Расчет арматуры для фундамента. Армирование фундамента: расчет арматуры, укладка и вязка своими руками Расчёт армирования фундамента

Многие считают, что сечение и количество металлических прутов в заложенном фундаменте не играет особой роли, и используют все, что попадется под руку, от вязальной проволоки, до металлических труб. Но такое попустительство, может плохо сказаться в будущем, как для самого фундамента, так и для дома, стоящем на нем.

Для того чтобы Ваш будущий дом прослужил вам долгие годы, необходимо чтобы фундамент этого дома был достаточно прочным и долговечным, а огромную роль в этом играет правильный расчет арматуры для фундамента.

В этой статье мы будем проводить расчет металлической арматуры, если Вам необходимо подсчитать стеклопластиковую арматуру , то необходимо будет учитывать ее особенности.

Расчет арматуры для ленточного фундамента частного дома не так сложен, как кажется на первый взгляд, и сводится всего лишь к определению необходимого диаметра арматуры и ее количества.

Схема армирования ленточного фундамента

Для правильного расчета арматуры в железобетонной ленте, необходимо рассмотреть типичные схемы армирования ленточных фундаментов.

Для частных малоэтажных домов в основном используются две схемы армирования:

• четырьмя стержнями
• шестью стержнями

Какую схему армирования выбрать? Все очень просто:

Согласно СП 52-101-2003, максимальное расстояние между соседними прутами арматуры, расположенными в одном ряду должно быть не более 40 см (400мм). Расстояние между крайней продольной арматурой и боковой стенкой фундамента должно быть 5-7 см (50-70 мм).
В таком случае, при ширине фундамента более 50см , целесообразно применять схему армирования шестью стержнями .

И так, в зависимости от ширины ленточного фундамента мы выбрали схему армирования, теперь необходимо подобрать диаметр арматуры.

Расчет диаметра арматуры для фундамента

Расчет диаметра поперечной и вертикальной арматуры

Диаметр поперечной и вертикальной арматуры необходимо подбирать согласно таблице:

В строительстве одно- двухэтажных частных домов, как правило, в качестве вертикальной и поперечной арматуры используются стержни диаметром 8 мм, и этого обычно бывает вполне достаточно для ленточных фундаментов малоэтажных частных строений.

Расчет диаметра продольной арматуры

Согласно СНиП 52-01-2003, минимальная площадь сечения продольной арматуры в ленточном фундаменте должна составлять 0,1% от общего поперечного сечения железобетонной ленты. От этого правила и необходимо отталкиваться при выборе диаметра арматуры для фундамента.

С площадью сечения железобетонной ленты все понятно, необходимо ширину фундамента умножить на его высоту, т.е. допустим у вас ширина ленты 40 см , а высота 100 см (1 м), то площадь сечения будет 4000 см 2 .

Площадь сечения арматуры должна быть 0,1% от площади сечения фундамента, поэтому необходимо полученную площадь 4000 см 2 / 1000 = 4см 2 .

Для того чтобы не рассчитывать площадь сечения каждого прута арматуры, можно воспользоваться простенькой табличкой. С помощью нее легко можно подобрать необходимый диаметр арматуры для фундамента.

В таблице присутствуют очень незначительные неточности, связанные с округлением чисел, не обращайте на них внимание.

Важно: При длине ленты менее 3м, минимальный диаметр продольных стержней арматуры должен составлять 10мм.
При длине ленты более 3м, минимальный диаметр продольной арматуры должен приниматься 12мм.

И так, у нас есть минимальная расчетная площадь поперечного сечения арматуры в сечении ленточного фундамента, которая равна 4см 2 (это с учетом количества продольных стержней).

При ширине фундамента 40 см, нам достаточно использовать схему армирования с четырьмя стержнями. Возвращаемся к таблице и смотрим в столбце, где приведены значения для 4-х стержней арматуры, и выбираем наиболее подходящее значение.

Таким образом, определяем, что для нашего фундамента шириной 40см, высотой 1м, со схемой армирования четырьмя стержнями наиболее подходящая арматура диаметром 12мм, так как 4 прута такого диаметра будут иметь площадь сечения 4,52 см 2 .

Расчет диаметра арматуры для каркаса с шестью стержнями проводится аналогичным образом, только значения уже берутся из столбца с шестью стержнями.

Следует отметить, что продольная арматура для ленточного фундамента должна быть одного диаметра. Если по каким-либо причинам арматура у Вас разного диаметра, то стержни большего диаметра необходимо использовать в нижнем ряду.

Расчет количества арматуры для фундамента

Не редко случается так, что арматуру привезли на строительный участок, а когда начинают вязать каркас, оказывается, что ее не хватает. Приходится докупать, платить за доставку, а это уже дополнительные расходы, которые в строительстве частного дома совсем не желательны.

Для того чтобы такого не случилось, необходимо грамотно произвести расчет количества арматуры для фундамента.

Допустим, у нас есть такая схема фундамента:

Расчет количества продольной арматуры

Для начала необходимо найти длину всех стен фундамента, в нашем случае это будет:

6 * 3 + 12 * 2 = 42 м

Так как у нас 4-х стержневая схема армирования, необходимо полученное значение умножить на 4:

42 * 4 = 168 м

Мы получили длину всех продольных стержней арматуры, но не стоит забывать, что:

При подсчете количества продольной арматуры необходимо учитывать запуск арматуры при стыковке, потому что очень часто случается так, что арматура доставляется на участок длинной стержня 4-6м, и для того, чтобы получить необходимые 12м, нам придется стыковать несколько стержней. Стыковать стержни арматуры необходимо внахлест, как показано ниже на схеме, запуск арматуры должен составлять минимум 30 диаметров, т.е. при использовании арматуры диаметром 12 мм, минимальный запуск должен составлять 12*30= 360 мм (36см).

Для того чтобы учесть этот запуск, существует два способа:

• Составить схему расположения прутов и рассчитать количество таких стыков
• Прибавить около 10-15% к полученной цифре, как правило, этого бывает достаточно.

Воспользуемся вторым вариантом и для того чтобы сделать расчет количества продольной арматуры для фундамента нам необходимо к 168 м прибавить 10%:

168 + 168 * 0,1 = 184,8м

Это мы подсчитали количество только продольной арматуры диаметром 12мм, теперь давайте проведем расчет количества поперечных и вертикальных стержней в метрах.

Расчет количества поперечной и вертикальной арматуры для ленточного фундамента

Для расчета количества поперечной и вертикальной арматуры снова обратимся к схеме, из которой видно, что на один «прямоугольник» будет уходить:

0,35 * 2 + 0,90 * 2 = 2,5 м.

Я специально взял с запасом не 0,3 и 0,8, а 0,35 и 0,90 для того чтобы поперечная и вертикальная арматуры немного выходили за получившийся прямоугольник.

Важно: Очень часто при сборке каркаса в уже выкопанной траншее, вертикальную арматуру ставят на дно траншеи, а иногда еще и немного забивают ее в землю, для лучшей устойчивости каркаса. Так вот это необходимо будет учесть, и тогда нужно будет в расчете брать не 0,9м длину вертикальной арматуры, а увеличить ее примерно на 10-20см.

Теперь давайте подсчитаем количество таких «прямоугольников» во всем каркасе, учитывая, что на углах и в месте стыковки стен ленточного фундамента будет по 2 таких «прямоугольника».

Для того, чтобы не мучиться с расчетом и не запутаться в куче цифр, можно просто нарисовать схему фундамента и пометить на ней, где у Вас будут расположены «прямоугольники», затем подсчитать их.

Давайте для начала возьмем самую длинную сторону (12 м) и подсчитаем на ней количество поперечной и вертикальной арматуры.

Как видно из схемы у нас на стороне 12 м есть 6 наших «прямоугольников» и две части стены по 5,4 м, на которой будет располагаться еще по 10 перемычек.

Таким образом, у нас выходит:

6 + 10 + 10 = 26 шт.

26 «прямоугольников» на одной стороне 12 м. Аналогичным образом считаем перемычки на стене 6 м и получаем, что на одной шестиметровой стене ленточного фундамента будет 10 перемычек.

Так как 12-ти метровых стен у нас две, а 6-ти метровых – 3, то

26 * 2 + 10 * 3 = 82 штуки.

Помните, у нас по расчету на каждый прямоугольник выходило по 2,5 м арматуры:

2,5 * 82 = 205 м.

Итоговый расчет количества арматуры

Мы определили, что нам необходима продольная арматура диаметром 12 мм, а поперечная и вертикальная будет диаметром 8 мм.

Из предыдущих расчетов мы выяснили, что продольной арматуры нам необходимо 184,8 м, а поперечной и вертикальной – 205 м.

Очень часто случается так, что остается много обрезков арматуры небольших размеров, которые никуда не подойдут. Учитывая это, необходимо покупать арматуры немного больше чем получилось при расчете.

Следуя вышеизложенному правилу, нам необходимо купить 190 – 200 м арматуры диаметром 12 мм и 210-220 м арматуры диаметром 8 мм.

Если арматура осталась – не переживайте, в процессе строительства она вам еще ни один раз пригодится.

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.

1. Для выполнения ленточного фундамента обязательно устраивают две арматурные сетки. Нижняя арматурная сетка предупреждает разрыв ленты фундамента при просадках грунта, верхняя – при его пучении.
2. Шаг сетки выбирается 20 см. Для устройства ленты фундамента необходимо 0,4/0,2= 2 продольных прутка в каждом слое арматуры.
3. Диаметр продольного прутка для деревянного дома – 12 мм. Для выполнения двуслойного армирования двух длинных сторон фундамента необходимо 2·12·2·2 = 96 метров прутка.
4. Для коротких сторон 2·6·2·2 = 48 метров.
5. Для поперечных связей выбираем пруток с диаметром 10 мм. Шаг укладки – 0,5 м.
6. 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.
7. 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.
8. 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.

Мероприятиям по возведению любого здания предшествуют проектные работы, в процессе которых определяется тип фундаментной базы и необходимое количество материалов для ее сооружения. Важной частью фундамента является арматурный каркас. Он повышает прочность основания, демпфирует растягивающие усилия и изгибающие нагрузки, а также предотвращает образование трещин. Для выполнения работ необходимо понимать, сколько арматуры нужно для армирования ленточного фундамента, а также для столбчатого и плитного основания. Разберемся с особенностями вычислений.

Расход арматуры на армирование ленточного фундамента

Готовимся выполнить расчет количества арматуры для фундамента – важные моменты

Планируя постройку частного дома, следует обратить особое внимание на конструкцию арматурной решетки, воспринимающую значительные нагрузки на фундамент. Квалифицированно разработанная схема силовой решетки и применение оптимального сечения арматуры позволяет обеспечить требуемый запас прочности фундаментной базы, а также ее продолжительный ресурс использования.

• с использованием программных средств и онлайн-калькуляторов, которые выполняют расчет арматуры после введения рабочих параметров;
• выполняя вычисления вручную на основании информации о конструктивных особенностях фундамента, величине усилий и параметрам решетки.

Фундаментная основа, воспринимает нагрузку от массы здания и равномерно распределяет ее на опорную поверхность почвы.

Возведение зданий осуществляется на различных типах оснований :

• ленточных;
• плитных;
• столбчатых.

Расчет арматуры для ленточного фундамента

До начала вычислений следует разобраться с конструкцией силового каркаса, который состоит из следующих элементов :

• вертикальных и поперечных стержней, между которыми выдержан равный интервал;
• вязальной проволоки, соединяющей продольно расположенные перемычки и вертикальные прутки;
• муфт, обеспечивающих прочное соединение и удлинение арматурных прутков.

Для каждого вида основания применяется своя схема армирования фундамента, которая зависит от следующих факторов :

• характеристик почвы;
• габаритов здания;
• конструктивных особенностей строения;
• действующих нагрузок.

Применяется арматура, имеющая ребристую поверхность, которая отличается :

• размером сечения;
• классом;
• уровнем воспринимаемых нагрузок;
• расположением в силовой решетке;
• стоимостью.

Укладка арматуры в ленточный фундамент

Для различных фундаментов на основании вычислений определяются следующие сведения :

• количество арматуры для фундамента;
• сортамент вертикальных и поперечных прутков;
• общая масса арматурного каркаса;
• методы фиксации стальных стержней в силовой конструкции;
• технология сборки несущей решетки;
• шаг обвязки арматурных элементов.

Важно правильно выполнить расчет. Арматура для фундамента в этом случае обеспечит необходимый запас прочности. Рассмотрим, какие необходимы исходные данные для расчетов, а также изучим методику выполнения вычислений для различных типов фундаментов.

Расчет количества арматуры для ленточного фундамента

Основание ленточного типа обеспечивает повышенную устойчивость строений на различных почвах. Конструкция представляет собой бетонную ленту, повторяющую контур здания и расположенную под капитальными стенами. Усиление стальной арматурой повышает прочностные характеристики бетонной основы и положительно влияет на ее долговечность. Для сооружения пространственной решетки можно использовать арматуру диаметром 10 мм.

Исходные данные для выполнения расчетов :

• длина и ширина фундаментной базы;
• сечение железобетонной ленты;
• интервал между каркасными элементами;
• общее количество обвязочных поясов;
• размер ячеек силовой решетки.

Сколько арматуры нужно для фундамента

Рассмотрим порядок вычислений :

1. Рассчитайте общую длину ленточного контура.
2. Вычислите количество элементов в поясах.
3. Определите метраж горизонтальных стержней.
4. Вычислите потребность в вертикальных прутках.
5. Рассчитайте длину поперечных перемычек.
6. Сложите полученный метраж.

Зная общее количество стыковых участков, можно вычислить потребность в вязальной проволоке.

Расчет количества арматуры на фундамент плитного типа

Фундамент плитной конструкции применяется для строительства жилых зданий на пучинистых грунтах. Для обеспечения прочностных характеристик применяются арматурные стержни диаметром 10–12 мм. При повышенной массе строений диаметр прутков следует увеличить до 1,4–1,6 см.

• пространственный каркас из арматуры сооружается в двух уровнях;
• соединение стержней выполняется в виде квадратных ячеек со стороной 15–20 см;
• обвязка выполняется отожженной проволокой в каждой точке соединения.

Схема армирования монолитной плиты фундамента

Для определения потребности в арматуре выполните следующие операции :

1. Определите количество горизонтальных прутков в каждом ярусе.
2. Вычислите общий метраж арматурных стержней, формирующих ячейки.
3. Прибавьте суммарную длину вертикальных опор, объединяющих ярусы.

Сложив полученные значения, получим общую потребность в арматуре. Зная количество стыков, несложно определить необходимый объем стальной проволоки.

Как рассчитать арматуру на фундамент столбчатой конструкции

Основание столбчатого типа широко применяется для строительства различных зданий. Оно состоит из железобетонных опор квадратного и круглого сечения, установленных в углах строения, а также в точках пересечения капитальных стен и внутренних перегородок. Для повышения прочности опорных элементов применяются ребристые стержни сечением 1–1,2 см.

• каркас опорного элемента квадратного профиля формируется из 4 стержней;
• решетка железобетонной опоры круглого сечения выполняется из трех прутьев;
• длина элементов усиления соответствует размерам опорной колонны;
• поперечная обвязка каркаса опорной колонны производится с шагом 0,4–0,5 м.

Алгоритм расчета расхода арматуры фундамента

1. Определите длину вертикальных стержней в одной опоре.
2. Вычислите метраж элементов поперечной обвязки одного каркаса.
3. Рассчитайте общую длину, сложив полученные значения.

Умножив результат на количество опор, получим общую длину арматуры.

Как посчитать арматуру для фундамента – пример вычислений

В качестве примера рассмотрим, сколько нужно арматуры для фундамента 10х10, сформированного в виде монолитной железобетонной ленты.

Для выполнения вычислений используем следующую информацию :

• ширина основы 60 см, позволяет уложить в каждом поясе по 3 горизонтальных стержня;
• выполняется 2 пояса усиления, соединенные вертикальными прутками с интервалом 1 м.
• для здания 10х10 м и глубиной основы 0,8 м используется арматура диаметром 10 мм.

Расход арматуры для ленточного фундамента

1. Определяем периметр фундаментной основы здания, сложив длину стен – (10+10)х2=40 м.
2. Вычисляем количество горизонтальных элементов в одном поясе, умножив периметр на количество стержней в одном ярусе – 40х3=120 м.
3. Общая длина продольных прутков определяется умножением полученного значения на количество ярусов 120х2=240 м.
4. Рассчитываем количество вертикальных элементов, установленных по 10 пар на каждую сторону 10х2х4=80 шт.
5. Суммарная длина вертикальных стержней составит 80х0,8=64 м.
6. Определяем длину перемычек размером по 0,6 м каждая, установленных на двух поясах (по 20 на сторону) – 10х2х4х0,6=48 м.
7. Сложив длину арматурных стержней, получим общий метраж 240+64+48=352 м.

Определить длину стальной проволоки несложно. Количество соединений, умноженное на длину одного куска проволоки, равную 20–30 см, даст искомый результат.

Подводим итоги – насколько необходим расчет арматуры на фундамент

Планируя строительство дома, бани или дачного строения, несложно определить потребность в арматуре своими руками. Пошаговые инструкции позволят на калькуляторе рассчитать метраж стержней для изготовления арматурной решетки, усиливающей основу здания. Зная, как рассчитать арматуру, можно самостоятельно выполнить вычисления, не прибегая к помощи сторонних специалистов. Правильно выполненные расчеты обеспечат прочность фундаментной основы, устойчивость здания, а также длительный ресурс эксплуатации.

Часто в процессе подготовки к строительству возникает вопрос, какая толщина арматуры оптимальна? С одной стороны, правильный расчёт армирования фундамента влияет на его прочность, а следовательно надёжность и долговечность всего строения. Это особенно важно, учитывая, какие средства тратятся на строительство. С другой стороны – естественное желание не переплачивать.

Строители профессионалы выполняя расчет параметров армирования фундамента пользуются положениями СниП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». В частном же строительстве, для расчета, более чем достаточно выполнения одного единственного правила: в площади сечения железобетонной конструкции доля суммарной площади всех армирующих стержней не должна быть менее одной тысячной (или 0,1 %).

Пусть формулировка кажется слегка запутанной, на самом деле пользоваться правилом несложно. Для наглядности произведём, в качестве примеров, несколько практических расчётов толщины и количества армаатуры для ленточного, плитного и свайного фундаментов. В вычислениях нам понадобятся некоторые исходные данные, их мы будем брать из нижеприведённой таблицы.

Таблица площади сечения арматуры для армирования ж/б конструкций
(ГОСТ 5781-82)

Диаметр стержня, мм.	Площадь поперечного сечения стержня, см2	Площадь поперечного сечения стержня, м2
6	0,283	0,0000283
8	0,503	0,0000503
10	0,785	0,0000785
12	1,131	0,0001131
14	1,540	0,000154
16	2,010	0,000201
18	2,540	0,000254
20	3,140	0,000314
22	3,800	0,000038
25	4,910	0,000491
28	6,160	0,000616
32	8,010	0,000801
36	10,180	0,001018
40	12,570	0,001257
45	15,000	0,0015
50	19,360	0,001936
55	23,760	0,002376
60	28,270	0,002827
70	38,480	0,003848
80	50,270	0,005027

В зависимости от механических свойств арматурная сталь подразделяется на классы A-I (А240), А-II (А300), А-III (А400), A-IV (A600), A-V (A800), A-VI (A1000).

Арматурная сталь изготовляется в стержнях или мотках. Арматурную сталь класса A-I (A240) изготовляют гладкой, классов А-II (А300), А-III (А400), A-IV (A600), A-V (A800) и A-VI (A1000) — периодического профиля.

Пример расчета армирования ленточного фундамента

Проектируется ленточный фундамент с сечением:

• высота 1,8 м;
• ширина ленты 0,4 м.

Рассчитаем площадь сечения фундамента: 1,8 х 0,4 = 0,72 м.кв.

Минимальное суммарное сечение арматуры: 0,72 / 1000 = 0,00072 м.кв.

Разделив полученное значение на площади сечения арматуры различных диаметров (из вышеприведённой таблицы), получим минимально необходимое количество прожилин. Так для арматуры диаметром 6 мм имеем:

0,00072 / 0,0000285 = 25,30580079 шт.

Округлив полученное значение в большую сторону (для запаса прочности), получим: для того, чтобы произвести армирование фундамента с заданными размерами арматурой «шестёркой», понадобится смонтировать 26 продольных стержней. Конечно же – не самое лучшее инженерное решение.

Продолжив расчёт для других диаметров арматуры, получим следующие варианты:

• для стержней диаметра 6 мм — 26 шт, по аналогии ниже(пропущены мм. и шт.):
• 8 — 15;
• 10 — 10;
• 12 — 7 ;
• 14 — 5 ;
• 16 — 4 ;
• 18 — 4 ;
• 20 — 3 ;
• 22 — 3 ;
• 25 — 2 ;
• 28 — 2 ;
• 32 — 2 ;
• 36 — 1 ;
• 40 — 1 .

Нетрудно заметить, что «наши» варианты – это стержни арматуры диаметром 16 или 18 мм. Их на фундамент требуется 4 штуки — по два на нижний и верхний ярусы.

Пример расчета армирования плитного фундамента

Проектируется плитный фундамент под строение 8 на 5 метров. Толщина плиты 35 см. В распоряжении хозяина имеется арматура диаметром 10 мм. Требуется определить параметры арматурной конструкции.

Поперечное сечение. Определим его площадь: 8,0 х 0,35 = 2,8 м.кв.

Количество прожилин: 0,0028 / 0,000079 = 35,5 = 36 штук

(18 в верхнем слое и 18 – в нижнем).

Итого, в поперечном направлении в верхнем и нижнем слое содержится по 18 прутков арматуры.

Продольное сечение. Определим его площадь: 8,0 х 0,35 = 1,75 м.кв.

Минимальное суммарное сечение арматуры: 1,75 / 1000 = 0,00175 м.кв.

Количество прожилин: 0,00175 / 0,000079 = 22,2 = 23 штук, принимаем 24 шт. (12 в верхнем слое и 12 – в нижнем).

Итого, в поперечном направлении в верхнем и нижнем слое содержится по 12 прутков арматуры.

Пример расчета армирования свайного фундамента

Определим наиболее оптимальный и бюджетный способ армирования заливных свай круглого сечения диаметром 20 см (0,2 м).

Определим площадь сечения сваи:

S = ПR2 = 3,14 х (0,2 / 2)2 = 0,0314 м. кВ.

Минимальное суммарное сечение арматуры:

0,0314 / 1000 = 0,0000314 м.кв.

Путём деления полученного значения на табличные площади срезов арматуры различных диаметров, получим:

• для стержней диаметра 6 мм — 2 шт;
• 8 мм — 1 шт;
• 10 мм — 1 шт;
• 12 мм — 1 шт.

Результаты расчётов показывают, что двух стержней арматуры диаметром 6 мм вполне достаточно. Однако, армирование железобетонных изделий менее чем 3 прожилинами не рекомендуется, так как это резко снижает их прочность. В нашем случае самым дешёвым, но в то же время абсолютно отвечающим требованиям прочности выходом, будут 3 прутка диаметром 6 мм.

Пример расчета схемы и затрат на армирование фундамента

1. Расчёт продольной арматуры (поперечное сечение 7,0 х 0,40).

Площадь сечения: 7 х 0,4 = 2,8 м.кв.

Минимальное суммарное сечение арматуры: 2,8 / 1000 = 0,0028 м.кв.

Сделаем расчёт для одного из диаметров арматуры, 8 мм;

Количество прожилин:

0,0028 / 0,0000503 = 55,6 = 56 штук, или по 28 внизу и вверху.

Рассчитаем ячейку арматурной сетки в этом случае:

От ширины плиты отнимем значение минимального расстояния от арматуры до наружной стенки (50 мм = 0,05 м), умноженное на два (слева и справа). На оставшейся длине равномерно разместим расчетное количество прутьев, а именно, разделим её на рассчитанное число прожилин минус один. Полученное значение и есть ширина ячейки:

A= (7,0 м – 2 х 0,05 м) / (28 – 1) = 0,26 м = 26 см.

Для продольного армирования нам понадобится 56 прутьев длиной по 9 м, итого общая длина арматуры диаметром 8 мм составит:

56 х 9 = 504 метра

По данным справочной таблицы, один погонный метр арматуры восьмерки весит 0,395 кг, значит, общий вес составит:

504 х 0,395 = 199 кг.

Проводим аналогичные расчёты для других видов арматуры и получаем:

• для 6 мм — 99 шт, ячейка 14 см, общий вес: 208 кг;
• 8 мм — 56 шт, ячейка 26 см, общий вес: 199 кг;
• 10 мм — 36 шт, ячейка 41 см, общий вес: 200 кг;
• 12 мм — 25 шт, ячейка 58 см, общий вес: 209 кг;
• 14 мм — 19 шт, ячейка 77 см, общий вес: 202 кг;
• 16 мм — 15 шт, ячейка 99 см, общий вес: 229 кг;
• 18 мм — 12 шт, ячейка 138 см, общий вес: 216 кг;
• 20 мм — 10 шт, ячейка 173 см, общий вес: 223 кг.

2. Расчёт поперечной арматуры (продольное сечение 9,0 х 0,40).

Площадь сечения: 9 х 0,4 = 3,6 м.кв.

Минимальное суммарное сечение арматуры: 3,6 / 1000 = 0,0036 м.кв.

Рассчитываем интересующие нас значения по нескольким диаметрам арматуры:

• для 6 мм — 127 шт, ячейка 14 см, общий вес: 207 кг;
• 8 мм — 72 шт, ячейка 25 см, общий вес: 199 кг;
• 10 мм — 46 шт, ячейка 40 см, общий вес: 199 кг;
• 12 мм — 33 шт, ячейка 56 см, общий вес: 213 кг;
• 14 мм — 24 шт, ячейка 81 см, общий вес: 188 кг;
• 16 мм — 19 шт, ячейка 99 см, общий вес: 222 кг;
• 18 мм — 15 шт, ячейка 127 см, общий вес: 224 кг;
• 20 мм — 12 шт, ячейка 178 см, общий вес: 208 кг.

Рассмотрим полученные значения. Ячейку при изготовлении плитного фундамента рекомендуется принимать равной 40…70 мм. В этот диапазон попадают два диаметра: 10 и 12 мм.

продольная:

• для 10 мм — 36 шт, ячейка 41 см, общий вес: 200 кг
• для 12 мм — 25 шт, ячейка 58 см, общий вес: 209 кг

поперечная:

• для 10 мм — 46 шт, ячейка 40 см, общий вес: 199 кг;
• для 12 мм — 33 шт, ячейка 56 см, общий вес: 213 кг.

Общий вес для диаметра 10 мм: 200+199 = 399 кг; общий вес для диаметра 12 мм: 209+213 = 422 кг.

Так как стоимость арматуры в большинстве определяется по массе, в нашем случае оптимальным вариантом будет пруток диаметром 10 мм. Геометрические параметры ячейки 41 х 40 см.

Расчет фундамента - ответственный этап подготовки к строительству. Выполнить его нужно для того, чтобы понять какие размеры сечения нужны, сколько необходимо арматуры и какого диаметра. Перед тем как правильно рассчитать опорную часть здания, потребуется собрать исходные данные. Именно от их точности будет зависеть грамотность вычислений.

Что нужно сделать

Чаще всего при частном строительстве используют ленточный фундамент. Такой тип позволяет сделать в доме подвал, но в некоторых случаях он может быть экономически невыгодным. Чтобы составить смету на выполнение работ (или примерно прикинуть, сколько потребуется вложений), нужно выполнить расчет арматуры для ленточного фундамента, также вычислить объем бетона и его геометрические размеры.

Чаще всего в частном строительстве закладывают ленточный фундамент

Методика расчета предполагает вычисление трех величин. Расчет ленточного фундамента в результате должен дать такие сведения о конструкции:

• глубина заложения подошвы;
• ширина основания;
• ширина по всей высоте.

Расчет фундамента для дома из кирпича или других материалов обязательно начинают с определения глубины заложения. Она зависит от пучинистости грунта, уровня грунтовых вод и климата . Если неправильно высчитать эту характеристику, здание может разрушиться под действием сил морозного пучения. Лента будет одновременно подвергаться воздействию влаги и холода, что приведет к неравномерным деформациям и трещинам.

Ширина основания должна быть достаточной для того, чтобы равномерно передать массу здания на грунт. Чем меньше прочность почвы, тем шире потребуется подошва. За счет большой площади удается распределить нагрузку от ленточного фундамента для дома на основание так, что на каждый его участок приходится не больше допустимой величины.

Фундамент должен быть заложен ниже уровня промерзания грунта

Ширина ленты по всей высоте обычно принимается конструктивно. Она должна быть чуть больше наружных стен. При этом учитывают способ изготовления ленты. Для монолитного фундамента может быть достаточно ширины сечения 200-300 мм, в то время как сборный рекомендуют делать не менее 400-600 мм . Также этот показатель зависит о глубины заложения. Чем она больше, тем сильнее будут опрокидывающие воздействия (потребуются более мощные стены подвала).

Подготовительные работы

Перед тем как рассчитать фундамент для дома, проектировщику нужно выяснить геологические данные участка. Для крупных зданий выполняют специальные геологические изыскания. В частном строительстве допустимо провести исследования самостоятельно. При этом все характеристики назначаются по визуальному осмотру.

• отрывка шурфов, которые представляют собой глубокие ямы с размерами в плане 1х2 м (в среднем);
• бурение скважин ручным буром.

В первом случае на тип грунта смотрят по стенкам шурфа. Во втором - проверяют почву на лопастях бура.

Для исследования почвы проводят осмотр стенок шурфа

Исследования проводят на глубину, которая на 50 см превышает предполагаемое заложение ленты (которое назначили только по отметке промерзания). При проведении работ надо выяснить следующие характеристики:

• тип грунта в уровне подошвы;
• расположение уровня грунтовых вод (УГВ);
• наличие на участке линз слабой почвы.

Чтобы точно понять УГВ, потребуется провести исследование в нескольких точках. Минимум одна из этих точек должна находиться в низине участка. Работа в засуху не дает точного результата, поскольку влага может уйти глубоко в землю.

Лучше всего выяснять УГВ весной. В этом случае фундамент ленточный не будет бояться даже половодья.

Линзы слабого грунта найти бывает сложно. Для этого нужно делать шурфы или скважины очень часто. В большинстве ситуаций в этом нет необходимости. Если во время строительства обнаружится такая неприятность, ее засыпают щебнем, гравием или песчано-гравийной смесью.

Если УГВ на участке находится глубоко, то можно использовать ленту глубокого заложения (более 1,5 м). При этом вода должна располагаться на 50 см ниже подошвы здания. При расположении УГВ на расстоянии менее чем 1,5 м от поверхности, разумно выбрать мелкозаглубленную конструкцию. Но такой тип имеет ограничения. Если влага находится выше, стоит рассмотреть другой вариант фундамента: плиту или сваи.

Выбор фундамента по заглублению зависит от УГВ

Чтобы выполнить расчет основания фундамента, потребуется знать прочность почвы. Характерные признаки каждого типа грунта можно найти в ГОСТ 25100-2011 . Особое внимание стоит обратить на приложения к этому документу. Несущую способность каждого типа берут из таблицы ниже.

Тип основания	Максимальная несущая способность в кг/см2
Галька с примесью глины	4,50
Гравийный	4,00
Песок крупной фракции	6,00
Песок средней фракции	5,00
Песок мелкой фракции	4,00
Песок пылеватой фракции	2,00
Суглинок или супесь	3,50
Глинистый	6,00
Просадочный	1,50
Насыпной с уплотнением	1,50
Насыпной без уплотнения	1,50

Типы, которые обладают прочностью 2 и менее кг/см2, не рекомендуют использовать в качестве основания. Перед строительством потребуется выполнить их замену на песок средний или крупный.

Определение глубины заложения

• УГВ (подошва должна быть минимум на 50 см выше);
• отметку пола подвала (подошва располагается минимум на 20-30 см ниже);
• отметку промерзания (подошва должна быть минимум на 30 см ниже).

Глубину промерзания рассчитывают по формулам из нормативных документов. Чтобы упростить задачу могут понадобиться готовые таблицы. В них приведены значения для крупных населенных пунктов.

Для определения глубины промерзания проще всего воспользоваться готовой таблицей

Вычисление нагрузок

Перед тем как рассчитать фундамент под дом, потребуется рассчитать нагрузку. Удобнее выполнять сбор нагрузок на фундамент в табличной форме . Все нагружения делятся на два типа: постоянные и временные. Последние являются временными условно, поскольку включают в себя мебель, оборудование и т.п. Постоянные состоят из массы конструкций здания.

Расчет нагрузки на фундамент можно выполнить полностью самостоятельно с учетом точных характеристик используемых материалов. Но вполне достаточно будет воспользоваться таблицей ниже. В ней приведены средние значения, но нагрузка на фундамент от этого изменится некритично.

Конструкция	Величина нагрузки, кг/м2	Коэффициент надежности
Стена из кирпича 510 мм	920	1,3
Стена из кирпича 640 мм	1150
Брусовая стена 150 мм	120	1,1
Брусовая стена 200 мм	160
Стена по деревянному каркасу с утеплением 150 мм	30-50
Перегородки из гипсокартона 80 мм	30
Перекрытие из плит ПК с цементной стяжкой	625	1,2
Перекрытие деревянное с утеплением	150	1,1
Фундамент из железобетона в кг/м3 (!)	2500	1,2 - для сборного 1,3 - для монолитного
Крыша с учетом типа покрытия
Металл	60	1,05
Керамика	120	1,2
Битумные материалы	70	1,1
Временные нагрузки
От людей и мебели	150	1,2
Снежный покров	По СП "Нагрузки и воздействия" табл. 10.1 с учетом расположения участка строительства	1,4

Нагрузку на фундамент каждого типа, чтобы верно посчитать сечение, умножают на коэффициент надежности.

Расчет подошвы по несущей способности

Ленточный фундамент, расчет которого необходимо выполнить, требует использования всего одной формулы. Чтобы подобрать размеры ленточного фундамента, считают так:

В = Р/(L*R),

Здесь буква В означает ширину фундаментов, которую требуется найти. P - это масса всего здания с учетом подземной части, которую поможет найти посчитанный сбор нагрузок. R - это прочность основания из первой таблицы статьи. L - общий периметр ленточной конструкции. Чтобы правильно рассчитать фундамент, в периметр нужно включить как наружные, так и внутренние стены подвала.

Пример расчета

Вычисления включают в себя следующие шаги:

• подбор геометрических параметров;
• расчет бетона на фундамент;
• и расчет армирования ленточного фундамента.

Пример расчета геометрии

Для расчета фундамента возьмем двухэтажный кирпичный дом с наружной стеной 510 мм, суммарная высота наружной стены -4,5 м. Внутренних стен нет. Он расположен в г.Москва, грунт на участке - среднезернистый песок (R = 5 кг/см2). Перекрытия (2 шт., над подвалом и над первым этажом) из плит ПК, перегородки гипсокартонные высотой 2,7 м и общей протяженностью 20 м. Высота этажа - 3 м, размеры в плане - 6х6 м. Вода на участке залегает низко, поэтому принято решение строить заглубленный фундамент высотой 2 м. Крыша четырехскатная с покрытием из металла. Наклон ската - 30°.

Пример расчета начинается со сбора нагрузок в форме таблицы.

Тип нагружения	Вычисления
Фундамент монолитный (предварительно шириной 0,6 м по периметру здания, равному 36 м)	36м*0,6м*2м*2500кг/м3*1,3 = 140400 кг
Стена из кирпича	6м*4,5м*4шт.*920 кг/м2*1,3 = 129168 кг
Гипсокартонные перегородки	20м*2,7м*30кг/м2*1,1 = 1782 кг
Перекрытия	2шт*6м*6м*625 кг/м2*1,2 = 54000 кг
Крыша	6м*6м*60кг/м2*1,05 = 2268 кг 2268 кг/cos30° = 2607 кг
Полезное	2 перекрытия*36м2*150кг/м2*1,2 = 12960 кг
Снеговое	36м2*180кг/м2*1,4 = 9072 кг
Сумма	349 989 кг

В = Р/(L*R) = 349989кг/ (36000см*5кг/см2) = 1,94м. Конструкция рассчитана.

Рассчитанный размер ширины округляем до 2 м. Для ширины по всей высоте это много, достаточно будет 50 см под стены 51 см. Свес 1 см допускается (максимальный составляет 4 см в одну сторону). Ширина подошвы больше той, которая использована в расчете, но по всей высоте размер меньше первоначального. По этой причине нет необходимости переделывать вычисления с новой массой подземной конструкции.

Подсчет бетона

Перед покупкой смеси должна быть вычислена ее необходимая кубатура. Для этого потребуется просто найти объем ленты. К количеству бетона для ленточного фундамента рекомендуется прибавить запас в 5-7%.

Армирование

Арматура для ленточного фундамента нужна, чтобы скомпенсировать изгибающие воздействия. Какую арматуру использовать правильно для армирования? Здесь все зависит от высоты подземной части и ее длины. Чтобы понять, какая арматура нужна в качестве рабочей, делают простые вычисления. Расчет количества арматуры выполняется так, чтобы ее суммарное сечение составляло 0,1% от сечения бетонной конструкции . При этом есть минимальные конструктивные требования:

• Какая арматура нужна для конструкции с длиной стороны менее 3 м? Ответом будет сечение 10 мм.
• При длине стороны более 3 м потребуется 12-ти миллиметровая арматура для фундамента.

Армирование фундамента компенсирует изгибающие воздействия

Расчет выполняют приблизительно. Рассчитать арматуру более точно сможет только профессионал. Шаг рабочих прутов подбирают так, чтобы они были распределены равномерно. Желательно использовать одинаковый шаг, располагая элементы в нижней части ленты, наверху и посередине .

Дальше требуется рассчитать количество для хомутов. Они соединяют рабочие детали каркаса между собой. Раскладка арматуры в ленточном фундаменте предполагает наличие вертикальных и горизонтальных хомутов. Их изготавливают из стержней диаметром 8 мм. Шаг назначают в пределах 20-30 см. В углах шаг уменьшают в два раза.

Вычисление количества арматуры для ленточного фундамента помогает сэкономить время и деньги. Зная точное количество арматуры для каждого диаметра и ее шаг можно легко выполнить усиление ленты и закупить материалы.