Расчет арматуры ленточного фундамента с примером
Вводные данные:
- длина ленточного фундамента – 20 м;
- ширина – 40 см;
- высота — 80 см.
В первую очередь необходимо рассчитать количество продольно уложенной арматуры.
- Площадь сечения фундаментной ленты составляет 40х80=3200 см².
- Общая площадь продольных арматурных стержней: 3200х0,1%=3200х0,001=3,2 см². Или можно так: 3200/1000=3,2 см².
Теперь полученное значение надо разделить на площадь одного стержня, тем самым получается количество требуемой продольной арматуры. Получить площадь одного прутка можно двумя способами. Первый – найти в интернете таблицу соотношения диаметра и площади арматуры. Одна из таких на фото ниже.
Таблица соотношения диаметра и площади арматуры
Второй – самостоятельно провести расчет, используя формулу площади круга:S=πD²/4, где
- «π» — это Архимедово число, равное 3,14,
- D – диаметр арматуры.
Если диаметр продольной арматуры был выбран 10 мм (1 см), то: S= 3,14х1²/4= 0,785 см². Теперь общую площадь арматурных стержней (3,2) надо разделить на 0,785, получается 4.
Следующий этап расчета арматуры ленточного фундамента – определение общей длины продольных стержней. Необходимо отметить, что в продольном направлении прутки укладываются относительно друг друга с нахлестом, равным 5-10 см. То есть, именно на выбранный размер уменьшаются длины прутков, стандартная длина которых составляет 10,7 м. Получается, что длина каждого после соединения будет равна 10,6 м или 1160 см.
Учитывая длину ленточного фундамента – 20 м, можно рассчитать, сколько стержней требуется для укладки одного продольного элемента: 20:11,6=1,72 штуки. А так как их четыре, то общее количество равняется: 1,72х4=6,89 или, с округлением, ровно 7.
Теперь необходимо определить количество и длину вертикальных и поперечных элементов армирующего каркаса ленточного фундамента. Учитывая позицию номер «2» требований к сборке армокаркаса, можно точно сказать, какая длина будет у поперечных и вертикальных стержней:
- у поперечных: 40-10=30, где «10» — это два по пять расстояние от краев фундаментной конструкции до каркаса, «40» — это ширина ленты;
- у вертикальных: 80-10=70 см.
То есть, в общей сложности, если оба элемента изготавливаются из одного типа арматуры, то на их изготовление уйдет 1 м стального материала (30+70=100 см). Далее необходимо рассчитать количество используемых стержней данного типа в самом каркасе. Если расстояние между ними выбрано в пределах 30 см, то количество определяется путем деления общей длины фундамента на шаг установки: 2000:30=66,66 штук. Округляем до 67.
А так как общая длина двух элементов составляет 1 м, то на их изготовления уйдет 67 м арматуры. Этот показатель умножается на «2», потому что в армирующем каркасе поперечных и вертикальных стержней две пары. Первые располагаются верху и снизу конструкции в горизонтальной плоскости, вторые по бокам в вертикальной. Значит, для их изготовления потребуется 67х2=134 м.
Не всегда шаг укладки вертикальных стержней совпадает с шагом поперечных, как было рассмотрено на примере выше, потому что поперечины в основном выполняют функции стяжек между решетками. И их количество можно уменьшить. К примеру, укладывать с шагом 50 см.
Поэтому расчет требуемой арматуры придется производить для двух элементов по отдельности.
Поперечины рассчитываются так:
2000:50х30=120 см или 12 м, где «20» — длина фундаментной ленты, «50» — шаг установки поперечин, «30» — длина одного поперечного элемента.
Вертикальные стержни так:
2000:30х30=2000 см или 20 м, где шаг установки 30 см.
Получается, что общая длина арматуры, требуемой для изготовления вертикальных и поперечных элементов, составляет 12+20= 32 м. С оговоркой, если для них используется арматура одинакового диаметра. В противном случае каждый параметр надо будет учитывать по отдельности.
Необходимо обозначить, что представленный расчет арматуры для ленточного фундамента в плане подсчета количества стержней, является неполным. Потому что в углах фундаментного сооружения используется особое соединения каркасов, расположенных по разным сторонам ленточной конструкции. В зависимости от схемы обвязки углов сопряжения может изменяться общая длина используемой арматуры. В общей массе дополнение незначительное и может составлять до 5 м. Но его необходимо учитывать. Поэтому чаще всего общую расчетную длину арматуры увеличивают на 5-10%.
В каких пропорциях нужно его замешивать
Если по каким-либо причинам возможности заказать готовый бетон не имеется, приходится готовить его самостоятельно. Для этого необходимо знать, какие компоненты используются при изготовлении материала и в каких количествах они присутствуют в смеси.
Обычные виды бетона состоят из следующих элементов:
- Песок.
- Щебень.
- Цемент.
- Вода.
ВАЖНО!
Не следует путать бетон для заливки фундамента и раствор для кладки кирпича. Это разные материалы. Никаких добавок для эластичности (мыльные растворы или известь) вносить не следует. Материал должен быть максимально жестким.
Наиболее распространенная пропорция для изготовления конструкционных типов бетона:
- Цемент — 1 часть.
- Песок — 3 части.
- Щебень — 5 частей.
- Вода — 0,5 части.
В зависимости от специализации и особенностей фундамента, указанные пропорции могут меняться в ту или иную сторону.
Цемент, обычно применяющийся для изготовления тяжелого бетона, принадлежит к маркам М400 или М500. Меньшие виды для таких целей не годятся.
Песок должен быть чистым, не содержащим посторонних примесей. Используется речной, реже — мытый овражный, без посторонних примесей.
Особенно нежелательны органика и глинистые включения. Они повышают ползучесть и усадку материала, поэтому от них необходимо избавляться.
Щебень, используемый при приготовлении смеси, должен быть среднего размера (1-3 см) и не иметь органических примесей.
Наличие заполнителей (песка и щебня) в бетоне обязательно. Вода и цемент образуют т.н. бетонный камень, сильно подверженный усадке, доходящей до 2 мм на метр высоты.
Наличие заполнителей снижает усадку и образует некое подобие арматуры, принимающей нагрузки и перераспределяющей их по всему объему материала.
Говоря о пропорциях бетона, следует остановиться на единицах измерения. Обычно части учитываются в весовых единицах.
На практике же чаще всего пользуются объемными мерами, например — ведрами.
Необходимо иметь в виду, что вес одного ведра у каждого материала разный:
- Песок — 19 кг.
- Цемент — 15 кг.
- Щебень — 17,5 кг.
Учитывая разницу объемного веса, оптимальной пропорцией компонентов (в ведрах) будет соотношение 2-5-9 (Ц-П-Щ).
Вода обычно добавляется в половину объема цемента. Знание этих тонкостей позволит правильно смешать состав и избежать ошибок при создании такой ответственной конструкции, как ленточный фундамент.
Как работает арматура в ленточном фундаменте
Арматурный каркас необходим для компенсации осевых противонаправленных (растягивающих) нагрузок, возникающих в ленте при появлении деформирующих воздействий — изгибающих или скручивающих усилий.
Особенность бетона состоит в способности принимать гигантские давления без каких-либо последствий.
При этом, он практически беззащитен перед разнонаправленными усилиями, быстро покрывается трещинами и разрушается.
Поэтому для ленты крайне опасны любые усилия, приложенные в одной точке — например, боковые или вертикальные нагрузки пучения. Арматурные стержни предназначены для приема этих усилий на себя.
Существует горизонтальная (рабочая) и вертикальная арматура. Основные нагрузки принимают горизонтальные стержни.
Они имеют больший диаметр и рифленую поверхность, обладающую хорошим сцеплением с бетоном.
Вертикальные стержни выполняют две функции:
- Фиксация рабочей арматуры в необходимом положении до момента заливки бетоном.
- Частичная компенсация скручивающих усилий.
Первая задача основная, а вторая — дополнительная, поскольку наличие таких специфических нагрузок наблюдается довольно редко.
В большинстве случаев вертикальная (гладкая) арматура служит лишь опорной конструкцией, удерживающей рабочие стержни в необходимом положении до момента заливки.
Они довольно толстые, так как заливка — процесс с достаточно интенсивными воздействиями на каркас, сосредоточенными в одной точке (место падения тяжелого материала в опалубку), а также распределенными по всей длине (штыкование, обработка виброплитой).
состав бетона
Пропорции и количество цемента, песка и щебня для приготовления бетона по умолчанию даны справочно, как рекомендуют производители цемента.
Так же как и цена на цемент, песок, щебень.
Однако состав готового бетона сильно зависит от размеров фракций щебня или гравия, марки цемента, его свежести и условий хранения. Известно, что при длительном хранении цемент теряет свои свойства, а при повышенной влажности качество цемента ухудшается быстрее.
Читать также: Газовый инфракрасный обогреватель принцип работы
Обратите внимание, что стоимость песка и щебня указывается в программе за 1 тонну. Поставщики же объявляют цену за кубический метр песка, щебня или гравия
Удельный вес песка зависит от его происхождения. Например, речной песок тяжелее карьерного. 1 кубический метр песка весит 1200-1700 кг, в среднем — 1500 кг.
С гравием и щебнем сложнее. По различным источникам вес 1 кубического метра от 1200 до 2500 кг в зависимости от размеров. Тяжелее — более мелкий.
Так что пересчитывать цену за тонну песка и щебня вам придется самостоятельно или уточнять у продавцов.
Однако расчет все же поможет узнать ориентировочные расходы на строительные материалы для заливки фундамента. Не забудьте еще проволоку для вязки арматуры, гвозди или саморезы для опалубки, доставку строительных материалов, расходы на земляные и строительные работы.
Ленточный фундамент занимает основное место среди всех опорных конструкций для зданий и сооружений.
Он способен эффективно работать на самых сложных грунтах, имеет оптимальный набор эксплуатационных качеств.
Монолитные конструкции ленты не теряют своих рабочих качеств до 150 лет, что превышает срок службы стен дома.
Такие высокие возможности возникли из-за высокой жесткости и прочности ленты, которые обеспечивает совместная работа бетона и металлической арматуры.
Каждый из них выполняет свою функцию, в сумме обеспечивая надежность и высокую несущую способность ленточного основания.
Информация по назначению калькулятора
Онлайн калькулятор монолитного ленточного фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента. Для определения подходящего типа фундамента, обязательно обратитесь к специалистам.
Все расчеты выполняются в соответствии со СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП -87 и ГОСТ Р 52086-2003
Ленточный фундамент представляет собой монолитную замкнутую железобетонную полосу, проходящую под каждой несущей стеной строения, распределяя тем самым нагрузку по всей длине ленты. Предотвращает проседание и изменение формы постройки вследствие действия сил выпучивания почвы. Основные нагрузки сконцентрированы на углах. Является самым популярным видом среди других фундаментов при строительстве частных домов, так как имеет лучшее соотношение стоимости и необходимых характеристик.
Существует несколько видов ленточных фундаментов, такие как монолитный и сборный, мелкозаглубленный и глубокозаглубленный. Выбор зависит от характеристик почвы, предполагаемой нагрузки и других параметров, которые необходимо рассматривать в каждом случае индивидуально. Подходит практически для всех типов построек и может применяться при устройстве цокольных этажей и подвалов.
Проектирование фундамента необходимо осуществлять особенно тщательно, так как в случает его деформации, это отразится на всей постройке, а исправление ошибок является очень сложной и дорогостоящей процедурой.
При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком Дополнительная информация
Далее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта.
Это интересно: Живая изгородь из рябины — излагаем в общих чертах
Пошаговая инструкция как сделать арматурный каркас для фундамента своими руками
Подготовка котлована и расшивка – процесс ответственный. Армирование играет одну из самых важных ролей здесь. Для того чтобы все сделать правильно, конструкция была максимально прочной и связанной, необходимо выполнить все согласно нижеследующей инструкции.
>Шаг 1:Выставляем опалубку.
Перед тем как вязать арматуру для фундамента, нужно подготовить для нее место. Сначала вырываем яму необходимой величины, преимущественно 40 сантиметров шириной (для дома) и глубиной от 90 сантиметров, в зависимости от веса будущей конструкции и особенностей почвы. Далее устанавливаем по углам деревянные брусья 50х50 мм, к которым прибиваем продольные доски. Поднимаем фундамент и переводим его плавно в цоколь.
>Шаг 2:Устанавливаем вертикальные опоры для металлических каркасов.
Первым делом нужно выставить вертикали, к которым будут привязываться горизонтальные арматурные пояса, а затем уже поперечины. Предположим, что фундамент будет иметь 4 угла – наиболее простая конструкция. Тогда в каждом углу нужно отступить по 6 сантиметров от внутренней и внешней стенки, после чего отметить место и забить прут, выровнять по отвесу.
>Шаг 3:Прикручиваем горизонтальную рамку.
Как правило, это 2 параллельные прямые, которые приматываются обычной вязальной проволокой
Важно: нельзя приваривать их к вертикалям и поперечинам, так как высокая температура существенно ухудшит их физико-механические свойства
>Шаг 4:Прикручиваем поперечины.
Сделать это можно вручную или при помощи специальных вязальных пистолетов, которые существенно упростят работу. Шаг поперечин должен быть не менее 40 сантиметров, лучше всего – 60-65 см. Помните, что сильно густая сетка не является гарантией высокой прочности. Нам нужно только придать бетону гибкость и устранить риски просадки.
>Шаг 5:Укрепляем.
Первым делом укрепляем углы Г-образными и П-образными элементами, делаем косые распорки между нижней обвязкой и верхними параллельными элементами. Стороны можно дополнить косыми между параллелями, установить продольные ветки от верхнего угла одного края, до нижнего с другого края.
Как сделать правильный выбор
Выбор арматурных стержней основан на расчетных данных и предпочтениях строителей.
Обычно выбирают металлические стержни, хотя и композитную арматуру с каждым годом все активнее применяют при строительстве ленточных оснований. Предпочтение металлическим пруткам отдается из-за возможности придать им необходимый изгиб, чего со стеклопластиковыми стержнями сделать невозможно.
Особенно это важно при строительстве лент с криволинейными участками или при наличии углов перелома, отличных от 90°. Кроме того, металлическая арматура экономичнее, так как позволяет делать хомуты из одного прутка, без необходимости создавать несколько точек соединения
Кроме того, металлическая арматура экономичнее, так как позволяет делать хомуты из одного прутка, без необходимости создавать несколько точек соединения.
Диаметры стержней давно отработаны на практике, нередко их выбирают без предварительного расчета — при ширине ленты около 30 см используют пруток 10 мм, для лент шириной 40 см выбирают 12-мм стержни, а при ширине более 50 см — 14 мм. Толщину вертикальной арматуры определяют по высоте ленты, до 70 см выбирают 6 мм, а при высоте свыше 70 см — 8 мм и более.
Разметка
Разметку проводят, нанося на земле как внешние, так и внутренние границы будущего фундамента. Для этого лучше всего использовать колышки или прутья арматуры и веревки.Но эффективней будет воспользоваться специальными приборами, такими как лазерные нивелиры. Помните, что большие погрешности в разметке заметно отразятся на внешнем виде готовой постройки.
Для достижения идеальных результатов нужно:
- определить ось возводимого сооружения
- при помощи отвеса наметить угол, от него под углом 90 градусов натянуть веревку к ещё двум углам сооружения
- с помощью угольника определить ещё один угол
- проверить углы, ориентируясь на диагонали. Если проверка дала положительные результаты – натянуть между ними веревку
- взяться за внутреннюю разметку, отступая от внешней разметки на расстояние толщины будущего фундамента
Когда закончите с разметкой, изучите перепады поверхности на месте постройки и выберите самую низкую точку для отсчёта глубины траншеи и исключения разницы в высоте фундамента. Если здание планируется небольшим, то глубина котлована может составлять 40 см.
Виды и размеры
Существует две основные разновидности арматуры:
- Металлическая.
- Композитная.
Металлические стержни, используемые для сборки арматурного каркаса, имеют ребристую или гладкую поверхность.
Ребристые стержни идут на горизонтальную (рабочую) арматуру, так как они имеют повышенную силу сцепления с бетоном, необходимую для качественного выполнения своих функций.
Вертикальные прутки, как правило, гладкие, так как их задача сводится к поддержанию в нужном положении рабочих стержней до момента заливки. Диаметр стержней колеблется в пределах от 5,5 до 80 мм. Для частного домостроения используются рабочие стержни 10, 12 и 14 мм и гладкие 6-8 мм.
Композитная арматура состоит из разных элементов:
- Стекло.
- Углерод.
- Базальт.
- Арамид.
- Полимерные добавки.
Наиболее широко применяется стеклопластиковая арматура.
Она имеет наибольшую прочность, самая жесткая и устойчивая к растягивающим нагрузкам из всех остальных вариантов.
Как и все виды композитных стержней, стеклопластиковая арматура полностью устойчива к воздействию влаги.
Производители заявляют о неизменности эксплуатационных качеств в течение всего периода службы, но на практике справедливость такого утверждения пока не проверена. Проблема композитной арматуры в сложности технологии, из-за которой качество материала у разных производителей заметно отличается.
Кроме того, композитные стержни не способны сгибаться, что неудобно при сборке каркасов и снижает прочность угловых соединений каркаса.
ВАЖНО! Среди строителей отношение к композитной арматуре сложное. Не отрицая положительных качеств, они не слишком доверяют малоизученным строительным материалам, не прошедшим полный цикл эксплуатации. Кроме того, металлическая арматура имеет вполне определенные технические характеристики, тогда как композитные виды обладают довольно большим разбросом свойств
Все эти факторы ограничивают применение композитных стержней
Кроме того, металлическая арматура имеет вполне определенные технические характеристики, тогда как композитные виды обладают довольно большим разбросом свойств. Все эти факторы ограничивают применение композитных стержней.
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:
Давайте попробуем рассчитать количество арматуры для такого ленточного фундамента.
Расчет количества продольной арматуры
Для того, чтобы рассчитать необходимое количество продольной арматуры для фундамента, можно воспользоваться грубым подсчетом.
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:
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.
Какие исходные данные закладываются в калькулятор расчета фундамента под дом
Желая определить общий объем расходов и рассчитать потребность в материалах, важно понимать, как рассчитать фундамент для дома. Калькулятор, с помощью которого выполняется расчет, обрабатывает большой массив информации для каждого вида основы:
Калькулятор, с помощью которого выполняется расчет, обрабатывает большой массив информации для каждого вида основы:
- для фундаментной базы ленточного типа необходимо учитывать размеры ленты, а также ее конфигурацию;
- для столбчатой базы обрабатывается информация по количеству опорных элементов, их длине, размерам в поперечном сечении и глубине погружения;
- для конструкции в виде монолитной плиты необходимо учесть толщину основания, площадь возводимого строения, а также конструктивные особенности каркаса.
Конфигурация и результаты расчета сплошного фундамента
После того как будет выполнен расчет материалов на фундамент, калькулятор сможет предоставить следующую информацию:
- объем необходимого бетонного раствора;
- метраж стержней (м) и общую массу арматуры (кг);
- сортамент арматуры для каркаса;
- величину нагрузки на грунт;
- потребность в древесине для изготовления опалубки.
