Как рассчитать арматуру на ленточный фундамент

Каждая стройка начинается с устройства надёжного основания. Ленточный фундамент — самая распространённая конструкция в малоэтажном строительстве. Расчёт арматуры для ленточного фундамента важен уже на этапе проектирования и доставки строительных материалов. Расчёт поручают профессионалам или проводят самостоятельно, изучив руководящие документы.

Назначение армирования

Ленточные фундаменты представляют собой монолитную фундаментную конструкцию из железобетона. Изготавливают основание непосредственно на месте постройки.

Железобетон — бетон, внутри которого расположен металлический каркас из арматуры. Металл позволяет выдержать поперечные нагрузки, которые создают:

• снизу-вверх — процессы пучения грунта;
• сверху вниз масса постройки.

Чистый бетон поперечным нагрузкам сопротивляется плохо. Сталь, заложенная внутрь конструкции, способна сделать фундамент в десятки раз прочнее.

Под нагрузкой каждый метр бетона может растягивается на 2–4 мм, тогда как сталь от 4 до 25 мм. Бетон же во много раз лучше переносит сжатие.

Алгоритм работы при давлении сверху:

1. Нагрузка давит на поверхность фундамента, который начинает прогибаться.
2. Верхний слой бетона противостоит сжатию, верхний ряд арматуры при этом бездействует.
3. Нижняя часть фундамента пытается удлиниться.
4. Нагрузкам на растяжение сопротивляется нижний ряд стержней.

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

Нормативные документы

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

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

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

Ассортимент металлопродукции

Для железобетонных конструкций используют арматуру:

• горячекатаную, гладкую или с периодическим профилем (кольцевым или серповидным) диаметром от 6 до 40 мм;
• термически и механически упроченную с периодическим профилем, 6–40 мм;
• холоднодеформированную периодического сечения (3–12 мм).

Рекомендовано использовать гладкую арматуру классом не ниже А-240 (А-I). Для ребристой (периодического профиля) выбирают класс А-300 и выше.

В местности, где температура опускается ниже 30°С, класс А-300 использовать запрещено.

Предпочтительно использовать изделия с периодическим профилем – с приливами в виде колец или серпа. Неровности увеличивают площадь сцепления стержней с бетоном и прочность всей конструкции.

В последнее время в продаже появилась композитная арматура. Производитель рекомендует её использовать взамен стальных изделий.

СП 295.1325800.2017 не разрешает использование композитных изделий для фундаментов.

Схема закладки

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

Защитный слой

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

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

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

Расстояния между арматурой

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

В стеснённых условиях допускается арматуру располагать пучками.

Продольное армирование

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

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

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

Выбрать нужное количество стержней можно с помощью таблицы.

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

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

Поперечное армирование

Задачи поперечно-вертикальной арматуры:

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

Поперечные детали устанавливают везде, где проходят продольные прутья.

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

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

Расчёт арматуры

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

Потребное количество металлоизделий

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

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

Всего понадобиться 128 (32х4) метра арматуры.

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

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

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

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

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

Подсчёт поперечных и вертикальных элементов

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

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

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

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

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

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

Длины сторон для дальнейших вычислений без учёта угловых пересечений равны:

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

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

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

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

Суммарное количество

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

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

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

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

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