Как правильно изготовить каркас?
Прежде чем приступать к армированию ленточного фундамента, чертежи подходящих каркасов следует изучить. Ведь от прочности каркаса зависит, будет ли основание служить многие десятилетия или же покроется трещинами в первую же весну из-за сезонного колебания уровня почвы.
Схема армирования ленточного фундамента
Чтобы не ошибиться при изготовлении, необходимо запомнить несколько правил:
- Напуск (расстояние от места вязки до края прута) должен составлять не менее 5 сантиметров.
- На угловых соединениях перпендикулярно идущие пруты должны быть связаны между собой – ни в коем случае нельзя использовать два отдельных блока, не соединенных между собой. Идеальным решением станут углы, изготовленные из загнутой арматуры – такая схема армирования фундамента наиболее надежна. Но для этого нужно иметь специальное оборудование, если арматура имеет диаметр 14 и более миллиметров, меньшие диаметры можно согнуть и в домашних условиях.
- Соединения при помощи проволоки должны быть плотными – если используете вязальный крючок, то затягивайте проволоку до упора, чтобы не оставалось свободного места между хомутом и основной арматурой. Так же проверяйте рукой, если хомут двигается от прикасания, следует сделать дополнительную завязку проволокой.
- Перехлест при армировании должен быть равен 40-50 диаметрам арматуры. Должна быть разбежка межу соседними стыковочными прутами, и верхним и нижним слоем, согласно проекту.
- Армирующий каркас должен, в опалубке стоять ровно. Также необходимо позаботится о защитном слое бетона для арматуры, сделать согласно требованиям чертежа. Следует помнить, что минимальный защитный слой равен диаметру арматуры.
Схема армирования углов
Схема армирования примыкания
Как видите – правила максимально просты. Но об их существовании некоторые неопытные строители не подозревают или забывают. Это приводит к тому, что технология армирования ленточного фундамента нарушается и срок его службы существенно снижается.
Использование вязального крючка
Перед тем как армировать ленточный фундамент, стоит узнать, как пользоваться рабочим инструментом. Специальный пистолет редко используют для частного домостроения, польку такое оборудование требует дополнительных затрат. Вкладываться в инструмент выгодно только для выполнения заказов, а не при возведении одного дома.
По этой причине наиболее распространенным инструментом для вязки в частном домостроении стал крючок. Пользоваться им будет проще, если заранее подготовить специальные шаблоны. Такая деталь работает как верстак и существенно облегчает работу. Дело пойдет быстрее. Чтобы изготовить шаблон требуются деревянные бруски, ширина который составляет около 30—50 см, а длина не может быть больше 3 м, поскольку такой верстак неудобно использовать.
Самый распространенный способ вязки – крючком
В деревянном приспособлении нужно просверлить пазы и отверстия, которые повторят очертания стержней в каркасе. В такие отверстия заранее раскладывают куски вязальной проволоки длиной по 20 см, а после этого фиксируют пруты армирования.
Для того чтобы понять технологию вязки, можно рассмотреть примеры. При строительстве потребуется два варианта: для перекрестий (когда элементы расположены перпендикулярно друг другу) и для соединений внахлест. В ленточном фундаменте чаще нужна вторая технология, при возведении плитной конструкции наиболее актуальной будет первая.
Способы вязки
Чтобы соединить уложенный каркас в единое целое при соединении внахлест, крючком следует пользоваться в таком порядке:
соединения выполняют в нескольких местах по длине стыка, месторасположение проволоки назначают так, чтобы она находилась в углубленной части профиля арматуры;
проволоку складывают пополам и укладывают под местом соединения;
с помощью крючка поддевают петлю;
свободный конец подводят к инструменту и накладывают на него с небольшим перегибом;
начинают вращать крючок, закручивая проволоку;
осторожно вынимают инструмент.
На одно соединение внахлест процедуру повторяют 3—5 раз. Соединить элементы за один раз, как это делается при перекрестном примыкании, недостаточно. Вязка арматуры под ленточный фундамент в этом случае будет ненадежной, поскольку фиксация в одной точке не предотвращает сдвиг элементов.
Грамотное соединение каркаса позволит гарантировать надежность, прочность и долговечность опорной части здания.
Как рассчитать количество свай для фундамента
Правильный расчет количества используемых свай нуждается в предварительной геодезической разведке. Прежде всего, необходимо рассчитать уровень промерзания грунта в зимний период, учитывая, что данный показатель отличается в разных регионах. Для прочной установки сваи ее нижний конец должен находиться ниже этого уровня.
А также необходимо выяснить степень плотности слоев грунта. Чем выше плотность, тем меньшую глубину сваи следует закладывать на этапе проектирования. К примеру, для полускальных и крупноблочных пород она будет минимальной (но не меньше 0,5 метра), а для песчаных и глинистых грунтов придется углубляться по максимуму.
1. Вычисление потенциальной предельной нагрузки на сваи
Перед началом расчета количества свай для фундамента следует выяснить несущую способность отдельной сваи. Общий вид формулы выглядит следующим образом:
В этом случае W является искомой фактической несущей силой, Q – расчетное значение несущей силы, рассчитанное для отдельной сваи по материалу, размерам и характеристикам грунта; k – дополнительный «коэффициент надежности», расширяющий эксплуатационный запас фундамента.
2. Вычисление расчетной нагрузки на сваи
Далее нам необходимо найти параметр Q, без которого расчет свайного фундамента невозможен. Расчетная нагрузка определяется по формуле:
Где S равно площади поперечного сечения лопастей сваи, а Ro – это показатель грунтового сопротивления на глубине размещения лопастей. Сопротивление грунта можно брать из готовой таблицы:
Таблица 2
Что касается «коэффициента надежности» условного фундамента, его величина может варьироваться в пределах 1,2-1,7. Логично, что чем меньше коэффициент, тем ниже себестоимость фундамента на этапе проектирования, поскольку для достижения заданного значения несущей силы не потребуется использования большого количества свай. Чтобы уменьшить коэффициент следует провести качественный и достоверный анализ грунта на стройплощадке, привлекая специалистов.
3. Расчет нагрузки от конструкции здания
На завершающем этапе проектирования свайного фундамента проводится расчет количества свай. Для этого потребуется просуммировать все элементы конструкции здания: от капитальных стен и перекрытий, до стропильной системы и кровли. Провести точное вычисление всех компонентов довольно сложно, поэтому рекомендуем воспользоваться одним из специализированных калькуляторов. И также в калькулятор расчета вносятся эксплуатационные нагрузки, включающие предметы интерьера, мебель, бытовую технику и даже проживающих в доме людей.
4. Подсчет требуемого количества свай
Перед тем как рассчитать количество задействованных свай нам нужно получить на предыдущих этапах две величины: совокупную массу здания (M) и несущую способность сваи (W) умноженную на «коэффициент надежности». Значение несущей способности можно взять из Таблицы 1. Итак, если масса равна 58 тонн, а скорректированная несущая способность сваи СВС-108 равна 3,9 тонн, то:
Как показал пример расчета, для дома весом в 58 тонн потребуется 15 свай марки СВС-180. Следует отметить, что это значение приблизительно и не учитывает правила точного распределения свай согласно СНиП:
- Первые должны быть установлены в точках пересечения несущих конструкций;
- Остальные монтируются равномерно между обозначенными углами;
- Минимальное расстояние между отдельными сваями 3 метра;
5. Глубина установки свай и расстояние между ними
Базовое значение глубины установки сваи рассчитывается исходя из глубины промерзания грунта в конкретно регионе, плюс 25 сантиметров. И также перед тем как рассчитать свайный фундамент, необходимо выяснить:
- Уровень прочности сваи по материалу и конструкции;
- Несущую способность грунта;
- Провести расчет осадки свайного фундамента, со временем возникающей под нагрузкой здания;
- Дополнительные параметры (температурный режим в течение года, объем осадков, нагрузки от ветра и др.).
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.
2 Расчет
Сам расчет делится на 2 этапа: этап расчета нагрузок и количества.
Первый этап позволяет понять, сколько нагрузок принимает на себя конструкция, сколько она выдержит веса, какой должен быть арматурный каркас, какие стержни в нем следует использовать и сколько их должно быть.
Второй этап – расчет конкретного количества арматуры по заранее полученной схеме.
Первый этап, как правило, делегируют специалистам. Новичкам или людям без опыта совершать расчеты нагрузок не рекомендуется. Исключения касаются только мелких несущих конструкций.
Например, если вас интересует армирование столбчатого фундамента под пристройку, дачу, выносную кухню и т.д. Армирование столбчатого фундамента, несущего нагрузки от столь мелких конструкций – некритично.
Другое дело, арматурный каркас для фундамента капитального строения, либо любой другой его конструкции. Здесь необходим наметанный глаз, четкое понимание целей, природы действий несущих нагрузок и т.д.
Можно также задействовать калькулятор расчета нагрузок. Такой калькулятор встречается в интернете на большинстве строительных сайтов. Однако калькулятор дает только общее представление. Расчеты, которые калькулятор вам предоставит, по точности и качеству не сравнятся с расчетами от опытного проверенного временем специалиста. Да и гарантии никакой калькулятор вам не даст, если вы ввели неправильные параметры в его поля, то и результат получите аналогичный.
Для чего можно задействовать калькулятор, так это для расчета количества и стоимости армирования. То есть при работе со вторым этапом.
2.2 Расчет количества
После расчета нагрузок вы уже знаете, из какой арматуры нужно создавать тот или иной элемент каркаса, с каким шагом собирать сетки и т.д. Что вам неизвестно, так это точное количество арматуры. Тем не менее, эти знания необходимы.
Вы ведь должны прийти в магазин и назвать какую-то конкретную цифру продавцу, а не просто показать продавцу документы с непонятными формулами.
Зная все будущие параметры каркаса, его несущие нагрузки и примерный уровень, определить точное количество материала для армирования ленточного или свайного фундаментов не составит труда даже новичку.
Для этого вам понадобится обычный калькулятор и несколько листов бумаги.
2.3 Пример расчета в завимости от типа конструкции
Для начала рассмотрим принцип определения количества арматуры свайного основания.
Армирование колонны
Конструкция свайного фундамента состоит из колонн и ростверка. Арматуру для колонн считать довольно легко. Достаточно узнать количество продольных толстых стержней на одну колонну.
Дальше рассчитываем поперечную арматуру. Поперечная арматура фиксирует продольную. Здесь достаточно узнать расстояние между толстой продольной арматурой и ее длину. Перевязка поперечными стержнями колонн осуществляется с шагом в 20-30 см, соответственно, определить конкретные значения не составит труда.
Расчет конструкции ленточного фундамента несколько сложнее. Для ленточного основания характерно наличие нескольких плоскостей. Однако мы рассмотрим его базовое исполнение, в виде ленты без подошвы.
Лента в таком случае вяжется из двух параллельно установленных каркасов, стянутых поперечной арматурой. Количество стержней на каркас зависит от его размеров, а также выбранного шага.
Если, к примеру, стена ленточного основания имеет длину 10 метров, а шаг арматуры составляет 30 см, то поделив 10 на 0,3 мы получаем, примерно 34-35 стержней. Именно столько материала понадобится для формирования одной из частей сетки.
Нижняя арматурная сетка в опалубке перекрытия
Как видим, для подобных расчетов достаточно задействовать простейший калькулятор.
Расчет перекрытий выполняется аналогично, только в нем уже есть 2 уровня сетки. Нижний уровень делается из более толстой арматуры с большим шагом, а верхний из более тонкой, с меньшим шагом и не покрывающей всю площадь перекрытия.
Принцип определения количества здесь аналогичен. Делим длину плиты на шаг арматуры, затем производим аналогичные действия с шириной. Две цифры в результате складываем и получаем общее количество арматуры на нижнюю сетку. Затем по той же схеме считаем верхнюю, и дело сделано.
Портал об арматуре » Армирование » Как осуществляется расчет арматуры фундамента?
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%.
Виды арматуры
Как основную арматуру для фундаментов применяют изделия класса А2: А 300, А3 – А400, А5 – А800, А6 – А1000. Прутья этого материала производят из прочной стали горячей прокатки, с поверхностью, покрытой специальным рифлением, благодаря которому материал прочно сцепляется с бетоном. Как дополнительную поддержку по вертикали используют стержневую гладкую арматуру горячей прокатки с маркировкой А240 класса А1.
Чаще всего основную арматуру устраивают из прутка диаметром 10-14 мм, но лучше для этой цели подойдет материал толщины, заранее просчитанной во время проектирования здания. Для очень тяжелых построек, применяют изделия до 22 мм диаметром. Сечение вспомогательной арматуры принимается в пределах 4-10 мм.
Материал разных марок бывает как рифленый, так и без каких-либо насечек, для основной арматуры подходят исключительно рифленые прутья, для вспомогательной можно использовать как рифленые, так и гладкие изделия.
Традиционно производят арматуру из прочного металла, но недавно на рынке появилась и из новейшего материала – стеклопластика. По словам профессионалов, они по прочности не хуже металла, а масса меньше кроме того этой арматуре не страшна коррозия.
Технологии сборки арматуры для ленточного фундамента
Армирование ленточного фундамента своими руками начинается после установки опалубки. Есть два варианта:
Весь каркас собирают прямо в котловане или траншее. Если лента узкая и высокая, работать так неудобно.
- Вблизи от котлована готовят отрезки каркаса. Их переносят по частям и устанавливают на предназначенное им место, связывая в единое целое. Так работать удобнее, за исключением того, что связанные конструкции из арматуры переносить очень неудобно и тяжело.
Оба вариант неидеальны и каждый решает, как ему будет легче. При работе непосредственно в траншее, нужно знать порядок действий:
- Первыми укладывают продольные прутки нижнего армопояса. Их нужно приподнять на 5 см от края бетона. Лучше использовать для этого специальные ножки, но у застройщиков популярны куски кирпичей. От стенок опалубки арматура также отстоит на 5 см.
- Используя поперечные куски конструкционной арматуры или сформованные контура, их фиксируют на необходимом расстоянии при помощи вязальной проволоки и крючка или вязального пистолета.
- Далее есть два варианта:
- Если использовались сформованные в виде прямоугольников контура, сразу к ним вверху привязывают верхний пояс.
- Если при монтаже используют нарезанные куски для поперечных перемычек и вертикальных стоек, то следующий шаг — подвязывание вертикальных стоек. После того как все они привязаны, привязывают второй пояс продольной арматуры.
Есть еще одна технология армирования ленточного фундамента. Каркас получается жесткий, но идет большой расход прутка на вертикальные стойки: их забивают в грунт.
Вторая технология армирования ленточного фундамента — сначала вбивают вертикальные стойки, к ним привязывают продольные нитки, а потом все соединяют поперечными
- Сначала вбивают вертикальные стойки в углах ленты и местах соединения горизонтальных прутков. Стойки должны иметь большой диаметр 16-20 мм. Их выставляют на расстоянии не менее 5 см от края опалубки, выверяя горизонтальность и вертикальность, забивают в грунт на 2 метра.
- Затем забивают вертикальные прутки расчетного диаметра. Шаг установки мы определили: 300 мм, в углах и в местах примыкания простенков в два раза меньше — 150 мм.
- К стойкам привязывают продольные нитки нижнего пояса армирования.
- В местах пересечения стоек и продольных арматурин привязываются горизонтальные перемычки.
- Подвязывается верхний пояс армирования, который располагается на 5-7 см ниже верхней поверхности бетона.
- Привязываются горизонтальные перемычки.
Удобнее и быстрее всего делать армирующий пояс с использованием сформованных заранее контуров. Прут сгибают, формируя прямоугольник с заданными параметрами. Вся проблема в том, что их необходимо делать одинаковыми, с минимальными отклонениями. И требуется их большое количество. Но потом работа в траншее движется быстрее.
Армирующий пояс можно вязать отдельно, а потом установить в опалубку и связать в единое целое уже на месте
Как видите, армирование ленточного фундамента — длительный и не самый простой процесс. Но справиться можно даже одному, без помощников. Потребуется, правда, много времени. Вдвоем или втроем работать сподручнее: и прутки переносить, и выставлять их.
Расчет для свайного основания
Схема армированного свайного фундамента.
Произведем расчет количества арматуры для фундамента из свай для аналогичного дома. При расстоянии между опорами 2 м для фундамента потребуется 16 свай длиной 2 м и диаметром 20 см. Сколько потребуется прута?
На каждую сваю уйдет 4 прута, каждый из которых имеет длину, равную длине сваи плюс 350 мм запуска для связки с остовом ростверка. Итого:
4х(2+0,350) = 9,4 м.
Таких свай у нас 16, поэтому общая длина периодического профиля будет равна:
16х9,4 = 150,4 м.
Для связки вертикального профиля, формирующего каркас столба, используем гладкие прутья сечением 6 мм. Соединение производим на трех уровнях. Размер одного прутка будет равен:
3,14х200 = 628 мм.
На одну сваю нужно 3 обвязки:
3х628 = 1884 мм (с округлением 1,9 м).
Общая длина связующих элементов на 16 точек:
16х1,9 = 30,4 м.
Схема монтажа фундамента.
Подсчет продольной арматуры для ростверка аналогичен подсчету для ленточного фундамента. Всего нужно 152,4 м. А вот поперечного стержня с учетом высоты ростверка 400 мм потребуется несколько меньше. Суммарная длина четырех профилей для одной связки будет составлять:
4х(400-2х50) = 1200 мм = 1,2 м.
На 119 соединений необходимо:
119х1,2 = 142,8 м.
Для свай, диаметр поперечного сечения которых меньше 200, можно брать 3 прута. При увеличении этого размера количество необходимой арматуры возрастает.
