Как правильно рассчитать арматуру для ленточного фундамента: Расчет арматуры для ленточного фундамента частного дома

Как рассчитать арматуру для фундаментов столбчатого и ленточного типов

В связи с нестабильностью цен на рынке метала, просьба уточнять цены по телефонам.

• Пн. — Пт. 8.00 — 17.00
• Сб. 8.00 — 14.00
• Вс. выходной

+38 (066) 752-00-00

+38 (093) 31-13-376

+38 (096) 37-37-797

• Главная
• Новости
• Как рассчитать арматуру для фундаментов столбчатого и ленточного типов

Бетон после застывания теряет пластичность, и при растягивающих нагрузках довольно легко трескается. Если возникает пучение грунта, то возможны подвижки и деформации. При неравномерном периодическом сжатии и растяжении образуются трещины. Предотвратить их можно только в том случае, если армировать каркас. Размещение внутри бетона стальной арматуры помогает избежать трещин при эксплуатации. Прутки из металла принимают растягивающие напряжения на себя, благодаря этому фундамент служит гораздо дольше даже на участках с подвижными грунтами.

Для разных фундаментов используется армирование по разным схемам. Приведем пример расчетов для ленточных и столбчатых фундаментов.

Итак, для строительства жилых домов понадобится арматурный каркас из проволоки диаметром 10-12 мм. Для массивных зданий понадобится арматура 14 мм. Можно рассчитать арматурный каркас для дома площадью 6х6 метров. В этом случае нагрузка будет только под капитальными стенами. Ленточный фундамент выполняется на глубине 70 см и шириной 40 см. Для такой конструкции понадобится 2 арматурных пояса: прутки накладываются горизонтально, сверху и снизу бетонных лент. Соответственно, таких прутков понадобится по 4 штуки на каждую стену, и количество соответственно составит 2  (количество прутков) х 30 (периметр капитальной стены), то есть 60 метров арматуры, если стены построены из легких материалов.

Расчеты для столбчатого фундамента

В случае использования столбчатых фундаментов может применяться арматура диаметром от 10 мм. Можно применять ребристые прутки, которые будут устанавливаться вертикально, или гладкие, если конструкция собирается в один каркас.  На каждый столбик устанавливается по 2-4 прутка: расстояние между ними выдерживается 10 см, а также выполняется перевязка в 4 местах.  Соответственно, на каждый двухметровый столб понадобится 8 метров ребристой арматуры и 1,2 метра гладкой. Исходя из этого и нужно приобретать материал.-

Столбчатые фундаменты армируются относительно тонкими прутками, достаточно, чтобы диаметр арматуры составлял 10 мм. Для вертикального расположения используют ребристую арматуру, а гладкая соединяет конструкцию в один каркас.

 Один столбик требует 2 — 4 арматурин, чья длина должна равняться высоте столба. На столб высотой 2 метра, диаметром 20 см достаточно 4 прутов. Расстояние между прутами будет 10 см, в 4 местах они будут перевязаны.

 На каждый столб потребуется: 2 * 4 = 8 м ребристой арматуры, 0,4 м * 4 = 1,2 м гладкой. Затем перемножаем количество столбов с полученными результатами. Результат – необходимое количество арматуры на столбчатый фундамент.

Как рассчитать арматуру на фундамент

Как рассчитать, сколько арматуры пойдет на фундамент

Армирование основания загородного дома является обязательном операцией, которую вы применяете в возведении объектов с огромной нагрузкой на фундамент. Каркас из металла, который помещен в тело бетона, будет воспринимать усилия на изгиб и растяжение, а также помогает равномерно распределить конструкционное напряжение, компенсировать деформации, а также уменьшать раскрытие трещин.

Но чтобы так и вышло, требуется знать, как рассчитать арматуру для ленточного фундамента, и лишь в этом случае можно получить поистине прочный фундамент.

Перед тем, как произвести расчеты, определите несущую способность грунтов по СНиПу 2.02.01-83. Это требуется, чтобы выяснить, какую максимальную степень нагрузки может выдерживать грунт. В соответствии с этим требуется выбирать конструктивное решение фундамента – столбчатое, ленточное, плитное или свайное.

Содержание:

Общие сведения

Расчет фундаментной арматуры

Для процесса армирования применяют гладкий и рифленый стальной прокат класса А500 или А400 – для рабочих стержней, А240 для элементов конструкции. Расчет требуется произвести по нормативам СНиП 52-01-2003 и актуализированным правилам СП 63.13330.2012 с учетом всех типов нагрузок, которые воздействуют на фундамент, а также виды оснований. Армирование производят плоскими или пространственными каркасами из поперечных, продольных и даже соединительных стержней.   Вторые могут воспринимать нагрузку на растяжение по верхней поверхности, а также по подошве, вторые распределяют ее между вертикальными и горизонтальными элементами. Для устойчивости при изготовлении и установке применяют связки конструкции.

Основы расчетов для ленточного основания

Самым популярным видом основания в индивидуальном строительстве является монолитный ленточный. Он несложный в выстраивании, достаточно прочный и имеет необходимую степень жесткости. Его обустраивают в виде мелкоуглубленной или даже заглубленной конструкции. Особое значение для арматурного расчета на фундамент имеет глубина закладывания, действующие нагрузки и ширина рабочего сечения фундамента.

Как определить глубину закладывания

Подошвенную отметку выбирают в зависимости от типа грунта:

1. При пылеватых, глинистых и мелкопесчаных грунтах фундамент требуется опирать на непромерзающий слой ниже, чем уровень грунтовых вод.
2. При слабопучинистых и непучинистых грунтах подошвенная отметка не должна быть ниже, чем 50 см от верха имеющегося земельного уровня.
3. Если есть подвал, то ленточное основание требуется углубить на 50 см ниже уровня пола, а столбчатое на 1.5 метра.

Разновидность грунта, положение УГВ и наличие слабых линз плывунов определяют посредством бурения или выкапывания шурфов. Глубина промерзания земли в разных регионах указана по СНиПу «Строительная климатология».

Сбор нагрузок

На данном этапе расчетов требуется просуммировать все разные нагрузки, действующие на основание:

• Нормативную нагрузку от снега.
• Воздействие от людей, предметов мебели, сантехнического оборудования, перегородок, которые есть внутри здания.
• Вес стен, крыши, плит перекрытия, пола и отделочных материалов.
• Собственный вес.

Вся информация будет содержаться в таблицах от СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия». Общую величину распределяют на погонные метры в ленточном основании, на число опор – в свайных или даже столбчатых.

Ширина подошвы

Рассчитать арматуру на фундамент очень важно. Ширина подошвы является величиной, которая помогает производить расчет арматуры на ленточное основание. При массивных кирпичных стенах применяют Т-образные ленты, свесы которых благодаря огромной площади опоры уменьшают грунтовое давление. Более легкие пенобетонные и каркасные строение выстраивают на основаниях с сечением прямоугольного типа. При расчете подошвенного размера требуется учесть предельное давление на землю и нагрузку от строения на несущие типы участков балок фундамента. В малоэтажном строительстве обычно применяют конструкции с шириной от 0.2 до 0.4 метров.

Подробности

Расчет ленточного фундамента

Для монолитных ленточных оснований загородных домов используют более простой метод расчета армирования по минимально допустимому арматурному сечению, которое воспринимает растягивающие усилия.

Порядок проведения расчета

По СНиПу общая площадь поперечного сечения стержней из стали должна быть не меньше 0.1% от рабочего сечения конструкции бетона. Найти это значение можно как произведение высоты сечения фундамента, которая равна глубине закладывания, умноженной на его ширину. Для продольного армирования применяют стержни с диаметром от 0.8 см. Найти нужное количество профилей круглого типа можно по специальной таблице, а значение требуется округлить в большую сторону. Есть также ограничения по минимальному размеру арматуры – на участках, где длина больше 3 метров, используют стержни с диаметром от 1.2 см. Требуемый арматурный метраж определяют по чертежам с размерами основания, причем запас должен быть в 5%. Массу требуется найти по таблицам стального сортамента.

Пример расчетов

Например, нужно произвести расчет армирования основания ленточного типа для загородного дом с размером 5*10 метров из блоков газосиликата. Глубина закладывания составляет 70 см, а ленточная ширина 40 см.

1. Площадь сечения основания такова: 70*40=2800 см².
2. Минимальная площадь (суммарная) для арматуры составляет 2800*0.01=2.8 см².
3. По таблице есть разные варианты – использовать 4 стержня с диаметром в 1 см, 3 штуки по 1.2 см или 2 прута с размером сечения 1.4 см.
4. В нормативе указано, что при длине стороны больше, чем 3 метра, минимальный арматурный диаметр составляет 1.2 см. Чтобы распределение нагрузки от постройки было равномерным, требуется установить каркас из стали из двух сеток горизонтального типа, причем каждая из них будет иметь по два стержня с диаметром в 1.2 см.
5. Арматуру поперечного типа требуется выбирать по высоте каркаса. Если она меньше, чем 0.8 метров, применяют проволоку для хомутов с диаметром в 0.6 см. Единовременно выполняются условия, при которых данный размер больше ¼ сечения продольных стержней.
6. Содержание стали в метрах определяют по габаритам сооружения. Общая ленточная протяженность составляет 5+5+10+10=30 метров (если есть и несущая перегородка, то ее длину требуется просуммировать).
7. Потребуется 4*30=12 п.м. арматуры с диаметром 1.2 см.
8. Хомуты устанавливают с шагом в 0.4 метра, а их число 30/0.4=75 штук.
9. Размер каждого (70*2+40*2)/1.15=191 см, причем 1.15 является коэффициентом для перевода периметра сечения в хомутную длину.
10. Проволочная длина для соединительных элементов составляет 75*1.91=143.25 метра.

С учетом запаса в 5% на вязку и резку нужно:

• Арматура с диаметром 1.2 см 110*1.05=115.5 метров.
• Проволока с диаметром 0.6 см 143*1.05=150 метров.

Быстро и просто рассчитать арматуру на фундамент можно посредством онлайн калькуляторов, которые размещены на сайтах в Интернете. Весьма подробно о работе одного из особых приложений по расчету рассказывают в видеоинструкции.

Правила по армированию ленточного основания

Самым простым вариантом будет равномерно нагруженное основание на непросадочном непучинистом грунте. Подошва расположена выше, чем уровень промерзания и УГВ. В таком случае ширину фундамента требуется принимать равной толщине домовой стены. Армирование лишь конструктивное, и для подстраховки от непредвиденных замачиваний земли. Применяют рифленую или даже гладкую арматуру с диаметром от 0.8 до 1.2 см, поперечно связывают стержнями того же размера с сечением или меньшего с шагом в 0.3-0.4 метра. Вертикально в бетонном теле устанавливают противоусадочные вязаные или сварные сетки из проволоки малого диаметра (от 0.6 до 0.8 см) и с шагом не больше 0.2 метров. Другой случай – усиленная нагрузка на основание или более слабые земли. Форма ленточного сечения – в виде буквы Т в перевернутом виде. Армирование проводят тем же методом, но поперечные стержни можно рассчитать на давление от грунтового отпора. Оно способно разрушать подошву основания в 1.5 раза. Шаг монтажа хомутов не больше 0.2 метров, и их располагают под арматурой продольного типа, чтобы увеличивать высоту рабочего сечения. Третий вариант – это сочетать огромные нагрузки на фундамент и неблагоприятные условия грунта – наличия плывунов, пучинистости, карстов и высокого УГВ.

Чтобы не было проявления трещин и разрушения основания в результате грунтовой просадки. Армирование проводят по усиленному методу. Диаметр стержней составляет 1.2-1.6 см, а шаг не больше 0.2 метров. По подошве укладывают 1-2 ряда сеток, а в верхней части основания каркас сделан в виде балки. Через каждые 0.3-0.4 метра продольную арматуру требуется связать хомутами или прикрепить шпильками, чтобы зафиксировать ее пространственное положение.

Расчет основания свайного типа

Такие фундаменты представляют собой опоры, которые погружены в грунт (буронабивные или цельнометаллические), которые передают нагрузку от здания и соединенные по верху посредством деревянных, стальных или железобетонных ростверков. Такие основания применяют в частном строительстве:

• При строительстве каркасных или даже деревянных зданий с малой массой.
• При слабом грунте, где стальные основания выполнять невозможно – торфяники, сильнопучинистые влажные грунты или болота.
• В условиях со сложным рельефом-  на овражистой или холмистой местности.

Минус, который может привести к удорожанию цены строительства – холодный цоколь и невозможность обустройства пола по земле. достоинство – отсутствие работ земляного типа. Сваи требуется вкручивать специальной буровой установкой или пробурить в земле отверстия с дальнейшим монтажом опалубки, бетонированием и армированием. При грунтах несыпучего типа раствор требуется заливать сразу в скважину. Схема расчета арматуры для буронабивного свайного фундамента.

1. Определите тип грунта посредством ГОСТа «Грунты. Классификация».
2. Рассчитайте временную и постоянную нагрузку (СНиП «Нагрузки и воздействия»).
3. По ВСН 5-71 выберите несущую способность земли в зависимости от структуры.
4. По сведениям найдите нагрузку на погонный метр ростверка, разделяя суммарную массу на общий периметр постройки.
5. Определите несущую способность сваи.

Далее рассчитайте расстояние между опорами. Количество свай определите по расчетному расстоянию между опорами и размерами строений. Армируйте конструкции вертикальным каркасом из не меньше, чем четырех стержней с диаметром от 1 до 1.6 см с горизонтальной обвязкой из арматуры гладкого типа 0.6-0.8 см. По верху оставьте выпуски с длиной 0.25-0.3 метра.

Расчет армирования плитных оснований

Плитное армирование выбирают с учетом толщины. Если она менее 0.15 метров, укладывают одну сетку с ячейкой 0.2 метра, при огромном значении – 2. Каркас сварите из стержней с диаметром от 1.2 до 1.6 см, соедините с верхним слоем арматуры вертикальными хомутами с размером сечения до 1 см. Расчет плиты требуется выполнять по Своду Правил и «Руководству по проектированию фундаментов плитного типа». Он заключается в определении несущей способности по удельной нагрузке на землю и усилий изгиба. Ширина плиты основания больше размера дома на 0.1 метр. Для сетки арматуры определяют число стержней в обоих направлениях. Если применять два каркаса, то важно удвоить число прутиков. Чтобы найти, сколько требуется арматуры для соединений, определите число сочленений в сетке. Его важно умножить на длину хомута, которая равна толщине плиты за вычетом слоя защиты бетона. Далее можно рассчитать требуемое количество арматуры, закладывая запас в 5%. По сортаменту стали найдите ее вес.

Заключение

Основание является самой важной частью строительства. Неправильные расчеты могут привести к деформации и тресканью стен, а также разрушению всего здания в целом. Перед тем, как рассчитывать арматуру для основания, исследуют грунты на несущую способность и определят нагрузки на фундамент. По возможности такое дело лучше доверять профессионалам – траты на заказ таких услуг малы, а вот чувство уверенного стоит многого.

Рейтинг

( 1 оценка, среднее 3 из 5 )

0 5 939.

Олег Сомов/ автор статьи

Опытный строитель с более чем 10 летнем стажем Каркасных и Фахверковых домов из клеенного бруса, делюсь опытом с читателями моего сайта, жмите звездочку и делитесь с друзьями, если было полезно!

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Ленточный фундамент из глины {Проектирование грунта и бетона}

Проектирование ленточного фундамента никогда полностью не изучается ни в университетах, ни в учебниках. 🙈🙈

Это либо геотехнический , либо железобетонный проектный .

Но оба необходимы для структурной документации. 📄📄

Вот почему в этом посте мы пошагово покажем вам, как спроектировать ленточный фундамент из глины на рабочем примере. Мы охватим как геотехническую проверку глины в соответствии с Еврокодом EN 1997-1 и проверку железобетона в соответствии с Еврокодом EN 1992-1-1.

Не будем долго говорить, давайте углубимся в это. 🚀🚀

🙋‍♀️ Что такое стрип-основа?

Ленточные фундаменты служат в качестве опорной системы для стен в зданиях. Как правило, они состоят из бетонного «блока» и в большинстве случаев стальной арматуры для сопротивления растягивающим усилиям. Эти фундаменты размещаются на почве и распределяют сосредоточенную нагрузку от стены на более широкую площадь почвы.

Ленточные фундаменты или фундаменты, как правило, стоят на песке, глине, камне или смеси двух типов грунта. В этом уроке мы проектируем ленточный фундамент, залитый глиной.

Ленточные фундаменты обычно имеют прямоугольные 🟦🟦 основания .

📃 Процесс проектирования ленточного фундамента

Прежде чем мы погрузимся в занудные расчеты 😋😋, полезно получить обзор шагов, которые необходимо предпринять для проектирования ленточного фундамента, который поддерживается глина и подвергается воздействию вертикальной линейной нагрузки .

1. Расчет характеристических нагрузок, действующих на ленточный фундамент
2. Комбинации нагрузок
3. Определение свойств песка и бетона
4. Геотехнический расчет – проверка несущей способности глины
5. Расчет железобетона – проверка на изгиб
6. Конструкция из железобетона – проверка на сдвиг

⬇️ Характеристические нагрузки

Нагрузки конструкции зависят от ее расположения, геометрии, типа здания и других факторов .

В этом уроке мы предполагаем, что проектируем ленточный фундамент многоэтажного дома. 👇👇

Теперь, чтобы рассчитать характерные нагрузки, действующие на ленточный фундамент, нам нужно знать, какие нагрузки, где и как они проходят через различные элементы и фундаменты.

В этом упрощенном руководстве по проектированию учитываются следующие вертикальные нагрузки :

• Статическая нагрузка (собственный вес конструкции и ненесущих элементов)
• Активная нагрузка
• Снеговая нагрузка

Теперь при расчете конструкции такого здания учитывается гораздо больше нагрузок, таких как сейсмическая и ветровая нагрузка, а также несовершенства.

Но в этом уроке мы будем делать много предположений. Если вы хотите узнать больше обо всех нагрузках, действующих на здание, то ознакомьтесь с этой статьей.

Передача нагрузки

❗ Следующее объяснение передачи нагрузки работает, если здание представляет собой традиционную конструкцию с свободно опертыми балками и колоннами❗

1. Постоянная, снеговая и статическая нагрузка (собственный вес кровли) применяются как поверхностные нагрузки [кН /м2] на крыше. Это могут быть сборные многопустотные плиты, передающие нагрузки на балки и стены.
2. Тогда сила реакции плиты представляет собой характеристическую вертикальную нагрузку, приложенную к стене.
3. Так делаем для каждого этажа, а силы реакции складываются и прикладываются к ленточному фундаменту.

Следующие значения характеристической нагрузки являются предположениями.

крыша, и это лишь некоторые из них. Поэтому нагрузки необходимо рассчитывать для каждой конструкции. ❗❗

➕ Комбинации нагрузок

Комбинации нагрузок объединяют несколько вариантов нагрузки и умножают характеристические нагрузки на коэффициенты безопасности.

Прочтите нашу обширную статью о сочетаниях нагрузок, чтобы узнать больше о частичных коэффициентах безопасности и о том, как настроить сочетания.

Вы также можете использовать наш генератор комбинации нагрузок, который автоматически создает для вас комбинации нагрузок, и вы можете скопировать и вставить таблицу в Word. 🔥🔥

⬜ Свойства бетона и арматуры

В этом уроке мы используем следующие свойства бетона и арматуры.

🕵️‍♂️ Геометрия фундамента и стены

Ширина	$w = 1,4 м$
Длина	$l = \infty$
Высота	$h = 0,5 м$
Глубина заглубленного фундамента	$h’ = h = 0,5 м$
Ширина колонны	$w_c = 0,3 м$
Наклон основания фундамента к горизонтали	$\alpha = 0$
Собственная нагрузка фундамента (собственный вес)	$g_k = w \cdot h \cdot \gamma_c = 16. 8 кН/ м$
Новая вертикальная расчетная нагрузка	$V_d = V_d + 1,35 \cdot g_k = 322,7 кН/м$

Теперь в странах, там, где температура может быть низкой, обычно минимальная глубина, при которой мороз уже не может воздействовать на грунтовые воды. Потому что, если это произойдет, это может поднять фундамент.

В Дании, например, 0,9 м – это общепринятая минимальная глубина.

✍️ Геотехнический расчет – несущая способность (EN 1997-1)

Поскольку на блочный фундамент действует только вертикальная нагрузка, нам нужно только убедиться, что расчетная несущая способность глины превышает расчетную нагрузку. Давайте сделаем это. 👍👍

Для окончательной формулы нам сначала нужно рассчитать множество факторов.

Коэффициенты формы (EN 1997-1 (D.1))

$$s_c = 1 + 0,2 \dot \frac{w}{l} = 1,0$$ 92 \cdot w = 365,5 кН/м$$

Использование

$$\eta = \frac{V_d}{R_d} = \frac{322,7 кН/м}{365,5 кН/м} = 0,88$$

Поэтому проверяется несущая способность грунта (глины). 👍👍

👨‍🔬 Проектирование железобетона – проверка на изгиб

Модель с распорками и стяжками используется для передачи линейной нагрузки на грунт и равномерного распределения нагрузки по основанию фундамента.

Теперь, поскольку минимальное армирование определило армирование, применим такое же армирование в продольном направлении.

👩‍🏫 Проектирование железобетона – проверка на сдвиг

Сначала мы проверяем, требуется ли усиление на сдвиг в соответствии с EN 1992-1-1 6.2.2.

Элементы, не требующие расчетной поперечной арматуры

EN 1992-1-1 6.2.2 (1)

$$k = 1 + \sqrt{\frac{200}{\frac{d}{мм}}} = 1.68$$ 9{\frac{3}{2}} \cdot \sqrt{f_{c.k}}) = 0,38 МПа$$

$$V_{Rd.c} = \upsilon_{Rd.c} \frac{\cdot w \cdot d}{1m} = 232,8 кН/м$$

Требуется арматура на сдвиг, поскольку $V_d > V_{Rd. c}$.

Элементы, требующие расчетной поперечной арматуры

EN 1992-1-1 2 $$\alpha_{cw} = 1,0$$

Коэффициент снижения прочности бетона с трещинами при сдвиге (EN 1992-1-1 (6.9))

$$\upsilon_1 = 0,6$$

$$cot(\theta) = 2,5$$

$$tan(\theta) = 0,4$$

Сопротивление сдвигу ( EN 1992-1-1 (6.9))

$$V_{Rd.max} = \alpha_{cw} \cdot w \cdot z \cdot \upsilon_1 \cdot \frac{f_{c.d}}{cot(\ theta) + tan(\theta)} = 1955 kN$$

Проверка выполнена. 👇👇

$$V_d < V_{Rd.max} = 1$$

Уменьшение расчетного предела текучести арматуры (EN 1992-1-1 (6.8))

$$f_{ywd} = 0,8 \cdot f_{y.k} = 440 МПа$$ 92$$

Требуемый диаметр стержня:

$$d_{s.req} = \frac{2 \cdot \sqrt{A_{sw.req}}}{\pi} = 6 мм$$

Следовательно, выбран диаметр стремени $d_{s.s} = 10 мм$.

🙌 Заключение

После проверки несущей способности глины , продольной и поперечной арматуры ленточного фундамента мы успешно спроектировали ленточный фундамент.