от воды, химических смесей, механического воздействия.
СП рекомендует в плитном фундаменте без б/подложки закладывать 70 мм покрытия под нижний ярус армирования и 40 мм, если есть б/подложка. Для первого яруса армирования, который будет выходить внутрь дома, 20-25 мм в зависимости от влажности.
Процент армирования
Какой шаг закладывают между рабочей арматурой? Его размер зависит от того насколько гибкая плита. Гибкость находим делением длины на высоту сечения. Если полученное значение до 5, то СП 10.3.6 рекомендует задавать суммарную площадь сечений рабочих стержней равной 0,1 % от площади сечения плиты.
Если значение гибкости от 25 и больше, то процент сечений стержней увеличивают до 0,25 % .
Вывод: процент армирования плиты увеличивается с ростом ее гибкости.
Кроме расчетного армирования монтируют конструктивное (0,025 %). Его монтируют:
- на участках резких изменений сечения. В местах сопряжений плоской плиты к ребрам;
- по краям плиты, где сосредоточены силы растяжения. Здесь монтируют хомуты, которые соединяют ярусы сеток;
- в местах продавливания, где сконцентрированы нагрузки.
Шаг рабочих стержней
Монолитный фундамент армируют сварными сетками. Их устанавливают в 1 ярус, если высота плиты 15 см. При увеличении высоты свыше 15 см, сетки устанавливают в 2 яруса.
По СП при высоте до 15 см шаг рабочие арматуры закладывают 20 см. При высоте свыше 15 см шаг равен 1,5*h с ограничением 40 см.
Расчет сеток для фундамента
Сколько нужно стержней, какой их метраж, сколько они весят для плоского плитного фундамента 10х10 метров, высотой 0,25 м?
Находим гибкость, делим длину на высоту, получаем 40, поэтому процент армирования задаем 0,25%.
Продольное направление
Определим площадь разреза плиты и умножим ее длину на высоту, получим 2 500 000 мм2.
Суммарная S диаметров арматуры 2 500 000 мм2*0,25% / 100%= 6250 мм2.
По сортаменту в ГОСТ сечение проката 10 мм = 78,5 мм2.
Делим суммарную площадь проката на площадь 1 штуки: 6250 / 78,5 = 80 шт.
Армирование двухъярусное, поэтому в одном ярусе будет 80 / 2 = 40 шт.
Определим шаг, для этого делим длину 10 000 мм на 40 шт. Шаг получается равным 250 мм. Это размер квадратных ячеек сеток, которые нужно установить в 2 уровня.
Поперечное направление
Так как в основе фундамента квадрат, то для этого направления тоже выйдет 80 стержней. Суммарно для обоих направлений выйдет 160 штук по 10 метров каждая, метраж получится 1600 м.
По сортаменту метр проката 10 мм весит 0,617 кг. Это значение умножим на общий метраж и узнаем вес всего проката, 1,072 тонны. Это общий вес сеток для фундамента. К этому весу нужно добавить вес конструктивного армирования.
Армирование плитного фундамента
Плитный фундамент это сплошной бетонный пласт, подошва которого выше расчетной глубины промерзания, он относится к мелкозаглубленным, поэтому его делают утепленным снизу. Железобетонная плита объединяет два конструктивных элемента: фундаментное основание и полы по грунту, в которых монтируют напольную систему отопления. На плитном фундаменте лежит сразу несколько назначений, поэтому его делают прочным, устойчивым к деформациям. Чтобы он отвечал таким требованиям, при разработке проекта учитывают его расчетную плотность армирования.
Где применяют
- Для малоэтажных жилых и общественных домов с этажностью до 2,5. Со стенами из: каменной кладки; сборного или монолитного бетона с несъемной опалубкой; деревянного бруса.
- Со сборными или монолитными ж/б перекрытиями. Бетонную фундаментную плиту монтируют на грунтах: глины, суглинки (тугопластичные, мягкопластичные); пластичные супеси; крупный песок.
Расчетное сопротивление грунтов 7,5-36 т/м2 в зависимости от пористости, текучести.
На грунты со слабой несущей способностью равномернее других будет передавать нагрузки сплошной плитный фундамент. Этому способствует пространственное армирование объема бетонного пласта.
Форма плитного фундамента
Форма в виде сплошного бетонного пласта без ребер. Если форма плоская без ребер, а дом легкий, то она может принимать угол наклона независимо от ее плотности армирования. Это следствие морозного пучения, сезонных изменений погоды, свойств грунта. Этого не случится, если дом каменный, у него значительный вес, чтобы противостоять движениям грунта в его основании.
Форма с ребрами жесткости разработана, чтобы увеличить несущую способность, а также устойчивость к опрокидыванию при сезонных подвижках грунта.
У ребер жесткости боковые стороны с уклоном, для снижения давления грунта на подошву фундамента.
Зачем нужно армировать?
При составлении проекта ж/б элементы рассчитывают по 2-м предельным состояниям: способности нести нагрузки (прочности) и раскрытию трещин плюс по деформациям (СНиП 52-101-03).
По расчетам прочные бетонные элементы хорошо выдерживают нагрузки направленные перпендикулярно к его плоскости. Но, если к ним добавятся силы с изгибающим и крутящим моментом, бетон даст трещины. Такие моменты появятся при сезонных подвижках грунта, морозном пучении, неравномерных просадках, разно нагруженных частях плиты.
Арматура внутри бетона сделает его прочней, при этом намного жестче (добавит упругость). Армированный бетонный элемент выдерживает крутящие, изгибающие моменты сил без раскрытия широких трещин.
Плюс для плоских ж/б плит делают расчет на продавливание. Расчет учитывает влияние сосредоточенных и изгибающих моментов сил, а также как эти силы воспринимают бетон и арматура. Влияние сосредоточенных сил будут под опорами, перегородками, внутренними стенами, тяжелыми печами, оборудованием. В этих местах плотность армирования увеличивают.
Расположение армирования по СНиП
Величина защитного слоя бетона
По строительным нормам металлическую арматуру защищают слоем бетона. Что дает защитный слой?
- Создает условия для общей работы бетона и его арматурного усиления.
- Прочное анкерное крепление стержней, крепление их стыков.
- Не допускает влияния на металл влаги, химических соединений.
По СНиП для монолитного ж/б элемента в грунтах вокруг рабочей арматуры защитный слой заливают 40 мм, а вокруг конструктивной 35 мм. У плитного фундамента обычно два уровня армирования, нижний из которых рядом с грунтом, поэтому внизу защитный слой будет 40 мм. Верхний уровень арматурных сеток будет со стороны закрытого помещения (пол), поэтому защитный слой делают 25 мм.
Плотность армирования
Зависит от гибкости элемента, которая равна соотношению длины элемента к его высоте (L/h). При гибкости элемента меньше 5 (для прямоугольных сечений) СНиП рекомендует плотность армирования 0,1 % от Sсечения элемента. При увеличении гибкости до 25 и выше плотность армирования увеличивается до 0,25 % от Sсечения.
То есть, чем тоньше и длиннее платформа фундамента, тем больше его гибкость, а значит нужна больше плотность армирования.
Кроме основного армирования планируют конструктивное усиление, его делают не менее 0,025 %.
- В местах, где изменяется сечение пласта (переход к ребрам жесткости).
- По границам платформы, где концентрируются растягивающие силы.
- В зонах продавливания (под перегородками, опорами).
Расстояние между стержнями
Фундаментную платформу усиливают сварными металлическими сетками. По площади плотность армирования будет не везде одинаковой. Чтобы достичь расчетной плотности усиления, монтируют сетки с разными размерами ячеек, плюс местами делают конструктивное усиление отдельными стержнями.
Если толщина ж/б платформы до 15 см, монтируют один уровень сеток плюс конструктивное усиление.
Если платформа толщиной больше 15 см, то ее усиливают сварными арматурными каркасами.
Каркас для плиты это два яруса сварных металлических сеток, которые скреплены между собой поперечными связями. Соединения между сетками делают с нахлестом 15-20 см. Нахлесты рекомендуют связывать вязальной проволокой.
Каркас усиливают по контуру п-образными хомутами и добавляют конструктивное усиление.
Так как в бетонной платформе рабочие нагрузки стержни будут нести в продольном и поперечном направлении, то расстояние между ними будет одинаковым, то есть ячейки будут квадратные.
Расстояние между стержнями по СНиП при толщине платформы до 15 см 200 мм, ячейки 200х200 мм. При толщине более 15 см расстояние между стержнями 1,5*h, но не более 400 мм. То есть, если толщина 25 см, то размер квадратной ячейки 370 мм.
Диаметр поперечных связей берут равным 0,25 от наибольшего диаметра стержней сетки, в пределах 6 мм. Поперечные связи устанавливают с шагом 300 мм.
В местах продавливания поперечные связи устанавливают с шагом от толщины платформы. В этих местах поперечная арматура будет нести поперечные нагрузки с крутящими моментами сил. Поэтому ее концы прочно анкерят сваркой или обхватом, но не вязальной проволокой. Место крепления поперечных связей не должно быть слабым звеном, а прочным как у рабочей арматуры.
По краям каркаса монтируют п-образные хомуты не более чем через 400 мм. Концы хомутов могут в обхвате фиксировать до четырех крайних продольных стержней сетки.
Класс арматурной стали
Для монтажа сварных сеток и каркасов берут сталь горячекатаную А500С, холоднодеформированную В500С. Этот стальной прокат с периодическим профилем для хорошего сцепления с бетоном.
Расчет арматуры для плитного фундамента
Пример. Рассчитаем метраж, вес, диаметр арматурного проката для плоской плиты без ребер размером 8 х 8 метров, толщиной 0,25 м.
По предварительному расчету плотность армирования будет 0,25 % от площади сечения.
Для продольного направления.
Находим площадь сечения в мм: 8000 * 250 = 2 000 000 мм2.
Находим площадь сечения стержней: 2000 000мм2 * 0,25% / 100 % = 5000 мм2.
По таблице в ГОСТе 34028—16 находим площадь стержня с диаметром 10 мм, она равна 78,5 мм2.
Находим сколько штук: 5000 мм2 / 78,5 мм2 = 64 штук.
Находим расстояние между стержнями при двухуровневом армировании: 64 / 2 = 32 штуки в ряду. 8000 / 32 = 250 мм.
Получается два яруса сеток с квадратными ячейками размером 250 х 250 мм.
Для поперечного направления будет тоже 64 штуки, так как ширина платформы такая же.
Всего получится 128 штук проката по 8 метров каждый. Умножим и узнаем общую длину 1024 метра.
По ГОСТ вес одного метра проката диаметром 10 мм 0,617 кг. Умножим вес 1 м на общий метраж: 1024 м * 0,000617 т = 0,632 тонн.
К весу металлического проката добавляют вес проката для хомутов и конструктивного усиления.
Московская обл., Пушкинский р-н, пос. Лесной, ул. Центральная, д.5 (офис/склад)
- +7 (903) 716-15-35
- 8 (800) 100-31-66
+7 (495) 993 10 40 Заказать звонок
- Сетка сварная
- Сетка в рулонах
- ЦПВС
Какая арматура нужна для монолитной плиты
При обустройстве плитного фундамента, дабы минимизировать вероятность его деформации под нагрузкой, важно знать, какая нужна арматура для монолитной плиты и сколько прутков необходимо для основания той или иной площади. Арматура классифицируется по разным признакам, свойствам и характеристикам. Прежде, чем делать выбор, целесообразно изучить все существующие разновидности этих изделий.
Виды и особенности арматуры по материалу
По материалу изготовления прутки бывают стальными и композитными. Композитные могут производиться из разных материалов. На сегодняшний день наиболее востребованным из них является стекловолокно. Разработчики стекловолоконной арматуры гарантируют длительный срок его службы, превышающей даже вероятную длительность эксплуатации изделий из металла.
Более того, они постоянно работают над созданием новых композитов. Сегодня на рынке стройматериалов можно найти базальтопластиковые, арамидные, углеводородные и другие типы композитной арматуры.
Тем не менее строители более охотно применяют в конструкции фундамента стальную арматуру, уже доказавшую свою прочность, надежность и состоятельность на протяжении многих десятков лет. Среди стержней из стали также есть несколько типов. Это надо знать для того, чтобы правильно понимать, какую арматуру использовать для монолитной плиты в строениях разной площади и этажности.
Пруты из легированной стали имеют разные показатели прочности. Здесь важно комбинировать стержни разной сопротивляемости нагрузке. Так для продольных элементов армирующего каркаса используют более прочные разновидности, в то время как для поперечных и П-образных составляющих достаточно более низколегированных изделий.
Следует избегать армирования фундаментного основания с помощью стержней из нелегированной стали. Дело в том, что в процессе формирования каркаса используется сварка, под влиянием которой нелегированная сталь становится достаточно хрупкой. В результате в фундаменте возникают своеобразные зоны слабости.
Это приводит к его быстрому разрушению под нагрузкой, которую оказывают стены и кровля. А разрушение, в свою очередь, ведет к деформации постройки. Если все же, изучив рекомендации о том, какую арматуру закладывают в монолитную плиту, вы выбрали для фундамента легкой постройки нелегированную, соединять элементы лучше методом вязки, с использованием проволоки и без применения сварки.
Классификация по конструкции и способу изготовления
Стальная арматура может быть:
- гладкой;
- рифленой – с серповидным профилем;
- рифленой – с кольцевым профилем.
При использовании арматуры для монолитной плиты фундамента рекомендуется выбирать рифленые разновидности – они обеспечивают более надежное сцепление с бетоном. Особенно это относится к продольным элементам, для поперечных и П-образных допустимо приобрести гладкие стержни. При этом тип рифления не имеет принципиального значения.
Композитные прутки могут быть условно гладкими либо рельефными или, иначе, периодическими – именно этот термин применяется в отношении подобных изделий. Условно гладкие имеют равномерную и однородную мелкозернистую поверхность. Периодические визуально схожи с металлическими рифлеными, но достигается рельеф иначе: на прут с определенной периодичностью наматывается канат из полимерного материала, а затем изделие упрочняется термоактивной смолой.
По технологии изготовления стальные стержни разделяют на напрягаемые и ненапрягаемые. Напрягаемые – это те, которые в процессе производства определенным образом растягиваются и в таком положении фиксируются. Подобный подход позволяет снизить вероятность деформации арматурных изделий под нагрузкой. По этой причине напрягаемые разновидности оптимально подходят для поперечных элементов. А вот ненапрягаемые лучше использовать для продольных частей конструкции.
Другие значимые параметры выбора фундаментной арматуры
В ответе на вопрос о том, какая арматура используется для монолитной плиты фундамента, есть и иные составляющие, такие, как диаметр, шаг, расход. Рассмотрим их последовательно.
Он определяется простым расчетом, исходя из площади монолитного основания и размеров ячейки, то есть, шага. Чтобы узнать необходимое количество прутьев, нужно площадь разделить на шаг и добавить к полученному значению одну единицу. Предварительно следует привести делимое и делитель к общему измерителю: либо пересчитать площадь в кв. см, либо перевести длину шага в метры.
Далее, умножив количество прутьев на стандартную длину каждого из них, получаем общий метраж арматуры, которая понадобится для строительства плитного фундамента. При необходимости его можно перевести в вес, однако для этого нужно знать, сколько весит один погонный метр стержней выбранного типа.
Если высота монолитной плиты превышает 15 см, понадобится обустроить два армопояса. В этом случае полученное число нужно просто увеличить вдвое. Такой подход актуален для местностей со значительной глубиной промерзания грунта.
Размерные показатели прутов
Проектируемая толщина арматуры для монолитной плиты в первую очередь зависит от того, какое именно здание будет устанавливаться на обустроенный фундамент. Так для домов из кирпича, железобетона и других тяжелых материалов инженеры предлагают использовать прутки диаметром 14 и более мм – в зависимости от этажности. А вот для относительно легких каркасно-щитовых, деревянных или пеноблочных построек достаточно армирующих стержней диаметром 10-12 мм.
Более точно рассчитать оптимальный диаметр можно самостоятельно, но проще воспользоваться готовой справочной информацией, в которой определены допустимые значения диаметра арматуры в привязке к сечению фундаментной плиты.
Простыми словами шаг арматуры в монолитной плите – это расстояние между двумя соседними стержнями в армирующей сетке. Полученное значение применяется и к продольным, и поперечным пруткам.
Существуют строительные рекомендации, которые являются эталонными:
- для легких построек достаточно шага в 40 см;
- для тяжелых объектов арматуру укладывают более плотно – с шагом в 20 см;
- в зонах, где на фундамент оказывается повышенная нагрузка, шаг нужно уменьшить вдвое: вместо 40 см – 20 см, вместо 20 см – 10 см;
- длина и ширина ячеек не могут быть больше толщины фундаментной плиты более, чем в 1,5 раза. То есть, при высоте плитного фундамента в 25 см максимальным шаг составляет 37 см.
Помимо указанных выше рекомендаций, ответ на вопрос о том, какая арматура используется для монолитной плиты фундамента, следует учитывать и ряд других факторов: климатические особенности, глубину залегания грунтовых вод, уровень уклона участка, архитектурные особенности будущего строения и тому подобные. Делать это нужно еще на этапе проектирования, до начала работ.
Несколько полезных советов
Вы можете не усиливать фундаментную плиту арматурой в том случае, если она укладывается на поверхность земли, без заглубления, а на нее устанавливается легкая конструкция, например, деревянная хозяйственная постройка. Во всех остальных случаях армирование является необходимым этапом строительства.
Не стоит в целях экономии использовать различного рода металлолом разной конфигурации, диаметра и прочности. Такая экономия обернется еще большими тратами, когда по причине слабого фундамента дом начнет неравномерно проседать и разрушаться.
При необходимости армирования плит перекрытия можно и нужно применять тот же алгоритм, что и для фундаментной плиты.
