Соотношение арматуры и бетона в монолитных конструкциях

Обновлено: 28.04.2024

В строительной отрасли широко применяются конструкции из железобетона, надежность и долговечность которых обеспечивает металлический каркас. Он способен воспринимать значительную нагрузку, если правильно подобрать сечение рифленого прута арматуры, а также выдержать расстояние между арматурой и поверхностью бетона в стенах, колоннах, фундаментах и балках. Зная процент армирования, для вычисления которого выполняются специальные расчеты, несложно определить минимальное количество арматуры. Проектируя каркас, важно уметь определять армирующий показатель.

Формула процента армирования железобетонных конструкций – соотношение бетона

В процессе длительной эксплуатации строительные конструкции подвергаются воздействию сжимающих и изгибающих нагрузок, а также крутящих моментов. Для усиления выносливости железобетона и расширения сферы его использования выполняется усиление бетона арматурой. В зависимости от массы каркаса, диаметра прутков в поперечном сечении и пропорции бетона изменяется коэффициент армирования железобетонных конструкций.

Разберемся, как вычисляется данный показатель согласно требованиям стандарта.

Для того, чтобы армирование выполняло свое назначение, необходимо расчитать усиление бетона, соответствующий минимальному проценту

Процент армирования колонны, балки, фундаментной основы или капитальных стен определяется следующим образом:

масса металлического каркаса делится на вес бетонного монолита;
полученное в результате деления значение умножается на 100.

Коэффициент армирования бетона – важный показатель, применяемый при выполнении различных видов прочностных расчетов. Удельный вес арматуры изменяется:

при увеличении слоя бетона показатель армирования снижается;
при использовании арматуры большого диаметра коэффициент возрастает.

Для определения армирующего показателя на подготовительном этапе выполняются прочностные расчеты, разрабатывается документация и делается чертеж армирования. При этом учитывается толщина бетонного массива, конструкция металлического каркаса и размер сечения прутков. Данная площадь определяет нагрузочную способность силовой решетки. При увеличении сортамента арматуры возрастает степень армирования и, соответственно, прочность бетонных конструкций. Целесообразно отдать предпочтение стержням диаметром 12–14 мм, обладающим повышенным запасом прочности.

Показатель армирования имеет предельные значения:

минимальное, составляющее 0,05%. При удельном весе арматуры ниже указанного значения эксплуатация бетонных конструкций не допускается;
максимальное, равное 5%. Превышение указанного показателя ведет к ухудшению эксплуатационных показателей железобетонного массива.

Соблюдение требований строительных норм и стандартов по степени армирования гарантирует надежность конструкций из железобетона. Остановимся более детально на предельной величине армирующего процента.

Чтобы гарантировать надежность конструкций из железобетона, необходимо соблюдать требования строительных норм

Минимальный процент армирования в конструкциях из железобетона

Рассмотрим, что выражает минимальный процент армирования. Это предельно допустимое значение, ниже которого резко повышается вероятность разрушения строительных конструкций. При показателе ниже 0,05% изделия и конструкции нельзя называть железобетонными. Меньшее значение свидетельствует о локальном усилении бетона с помощью металлической арматуры.

В зависимости от особенностей приложения нагрузки минимальный показатель изменяется в следующих пределах:

при величине коэффициента 0,05 конструкция способна воспринимать растяжение и сжатие при воздействии нагрузки за пределами рабочего сечения;
минимальная степень армирования возрастает до 0,06% при воздействии нагрузок на слой бетона, расположенный между элементами арматурного каркаса;
для строительных конструкций, подверженных внецентренному сжатию, минимальная концентрация стальной арматуры достигает 0,25%.

При выполнении усиления в продольной плоскости по контуру рабочего сечения коэффициент армирования вдвое превышает указанные значения.

Коэффициент армирования – предельное значение для монолитных фундаментов

Желая обеспечить повышенный запас прочности конструкций из железобетона, нецелесообразно превышать максимальный процент армирования.

Нецелесообразно превышать максимальный процент армирования, чтобы обеспечить повышенный запас прочности конструкций

Это приведет к негативным последствиям:

ухудшению рабочих показателей конструкции;
существенному увеличению веса изделий из железобетона.

Государственный стандарт регламентирует предельную величину уровня армирования, составляющую пять процентов. При изготовлении усиленных конструкций из бетона важно обеспечить проникновение бетона в глубь арматурного каркаса и не допустить появления воздушных полостей внутри бетона. Для армирования следует использовать горячекатаный пруток, обладающий повышенной прочностью.

Какова величина защитного слоя бетона

Для предотвращения коррозионного разрушения силового каркаса следует выдерживать фиксированное расстояние от стальной решетки до поверхности бетонного массива. Этот интервал называется защитным слоем.

Его величина для несущих стен и железобетонных панелей составляет:

1,5 см – для плит толщиной более 10 см;
1 см – при толщине бетонных стен менее 10 см.

Размер защитного слоя для ребер усиления и ригелей немного выше:

2 см – при толщине бетонного массива более 25 см;
1,5 см – при толщине бетона меньше указанного значения.

Важно соблюдать защитный слой для опорных колонн на уровне 2 см и выше, а также выдерживать фиксированный интервал от арматуры до поверхности бетона для фундаментных балок на уровне 3 см и более.

Величина защитного слоя различается для различных видов фундаментных оснований и составляет:

3 см – для сборных фундаментных конструкций из сборного железобетона;
3,5 см – для монолитных основ, выполненных без цементной подушки;
7 см – для цельных фундаментов, не имеющих демпфирующей подушки.

Строительные нормы и правила регламентируют величину защитного слоя для различных видов строительных конструкций.

Заключение

Усиление бетонных конструкций с помощью арматурных каркасов позволяет повысить их долговечность и увеличить прочностные свойства. На расчетном этапе важно правильно определить показатель армирования. При выполнении работ необходимо соблюдать требования строительных норм и правил, а также руководствоваться положениями действующих стандартов.

Для правильного расчета расхода арматуры на 1 м 3 бетона необходимо соблюдать строительные нормы и требования по армированию железобетонных конструкций. Так как, для конструкций разного типа, процент содержания стальных стержней в железобетоне может существенно отличается.

Какие показатели влияют на расчет расхода

При расчете расхода арматуры для армирования железобетонных конструкций следует учесть:

Вид и тип строения. Нормы армирования для каждой конструкции свои, они регламентируются, ГОСТ и СНиП.
Марку бетона. Чем выше марка, тем больше у бетона показатель сопротивления сжатию и растяжению, данные характеристики учитываются при вычислениях.
Размер и вес строения. Чем больше масса постройки, следовательно, тем больше процент содержания стали в бетоне. . Показатели расчетного сопротивления на растяжение и сжатие у стержней более высокого класса выше.

Все вышеперечисленные характеристики учитываются при расчетах количества арматуры требуемого для армирования возводимой конструкции. От их величины зависит и объем требуемого материала на 1 м 3 бетона. Так как эти показатели для каждой конструкции свои, то и расход для них будет разный.

Как рассчитывается расход арматуры на куб бетона

Согласно СП 52-101-2003 конструкцию можно назвать железобетонной, если площадь сечения продольных стальных стержней равна минимум 0,1 %, от площади сечения бетона. Максимальный процент содержания стальных стержней в бетоне равен 5, в местах стыковки, например колонн, этот показатель может доходить до 10. Рекомендуемый диапазон, это 0,5-3 % арматуры, от площади сечения бетона.

Исходя из конструктивных требований СП 52-101-2003, норма расхода арматуры для армирования железобетонных конструкций, находится в пределах от 20 до 430 кг на 1 м 3 бетона.

Таблица расхода арматуры

В данной таблице, рассчитан вес арматуры, необходимый для армирования железобетонных конструкций, в зависимости её количества в процентах от площади сечения бетона.

Содержания арматуры, %	Масса арматуры на 1 м 3 бетона, кг
0.1	7.85
0.5	39.25
1	78.5
1.5	117.75
2	157
2.5	196.25
3	235.5
3.5	274.75
4	314
4.5	353.25
5	392.5

Примеры расчета расхода арматуры

Как уже было сказано выше, количество стержней требуемых для армирования зависит от типа конструкции, ниже приведены примеры как проводить расчёты для них.

Ленточный фундамент

Рассчитаем количество арматуры на 1 м 3 бетона, необходимое для армирования ленточного фундамента – высота 1,2 м, ширина 0,4 м. Для продольного армирования используем стальные стержни диаметром 12 мм – 14 шт., для поперечного хомуты из прутов 8 мм – шаг 30 см, а также соединительные стержни с шагом 60 см.

Порядок выполнения расчета расхода по схеме приведенной выше:

Считаем площадь сечения бетона: 120*40=4800 см 2 .
Площадь сечения продольной арматуры: 14*1,131=15,834 см 2 .
Находим процент содержания продольных стержней в бетоне: 15,834/4800*100=0,329875%, округляем 0,33 %.
С помощью таблицы расхода переводим проценты в кг, для этого: 0,33/0,1*7,85=25,905 кг.
Для изготовления одного хомута необходимо 3 м прута толщиной 8 мм (вес 1 метра 0,395 кг), всего на 1 м 3 фундамента уйдет 7 хомутов, а это: 7*3*0,395*= 8,295 кг.
Также понадобятся 4 соединительных стержня длиной 50 см, и диаметром 8мм, всего: 4*0,5*0,395=0,79 кг.
Получаем на 1 м 3 бетона ленточного фундамента при таком армировании, всего уйдет: 25,905+8,295+0,79=34,99 кг арматуры.

Так, рассчитав требуемый объем бетона и количество стержней на 1 м 3 , можно узнать, сколько тонн стали необходимо для армирования всего фундамента. Но также следует учесть количество и размер нахлестов арматуры, и подсчитать количество дополнительных элементов по усилению углов и других элементов.

Монолитная плита перекрытия

Рассчитаем на примере армирования плиты перекрытия толщиной 20 см, так как это самый распространённый размер. Шаг армирующей сетки 200 на 200 мм диаметр стержня 10 мм, усиления 14 мм – шаг 200 мм.

Порядок расчета расхода на 1 м 3 перекрытия по схеме:

На 1 м 2 плиты уходит 20 м арматуры для вязки верхнего и нижнего слоя сетки.
1 м 3 бетона занимает площадь 5 м 2 , следовательно: 5*20=100 метров – расход стержня для вязки сетки.
Вес метра арматуры 10 мм – 0,617 кг. Получаем, 100*0,617=61,7 кг, расход продольных стержней для устройства сетки.
На дополнительные усиления, понадобится около 50 метров стержня диаметром 14 мм, всего: 50*1,21=60,5 кг.
Дополнительные элементы плиты (пространственные каркасы, «П» образные элементы), необходимо около 20 м стальных прутов 10 мм, всего: 20*0,617=12,34 кг.
Всего расход: 61,7+60,5+12,34= 134,54 кг арматуры на 1 м 3 бетона монолитной плиты перекрытия.

Таким образом, можно произвести расчеты для перекрытий различных конструкций. Но при этом следует ещё учесть расход на стыки, усиления в зоне продавливания, и другие дополнительные элементы, в зависимости от формы и особенностей строения.

Железобетонная колонна

Рассчитаем расход для армирования колонны 300 на 300 мм. Продольная арматура класса А500С диаметром 16 мм – 4 шт, поперечная А240 – 8 мм. Порядок расчета:

Считаем размер площади сечения колонны: 30*30=900 см 2 . равна: 4*2,01=8,04 см 2 .
Рассчитываем процент содержания продольных прутов в бетоне: 8,04/900*100= 0,893 %.
Переводим проценты в кг, для этого: 0,893/0,1*7,85= 70,1 кг.
При таком сечении 1 м 3 бетона в длину это 11 метров колонны.
На 11 метр колонны при шаге 25 см уйдет около 45 хомутов.
На 1 хомут уходит 1 метр стержня диаметром 8 мм весом 0,395 кг, значит всего на куб: 45*0,395=17,775 кг.
Всего на куб бетона колонны уйдет, 70,1+17,775=87,875 кг арматуры.

Все расчеты по расходу стали являются теоретическими, к каждому случаю следует подходить индивидуально, учитывать все действующие нагрузки на конструкцию, так как от этого зависит минимальный процент армирования, а от него, то, сколько арматуры уйдет на 1 м 3 бетона. Если остались вопросы, задавайте в комментариях, будем рады помочь.

В монолитном строительстве, колоннами называют железобетонные вертикальные протяженные элементы, предназначенные для восприятия и передачи нагрузки от вышележащих конструкций. Для того чтобы они смогли обеспечить одноэтажным и многоэтажным сооружениям необходимый уровень жесткости и прочности, по вертикали, их усиливают арматурным каркасом. Разберем, как правильно и чем выполнить армирование колонны, чтобы она выдержала все будущие нагрузки на сжатие, скручивание и изгиб.

Зачем армировать колонны?

Арматурный каркас увеличивает такие показатели бетонной колонны, как:

Прочность.
Сейсмостойкость.
Устойчивость к появлению трещин.
Долговечность.

На сколько, сильно увеличатся данные показатели, зависит от диаметра используемой арматуры и марки бетона. Так же армирование даёт возможность заливать колонны не только с простой формой поперечного сечения – квадратной и прямоугольной. Но и более сложной – двутавровой и круглой (сплошной и полой).

Материал для усиления колонн

Для армирования колонн используют арматуру следующих классов:

В качестве рабочих продольных стержней применяют термомеханически упрочнённые стальные пруты периодического профиля класса А500С. Также допускается использование горячекатаных стержней класса А400.
Для изготовления конструктивных элементов (хомутов, соединительных стержней), используется арматура с гладким профилем класса А240.

Технологические нормы по созданию армирующего каркаса

Для того чтобы правильно выполнить армирование монолитной колонны необходимо соблюдать следующие нормы по его устройству.

Диаметр арматуры

Минимальный диаметр стальных рабочих продольных стержней для сборных колонн должен быть равен не менее 16 мм. Для монолитных допускается применять арматуру диаметром 12 мм.

Рекомендуется, для создания армирующего каркаса колонны, использовать пруты одинаковой диаметра. Но допускается и применение двух разных, в этом случае стержни большего размера располагаются по углам колонны, а меньшего между ними по центру.

Минимальный и максимальный процент армирования колонны

Минимальный размер сечения арматуры для всех колонн разный. Определяется он расчетными действиями, учитываются все будущие нагрузки, которые будут действовать на колонну, временные, длительные и постоянные.

Максимальная площадь сечения рабочей продольной арматуры не рекомендуется делать более 5% площади поперечного сечения колонны. Так как в этом случае тяжело расположить стержни в пределах сечения.

Оптимальный процент армирования колонн находиться в пределах 0,4-3%. В местах стыковки это значение будет в 2 раза больше.

Пример расчета процента армирования колонны 400 на 400 мм, арматурой 16 диаметра – 4 шт.

Находим площадь сечения колонны, 40*40=1600 см2.
Считаем суммарную площадь поперечного сечения арматуры, 4*2,01=8,04 см2.
Процент армирования равен, 8,04/(1600/100)=0,5025%.

Расположение продольных стержней

Максимально допустимое значение расстояния между осями продольных стержней не должно превышать 400 мм. Если расстояние более 400 мм, то следует между ними установить дополнительные стержни диаметром не менее 12 мм.

Рекомендуемое значение расстояния между стержнями в свету для сборных колонн рекомендуется делать не менее 30 мм, а для монолитных от 50 мм. В обоих случаях минимальное значение следует принимать не менее диаметра используемой арматуры.

Размер и расположение поперечных элементов

Размер поперечных стержней, зависит от наибольшего размера продольного прута в сечении колонны, а также от способа их соединения (вязка или сварка). Минимальный диаметр поперечных прутов указан в таблице ниже:

На размер шага расположения хомутов в колонне влияет класс арматуры, и ее показатели расчетного сопротивления сжатию Rас.

Если процент насыщения продольных стержней в колонне больше 3, то размер шага поперечной арматуры не должен превышать 30 см и не быть более 10 диаметров меньшего продольного элемента. Рекомендуется в данном случае хомуты крепить методом сварки.

Длина и правила стыковки прутов колонн

Длина арматуры для армирования монолитной железобетонной колонны берется такой, чтобы не было необходимости делать стык. Но если стык все же необходимо выполнить внахлест, без применения сварки, то лучшим вариантом расположения стыка будет в месте изменения сечения колонны. А для многоэтажных монолитных домов, лучший вариант расположения стыка, это уровень верха перекрытия.

Рекомендуемый размер нахлеста арматуры в колонне в сжатом состоянии, равен 30 диаметрам прута, при выполнении стыковки в разбежку. Но чаще всего стыковку выполняют без разбежки над перекрытием, в таком случае размер нахлеста рекомендуется делать в 2 раза больше, то есть 60 диаметров прута.

На схемах ниже приведены примеры выполнения стыковки продольной арматуры в монолитном домостроении.

Пояснения к чертежу: а — при одинаковом сечении колонн верхнего и нижнего этажей; 6 — при незначительном различии в сечениях колонн верхнего и нижнего этажей; в — при резком различии в сечениях колонн верхнего и нижнего этажей.

Требования к защитному слою

Соблюдение требований по защитному слою бетона для арматуры колонны, одно из важнейших условий качественной железобетонной конструкции. Размер защитного слоя, зависит от диаметра арматуры и её назначения.

Для продольных стержней размер защитного слоя должен быть больше 20 мм, но не менее диаметра арматуры. Например: если для армирования используется пруты толщиной 28 мм, то соответственно минимальный защитный слой – 28 мм.
Для поперечного армирования колонны минимальный защитный слой бетона равен 15 мм, но так же, как и у продольного, не может быть менее диаметра стержня.

По моему опыту, чаще всего размер защитного слоя для колонн находится в пределах 3 – 4,5 см. Но если толщина защитного слоя, получилась более 50 мм в растянутой зоне сечения, то необходимо дополнительно устанавливать конструктивную арматуру в виде сеток.

Схемы армирующих каркасов

На схему расположения продольных и поперечных элементов армирования колонны (хомутов и соединительных стержней), влияет размер колонны, форма, количество арматуры используемых для её усиления, а также способ соединения элементов каркаса: при помощи сварки или вязальной проволоки.

Чертеж расположения поперечных и продольных стержней в зависимости от типа армирования и формы колонны.

Как видите при создании армирующего каркаса следует учесть немало факторов, для того чтобы получить качественную железобетонную колонну. Будьте внимательны и ответственно отнеситесь к процессу строительства и расчета. Если остались вопросы после изучения материала, задавайте их в комментариях.

При возведении крупных промышленных и жилых строительных объектов вопроса о том, сколько арматуры требуется на заливку 1 м3 бетона, не возникает: нормы ее расхода регулируются соответствующими ГОСТами (5781-82, 10884-94) и изначально закладываются в проект. В частном строительстве, где мало кто обращает внимание на требования нормативных документов, придерживаться норм расхода арматурных изделий все-таки следует, так как это позволит создать надежные бетонные конструкции, которые прослужат вам долгие годы. Для определения таких норм можно воспользоваться несложной методикой, позволяющей вычислить их с помощью несложных расчетов.

Арматурный каркас напрямую определяет эксплуатационные характеристики фундамента

Формула процента армирования железобетонных конструкций – соотношение бетона

Разберемся, как вычисляется данный показатель согласно требованиям стандарта.

масса металлического каркаса делится на вес бетонного монолита;
полученное в результате деления значение умножается на 100.

при увеличении слоя бетона показатель армирования снижается;
при использовании арматуры большого диаметра коэффициент возрастает.

Показатель армирования имеет предельные значения:

минимальное, составляющее 0,05%. При удельном весе арматуры ниже указанного значения эксплуатация бетонных конструкций не допускается;
максимальное, равное 5%. Превышение указанного показателя ведет к ухудшению эксплуатационных показателей железобетонного массива.

Соблюдение требований строительных норм и стандартов по степени армирования гарантирует надежность конструкций из железобетона. Остановимся более детально на предельной величине армирующего процента.

Сохранение прочности

Бетон создает защиту стали от влияния факторов внешней среды (влаги, химических веществ), поэтому металл должен быть полностью укрыт раствором. Любые манипуляции с железобетонным объектом типа алмазного бурения, резки, отделения частей, образования сквозных тоннелей в стене приводят к значительному уменьшению потенциала прочности.

Все работы, нарушающие монолитность железобетонной конструкции, должны проводиться с учетом схемы расположения и пространственной структуры каркаса.

Минимальный процент армирования в конструкциях из железобетона

В зависимости от особенностей приложения нагрузки минимальный показатель изменяется в следующих пределах:

при величине коэффициента 0,05 конструкция способна воспринимать растяжение и сжатие при воздействии нагрузки за пределами рабочего сечения;
минимальная степень армирования возрастает до 0,06% при воздействии нагрузок на слой бетона, расположенный между элементами арматурного каркаса;
для строительных конструкций, подверженных внецентренному сжатию, минимальная концентрация стальной арматуры достигает 0,25%.

При выполнении усиления в продольной плоскости по контуру рабочего сечения коэффициент армирования вдвое превышает указанные значения.

Зачем нужно производить контроль использования арматуры?

Расчет количества арматуры необходим для прочности сооружения, а также сокращения затрат на строительство.
Расход арматуры на куб бетона позволяет определить требуемое количество материала — бетонной составляющей и каркаса. Если стальных элементов будет недостаточно, то конструкция получится непрочной. Если же прутьев закладывают намного больше, чем необходимо — это понесет дополнительные затраты, причем в этом нет необходимости. Поэтому количество арматуры в 1 м³ бетона рассчитывают, согласно 3-м основным сведениям о постройке:

вид почвы;
расчет арматурных прутков;
нагрузка фундаментной плиты.

Чтобы точно понять какой Ø и шаг закладки необходим при возведении основания, необходимо провести вычисления или закладывать элементы с большим запасом по прочности и минимальным шагом.

Коэффициент армирования – предельное значение для монолитных фундаментов

Это приведет к негативным последствиям:

ухудшению рабочих показателей конструкции;
существенному увеличению веса изделий из железобетона.

Особенности расчетов

В железобетоне используют только горячекатаную сталь высокого класса, так как она устойчива к коррозии и крепка. Чтобы сваренный металлический каркас, расположенный в бетоне, сделал свое дело, необходим точный расчет, позволяющий уточнить, сколько и какие материалы необходимы. Важность расчетов сложно переоценить. Они выполняются с привлечением технических формул, где учтены сопротивление используемых стройматериалов, соотношение предельно допустимых нагрузок к закладываемым и другие параметры. А также стандартные вычисления предусматривают тип фундамента, наличие дополнительных конструкционных элементов, марку бетона, несущие нагрузки. По окончании математической части все данные наносят на чертеж, где представлена схема армирования. Из проекта исполнители знают, сколько и какого вида стальных стержней нужно взять. А также стоит учесть в каком порядке их расположить и связать.

Какова величина защитного слоя бетона

Для предотвращения коррозионного разрушения силового каркаса следует выдерживать фиксированное расстояние от стальной решетки до поверхности бетонного массива. Этот интервал называется защитным слоем.

Его величина для несущих стен и железобетонных панелей составляет:

1,5 см – для плит толщиной более 10 см;
1 см – при толщине бетонных стен менее 10 см.

Размер защитного слоя для ребер усиления и ригелей немного выше:

2 см – при толщине бетонного массива более 25 см;
1,5 см – при толщине бетона меньше указанного значения.

Величина защитного слоя различается для различных видов фундаментных оснований и составляет:

3 см – для сборных фундаментных конструкций из сборного железобетона;
3,5 см – для монолитных основ, выполненных без цементной подушки;
7 см – для цельных фундаментов, не имеющих демпфирующей подушки.

Строительные нормы и правила регламентируют величину защитного слоя для различных видов строительных конструкций.

Сколько арматуры понадобится на 1 кубометр бетона?

Количество арматуры на 1 м3 зависит от типа ЖБИ (плитный или ленточный фундамент, перемычки над проёмами, монолитное перекрытие) и условий его работы; класса металлопроката и марки бетона. Если речь идёт об основании, то ключевыми параметрами будут его вид, площадь здания, вес и нагрузки от его конструкций, грунт, сейсмоопасность в регионе и другие факторы, которые учитываются архитекторами при проектировании в каждом отдельном случае. Например, для ленты глубиной до 60 см каркас выполняют в двух уровнях, а при большем заглублении их количество увеличивают, располагая ряды с шагом 40 см.

Расчёт представляет собой сложную техническую задачу и по плечу только специализированной проектной организации. Он должен выполняться отдельно для различных типов ЖБ конструкций (балка, лента фундамента, колонна) и условий их работы. Например, для перекрытия средняя цифра расхода составляет около 110-120 кг/куб, а для колонн — до 350 кг на 1 м3.

Для количественной оценки пользуются коэффициентом армирования: μ = [Sa/(В∙Н)]∙100%, где:

Sa — площадь поперечного сечения стержней;
В — ширина изделия (плиты, ленты);
Н — его высота.

Исходные данные

Для проведения грамотного расчета необходимо владеть следующей информацией:

на фундаменте какого типа предполагается возвести здание;
какую площадь займет монолит;
фундамент какой толщины выдержит надземную часть;
какой тип грунта будет играть роль основания дома;
какая арматура (диаметр, класс) будет использоваться при возведении монолита.

При строительстве легкого деревянного домика и при сооружении плитного фундамента на грунтах с хорошей несущей способностью обычно используют арматуру диаметром не более 10 мм.

Слабые грунты или большой вес постройки вынуждают применять более мощные арматурные стержни – до 14-16 мм.

Перевод погонных метров в тонны

Чтобы перевести погонный метраж в килограммы или тонны нужно обладать информацией о том, сколько весит 1 метр данной металлопродукции определённого диаметра. Самые распространённые виды имеют следующие показатели:

Показатели массы элемента, повышающего прочность, для 1 м³:

Показатели массы металлоизделия для ленточного фундамента (из примера №2):

10-240*617=148080 г (148,08 кг).
6-300*222=66600 (66,6 м).
Общий вес – 148,08+66,6=215,4 килограмма (0,216 т).

Рассчитать, сколько понадобится материалов для создания армирующей несущей конструкции любого фундамента не составит труда, если знать обозначенные выше принципы. Это нужно для того, чтобы приобрести достаточное количество стройматериалов и избежать лишних затрат.

Армирование фундамента частного дома - обязательная операция, применяемая в строительстве объектов со значительной нагрузкой на основание. Металлический каркас, помещенный в тело бетона, воспринимает усилия на растяжение и изгиб, помогает равномерно распределять напряжения в конструкции, компенсировать деформации, уменьшить раскрытие трещин. Но чтобы это действительно было так, нужно знать как рассчитать арматуру на ленточный фундамент, только в этом случае можно получить действительно прочное основание.

Перед тем как рассчитать арматуру на фундамент, определяют несущую способность грунтов по СНиП 2.02.01-83*. Это нужно, чтобы выяснить, какую максимальную нагрузку выдержит грунт. В соответствии с этим выбирают конструктивное решение основания - ленточное, столбчатое, свайное или плитное.

Расчет арматуры для фундамента

Для армирования оснований используют рифленый и гладкий стальной прокат класса А400 или А500 - для рабочих стержней, А240 - для конструктивных элементов.

Расчет проводят по нормативам СНиП 52-01-2003 и актуализированным правилам СП 63.13330.2012 с учетом всех видов нагрузок, действующих на фундамент, и вида основания.

Армируют пространственными или плоскими каркасами из продольных, поперечных и соединительных стержней. Первые воспринимают нагрузку на растяжение по верхней части и подошве, вторые - распределяют ее между горизонтальными и вертикальными элементами. Для устойчивости при изготовлении и монтаже используют конструктивные связи.

Основы расчета ленточного фундамента

Самый распространенный вид основания в индивидуальном строительстве - ленточный монолитный. Он несложен в возведении, достаточно прочен и обладает необходимой жесткостью. Его устраивают в виде мелкозаглубленной или заглубленной конструкции.

Важное значение для расчета арматуры для фундамента имеет глубина заложения, действующие нагрузки и ширина рабочего сечения основания.

Определение глубины заложения

Отметку подошвы основания выбирают в зависимости от вида грунта:

при глинистых, пылеватых и мелкопесчаных почвах фундамент опирают на непромерзающий слой ниже уровня грунтовых вод;
при непучинистых и слабопучинистых грунтах отметка подошвы не должна быть ниже, чем 0,5 м от верха существующего уровня земли;
при наличии подвала ленточное основание заглубляют на 0,5 м ниже пола, столбчатое - на 1,5 м.

Тип грунта, положение УГВ и присутствие слабых линз - плывунов - определяют бурением или выкопкой шурфов. Глубина промерзания почвы в каждом регионе указана в СНиП "Строительная климатология".

Сбор нагрузок

На этом этапе расчета суммируют все возможные нагрузки, действующие на фундамент:

собственный вес;
массу стен, плит перекрытия, крыши, кровли, полов и отделки;
воздействие от людей, сантехнического оборудования, мебели, перегородок, находящихся внутри здания;
нормативную снеговую нагрузку.

Вся информация содержится в таблицах СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».

Суммарную величину распределяют на погонные метры в ленточных фундаментах, на количество опор - в свайных или столбчатых.

Ширина подошвы

Ширина подошвы - величина, которая помогает рассчитать арматуру на фундамент ленточный. При кирпичных массивных стенах применяют Т-образные ленты, свесы которых за счет большей площади опирания уменьшают давление на грунты. Более легкие каркасные и пенобетонные строения возводят на основаниях с прямоугольным сечением.

При расчете размера подошвы учитывают предельное давление на грунт и нагрузку от строения на несущие участки фундаментных балок. В малоэтажном строительстве, как правило, используют конструкции шириной 20-40 см.

Расчет ленточного основания

Для ленточных монолитных фундаментов частных домов применяют упрощенный расчет армирования по минимальному допустимому сечению арматуры, которая воспринимает растягивающие усилия.

Порядок расчета

Согласно СНиП суммарная площадь поперечного сечения стальных стержней Sа должна составлять не менее 0,1% от рабочего сечения бетонной конструкции - Sб:

Находят Sб как произведение высоты сечения фундамента h0, равной глубине заложения, на его ширину b:

Для продольного армирования используют стержни диаметром от 8 мм. Найти требуемое количество круглых профилей можно по Таблице 1, значение Sа округляют в большую сторону:

Существуют ограничения по минимальному размеру арматуры - на участках более 3 м длиной применяют стержни диаметром от 12 мм.

Требуемый метраж арматуры определяют по чертежу с размерами фундамента с запасом 5%. Массу находят по таблицам сортамента стали.

Пример расчета

Требуется рассчитать армирование ленточного фундамента для частного дома размером 6х12 м из газосиликатных блоков. Глубина заложения 70 см, ширина ленты 40 см.

Площадь сечения основания 70х40=2800 см².
Минимальная суммарная площадь арматуры 2800х0,001=2,8 см².
По Таблице 1 возможны варианты - 4 стержня диаметром 10 мм, 3 - 12 мм или 2 прутка с размером сечения 14 мм.
В нормативе указано, что при длине стороны более 3 м минимальный диаметр арматуры 12 мм. Чтобы распределение нагрузки от строения было равномерным, устанавливают стальной каркас из двух горизонтальных сеток, каждая из которых содержит два стержня диаметром 12 мм.
Поперечную арматуру подбирают по высоте каркаса. Если она менее 80 см, используют проволоку для хомутов диаметром 6 мм. Одновременно выполняются условия, при которых этот размер более ¼ сечения продольных стержней (12/4=3 < 6).
Количество стали в метрах определяют исходя из габаритов сооружения. Общая протяженность ленты 6+6+12+12=36 м (если есть несущая перегородка, ее длину суммируют).
Потребуется: 4х36 = 144 п.м. арматуры диаметром 12 мм.
Хомуты устанавливают с шагом 40 см, их количество: 36/0,4=90 штук.
Размер одного: (70х2+40х2)/1,15 =191 см, где 1,15 - коэффициент для перевода периметра сечения в длину хомута.
Длина проволоки для соединительных элементов: 90х1,91 = 171,9 м.

С учетом запаса 5 % на вязку и резание требуется:

арматура Ø 12 мм 144х1,05=151,2м,
проволока Ø 6 мм 171,9х1,05=180,5 м.

Просто и быстро расчет арматуры на фундамент можно выполнить с помощью онлайн калькуляторов, размещенных на сайтах интернета.

Видео описание

Очень подробно о работе одного из специальных приложений по расчету рассказывают в этой видеоинструкции:

Правила армирования ленточных оснований

Самый простой вариант - равномерно нагруженный фундамент на непучинистом непросадочном грунте. Подошва расположена выше уровня промерзания и УГВ.

Вертикально в теле бетона устанавливают противоусадочные сварные или вязаные сетки из проволоки небольшого диаметра (6-8 мм) и шагом не более 20 см.

Второй случай - усиленная нагрузка на фундамент или более слабые грунты. Форма сечения ленты - в виде перевернутой буквы Т.

Армирование проводят аналогичным способом, но поперечные стержни рассчитывают на давление от отпора грунта. Оно может разрушить подошву при свесах фундамента, превышающих ширину стенки основания в 1,5 раза. Шаг установки хомутов - не более 20 см, располагают под продольной арматурой, чтобы увеличить рабочую высоту сечения.

Третий вариант - сочетание больших нагрузок на фундамент и неблагоприятных грунтовых условий: пучинистости, наличия плывунов, карстов, высокого УГВ.

Чтобы избежать появления трещин и разрушения основания в результате просадок грунта, армирование проводят по усиленной схеме. Диаметр стержней - 12-16 мм, шаг - не более 20 см. По подошве укладывают 1-2 ряда сеток, в верхней части фундамента - каркас в виде балки. Через каждые 30-40 см продольную арматуру связывают хомутами или закрепляют шпильками, чтобы зафиксировать ее положение в пространстве.

Онлайн калькулятор ленточного фундамента

Чтобы узнать примерную стоимость ленточного фундамента, воспользуйтесь следующим калькулятором:

Расчет для свайного основания

Свайные фундаменты представляют собой погруженные в грунт опоры (цельнометаллические или буронабивные), передающие нагрузку от здания и соединенные по верху стальным, железобетонным или деревянным ростверком.

Буронабивные основания применяют в частном строительстве:

при возведении каркасных или деревянных зданий с небольшой массой;
при слабых грунтах, где другие основания выполнить невозможно - торфяники, болота, сильнопучинистые влажные почвы;
в условиях сложного рельефа - на холмистой, овражистой местности.

Недостаток, который приводит к удорожанию стоимости строительства, - холодный цоколь и невозможность устройства пола по грунту. Преимущество - отсутствие земляных работ. Сваи вкручивают специальной буровой установкой или пробуривают отверстия в земле с последующим монтажом опалубки, армированием и бетонированием. При несыпучих грунтах раствор заливают сразу в скважину.

Схема расчета арматуры для свайного буронабивного фундамента.

Определяют тип грунта с помощью ГОСТа "Грунты. Классификация".
Рассчитывают постоянную и временную нагрузку (СНиП "Нагрузки и воздействия").
Из ВСН 5-71 выбирают несущую способность грунта в зависимости от его структуры.
По имеющимся сведениям находят нагрузку R на погонный метр ростверка, разделив суммарную массу на периметр здания.
Определяют несущую способность сваи по формуле Р = (0,7х R х S)+(U х0.8 х fin х li), где

R - несущая способность грунта,
S - площадь конечного участка опоры,
U - периметр сечения сваи,
fin - сопротивление грунта, определяемое по таблице ВСН 5-71,
li - высота слоя почвы, оказывающей сопротивление боковой поверхности сваи.

Расстояние между опорами определяют по формуле I = P/Q, где Р - несущая способность сваи (п.5), R - погонная нагрузка на ростверк (п.4). Количество свай определяют исходя из расчетного расстояния между опорами и размеров строения. Армируют конструкции вертикальным каркасом из не менее, чем 4 стержней диаметром от 10 до 16 мм с горизонтальной обвязкой из гладкой арматуры Ø 6-8 мм. По верху оставляют выпуски длиной 25-30 см.

Ростверк рассчитывают как конструкцию, аналогичную ленточному фундаменту.

Онлайн калькулятор свайного фундамента

Чтобы узнать примерную стоимость фундамента типа «ростверк на сваях», воспользуйтесь следующим калькулятором:

Расчёт армирования плитного основания

Армирование плиты подбирают с учетом ее толщины. Если она меньше 15 см, укладывают одну сетку с ячейкой 15-20 см, при большем значении - две. Каркас сваривают из стержней диаметром 12-16 мм, соединяют с верхним слоем арматуры вертикальными хомутами с размерами сечения до 10 мм.

Расчет плиты выполняют по Своду Правил 50-101-2004 и "Руководству по проектированию плитных фундаментов". Он заключается в определении несущей способности по удельной нагрузке на грунт и изгибающих усилий.

Ширина фундаментной плиты больше размера дома на 10 см. Для арматурной сетки определяют количество стержней в обоих направлениях. Если используют два каркаса, удваивают число прутков.

Чтобы найти, сколько потребуется арматуры для соединений, определяют число сочленений в сетке. Его умножают на длину хомута, равную толщине плиты за вычетом защитного слоя бетона.

Теперь можно рассчитать необходимое количество арматуры, заложив запас около 5%. По сортаменту стали находят ее вес.

Онлайн калькулятор плитного фундамента

Чтобы узнать примерную стоимость плитного фундамента, воспользуйтесь следующим калькулятором:

Заключение

Фундамент - наиболее ответственная часть строительства. Неправильный расчет может привести деформациям и растрескиванию стен, разрушению всего здания. Перед тем, как рассчитать арматуру для фундамента, исследуют грунты на несущую способность и определяют нагрузки на основание. По возможности это дело лучше доверить профессионалам: затраты на заказ подобных услуг небольшие, а вот чувство уверенности стоит многого.

Читайте также: