Оптимальный диаметр арматуры для ленточного фундамента

Диаметр арматуры для ленточного фундамента — пример упрощенного расчета

Фундамент — наиболее ответственная конструкция здания. После обратной засыпки котлована доступ к нему ограничен, и исправление каких-либо недостатков становится сложной задачей. Важно обеспечить достаточную прочность конструкции еще на стадии проектирования.

Зачем армируется ленточный фундамент

Бетон отлично работает на сжатие, но плохо справляется с изгибом. Грунт считается упругим основанием, которое не предотвращает небольшие прогибы ленты фундамента. Для увеличения прочности конструкции при воздействии поперечной нагрузки закладывают продольные стальные стержни.

Вся арматура в конструкции делится на два типа: рабочая и конструктивная. В ленточном фундаменте рабочим армированием становятся продольные пруты. Они подбираются расчетом. Конструктивное армирование назначается из минимальных требований нормативных документов, расчет не проводится. Они устанавливаются для совместной работы отдельных продольных стержней.

Классы арматуры и марки стали

Арматура отличается не только диаметром. Очень важно правильно выбрать класс изделий. Стержневая сталь обозначается маркировкой А, а проволочная Вр. Для фундамента используют металл класса по пределу текучести А400 (Аlll — устаревшая маркировка). Пруты легко отличают визуально:

• А240 (Al) — гладкая поверхность;
• А300 (All) — периодический профиль с кольцевым рисунком;
• Необходимая для фундамента А400 (Alll) — периодический серповидный профиль, или как еще называют «елочкой».

Разрешается применять армирование более высоких классов, но в большинстве случаев это экономически не выгодно. Понижение класса арматуры не допускается.

При изготовлении стержней руководствуются ГОСТ «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия». По этому документу арматура класса А400 изготавливается из стали с марками 5ГС, 25Г2С, 32Г2Рпс. Потребитель сам выбирает, какое сырье применять. При отсутствии в заказе марки стали, ГОСТ разрешает производителю назначать ее самостоятельно.

Помимо всего в нормативном документе указаны правила приемки арматуры, методы испытаний, условия транспортировки и хранения.

Минимальные диаметры арматуры

При расчете вычисляется суммарная площадь всей рабочей арматуры, а количество и сечение отдельных стержней уже подбирается по сортаменту.

Для удобства ограничения по диаметрам сводятся в одну таблицу.

Назначение армирования		Минимальный диаметр стержней
Рабочее продольное	при стороне менее 3 м	суммарное сечение всего армирования — 0,1% от общего поперечного сечения ленточного фундамента, каждый стержень диаметром не менее 10 мм
	при стороне более 3 м	то же, каждый стержень диаметром не менее 12 мм
Конструктивное поперечное		6 мм
Конструктивное вертикальное при высоте ленты менее 80 см		6 мм
Конструктивное вертикальное при высоте ленты более 80 см		8 мм

Требование по подбору рабочей арматуры приведены в СП «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения». Этот документ 2012 года является актуализированной редакцией одноименного СНиП, выпущенного в 2003 году. Основная информация в документах идентична, внесены лишь небольшие изменения. Более подробные указания представлены в Пособии по проектированию бетонных и железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры.

Диаметр более 40 мм нельзя использовать для бетонных конструкций.

Расчет рабочего армирования

При возведении серьезных сооружений требуются подробные расчеты ленточного фундамента, которые с точностью определят какую арматуру использовать для данной конструкции. Все расчеты в строительстве проводятся по предельным состояниям, то есть определяются минимальные условия, в которых элемент будет выполнять свою функцию.

1. Первая группа предельных состояний — расчет по прочности. Обеспечивается надежность и безопасная эксплуатация конструкции.
2. Вторая группа предельных состояний — расчет по жесткости. Предотвращает чрезмерное раскрытие трещин, перекосы, большие прогибы.

Вычисления по данным формулам трудоемки и требуют наличия технического образования. Для упрощения проектирования небольших частных зданий, армирование ленточного фундамента принимают исходя из минимальных значений.

Пример расчета стержней для ленточного фундамента

• высота ленты — 100 см;
• ширина ленты — 40 см.

Требуется сконструировать каркас для индивидуального жилого дома. Используется продольная, поперечная и вертикальная арматура. Вертикальная принимается сечением 8 мм и устанавливается с шагом 25 см. Поперечная горизонтальная монтируется с таким же шагом, но диаметром 6мм.

Для того, чтобы определить какая нужна рабочая арматура выполняют простое вычисление

1. Площадь поперечного сечения фундамента = ширина*высота = 100 см * 40 см = 4000 см².
2. Требуемая площадь сечения стержней арматуры = 0,1% * 4000 см² = 4 см².

Далее чтобы определить, какую арматуру использовать, необходимо обратиться к сортаменту. Число прутов принимается четное, чтобы равномерно распределить их в нижнем и в верхнем горизонтальном слое.

Диаметр арматуры, мм	Суммарная расчетная площадь поперечного сечения арматурных стержней, см 2					Масса 1 метра арматуры, кг
	2 стержня	4 стержня	6 стержней	8 стержней	10 стержней
8	применяется только при высоте фундамента 15 см и менее, что не подходит для ленточных конструкций	2,01	3,02	4,02	5,03	0,395
10		3,14	4,71	6,28	7,85	0,617
12		4,52	6,79	9,05	11,31	0,888
14		6,16	9,23	12,37	15,39	1,21
16		8,04	12,06	16,08	20,11	1,58
18		10,18	15,27	20,36	25,45	2,0
20		12,56	18,85	25,13	31,42	2,47

Для данного ленточного фундамента минимальный диаметр равняется 12 мм согласно документу «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий. Пособие по проектированию» , его и принимаем. По сортаменту потребуется 4 стержня: 2 располагаются снизу и 2 сверху.

Если применяются стержни разных диаметров (те, которые имеются в наличии), пруты больших размеров располагают снизу.

Расчет количества арматуры на фундамент

1. материалы указаны в предыдущем пункте;
2. длина стен ленточного фундамента — 40 м.

Требуется рассчитать массу арматуры всех диаметров для ленточного фундамента.
Рабочее горизонтальное армирование

1. Длина: периметр здания*количество стержней в сечении + запас на нахлест при сварке прутов = 40*6+5 = 245 м.
2. Анкеровка углов: количество стержней в сечении*количество углов*минимальная длина анкеровки (50 диаметров арматуры) = 6*4*(50*12) = 14,4 м.
3. Масса: длина*массу одного метра = (245+14,4)*0,888 = 230,3 кг прутов диаметром 12 мм.

Конструктивное горизонтальное армирование
Длина стержней принимается в зависимости о ширины стенки ленты за вычетом защитного слоя бетона — по 2-3 см с каждой стороны. Принимаем продольные пруты 34 см.

1. Количество стержней: периметр здания/шаг хомутов(в предыдущем пункте принято 25 см) = 40/0,25 = 160 шт.
2. Общая длина: количество*длина одного прута = 160*0,34 = 54,4 м.
3. Масса: 54,4*0,222 (в таблице выше не указано, но имеется в полном сортаменте) = 12,1 кг стержней диаметром 6 мм.

Конструктивное вертикальное армирование
Все как в предыдущем пункте, стержни устанавливаются длинной равной:
Высота ленточного фундамента минус 3 см*2 = 100 — 3*2 = 94 см.

1. Количество стержней: периметр здания/шаг хомутов(в предыдущем пункте принято 25 см) = 40/0,25 = 160 шт.
2. Общая длина: количество*длина одного прута = 160*0,94 = 150,4 м.
3. Масса: 150,4*0,395 = 59,41 кг стержней диаметром 8 мм.

Для удобства полученные цифры можно свести в таблицу.

Назначение	Диаметр	Общая масса
Рабочая	12 мм	230,3 кг
Поперечная	6 мм	12,1 кг
Вертикальная	8 мм	59,41 кг

Расчет диаметра арматуры занимает не больше 10 минут, но позволит избежать перерасхода материала или затрат на ремонт ленточных фундаментов. Полученную в последнем пункте таблицу удобно использовать при покупке материала.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Источник

Какую арматуру использовать для ленточного фундамента

Самостоятельное возведение дома либо выполнение отдельных видов строительных работ своими руками – это вовсе не модный тренд, а экономия бюджета. У застройщиков есть желание построить собственное жильё, имеются финансовые возможности (хоть и ограниченные), но, как правило, не хватает строительного опыта и знаний. Один из важных вопросов, возникающих на первом этапе строительства: какую арматуру следует использовать для ленточного фундамента под дом, как самостоятельно определить нужные параметры и характеристики для устройства армокаркаса.

Сначала стоит проникнуться важностью вопроса, оценить риски ошибочного выбора изделий.

Последствия неправильного выбора арматуры

На фундамент снизу и сбоку давит грунт. Сверху на него воздействуют разнонаправленные нагрузки. Зимнее замерзание почвы приводит к выталкиванию основания из земли. Даже суммарное воздействие нагрузок разного характера вряд ли приведёт к обрушению дома, но геометрия конструкций непременно изменится при неправильно подобранной арматуре для усиления фундамента.

Примерный перечень проблем, которые могут появиться при слабом армировании:

• трещины в стенах;
• зазоры между окнами и стенами;
• перекошенные полы;
• повреждение внутренних инженерных систем.

Иногда серьёзных проблем не видно, но они проявляют себя в сырой штукатурке с отставшими обоями, сквозняках при закрытых проёмах, вспучивании напольных покрытий.

Важно! Почти всегда причина этих неприятностей кроется в неправильном устроенном армировании фундамента либо выборе основного материала, – арматуры и проволоки.

Понимание процесса работы арматуры в ленточном фундаменте

Деформация ленточного фундамента происходит под влиянием нагрузок сжатия и растяжения. Верхняя часть ленты подвергается сжатию, нижняя – растяжению. Середина высоты фундамента, — нейтральная ось, — остаётся без изменений. Бетон легко разрушается при воздействии усилий растяжения, но прочен на сжатие.

Если ввести в бетон металлические пруты в зоне растяжения, то можно добиться равной прочности с зоной сжатия. Руководствуясь этим правилом, самостоятельные застройщики иногда не закладывают арматуру в верхнем поясе фундаментной ленты. Они ограничиваются созданием нижнего ряда стержней без создания пространственного каркаса в монолитном фундаменте.

Это грубая ошибка, потому что при замораживании увеличивается объём грунта и сжимается нижняя часть основания, но зато растягивается неукреплённая верхняя часть. Именно поэтому в фундаменте создаётся каркас из верхнего и нижнего ряда с вертикальной и поперечной перевязкой.

Критерии надёжности

Прочность фундамента повышается за счёт свойств бетона и арматурной стали в совместном использовании:

• Прочность арматуры из стали в 100-200 раз больше, чем у бетона.
• Значительная сила сцепления металла и бетона, в том числе за счёт шероховатости и профиля поверхности арматуры.
• Сила сцепления возрастает со временем.
• Изменение температуры одинаково изменяет длину бетона и стали.
• Бетон защищает арматуру от температурного воздействия и коррозии.

В переводе с итальянского «арматура» означает вооружение. Иными словами: «вооружение» монолита стальными стержнями необходимо для защиты основания дома от различных нагрузок.

Вариантов арматуры по материалу всего два, — сталь и стеклопластик. Выбор пластика для армирования обычно обосновывается невысокой ценой, но для основания небольшого дома, — одноэтажного, с мансардой либо двухэтажного, — выигрыш в цене по сравнению со сталью будет очень незначительный. Зато нюансов и различных условий в работе со стеклопластиком много. Поэтому не стоит экономить на мелочах: рекомендуем использовать стальную арматуру для ленточного фундамента как традиционное, практичное и надёжное решение.

Армированный бетон (железобетон) противостоит нагрузкам на порядок лучше, чем неукреплённый. При возведении фундамента жилого дома нельзя использовать бетон без арматурного усиления, этот процесс обозначен в строительных нормах как обязательный. Пренебрежение СНиПами может привести к разрушению здания, опасно для жильцов, а строители, игнорирующие данные правила, могут быть привлечены к уголовной ответственности.

Классификация

Стандартная маркировка предполагает разделение арматуры по типам:

• А – индекс изделий для каркасов;
• Вр – проволока для армирования;
• К – канатная, не используется в устройстве фундаментов частных жилых домов.

Классы

Рассмотрим тип изделий, маркируемых литерой «А»:

• 1 класс (А1). Монтажная арматура, круглая в сечении, гладкая. Для фундаментов непригодна из-за низкого сцепления с бетоном. Крайне редко, в виде исключения возможно использование стержней этого класса для поперечной перевязки несущей арматуры.
• 2 класс (А2) – назначение (монтажная) и характеристики идентичны классу 1, стержни имеют рельефную поверхность.
• 3 класс(А3). В изделиях сочетаются прочность, сопротивляемость напряжениям, долговечность. Арматура по совокупности параметров оптимальна для частного жилищного строительства.
• 4 класс (А4). В сравнении с А3 этот класс прочнее, предназначение – сильно напряжённые каркасные конструкции. Может использоваться в возведении фундаментов частных домов в два этажа и выше, с тяжёлыми стеновыми материалами и толстыми монолитными перекрытиями. Для небольших облегчённых строений применение изделий А4 нерационально.
• Классы А5 и А6 разработаны для специальных категорий строительства, в возведении фундаментов малоэтажных домов не используются.

Дополняющие литеры

Дополнительные буквенные символы в конце маркировки означают:

• К – стержни устойчивы к коррозии;
• С – пруты можно соединять методом сварки;
• Т – изделия подверглись термическому упрочнению.

Профиль

Стержни для устройства армокаркаса фундамента имеют рельефную поверхность для обеспечения достаточной сцепляемости бетона и металла усиления.

Рисунки на прутах бывают двух видов:

1. Серповидный профиль сообщает потребителю о стойкости изделия к нагрузкам на разрыв. Основная сфера применения – тонкостенные конструкции.
2. Кольцевой профиль обеспечивает максимальное сцепление с монолитом. Применяется в капитальных конструкциях, в том числе в ленточных железобетонных основаниях.

Правила армирования

Диаметр стержня – основной параметр для каждого класса. Правила, регламентирующие использование арматуры по диаметру, обозначены в СНиП 52-01-2003, дополнительных пособиях, инструкциях, специальных таблицах. Проектирование армирования ленточного фундамента для частного жилого дома основывается на этих документах.

В проекте дома имеется раздел, где прописаны диаметры всех прутов основания, схемы их раскладки и вязки каркаса. Но довольно часто самостоятельные застройщики экономят на проекте, руководствуясь в устройстве фундамента общими усреднёнными нормами.

Свод правил и рекомендаций по практическому выбору арматуры для ленточного фундамента под дом:

• 10 мм – это наименьший диаметра арматуры для фундамента дома, используемый при длине одной стороны ленты до 3 м либо для лёгких домов из сухого бруса, бревна, газобетона или пеноблоков;
• при длине одной стороны более 3 м толщина арматуры фундамента не может быть меньше 12 мм;

• каждый слой арматуры должен состоять из прутов одинакового диаметра;
• толщина соединительных поперечных стержней при высоте каркаса до 0,8 м должна составлять четверть диаметра силовых прутов, но не меньше 6 мм;
• при высоте больше 0,8 м минимальная толщина поперечных связей 8 мм;
• суммарная площадь армирующих элементов фундамента должна составлять от 0,1% площади его сечения;

• стандартные параметры длины арматурных прутов: 6м, 9м, 11,7м, — но некоторые производители предлагают другие промежуточные размеры в диапазоне до 11,7м;
• на слабонесущих грунтах толщину арматуры необходимо увеличить примерно вдвое, минимальный диаметр – 16 мм;
• в частном домостроении не используются стержни толщиной более 40 мм.

Обязательно посмотрите видео, о том как армировать углы и сопряжения ленточного фундамента, т.к. это очень важный этап:

Разумеется, застройщиков всегда интересует стоимость арматуры, — она возрастает с увеличением диаметра прутов. Ещё один фактор, влияющий на стоимость изделий, скрывается за литерами К, С, Т в конце маркировки. Как правило, дополнительные опции свариваемости, антикоррозийности и термоупрочнения при возведении ленточного фундамента под небольшой частный дом не требуются. Это лишние траты, весьма значительные. В случае сомнений по выбору арматуры, — необходимо заказать её точный расчёт у профессиональных проектировщиков.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Источник