В настоящее время трудно представить повседневную жизнь без строительства. Ежегодно во всем мире возводится тысячи новых зданий и сооружений. Важным этапом является возведение фундамента, так как от него во многом зависит прочность и устойчивость конструкции. Чтобы основа была более прочной и долговечной, много лет назад придумали его армирование. Армирование позволяет повысить твердость и жесткость фундаментной основы. Таким образом создается своего рода крепкий каркас. В обычном состоянии фундамент может подвергаться разрушению. Чаще всего это происходит в результате сжимания конструкции или при растяжении.
Стальной каркас позволяет предупредить растяжение фундаментной основы. На сегодняшний день для армирования используют стальные прутья различной толщины. Нередко их связывают при помощи проволоки в единую решетку. Используют специальную проволоку, обеспечивающую вязку каркаса. Чтобы металлическая основа была прочной и надежной, нужно рассчитать количество металла. Данный показатель зависит от типа возводимого фундамента. Он может быть столбчатым, ленточным или плитным. Рассмотрим более подробно, сколько арматуры надо на фундамент, однако для более точного результата, такого как расчетные данные, понадобится квалифицированная помощь специалиста.
Сколько нужно арматуры для столбчатой основы здания
Перед тем как возводить столбчатый фундамент, потребуется рассчитать арматуру. Данная конструкция является облегченной в отличие от монолитной, поэтому количество металлических прутьев небольшое. Для придания жесткости бетонным столбам рекомендуется брать стержни диаметром не более 10 мм. Прутья используют как горизонтальные, так и вертикальные. Вертикальные являются основными, располагаются они сверху вниз по всей длине столбиков. Вертикальные прутья должны иметь ребристую поверхность. Основная же функция горизонтального каркаса из металла – сцепление основного каркаса. Для армирования каждого столбика в большинстве случаев требуется не более 4 прутьев, которые устанавливают по всей высоте.
Как известно, любое строительство начинается с расчета и закладки фундамента. От того, насколько точно будет произведен этот расчет, напрямую зависит долговечность и прочность постройки. Являясь основой здания, фундамент принимает на себя нагрузку и перераспределяет ее на грунт. Верхняя плоскость конструкции, представляющая собой основу для внешних и внутренних стен, называется обрезом, а нижняя, выполняющая функцию распределения нагрузки - подошвой.
Характеристики ленточного фундамента
Наиболее распространенными в частном строительстве являются железобетонные ленточные фундаменты. 
Это обусловлено относительной простотой закладки - при его устройстве можно обойтись без применения грузоподъемной и специальной строительной техники. Важно правильно произвести не только расчет сечения и заглубления, но и расчет арматуры для ленточного фундамента.
Особенной популярностью этот тип фундамента пользуется благодаря тому, что подходит практически для любых грунтов и отличается самым большим сроком службы - до 150 лет.
Такую долговечность обеспечивают не только физические характеристики бетона, но и выбор правильной схемы армирования. Несмотря на видимую прочность, бетон является достаточно хрупким материалом и даже при незначительных сдвигах грунта может лопнуть. Для придания ему некоторой пластичности и применяется армирование. Производится оно при помощи металлического прута. Причем большая его часть должна иметь ребристую поверхность. Это необходимо для улучшения сцепления с бетоном.
Выбор диаметра прута
Расчет нагрузки на фундамент жилого дома, а, следовательно, и выбор диаметра арматуры производится специалистами при разработке проекта. Чаще всего используется арматура диаметром 10 или 12 мм, значительно реже 14мм. И только для небольших легких построек на непучинистых грунтах допустимо использование прута диаметром 8 мм.
Схема армирования фундамента
Для обеспечения прочности фундамента необходимо укрепить как нижнюю его часть, так и верхнюю. Для этого используется два горизонтальных ряда стальных прутьев, соединенных между собой вертикальными перемычками.
Основную нагрузку в зонах растяжения фундамента принимают на себя продольные горизонтальные пруты, тогда как вертикальные и поперечные горизонтальные используются в основном в качестве каркаса, а так же для придания фундаменту прочности на срез. Как правило, достаточной считается закладка четырех горизонтальных продольных стальных ребристых прутьев - двух по верху и двух по низу.
Вертикальные перемычки могут располагаться на расстоянии от 30 до 80 см одна от другой и зачастую изготавливаются из гладкого прута меньшего диаметра, что вполне допустимо.
Следует помнить, что расстояние между продольными прутьями армирования не должно превышать 0,3 м, а для защиты стали от коррозии прут должен быть заглублен в бетон минимум на 5 см.
Расчет арматуры для фундамента
Когда решение о схеме армирования фундамента принято, важно правильно рассчитать необходимое количество материала, чтобы дважды не платить за доставку, если обнаружиться, что его не хватает. Да и тратиться на излишки вряд ли кому-то захочется.
Для начала необходимо посчитать, сколько ребристой арматуры вам понадобится. Для этого нужно вычислить периметр вашего дома, прибавить к этому числу длину внутренних стен, под которыми будет проложен фундамент, и умножить все это на количество прутьев в схеме.
В качестве примера рассчитаем количество арматуры необходимое для закладки фундамента размером 5/6 м с одной внутренней стеной длиной 5м. Допустим, что схема армирования предусматривает 4 продольных прута диаметром 12мм. Итак:
(5+6)*2=22 - периметр здания
22+5=27 - общая длина фундамента
27*4= 108 - общая длина арматуры
Если вам не удалось приобрести прут необходимой длины, и вы планируете соединять отрезки, делать это необходимо с большим нахлестом - не менее 1 метра. Учитывайте это в расчетах. Мы допустим, что каждый продольный прут нашего каркаса будет иметь одно соединение.
4(количество прутьев в схеме)*5 (количество стен) = 20
Итого, получаем 20 соединений, а значит, дополнительно потребуется 20 метров арматуры. Прибавляем к предыдущему значению и получаем:
Теперь рассчитаем необходимое количество гладкого прута, диаметром 8мм для вертикальных стоек и горизонтальных поперечных перемычек.
Примем расстояние между перемычками равным 0,5 м. Тогда, разделив общую длину фундамента на это значение, мы получим количество армировочных «колец».
27/0,5 = 54 - общее количество армировочных колец
Если высота армировочной решетки 0,5м, а расстояние между прутьями 0,25м, то расчет арматуры будет выглядеть так:
(0,5+0,25)*2 = 1,5 - периметр одного «кольца»;
54*1,5 = 81м - общая длина прута.
В расчетах так же необходимо учитывать возможные обрезки и нахлесты. Рассчитать их точное количество не удастся, так что специалисты советуют прибавлять примерно 10% к получившейся длине.
Округляем в большую сторону и получаем 90м.
Достаточно редко прут или арматура продается на метраж. Значительно чаще, а точнее почти всегда, мы платим не за длину, а за вес изделия. Для того чтобы определиться с точным количеством необходима таблица расчета арматуры. Большинство крупных предприятий по выпуску металлопроката обязаны соблюдать требования ГОСТ 5781-82, где и указана масса одно метра того или иного вида изделий. Существует так же ГОСТ 2590-88, регламентирующий вес стального круга. Необходимо заметить, что цифры в обоих документах совпадают, а разница заключается лишь в том, что шаг диаметров круга значительно меньше, чем шаг диаметров стержневой арматуры. Для стержневой арматуры эти значения таковы:
Диаметр прута Вес в кг/м
Исходя из этой таблицы, можно произвести расчет массы арматуры необходимой для заливки нашего фундамента:
128*0,888=113,664кг - необходимое количество ребристой арматуры диаметром 12мм
90*0,395=35,55кг - необходимое количество гладкого прута диаметром 10мм
Огромное значение имеет так же способ соединения деталей конструкции. Многие ошибочно считают, что чем крепче соединить прутья между собой, тем долговечнее будет фундамент и выбирают для монтажа каркаса сварку. Однако в процессе сваривания нарушается структура металла, что ведет к его преждевременному разрушению. Специалисты советуют соединять арматуру вязальной проволокой. Проще всего делать это крючком, вот так:
Самостоятельная заливка перекрытия
К сожалению, стоимость готовых железобетонных конструкций достаточно высока. Поэтому достаточно часто стараясь сэкономить, их изготавливают самостоятельно. Перекрытия, как и любые другие ЖБК, требуют армирования. Как правило, для этого используют решетку с ячейкой 15/15см. При толщине перекрытия до 15см достаточно одной арматурной сетки. С увеличением толщины плиты, количество решеток увеличивается.
Правильно произвести расчет арматуры перекрытия достаточно просто. В качестве примера рассчитаем перекрытие размером 5/6м. Следует учитывать, что арматура не должна доходить кромки плиты на 10 см. Тогда ширина укрепленного участка составит 4,8м. Рассчитаем необходимое количество материала.
480/15=32 - количество прутьев для армирования плиты в длину. К этому значению необходимо прибавить еще один отрезок - кромочный. В итоге получаем 33 прута длиной 5,8м каждый. Итого: 33*5,8=191,4м.
Точно так же рассчитываем количество материала для укладки в ширину:
580/15=39(округлили) - количество прутьев;
39*4,8=187,2м - длина арматуры, необходимой для укладки в ширину.
Складываем оба полученных значения:
191,4+187,2=378,6м - общая длина необходимого материала.
Теперь остается только вычислить массу такого количества арматуры, используя таблицу. Как правило, для этих целей применяется прут диаметром 10мм.
Как видите, расчет количества арматуры достаточно прост. Но все же не стоит пренебрегать помощью специалистов, особенно в той части, которая касается сбора нагрузок на фундамент и определения типа грунта. Все остальное вы в состоянии с успехом проделать самостоятельно.
Исходными данными для расчета количества является тип фундамента (плитный, ленточный, столбчатый) и его конфигурация. Тип фундамента и параметры выбираются в зависимости от и нагрузки на фундамент. В одной из предыдущих статей приводился пример расчета нагрузки (« ») на фундамент дома размером 6 м на 6 м с одной внутренней стеной. В этой статье ниже приведены примеры расчета расхода арматуры для фундамента под тот же дом.
Сколько арматуры и вязальной проволоки нужно для плитного фундамента?
Прежде всего, надо определиться с классом и диаметром прутка арматуры: для нужно использовать только арматуру с ребристой поверхностью и диаметром не меньше 10 мм. От диаметра арматуры зависит прочность всей конструкции: чем толще арматура, тем прочнее. При выборе ее толщины стоит ориентироваться на вес дома и . Если грунт непучинистый и плотный, т.е. имеет хорошую несущую способность, то под нагрузкой от дома он будет меньше деформироваться и от плиты требуется меньшая устойчивость. Второй фактор – это вес дома. Чем он больше, тем больше нагрузка на плиту и больше ее деформация. Если вы строите легкий деревянный дом на хорошем грунте, то для армирования плиты достаточно будет арматуры диаметром 10 мм. Если тяжелый дом на слабом грунте – то арматуру надо использовать толстую 14-16 мм. Шаг сетки арматурного каркаса плиты обычно составляет 20 см, при таком шаге на нашем фундаменте 6х6 м надо уложить 31 пруток вдоль и столько же поперек, итого 62 прутка. Поясов армирования у плиты надо делать два – верхний и нижний, поэтому общее количество прутков будет 124 штуки, при длине прутка 6 м получаем расход 124 х 6 м = 744 погонных метра арматуры. Помимо этого верхнюю сетку арматуры надо соединить с нижней, это соединение делается в местах пересечения продольных и поперечных прутков арматуры. Таких соединений будет 31 х 31 = 961 штук. Если толщина плиты составляет 20 см, а каркас арматуры находится в 5 см от поверхности, то на каждое соединения нужен пруток арматуры длиной 10 см (20 см толщины минус 5 см снизу и сверху). На все соединения потребуется 0,1 х 961 = 96,1 метра арматуры. Общее количество арматуры на весь плитный фундамент составит 744 м + 96,1 м = 840,1 погонных метра.
Чтобы посчитать, сколько нужно вязальной проволоки, надо прежде всего определить способ соединения: сначала соединяются продольные и поперечные прутки арматуры нижнего пояса, затем к ним присоединяются вертикальные прутки, и потом к ним продольные и поперечные прутки верхнего пояса. Таким образом, в каждом месте, где пересекаются два горизонтальных прутка и один вертикальный есть два соединения вязальной проволоки. Таких мест 961 в нижнем поясе и столько же в верхнем. Для вязки одного пересечения прутков нужно 15 см вязальной проволоки, согнутой пополам, то есть 0,3 м чистой длины. Полный расход вязальной проволоки на плитный фундамент составит 0,3 м х 961 х 2 = 576,6 м.
Сколько арматуры нужно для армирования ленточного фундамента?
Бетон является непластичным материалом и при растягивающем воздействии легко трескается. При воздействии сил пучения со стороны грунта или при неравномерной нагрузке со стороны здания фундамент немного деформируется. При любой деформации в материале создаются с одной стороны зона сжатия, с другой - зона растяжения. Именно в зоне растяжения и происходят трещины. Чтобы предотвратить появление трещин фундамент нужно армировать.Расчет арматуры для фундамента – важный этап его проектирования, поэтому его необходимо проводить с учетом требований СНиП 52-01-2003 по выбору класса арматуры, сечения и его необходимого количества.
Для начала следует понять, для чего в монолитном бетонном основании нужна металлическая арматура. Бетон после набора им промышленной прочности отличается высокой прочностью на сжатие, и значительно более низкой прочностью на растяжение. Не армированное бетонное основание при вспучивании грунта склонно к растрескиванию, что может привести к деформации стен и даже разрушению всего здания.
Расчет арматуры для плитного фундамента
Пример расчета
Дом из газобетонных блоков, устанавливается на плитный фундамент толщиной 40 см на среднепучинистых суглинках. Габаритные размеры дома – 9х6 метров.
Расчет арматуры для ленточного фундамента
В основная нагрузка на разрыв приходится вдоль ленты, то есть направлена продольно. Поэтому для продольного армирования выбирают пруток с толщиной 12-16 мм в зависимости от типа грунта и материала стен, а для поперечных и вертикальных связей допускается брать пруток меньшего диаметра – от 6 до 10 мм. В целом принцип расчета похож на расчет арматуры плитного фундамента, но шаг арматурной решетки выбирается 10-15 см, так как усилия на разрыв ленточного фундамента могут быть значительно больше.
Пример расчета
Ленточный фундамент деревянного дома, ширина фундамента 0,4 м, высота – 1 метр. Размеры дома 6х12 метров. Грунт – пучинистые супеси.
- Для выполнения ленточного фундамента обязательно устраивают две арматурные сетки. Нижняя арматурная сетка предупреждает разрыв ленты фундамента при просадках грунта, верхняя – при его пучении.
- Шаг сетки выбирается 20 см. Для устройства ленты фундамента необходимо 0,4/0,2= 2 продольных прутка в каждом слое арматуры.
- Диаметр продольного прутка для деревянного дома – 12 мм. Для выполнения двуслойного армирования двух длинных сторон фундамента необходимо 2·12·2·2 = 96 метров прутка.
- Для коротких сторон 2·6·2·2 = 48 метров.
- Для поперечных связей выбираем пруток с диаметром 10 мм. Шаг укладки – 0,5 м.
- Вычисляем периметр ленточного фундамента: (6+12) ·2 = 36 метров. Полученный периметр делим на шаг укладки: 36/0,5 = 72 поперечных прутка. Их длина равна ширине фундамента, следовательно, общее количество 72·0,4 = 28,2 м.
- Для вертикальных связей также используем пруток D10. Высота вертикальной арматуры равна высоте фундамента – 1 м. Количество определяют по количеству пересечений, умножив число поперечных прутков на число продольных: 72·4 = 288 штук. При длине 1 м общая длина составит 288 м.
- Таким образом, для выполнения армирования ленточного фундамента понадобятся:
- 144 метров прутка класса A-III D12;
- 316,2 метров прутка класса A-I D10.
- По ГОСТ 2590 находим его массу. Погонный метр прутка D16 весит 0,888 кг; метр прутка D6 – 0,617 кг. Вычисляем общую массу: 144·0,88 = 126,72 кг; 316,2·0,617= 193,51 кг.
Расчет вязальной проволоки: количество соединений можно рассчитать по количеству вертикальной арматуры, умножив его на 2 – 288·2 = 576 соединений. Расход проволоки на одно соединение принимаем 0,4 метра. Расход проволоки составит 576·0,4 = 230,4 метров. Масса 1 метра проволоки с диаметром d=1,0 мм составляет 6,12 г. Для вязки арматуры фундамента потребуется 230,4·6,12 = 1410 г = 1,4 кг проволоки.
Ни одна постройка, будь то небольшой дачный домик или гигантский небоскрёб, не может обойтись без фундамента. Основной же конструктивной частью монолитного фундамента является внутренний каркас, монтируемый из арматуры. Согласно данным лабораторных испытаний, внутренний каркас в разы увеличивает прочность фундамента, исключая его растрескивание при значительных нагрузках или при сезонном «хождении» грунта.
Виды арматуры, применяемой для монолитных фундаментов
На современном строительном рынке представлен огромный ассортимент различной арматуры. Она различается по своему диаметру, материалу изготовления, технологическим особенностям. При строительстве частных домов наиболее распространённым является ленточный заливной фундамент. При его заливке самым востребованным является прокат диаметром от 8 до 12 мм, реже – до 16 мм. Наиболее же распространённый вариант для устройства фундамента – прокат сечением 10 мм.
При создании каркаса ленточного бетонного основания деревянного дома, гаража или бани, как показывает практика, наиболее целесообразно использовать арматуру сечением 10 мм. Дело в том, что арматура диаметром 10 мм идеально отвечает технологическим требованиям СНиП для лёгких построек. Она обладает достаточной прочностью, и в то же время – умеренной ценой. Таким образом, её использование позволяет застройщику получить достаточно прочный каркас, в то же время избежав перерасхода сметных средств.
Выбор диаметра полностью зависит от предполагаемых нагрузок. Поэтому, для возведения прочного основания постройки нужно не ошибиться с определением необходимого диаметра, а также количества ниток.
Расчёт количества арматуры в каркасе
Особенности использования 10-мм стального проката даны в таблицах строительных нормативов (СНиП). Согласно этим нормам, отношение площади сечения каркаса к общей площади сечения фундамента должна составлять 1 к 1 000. То есть, если площадь поперечного сечения ленточного фундамента составляет 1 кв. м, то минимальная площадь сечения внутреннего каркаса – 10 кв. см. Зная, что площадь сечения 10-мм стального прутка составляет 0,78 кв. см, можно рассчитать, сколько «нитей» нужно будет использовать в фундаменте данного сечения.
В представленной ниже таблице указано, сколько «ниток» арматуры различного диаметра будет нужно для создания каркаса того или иного сечения. С помощью этого норматива можно рассчитать, сколько надо будет 10-мм арматуры для возведения основания нужной длины.
Пример расчета
Чтобы вычислить общий расход, надо будет произвести ряд несложных вычислений. Допустим, нужно залить ленточный фундамент для дома 10×10 м. Для примера возьмём наиболее распространённый вариант конструкции – так называемый «пятистенок». То есть дом, имеющий четыре наружные стены, и одну несущую внутреннюю стену. Примем сечение среднезаглубленного ленточного фундамента в 0,5 кв. м (1 м глубиной и 0,5 м шириной).
Первоначально рассчитываем общую длину бетонной заливки. Периметр здания у нас получается длиной в 40 метров. К этой длине надо будет прибавить внутреннюю стену – ещё 10 метров. В итоге получаем общую длину ленточного фундамента в 50 метров.
Следующий шаг — высчитываем, сколько надо будет ниток арматуры для создания каркаса. Согласно нормативам СНиП, для фундамента сечением 0,5 м, общее сечение продольных ниток арматуры должно составлять как минимум 5 кв. см (соотношение 1:1000). Поскольку площадь сечения арматуры диаметром 10 мм составляет 0,78 см, то наименьшее количество ниток в каркасе составляет 8 штук.
При произведении расчётов, для большей надёжности каркаса, все данные необходимо округлять в большую сторону. Ещё лучше — брать все данные с разумным запасом (10-15%).
Далее, чтобы определить общий расход, умножаем протяжённость заливки на количество нитей: 50 х 8 = 400 м. Таким образом, расход арматуры диаметром 10 мм для деревянного дома размерами 10×10 м составит примерно 400 м. При этом, 400 метров – расход арматуры только на продольные нити, без учёта поперечных перемычек.
Для определения сметной стоимости всей арматуры необходимо будет вычислить, сколько она будет весить. Это связано с тем, что стоимость металлопроката, как правило, исчисляется на вес.
Один метр 10-мм арматуры весит примерно 600 г. Следовательно, 400 м будут весить приблизительно 240-250 кг. Подобным же образом можно вычислить, сколько проката понадобится для заливки основания под постройку другого размера. Так, для деревянного дома 6х6 м вычисления будут выглядеть следующим образом. Находим периметр дома с внутренней несущей стеной: 6 х 4 + 6 = 30 м. Далее умножаем длину заливки на количество нитей: 30 х 8 = 240 метров.
Разновидности 10-мм арматуры
По области применения и своим конструктивным особенностям 10-мм арматура подразделяется на два основных класса:
- рабочая;
- монтажная.
Главной отличительной особенностью рабочей арматуры является её рифлёная поверхность. Это необходимо для её лучшей сцепки с бетоном. Такая арматура отлично работает на изгиб, значительно увеличивая критическое значение нагрузки на фундамент. При создании пространственного внутреннего каркаса применяется она в основном для продольных нитей, реже – для поперечных перемычек.
Монтажная арматура имеет гладкую поверхность и используется чаще всего в качестве поперечных перемычек. Она придаёт каркасу внутреннюю жёсткость, не позволяя ему деформироваться под действием нагрузок.
По виду материала изготовления вся современная арматура делится на два вида – стальная и стеклопластиковая. Посмотрите видео, как использовать стеклопластиковую арматуру.
Стальная арматура проверена десятилетиями использования в строительной промышленности. Главными её достоинствами являются:
- Отличная гибкость и в то же время замечательная прочность, достигающая показателя 19 кН.
- Функциональность в использовании. Металлический каркас возможно не только связывать, но и сваривать.
- Достаточная долговечность, особенно для проката из легированной стали, достигающая десятков лет.
Стеклопластиковая арматура, не так давно появившаяся на нашем строительном рынке, также имеет ряд собственных преимуществ:
- Устойчивость к влаге. Стеклопластик в принципе не подвержен коррозии, что делает арматуру из него весьма долговечной.
- Высокая прочность. По этим характеристикам стеклопластик мало в чём уступает стали.
- Лёгкость. Малая масса позволяет максимально облегчить общий вес каркаса.
В качестве итога можно сказать, что выбор того или другого варианта арматуры, вида каркаса и так далее, должен опираться на соответствующие строительные нормативы. В данном случае, при устройстве фундамента, прежде всего нужно принимать во внимание массу предполагаемой нагрузки (здания), а также тип грунта, на котором возводится дом.