Методика расчёта арматуры для ленточного фундамента: пошаговая инструкция

Чтобы посчитать арматуру для ленточного фундамента, необходимо сначала определить размеры фундамента, включая его длину, ширину и высоту. Затем следует рассчитать объем бетона, который потребуется для заливки, и на основе этого определить количество арматуры, учитывая ее размещение: обычно используется сетка из продольных и поперечных стержней. Рекомендуется также учитывать стандартные шаги укладки арматуры, которые зависят от типа грунта и нагрузки на фундамент.

Важно помнить, что для обеспечения прочности конструкции, арматуру необходимо размещать в соответствии с проектом, учитывая дополнительные элементы, такие как углы и обрезы. Заключительный этап включает подгонку и резку арматуры, что предполагает добавление к расчетам запаса материала на случай ошибок и отходов.

Расчет арматуры для ленточного фундамента

Для надежного армирования ленточного фундамента применяют стальную арматуру, которая соединяется в пространственные каркасы. Все каркасы состоят из стержней, назначение которых различается в зависимости от расположения.

Продольные — располагаются вдоль ленты в верхней и нижней части. Имеют рабочее назначение — именно эти пруты снимают большую часть нагрузок с бетона. Продольной рабочей арматурой могут выступать только те пруты, которые имеют на своей поверхности рифление. Это специальные насечки кольцевидной или серповидной формы, увеличивающие плотность соединения проката и бетонной смеси.

Использовать гладкие пруты не допускается. Рекомендованный диаметр прутов: от 12 до 16 мм.

Поперечные — располагаются как горизонтально, так и вертикально. Поперечная арматура связывает продольные пруты между собой в единый прямоугольный каркас. Также поперечные стержни отвечают за равномерное распределение нагрузки по всей конструкции. Поверхность прутов — строго рифленая. Диаметр меньше: от 8 до 10 мм.

Пример расчета

Расчет количества арматуры для ленточного фундамента проходит в несколько этапов.

Выбор схемы армирования

Армирование ленточного фундамента проводится на основании нормативных документов — ГОСТов и СНиПов. Ключевой из них — СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». В документе сказано:

• если ширина фундамента 500 мм и менее, для армирования используется схема с четырьмя продольными прутами;
• если ширина более 500 мм — схема с шестью продольными прутами.

Расстояние между продольными стержнями не может быть больше 400 мм. Бетон должен покрывать арматурный прут слоем минимум в 50 мм.

Также документ регулирует минимальный диаметр продольной арматуры в зависимости от длины сторон фундамента.

• для сторон длинной до 3 метров — 10 мм;
• для сторон более 3 метров — 12 мм.

Расчет продольной арматуры

Согласно СНиП 52-01-2003, минимально допустимая площадь сечения всех стержней продольной арматуры не может быть меньше 0,1% от площади сечения самого фундамента. Для расчета нужного количества продольной арматуры необходимо:

• узнать общую площадь сечения фундамента — умножить высоту на ширину;
• получившее значение разделить на 1000;
• учитывая схему армирования, подобрать нужное количество прутов.

Пример: фундамент 6 на 8 метров шириной 400 и высотой 800 мм. Так как ширина фундамента не превышает 500 мм, допустимо использовать схему армирования из четырех стержней.

1. Первоначально необходимо выяснить площадь сечения фундамента. В разрезе ленточный фундамент имеет форму прямоугольника. Для того чтобы найти площадь сечения необходимо перемножить ширину и высоту: 400×800 = 320 000 мм2.
2. Далее нужно выяснить минимально допустимую площадь продольной арматуры: 320 000/1000 = 320 мм2.
3. Для ускорения поиска нужного количества прутов воспользуемся таблицей. Площадь сечения округляют в большую сторону.
4. В таблице находим колонку, которая соответствует нашей схеме армирования. А затем находим ячейку, в которой значение суммарного сечения арматуры не превышает 320 мм2.
5. В нашем случае это ячейка со значением — 314. Оно соответствует арматуре диаметром 10 мм. Но следует помнить, что на участках длиной более 3 метров применяется арматура минимум 12 мм.
6. С помощью колонки «Вес 1 метра» рассчитаем общий вес продольных стержней. Сначала вычислим общую длину фундамента: (6+8)×2 = 28 метров.
7. Затем умножим вес одного метра арматуры на длину: 0,617×28 = 17,27 кг. Но у нас не один стержень, а четыре. Поэтому: 17,27×4 = 69,08 килограммов продольной арматуры.
8. Если же необходимо узнать общую длину прутьев, достаточно умножить периметр фундамента на количество стержней: 28×4 = 112 метров продольной арматуры.

Важно! В угловых соединениях арматура укладывается внахлест, поэтому к получившимся значениям рекомендуется добавить 10% на запуск арматуры при стыковке.

Расчет поперечной арматуры

Определить требуемое количество поперечной арматуры можно по алгоритму.

1. Находим периметр фундамента (6+8)×2 = 28 метров.
2. Считаем количество обвязочных прямоугольников. Для этого делим периметр на шаг между перемычками: 28/0,3 = 93 штуки.
3. Далее вычисляем длину арматуры в одном узле. Обвязочный узел может быть П-образной формы, либо в форме квадрата.
4. Получившееся значение умножаем на количество прямоугольников.
5. Для расчета в килограммах умножаем вес одного погонного метра на общую длину поперечной арматуры.

Как рассчитать количество арматуры для фундамента

Долговечность и прочность любой постройки определяется надежностью основы, а потому данный этап строительных работ не предполагает экономии средств на строительных материалах. Для сохранения целостной структуры фундамента и обеспечения прочности при всех видах нагрузок выполняется армирование – монтаж каркаса из композитных или металлических прутьев.

Расчет арматуры для ленточного фундамента

Для определения количества арматуры, необходимой для конкретного случая и расчета стоимости работ необходимо определить тип фундамента.

Пример: для заливки ленточного фундамента постройки 6х6 метров потребуются стальные прутья арматуры, диаметр которых составляет не менее 10 и не более 14 мм.

Рассмотрим фундамент высотой 60 см и шириной 40 см.

Традиционно ленточные фундаменты армируются двумя поясами стержней, причем продольный слой (состоит минимум из 4 прутьев) укладывается в нижней и верхней части фундамента по всему периметру, при этом расстояние от поверхности бетона должно составлять не менее 5 см.

Расход прутьев на ленточный фундамент здания 6х6 метров определяем из расчета необходимой длины одного прута, которая составляет 24 метра (6+6+6+6=24 м по периметру). Если укладка выполняется в 4 прута – расход составит 96 метров.

Для выполнения поперечного армирования, при условии, что расстояние арматуры от поверхности бетона составляет 5 см, на одно соединение понадобится 1,6 м поперечной арматуры (0,3м х 2 + 0,5м х 2).

При условии отступа от поверхности бетонного основания в 50 мм длина поперечной арматуры (горизонтальной и вертикальной на одно соединение) составит: 300×2+500×2=1600 мм или 1,6 м. Всего таких соединений при шаге в 50 см будет 24/0,5=48. Итого общая длина гладких стержней составит 1,6 х 48 = 76,8 метров.

Для расчета общей стоимости арматуры, необходимой для заливки ленточного фундамента, потребуются следующие исходные данные: вес одного погонного метра и стоимость одной тонны стальной арматуры. В случае применения композитной арматуры необходимость в расчетах отсутствует, так как этот строительный компонент реализуется по погонным метрам, а не по весу.

Расчет арматуры для столбчатого фундамента

При армировании столбчатого фундамента отсутствует необходимость использования толстых прутьев, диаметр арматуры может составлять 10 мм. Вертикальные прутья должны быть ребристыми, горизонтальные используются для создания единого каркаса.

В большинстве случаев арматурный каркас для одного столба состоит из 2 – 4 стержней, длина которых совпадает с высотой столба. Если диаметр столба превышает 20 см, то количество прутьев для каркаса может быть увеличено, при этом они должны равномерно распределяться внутри столба.

Пример: для армирования столба высотой 2 метра и диаметром 20 см можно ограничиться четырьмя арматурными стержнями (диаметр каждого – 10 мм), расстояние между прутьями – 10 см. Для перевязки потребуется гладкая арматура, диаметр – не более 6 мм.

Расход ребристой арматуры на укрепление одного столба составит 8 м (2м х 4), длина гладкой проволоки – 1,6 м (0,4м х 4). Если необходимо армировать 40 столбов, то совокупный расход ребристой арматуры составит 320 м, гладкой – 64 м.

Для определения расхода вязальной проволоки принимаем длину куска для каждого соединения равной 30 см. Каждый столб армируется четырьмя горизонтальными прутьями, которые крепятся к 4 вертикальным элементам. Следовательно, для вязки арматуры в одном столбе необходимо 4,8 м проволоки (0,3м х 4 х 4). Для фундамента, состоящего из 40 столбов, потребуется 192 метра проволоки (4,8м х 40).

Расчет арматуры для ленточного фундамента

Сопротивление нагрузкам бетонных конструкций увеличится, если их усилить армированием. Сопротивление будет больше из-за роста их прочности, устойчивости и упругости. Какая плотность армирования бетона соответствует тому, чтобы его рассчитывали как железобетон?

Чаще всего нужно определить диаметр арматуры, длину, вес для фундаментов ленточного типа, монтажного пояса, перемычек, балки.

Во всех этих линейных монолитных конструкциях плотность армирования рассчитывают по одному принципу.

Правильно рассчитанное армирование это условие для долгой эксплуатации строения, без трещин и разрушений. Ошибки расчета арматуры в основе дома провоцируют последствия, которые не исправить.

Расчет арматуры для железобетонного ленточного фундамента

Арматурный каркас может включать 4 рабочих продольных стержня, 6 или 8 штук. Их количество зависит от ширины ленты, которую рассчитывают по весовой нагрузке и типу почвы. Количество стержней назначают по наибольшему расстоянию между ними, эти рекомендации есть в СП 52 параграф 8/3/6. Для балочных конструкций это расстояние 400 мм.

Как пример рассчитаем по СП 52 арматурный металлический каркас для железобетонного ленточного фундамента.

Фундаментная лента это линейная конструкция. Ее сопротивление нагрузкам сильно зависит от гибкости. Гибкость определяют отношением длины элемента к высоте. Чем длиннее фундамент, тем больше его гибкость. Длинная гибкая лента под нагрузками (вес, деформация грунта) будет менять геометрическую форму и трескаться.

Чтобы гибкость ж/бетонной ленты не снижала ее сопротивление нагрузкам, плотность армирования монтируют больше. Как ее определить ее процент?

В пункте 8.3 СП 52/101 есть зависимость плотности армирования от гибкости.

• Если гибкость меньше 17 (для прямоугольных сечений меньше 5), то плотность продольной арматуры задают 0,1 % для верхней зоны, которая работает на сжатие и 0,1 % для нижней растянутой зоны.

Процент армирования берут от площади сечения фундамента. То есть общая сумма площадей продольной рабочей арматуры для сжатой и растянутой зоны будет равна 0,2 % от площади сечения ж/б ленты.

• Если гибкость превышает 25, то продольную рабочую арматуру устанавливают более часто, с плотностью 0,25 % для сжатых и для растянутых участков.

Пример. Рассчитаем диаметр, общую длину и вес арматуры для бетонной ленты фундамента в плане 8 х 6 метров. Его глубина заложения 0,7 метров, ширина верхней грани 0,4 метра.

При таких габаритах фундамента монтируют каркас из 4 рабочих стержней, 4 в верхнем поясе сжатой зоны и 2 в нижнем поясе растянутой зоны. Расстояние между стержнями 320 мм за минусом защитного слоя бетона.

Посчитаем гибкость длиной балки ленты 8 : 0,7 = 11,4. Это менее 17, поэтому процент армирования принимаем 0,1 % (параграф 8/3/4).

0,1% берется для верхней сжатой зоны и столько же для нижней растянутой зоны бетонной ленты.

Площадь разреза фундамента равна произведению его граней 280 000 мм2.

Находим суммарную площадь рабочих стержней:

• для сжатой зоны: 0,1 % от 280 000 мм2 = 280 мм2;
• для растянутой нижней зоны тоже 280 мм2.

В сумме нужно 560 мм2.

В ГОСТе для проката № 34028 открываем сортамент. По нему находим нужную площадь продольной арматуры и количество.

По сортаменту определяем 4 арматуры диаметром 14 мм, с площадью сечения по 153,9 мм2.

В итоге суммарная площадь рабочей арматуры равна: 153,9 х 4 = 615,6 мм2.

Если не получается точно выбрать диаметр стержней по сортаменту, то берем диаметр на 0,5 или 1 мм больше. Так сохраниться процент армирования не менее 0,1 %. Если при более тонком диаметре, процент армирования будет ниже 0,1 %, то фундамент нельзя рассчитывать, как железобетонный.

В нормативах есть еще рекомендации по определению диаметра рабочих стержней для линейных монолитных железобетонных балок. Если длина балки меньше 3 метров, то диаметр стержней может быть 10 мм. Но если его длина более 3 метров, то диаметр назначают от 12 мм. Такие рекомендации есть в Руководстве по конструированию ж/бетона пп. 3/27, 3/94, в Пособии к СП 52 п. 5/17.

При размере дома 8 х 6 метров суммарная длина фундамента: 2 х 8 + 2 х 6 = 28 метров.

При такой длине общая длина арматуры будет:

28 х 4 = 112 метров.

К этой сумме прибавляем 10 % для нахлесточных соединений, которые будут затрачены на крепление отдельных отрезков между собой. Это составит 11,2 м, а в итоге 123,2 метра. Найдем вес. Метр d 14 весит 1,208 кг.

Итоговый вес выходит: 123,2 х 1,208 = 148,8 кг.

Рассчитаем длину и массу поперечных хомутов. Условия их монтажа есть в СП 52. Диаметр хомутов:

1. будет 0,25 от d рабочих стержней, при этом его берут от 6 мм;
2. отвечает правилам сварочных швов с более толстыми рабочими стержнями.

В пункте 8.3.11 поперечные связи устанавливают через 300 мм.

Сколько штук поперечных связей нужно на весь каркас для фундамента? Разделим его длину на интервал 300 мм.

28 000 : 300 = 93 хомута.

У хомутов замкнутая форма с нахлестом. По условиям совместной работы бетона с металлом, хомут удален от поверхностей бетона на величину защитной прослойки.

В пункте 8.3.2 для ж/бетона в грунте защитный покров его металлического армирования делают 40 мм.

Зная эту величину и размеры ленты в разрезе (400 х 700 мм), посчитаем длину проволоки для поперечного хомута.

Посчитаем его ширину: 400 мм — (2 х 40 мм) = 320 мм.

По такому же принципу найдем его длину: 700 мм — (2 х 40 мм) = 620 мм.

Посчитаем сколько проволоки пойдет на 1 хомут: 620 х 2 + 320 х 2 = 1880 мм. Таких хомутов по расчету для всего каркаса нужно 93.

Суммарная длина проволоки равна произведению: 1880 мм х 93 = 174 840 мм = 174,84 метров.

К этому результату еще прибавим 10 % на нахлесточные крепления и найдем общую длину проволоки на поперечные связи — 192,34 метра.

Масса одного метра шести миллиметровой проволоки 0,222 кг, а вес всех поперечных хомутов.

В металлическом каркасе монтируют конструктивные связи, в объеме 0,025 %. Где его устанавливают?

• Участки, где изменяется геометрическая форма. Например, в местах совмещения линейной части с ребром или со свайным участком.
• В угловых соединениях.
• В зонах, куда направлены силы продавливания.

Для каркаса ленточного фундамента дома 8 х 6 м с габаритами 0,4 м х 0,7 м требуется:

• продольная арматура d 14 мм 123,2 метра, ее вес 148,8 кг;

• Вр1 для монтажа поперечных связей (хомутов) d 6 мм 192,34 м, что равно 42,7 кг.

• плюс 0,025 % на дополнительные конструктивные связи.

Для армирования ленточных фундаментов завод “Интерстрой” выпускает плоские каркасы для верхнего и нижнего пояса. Плоские каркасы соединяют между собой вертикальными связями. Диаметры продольных и вертикальных стержней рассчитывают так же.