Как рассчитать сечение арматуры для ленточного фундамента

Как рассчитать арматуру на ленточный фундамент

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.

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.

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.

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.

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

Нормативные документы

Ленточные фундаменты в малоэтажном строительстве относятся к железобетонным конструкциям без предварительного натяжения арматуры.

Проектируют и строят такие основания согласно своду правил СП 52-101-2003. Раздел 5.2 документа определяет марку стали, форму и геометрические размеры прутков. В разделе 8.3 «Армирование» рассматриваются вопросы количества и размеров армирующих элементов, их взаимное расположение в теле бетона. Здесь же указаны способы расположения арматуры, правила соединения в пересечениях.

Сведений, содержащихся в документе достаточно, чтобы понять, как рассчитать арматуру для фундамента, вычислить количество материала.

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.

Схема закладки

Точно рассчитать арматуру на фундамент позволяет раздел 8.3. Свода Правил.

Защитный слой

В железобетонных фундаментах для стальных деталей предусматривают защитный слой, который обеспечивает:

• совместную работу всех частей;
• защиту стержней от агрессивного влияния окружающей среды (влага), химвеществ;
• огнестойкость.

В грунте толщина слоя (расстояние от стержней до любого внешнего края бетона) выбирается не меньше 40 мм. На открытом воздухе расстояние уменьшают до 30 мм.

Расстояния между арматурой

Расстояния между отдельными прутьями выбирают не меньше диаметра стержня. Кроме того, для горизонтальных нижних рядов расстояния принимают более 25 мм, а для верхних рядов – 30 мм.

В стеснённых условиях допускается арматуру располагать пучками.

Продольное армирование

Для стороны фундамента длиной до 3 метров допустимо использовать стержни диаметром 10 мм, если сторона превышает 3 м — не тоньше 12 мм.

Общее сечение прутков продольной арматуры выбирают не менее 0,1% от поперечного сечения фундамента.

Например, для ленты шириной 40 и высотой 100 см, сечение равно 400х1000=4 000 000 мм². Суммарное сечение всех продольных прутков должно составить 0,1%, т.е. 400 мм².

Выбрать нужное количество стержней можно с помощью таблицы.

Диаметр прутка, мм	Общее сечение прутков в зависимости от количества стержней, мм
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
10	75	155	235	315	390	470	550	630	710
12	115	225	340	450	565	680	790	900	1020
14	155	310	460	615	770	925	1080	1230	1385
16	200	400	605	805	1010	1210	1410	1610	1810

Согласно таблице, для фундамента сечением 40х100 см необходимо 6 продольных прутков 10 мм или 4 штуки 12 мм.

Расстояния между осями продольных отрезков арматуры не должно быть больше 40 см, а стержней в одном уровне не может быть меньше 2. Одна арматура используется только в фундаментах тоньше 15 см.

Поперечное армирование

Задачи поперечно-вертикальной арматуры:

• ограничить образование трещин;
• удерживать продольные прутки от смещения;
• закрепить продольные стержни от выпучивания в любых направлениях.

Поперечные детали устанавливают везде, где проходят продольные прутья.

Диаметр поперечной арматуры для ленточных фундаментов не может быть менее 25% от наибольшего диаметра продольных стержней, но в любом случае минимальный диаметр 6 мм.

Шаг установки поперечных элементов — не более 50 см, при высоте ребра больше 15 см.

Расчёт арматуры

Рассчитать арматуру для фундамента проще на конкретном примере дома размером 6х10 метров. Поперечное сечение фундамента 50х100 см.

Потребное количество металлоизделий

Согласно таблице, потребуется 4 продольных параллельных стержня диаметром 12 мм.

Общий периметр фундамента составляет 6+6+10+10=32 метра.

Всего понадобиться 128 (32х4) метра арматуры.

Длина прутков в продаже составляет 3, 6 или 11, иногда 12 метров. Следовательно, точно подобрать стержень для каждой стороны не получится.

Продольные стержни придётся состыковывать. Стыки будут и в угловых пересечениях. Если в углах используют П- или Г-образные прутья, то они должны быть заглублены в стену не менее чем на 40 см.

Согласно своду правил, перекрытие стержней должно составлять не менее 30 диаметров. Для 12 мм арматуры — не менее 36 см.

Чтобы не пришлось дополнительно докупать и доставлять стройматериал, арматуру приобретают с запасом 10–15% от расчётного количества. Пятнадцать процентов от 128 составляет 19,2 метра.

В итоге приобретают 128+19=147 метров 12 мм прутка для продольного армирования.

Подсчёт поперечных и вертикальных элементов

Поперечные и вертикальные элементы армирования сваривают, скручивают вязальной проволокой или изгибают в виде прямоугольника.

Вертикальные составляющие лучше делать длиннее высоты ленты — их можно утопить в грунт. Это сделает монтаж удобнее.

Стороны горизонтально-вертикального прямоугольника меньше размеров фундамента минимум на 10–15 см. Чтобы оставался защитный слой бетона вокруг прутьев.

Сложив стороны, получают количество арматуры на один прямоугольник: 30+30+90+90=240 см. С учётом перехлёстов добавляют ещё 10 см. В итоге длину каждого элемента принимают равной 2,5 метрам.

В каждом углу необходимо установить два прямоугольника, всего на фундамент 4х2=8 штук.

Максимальное расстояние между элементами на прямых участках — 50 см. При постройке габаритных домов — 30 см.

Длины сторон для дальнейших вычислений без учёта угловых пересечений равны:

1. Короткие 600 см минус 2 угла по 50 см — 500 см.
2. Длинные 1 000 см минус 2 угла по 50 см — 900 см.

На каждую короткую сторону понадобиться помимо угловых ещё 9 прямоугольников. В длинную сторону устанавливают 17 элементов.

Общее количество поперечников составит: 8 угловых, 9+9=18 для коротких сторон фундамента и 17+17=34 для длинных.

Суммарное количество вертикально-горизонтальных перемычек составит: 9+18+34=61 шт. Длина каждого 2,5 метра. Итого арматуры диаметром 6 или 8 мм понадобиться 61х2,5=152 метра. Приобретают материал с запасом 5%, следовательно, 160 метров.

Суммарное количество

Общее количество материала, необходимого для армирования фундамента со сторонами 6 и 10 метров:

• для продольных стержней — 147 метров арматуры 12 мм. Масса одно метра составит 0,88 кг, а общий вес: 147х0,88=130 кг.
• для вертикальных и поперечных прутков приобретают 160 м стержней диаметром 8 мм, их масса равна: 160х0,39=62 кг.

Помимо этих материалов, приобретают вязальную проволоку диаметром от 2,5 до 4 мм. Её понадобиться около 50 метров.

Количество элементов изменяют в зависимости от размеров фундамента и полной нагрузки. В этих случаях рассчитывать нужно по той же методике.

Рассчитать количество арматуры для постройки ленточного фундамента можно самостоятельно. Нарисовав чертёж и расположив на нём все необходимые элементы, потребуется полчаса времени, чтобы вычислить потребность материалов. Это позволит сэкономить на доставке в случае нехватки продукции, а также проконтролировать честность подрядчика, если работу выполняет сторонняя организация.

Источник

Ленточный фундамент

Скачать, сохранить результат

Выберите способ сохранения

Информация

Ленточный фундамент — сборное либо монолитное основание из высокопрочных железобетонных блоков, которые укладывают по периметру будущего строения, а также в зонах несущих конструкций. Формирование ленточного фундамента не предполагает привлечение тяжёлой строительной техники, но при этом требует абсолютной точности расчётно-измерительных операций. Интерактивный калькулятор ленточного фундамента позволит быстро и безошибочно рассчитать долю песка, цемента и щебня при изготовлении бетона вручную, размеры ленты, а также параметры опалубки и арматуры основания для дома из пенобетона или газобетона.

Преимущества онлайн калькулятора ленточного фундамента

• Экономит время, нервы, силы и средства при составлении сметы расходов на закупку стройматериалы.
• Позволяет оценить объём созидательных действий, а также спрогнозировать сроки формирования фундамента ленточного типа.
• Грамотный расчёт параметров арматуры и бетона гарантирует высокую прочность и надёжность внутреннего каркаса конструкции.
• Возможность мгновенно рассчитать параметры для монолитного или сборного, малозаглубленного либо глубоко заложенного фундамента ленточного типа.
• Опции 2D и 3D визуализации позволяют наглядно оценить адекватность расчётных манипуляций и своевременно внести необходимые поправки.

Задачи, которые решает калькулятора

Расчёт арматуры на ленточный фундамент помогает определить общую длину и вес арматурного каркаса, а также минимальный диаметр поперечных и продольных стержней, количество рядов в поясах арматуры, шаг хомутов и величину нахлёста. Расчёты производятся в соответствии с правилами СП 52-101-2003.

Расчёт бетона на ленточный фундамент даёт информацию о долях песка, щебня и цемента, а также весе основного стройматериала для заливки ленточного фундамента. Результаты расчётов позволяют грамотно и компетентно распределить нагрузку на сегменты конструкции.

Расчёт опалубки конкретизирует общую длину периметра, а также площадь подошвы и наружной боковой грани железобетонной ленты.

Онлайн калькулятор для расчёта ленточного фундамента работает для вас совершенно бесплатно. По любому вопросу пишите чуть ниже в комментариях — мы Вам обязательно поможем.

Источник

Для чего и как правильно произвести расчет арматуры для ленточного фундамента?

Ленточные фундаменты (ЛФ) относится к самонапряжённым конструкциям, которые объединяют в себе такие твёрдые материалы, как бетон и арматура.

Этот вид основания здания обладает устойчивостью к растяжению и сжатию, что дает фундаменту высокую прочность.

Оптимальный расчёт количества профильных и гладких стержней определённых диаметров, связанных в едином каркасе, обеспечивает несущую способность и надёжность основания здания или сооружения.

Как произвести расчет количества арматуры для ленточного фундамента, расскажем в статье.

Нормативы

В результате многолетних исследований и испытаний были выработаны методики расчёта армирования заливных ленточных фундаментов.

Во времена СССР была разработана нормативная документация, касающаяся расчётов армирования ленточных фундаментов.

В уже далёком 1989 году Госстроем СССР был утверждён СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», нормы которого действительны до сих пор. В нём указывались правила формирования исходных данных для расчёта армирования.

В СНиПе изложены порядок расчёта количества и диаметры продольной, вертикальной и поперечной арматуры, как выполнять сварные соединения стержней и устанавливать закладные детали в бетонном монолите. В отдельной главе даются указания по конструированию предварительно напряжённых элементов.

Ранее в 1978 году было разработано и принято к обязательному исполнению «Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона (без предварительного напряжения)». На базе этих двух документов проектными организациями были разработаны методики расчётов армирования ленточных фундаментов.

Как рассчитать, сколько надо?

Во главу угла методики подсчёта армирования ленточных оснований заложен принцип преобладания сопротивления грунтового основания над удельной нагрузкой от веса здания или сооружения.

Соблюдение этого соотношения является основой расчёта ширины ленты. Вместе с глубиной заложения этот параметр определяет размер поперечного сечения заливного фундамента.

После этого рассчитывают несущую способность ленты, величина которой зависит от полной загрузки наземной части строения. На этом этапе определяют количество и сортамент арматурных стержней, их форму соединения в единый каркас.

Если надавить на какой-либо мягкий предмет, то он прогнётся. Верхняя плоскость сожмётся, а снизу материал растянется. Так и в ленточном фундаменте, верхняя его часть будет испытывать сжатие, а на нижний слой будут воздействовать силы растяжения.

Это физическое явление учитывают при расчёте монолитной ленты. То есть, в верхнем и нижнем поясе закладывают арматуру, которая выдерживает сжатие, а снизу бетон противостоит растяжению.

На основе этого положения было разработано «Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона (без предварительного напряжения)».

Тяжёлый бетон приготавливают из:

• цемента М 300 – М 800,
• щебня гранитных пород,
• среднефракционного песка,
• воды средней жёсткости с добавкой различных видов пластификаторов.

Его применяют для возведения заливных фундаментных лент.

Кроме этого пользуются Сводом Правил СП 52-101-2003, который содержит рекомендации по расчёту и проектированию, относящиеся к изготовлению и установке армокаркасов ЛФ. Правила согласованы с требованиями СНиП 52-01-2003.

Определение глубины заложения и высоты ленты

В расчёт глубины заложения подошвы ленточного фундамента включают два фактора:

Уровень грунтовых вод

Уровень залегания грунтовых вод легко определить, если рядом с местом строительства есть колодец. Расстояние от уровня земли до поверхности воды в нём будет равно искомому параметру.

В отделе архитектуры и землеустройства местной администрации можно взять копию вертикальной съёмки с привязкой к стройучастку, где будет указан уровень грунтовых вод. Если нет ни того не другого, то этот показатель определяют взятием образцов почвы с помощью бурения грунта.

Чтобы глубинные воды не могли воздействовать на фундаментное основание, подошву заливной ленты располагают выше этой отметки.

Глубина промерзания

Знать её необходимо по причине того, что воздействие на влажную почву при минусовой температуре в зимний период вызывает в ней замерзание воды. Этот процесс вызывает пучение грунта потому, что он в это время резко увеличивается в объёме.

Силы пучения могут легко выдавить вверх фундамент дома. Чтобы этого не происходило, подошва ленты должна находиться ниже зоны морозного пучения. Глубину промерзания определяют справочным путём либо таким же способом, как и при установлении уровня грунтовых вод.

Глубина заложения фундаментной ленты должна находиться на отметке выше уровня грунтовых вод и ниже уровня промерзания почвы. Количество продольных рядов зависит от высоты основания. Согласно СНиПу, расстояние между конструкционными рядами арматуры не должно быть более 40 см.

Сколько рядов арматуры нужно для армирования ленточного фундамента высотой 1 метр? Количество рядов в зависимости от высоты основания:

• до 70 см – без продольной арматуры;
• от 71 до 90 см – один ряд;
• от 91 до 130 см – два ряда;
• от 131 до 170 см – три ряда;
• от 171 до 210 см – четыре ряда.

Установлено, что на месте строительства грунтовые воды залегают на глубине 1200 мм, а уровень промерзания грунта равен 800 мм. В этом случае глубину заложения ЛФ принимают величиной 1 метр. Высота ленты с учётом нормативной высоты цоколя 150 -200 мм (расстояние от верха фундамента до уровня земли) будет равна 1150 – 1200 мм.

Сбор нагрузки

Максимальная масса строения включает в себя следующее:

1. Вес всех конструкций дома, включая фундамент.
2. Снеговая нагрузка на кровлю (СНиП 2.01.07-85).
3. Вес оборудования: печь, котёл, система трубопроводов, сантехнический приборы, обстановка и пр.
4. Ориентировочный вес максимального количества людей, одновременно находящихся в доме.

Общий вес умножают на коэффициент запаса — 1,1. Этот параметр — P будет главным определяющим фактором расчёта ширины фундамента.

Ширина подошвы

Ширину ленточного заливного фундамента рассчитывают по формуле Tхk/S ≤ R, где:

• T — удельная нагрузка от максимального веса строения (см. выше);
• k – коэффициент запаса (1,1);
• S – площадь подошвы (S = P/T);
• R – сопротивление грунта.

R = 1,88 кг/см2 (грунт — суглинок), P = 15000 кг, T = 1,8 кг/см2, L – длина ленты 24 м. S = P/T = 8333 см2. Оптимальная ширина ленты будет равна: S/L = 8333/2400 = 3,47 см. Следовательно, ширину ЛФ можно принимать исходя из толщины кладки + выступы ленты по обеим сторонам стены (25 мм х 2 = 50 мм).

При возведении внешнего ограждения в 1 кирпич (250 мм) ширина ЛФ составит 250 +50 = 300 мм = 30 см. Если стены возводят из шлакоблока, то поперечный размер ленты принимают 40 см. Для стен толщиной в 1,5 кладочного элемента фундамент делают шириной 50 см и более.

Зависимость количества стержней от схемы армокаркаса

Лента испытывает действие двух основных сил. Одна из них давит сверху (нагрузка от дома), другой силовой вектор выталкивает ленту вверх (сопротивление почвы + пучение грунта). Чтобы сбалансировать это явление в массиве монолита делают два горизонтальных пояса из арматурных стержней.

Двухпоясное армирование сверху и снизу внутри бетона актуально для мелко- и среднезаглубленных оснований. Для глубокозаглубленных лент нужно устанавливать 3 пояса. Для фиксации стержней в пространстве их скрепляют вязальной проволокой. Такой вид формирования армокаркаса называют конструкционным типом.

Продольные (работающие) пруты перевязывают с поперечными и вертикальными прутками, которые не несут нагрузки. Согласно СНиП 52-01-2003 и Руководства (см. выше) продольные стержни располагаются по всей длине ленты с зазором между арматурой и опалубкой не менее 30 мм и 50–70 мм снизу.

Вертикальные отрезки располагаются вдоль поясов, чередуясь каждые 100 – 300 мм друг от друга. Поперечные отрезки соответствуют размеру ширины пояса от 300 мм.

При расчёте длиын прутков нужно добавлять припуски — не менее 30 ø стержня для вязки арматурного узла. Наращивание арматуры выполняют внахлёст с заведением концов на 150 мм.

Теперь, зная эти нормы, легко определить количество стержней всех направлений. После этого останется определить их диаметры.

Диаметр и расположение

Согласно вышеуказанным нормативным документам, общая площадь сечения продольной арматуры должна равняться 0,1% площади поперечного сечения ленты.

Например, ширина фундамента 400 мм, а её высота равна 1000 мм. Тогда поперечная площадь прутков составит 4000 см2.

Потребуется 4 стержня периодической арматуры диаметром 12 мм. Гладкие отрезки арматуры вертикального положения готовят из стержней ø 6 мм, а для поперечин используют гладкие отрезки ø 8 мм. О выборе и расчете диаметра арматуры читайте в этой статье.

Правила и параметры расчёта

Подсчёт арматурных стержней состоит из двух частей: расчет продольной и расчет вертикальной и поперечной арматуры.

Продольные отрезки

Для формирования двухпоясного армирования устанавливают 4 продольных стержня периодического профиля по всему периметру фундамента. При длине ленты 24 м арматуры потребуется 24 х 4 = 96 м, с припусками это составит 100 м.

Вертикальные и поперечные прутки

Связанные между собой отрезки образуют раму, в углах которой проходят продольные стержни. Их подсчёт зависит от ширины и высоты ленты. При высоте 100 см и ширине 40 см ленты потребуются поперечные отрезки длиной 30 см и вертикальные связи высотой 92 см (вычитаем нижний зазор 50 мм и верхний защитный слой бетона 30 мм из 1000 мм).

Для периметра длиной 24 м и чередования рамок с промежутком 300 мм нетрудно подсчитать, что для вертикальных прутков понадобится гладких стержни ø 8 мм общей длиной (24000/300) х 2 х 0,92 м = 147,2 м. Потребность в поперечной арматуре составит(24000/300) х 2 х 0,3 = 48 м.

Исходя из предыдущего, можно суммировать потребность в арматуре для фундамента длиной 24 м:

• вертикальные прутки ø 8 мм – 150 м;
• поперечные стержни ø 6 мм – 50 м;
• продольная периодическая арматура ø 12 мм – 100 м.

Согласно нормативам расход вязальной проволоки составляет 50 см на каждый узел соединения арматурных стержней. Для ленточных заливных фундаментов используют стальную нить ø 0,8 – 1,2 мм.

Использование калькуляторов

Далеко не всем застройщикам под силу возиться с расчётами потребности в арматуре. Также существует риск ошибок, допущенных во время проектирования фундамента. Онлайн калькуляторы помогают точно рассчитать, сколько и какого вида нужно приготовить стальных стержней для формирования армокаркасов заливного фундамента.

Сервисы запрашивают исходные параметры такие, как:

1. Длина основания.
2. Ширина ленты.
3. Глубина заложения подошвы.
4. Диаметры арматуры продольного, вертикального и поперечного расположения.
5. Количество продольных стержней в поперечном сечении.
6. Количество рядов вертикальных и поперечных прутков и шаг между ними.
7. Сопротивление грунта.

Эти данные вводятся в окошки сервиса. После этого нужно мышкой кликнуть по полю «Рассчитать». После этого калькулятор покажет линейный погонаж каждого вида арматуры и его вес.

В интернете можно обнаружить несколько видов калькуляторов расчёта ЛФ, которые выдадут не только данные армирования, но и предложат лучшее расположение ветвей ленты, её ширину и высоту. Популярные калькуляторы найдете здесь и тут.

Все самое важное об армировании ленточного фундамента найдете в этом разделе сайта.

Заключение

Даже при самом точном расчёте арматуры для ленточного фундамента нужно делать определённый её запас в случае возникновения непредвиденных расходов материала. Если возникают затруднения в самостоятельном подсчёте армирования ЛФ, то лучше обратиться за помощью к специалистам.

Цель расчёта состоит в том, чтобы не допустить перерасход стальных изделий и в то же время не сделать слабым основание дома, которое может в процессе эксплуатации потерять несущую способность.

Источник