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.

При строительстве важно рассчитать материалы еще на стадии проектирования. Это позволит узнать затраты на возведение дома и закупить точное количество материала. Сталь — достаточно дорогой строительный материал, поэтому ее расход нуждается в особо тщательном подсчете. Чтобы определить, сколько арматуры нужно на фундамент, сначала выбирают ее диаметр и количество стержней в сечении.

Основной документ, по которому изготавливают стальные стержни — ГОСТ «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций». Технические условия. Для фундамента потребуется класс арматуры А400 или АIII по старой маркировке. Эти стержни имеют сечение периодического профиля с серповидным узором («елочкой»).

Не допускается использование в фундаменте прутов классов А240 (AI) и А300 (AII). Их просто отличить на глаз. Первый вид характеризуется гладкой наружной поверхностью. Второй имеет периодический кольцевой профиль. Применение материала более высоких классов допустимо, но приведет к необоснованному повышению финансовых затрат на возведение фундамента.

Чтобы понять, какой диаметр арматуры надо применять, рекомендуется ознакомиться с и «Пособием по армированию элементов монолитных железобетонных зданий». Для удобства требования сведены в таблицу.

При высоте конструкции до 150 мм армирование выполняется в один горизонтальный ряд (пруты или сетки). Если высота фундамента более 150 мм, необходимо предусмотреть укладку арматуры в два ряда. Получив значение общего сечения рабочих прутов по сортаменту из ГОСТ 5781-82* подбирают их количество и диаметр. После этого вычисляют сколько арматуры нужно для изготовления конструкции.

Пример расчета для ленточного фундамента дома 10х10 метров

Исходные данные:

• ширина ленты — 60 см, высота — 100 см;
• для таких размеров сечения надо заложить 4 рабочих прута по 14 мм, два в верхний ряд и два в нижний (подробнее о том как это считается смотрите );
• поперечное армирование — 6 мм;
• вертикальное армирование — 8 мм;
• дом размерами 10х10 метров с одной внутренней несущей стеной по середине.

При расчете количества материала обязательно надо учесть:

• толщину защитного слоя бетона;
• нахлест стержней при наращивании по длине;
• запас на армирование углов.

Рабочее армирование

Для рабочего армирования толщину защитного слоя бетона надо назначать по :

• при наличии бетонной подготовки — 4 см;
• при отсутствии бетонной подготовки — 7 см.

Принимаем толщину слоя 70 мм.

Длина стержней в наружных стенах:

L = 9,86 м * 4 стены * 2 стержня в каждом ряду * 2 ряда = 157,76 м.

Длина стержней во внутренних стенах:

L1 = 10 м — 0,07 м*2 (с каждой стороны) = 9,86 м — длина одного стержня;

L = 9,86 м * 1 стена * 2 стержня в каждом ряду * 2 ряда = 39,44 м.

Складывая значения для наружной и внутренней ленты получаем: 157,76 +39,44 = 197,2 м.

Величина нахлестов прутов принимается не менее 20 диаметров рабочего армирования и не менее 250 мм. В данном случае нахлест равен:

l = 14 мм*20 = 280 мм.

Длина стержня — 6 м. Расчетная длина — 5,72 м (за вычетом нахлеста с одной стороны).

Совет! Вообще стандартная длина стержней арматуры – 11,7 м, здесь дана длина с учетом их резки пополам, т.к. доставка 11,7 метровых прутов затруднительна и дорога, но если есть такая возможность, то арматуру лучше привезти на стройку цельными прутами.

Чтобы вычислить расход с учетом наращивания вычисляем процент увеличения:

(6 м * 100%)/5,72 м = 104,9%.

К полученному значению прибавляем дополнительно процент запаса на армирование углов и другие непредвиденные расходы, примерно 5%.

Вычисляем окончательную длину рабочей арматуры диаметром 14 мм:

197,2 м * (104,9%+5%) = 216,7 м.

Поперечное армирование

Шаг принимается не более 20 диаметров рабочего армирования.

S = 20 * 0,014 м = 0,280 м, принимаем 0,25 м.

Вычисляем длину стрежня с учетом защитного слоя бетона с обеих сторон:

L1 = 0,6 м (ширина ленты) — 0,07 м * 2 = 0,46 м.

Количество стержней в одном ряду вычисляется как периметр ленты разделить на шаг плюс один.

P = 4 *10 м (наружные стены) + 10 м (внутренняя стена) = 50 м.

N = (50 м/0,25 м) + 1 = 201 шт.

В углах и сопряжениях стен поперечное армирование укладывается в два раза чаще. На каждый угол или сопряжение в среднем понадобиться 3 дополнительных стержня в каждом ряду. В рассматриваемом здании 4 угла и 2 сопряжения. Вычисляем окончательное количество хомутов:

201 шт + 3 шт*6 = 219 шт. — количество в одном ряду. На два ряда потребуется 438 поперечных хомутов.

Нахлестов по длине в этом случае нет, поскольку необходимая длина прута меньше, чем стандартная. Чтобы понять, сколько нужно арматуры, рассчитываем общую длину стержней:

L = 438 шт *0,46 м = 201,48 м. Лучше предусмотреть запас на непредвиденные расходы 2-3%. Получаем суммарное количество материала диаметром 6 мм:

201,48 м * 103% = 207,5 м.

Вертикальное армирование

Длина одного стержня вычисляется следующим образом:

L1 = 1м (высота ленты) — 0,07м*2 = 0,86 м.

Шаг равен шагу поперечных хомутов. Количество — по два на каждую вертикальную сторону. Отсюда получается, что количество вертикальных стержней равно количеству поперечных — 438 шт.

Общая длина арматуры ø8 (с учетом запаса на непредвиденные расходы):

(0,86 м * 438 шт) * 103% = 388 м.

Ведомость расхода

Для покупки и транспортировки необходимо свести все значения в одну таблицу.

Чтобы получить количество нужных прутов надо общую длину требуемой арматуры разделить на 11,7 метров (стандартная длина прутка).

Пример расчета для ленточного фундамента дома 6х6 метров

Исходные данные:

• ширина ленты — 50 см, высота — 70 см (мелкозаглубленный фундамент на хорошем основании);
• закладываем 4 рабочих прута по 12 мм;
• поперечное — 6 мм;
• вертикальное — 8 мм;
• здание размерами 6х6 метров без внутренних стен (только перегородки).

Рассчитываем, сколько нужно арматуры для фундамента.

Рабочее армирование

Толщина защитного слоя — 7 см.

L1 = 6 м — 0,07 м*2 (с каждой стороны) = 5,93 м — длина стержня;

L = 5,93м * 4 стены * 2 шт * 2 ряда = 94,88 м.

Длина нахлеста:

l = 12 мм*20 = 240 мм. Принимаем 250 мм.

Длина стержня по ГОСТ — 6 м. Расчетная длина — 5,75 м (вычитаем нахлест). Процент увеличения расхода:

(6 м * 100%)/5,75 м = 104,35%.

Запас на армирование углов и непредвиденные расходы — 2%.

94,88 м * (104,35%+2%) = 95,23 м — ø12.

Поперечное армирование

Вычисляем шаг прутов:

S = 20 * 0,012 м = 0,240 м, принимаем 0,2 м.

длина стержня:

L1 = 0,5 м (ширина ленты) — 0,07 м (защитный слой) * 2 = 0,36 м.

Количество стержней в одном ряду:

P = 4 *6 м = 24 м — периметр ленты.

N = (24м/0,2м) + 1 = 121 шт.

У фундамента 4 угла, сопряжений нет, добавляем дополнительные хомуты:

121 шт + 3 шт*4 = 133 шт. — на один ряд.

133 шт * 2 = 266 шт. — на два ряда.

Общая длина стержней:

L = 266 шт *0,36 м = 95,76 м.

Запас на непредвиденные расходы — 3%.

95,76 м * 103% = 98,6 м нужно материала ø6.

Вертикальное армирование

Длина одного стержня ø8:

L1 = 0,7м (высота ленты) — 0,07м*2 = 0,56 м.

Количество стержней — 266 шт.

L = (0,56 м * 266 шт) * 103% = 153,42 м.

Ведомость расхода

Внимательный расчет, сколько материала понадобиться для строительства, позволит сэкономить время и деньги.

Комментариев:

Бетонный фундамент для дома в обязательном порядке армируется. Расчет арматуры для фундамента выполняется согласно СНиП. При самостоятельном строительстве дома это один из важнейших этапов работ. Точное определение типа и количества армирующих элементов позволит создать фундамент, хорошо переносящий деформационные нагрузки. Если бетон в основании принимает на себя сжимающие нагрузки, то металлические элементы противостоят растяжению. Вторым существенным моментом определения необходимого количества арматуры является расчет себестоимости проекта.

Расчет для ленточного основания

В соответствии с требованиями строительных нормативов содержание армирующих элементов в ленточном основании должно составлять 0,001% от площади его сечения . Расчетную площадь сечения профиля и теоретическую массу 1 п.м можно взять из таблицы (изображение 1).

Информацию о том, какой прут нужно использовать, можно найти в пособии по проектированию. Так, при длине стороны более 3 м разрешается укладывать продольную арматуру диаметром от 12 мм. Для уравновешивания сопротивления нагрузке создают два пояса армирования.

Для поперечного армирования существуют следующие ограничения: для каркаса высотой до 0,8 м используется стержень от 6 мм, для каркаса высотой свыше 0,8м — более 8 мм. При этом его диаметр должен быть не менее ¼ от диаметра продольных прутьев.

• протяженность ленты — 10х2+(6-2х0,4)х3 = 35,6 м;
• площадь сечения — 60х40 = 2400 кв. см.

Таким образом, суммарная площадь сечения арматурного пояса должна быть не менее 2400х0,001= 2,4 кв. см. Данной площади соответствуют два прута сечением 14, 3 — сечением 12 или 4 — сечением 10 мм. Учитывая то, что протяженность стены более 3 м, оптимальным будет использование стержня диаметром 12 мм. Для равномерного распределения нагрузки его укладывают в 2 пояса по 2 прута.

Суммарная длина по продольному направлению при укладке 4 прутьев с учетом запусков (10 м) будет:

35,6х4+10 = 152,4 м.

Теперь произведем вычисление для поперечной сетки. Высота каркаса с учетом отступа от краев 50 мм получится:

600-2х50 = 500.

Так как высота каркаса меньше 0,8 м, можно использовать профиль диаметром 6 мм. Проверим, соответствует ли он второму условию:

12/4=3<6, требование выполняется.

Размер одного горизонтального стержня в миллиметрах с учетом двух отступов от краев будет:

400-2х50 = 300,

а размер вертикального:

600-2х50 = 500.

На одну связку понадобятся по 2 горизонтальных и вертикальных прута общей длиной:

2х300+2х500 = 1600 мм = 1,6 м.

Таких связок при расстоянии между ними 30 см и общей длине фундамента 35,6 м будет:

Вычисляем общую протяженность поперечной сетки:

199х1,6 = 190,4 м.

Вернуться к оглавлению

Расчет для свайного основания

Произведем расчет количества арматуры для фундамента из свай для аналогичного дома. При расстоянии между опорами 2 м для фундамента потребуется 16 свай длиной 2 м и диаметром 20 см. Сколько потребуется прута?

На каждую сваю уйдет 4 прута, каждый из которых имеет длину, равную длине сваи плюс 350 мм запуска для связки с остовом ростверка. Итого:

4х(2+0,350) = 9,4 м.

Таких свай у нас 16, поэтому общая длина периодического профиля будет равна:

16х9,4 = 150,4 м.

Для связки вертикального профиля, формирующего каркас столба, используем гладкие прутья сечением 6 мм. Соединение производим на трех уровнях. Размер одного прутка будет равен:

3,14х200 = 628 мм.

На одну сваю нужно 3 обвязки:

3х628 = 1884 мм (с округлением 1,9 м).

Общая длина связующих элементов на 16 точек:

16х1,9 = 30,4 м.

Подсчет продольной арматуры для ростверка аналогичен подсчету для ленточного фундамента. Всего нужно 152,4 м. А вот поперечного стержня с учетом высоты ростверка 400 мм потребуется несколько меньше. Суммарная длина четырех профилей для одной связки будет составлять:

4х(400-2х50) = 1200 мм = 1,2 м.

На 119 соединений необходимо:

119х1,2 = 142,8 м.

Для свай, диаметр поперечного сечения которых меньше 200, можно брать 3 прута. При увеличении этого размера количество необходимой арматуры возрастает.

Вернуться к оглавлению

Расчет для монолитного основания

Монолитная железобетонная плита укладывается под всей площадью строения.

Среди всех видов фундаментов плитный наиболее материально затратный, это касается как бетона, так и арматуры.

Укладка монолитного основания оправдана на мягких и подвижных грунтах.

Оно обеспечивает максимальную устойчивость и лучше всего противостоит силам пучения. При любых подвижках грунта опускается или поднимается вся плита, предотвращая перекосы и растрескивание стен. Из-за этого монолитное основание получило название плавающего.

Произведем расчет арматуры для плитного фундамента под здание 10х6 м. Толщина плиты определяется расчетом нагрузки, приходящейся на основание. В нашем примере она будет составлять 30 см. Армирование выполняется двумя поясами с шагом сетки 20 см. Нетрудно подсчитать, что на каждый пояс понадобится:

1000/200 = 50 поперечных прутьев длиной 6 м,

6000/200 = 30 продольных прутьев длиной 8 м.

Суммарная длина на 2 пояса составит:

(50х6+30х8)х2 = 1200 м.

Соединение поясов производится арматурой гладкого профиля. Всего насчитываем.

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.