Арматура для фундамента - расчет арматуры для фундамента дома

Выбор строительных материалов

Для сооружения остова можно использовать разный строительный материал, учитывая при выборе тип грунта. Если основа создается на участке с близким прилеганием грунтовых вод, специалисты рекомендуют создать дренажный канал и использовать специальный слой гидроизоляции. Чтобы сделать давление на кирпичные стены меньшим, рекомендуется увеличить ширину фундамента. В готовом исполнении такое основание должно иметь большую ширину, чем стены будущего кирпичного сооружения.

Армированный фундамент стеклопластиковой арматурой способен выдержать серьезные нагрузки, основание получается долговечным и прочным, ему не страшны резкие перепады температур и повышенная влажность воздуха.

Фундамент из стеклопластиковой арматуры: правила армирования

Стеклопластиковая арматура – современная альтернатива арматурной стали. Представляет собой стержни, изготовленные из термореактивных смол и стекловолокон. Стержни могут иметь поверхность периодического профиля или условно гладкую. В первом случае на основу наматываются стеклянные волокна, пропитанные смолами. Во втором – на поверхность наносится песчаная посыпка. Оба типа стеклопластиковых стержней отличаются хорошим сцеплением с бетонной смесью.

Можно ли использовать стеклопластиковую арматуру для устройства фундаментов

Пруты изготавливаются в диапазоне диаметров 4-32 мм. Наиболее популярны изделия диаметрами 6, 8, 10 мм.

Характеристики стеклопластиковых стержней:

Небольшой удельный вес и продажа материала бухтами значительно облегчают его транспортировку и монтаж.
Устойчивость к коррозии. Благодаря этому свойству, стеклокомпозитные пруты могут эксплуатироваться в контакте с агрессивными средами без дополнительных антикоррозионных мероприятий.
Никий коэффициент теплопроводности. При укладке арматурных стержней в бетонных конструкциях, которые дополнительно защищаются теплоизоляционными материалами, эта характеристика не принципиальна.
Отсутствие электропроводности. При строительстве жилых зданий это свойство особой роли не играет. Более того, в некоторых железобетонных конструкциях делают специальные выводы из арматуры для устройства молниезащиты или в качестве элемента заземлительного контура.

Использование этого строительного материала для армирования фундаментов имеет ограничения из-за ряда свойств, среди которых:

Невозможность согнуть стержни самостоятельно на месте строительства. Это можно сделать только в производственных условиях. Выход – выполнить угол путем связывания стержней стальной вязальной проволокой или хомутами.
Слабая устойчивость к повышенным температурам.
Низкая прочность на излом и слабая устойчивость к растягивающим нагрузкам. Для армирования плит перекрытия и балок стеклокомпозитные стержни однозначно не используют.
Небольшой опыт армирования фундаментов композитной арматурой и слабая нормативная база. Достоверные сведения о длительной эксплуатации этого материала отсутствуют. Элементы композитов подвержены «старению», поэтому спрогнозировать их поведение в долгосрочной перспективе невозможно.

Многие инженеры-строители считают, что применение стеклопластиковой арматуры для армирования фундамента оправдано только в тех случаях, когда важны теплопроводность и диэлектрические свойства.

Устройство ленточного фундамента со стеклопластиковой арматурой

Для сооружения плитных фундаментов под тяжелые здания стеклокомпозитная арматура не используется. Такие стержни могут применяться только при строительстве ленточных фундаментов.

Но и в этом случае рекомендуется проведение тщательных инженерных расчетов с учетом запланированных нагрузок на основание дома, характеристик грунта и близости грунтовых вод к поверхности. При близком расположении подземных вод, наличии пучинистых, просадочных почв рекомендуется использовать стальную арматуру.

Даже опытный проектировщик не всегда сможет точно определить целесообразность применения композитного армирующего материала для фундамента из-за отсутствия соответствующих СП и СНиПов.

Как правильно армировать ленточный фундамент стеклопластиковой арматурой?

Технология зависит от типа основания. Ленточные фундаменты разделяют на два типа – Т-образный (с подошвой) и прямоугольный. В фундаменте Т-образной формы его стенка работает на сжатие, поэтому в нее может укладываться стеклокомпозитная арматура. При устройстве подошвы рекомендуется использовать арматурную сталь. Фундаменты с прямоугольным поперечным сечением работают в основном на сжатие, поэтому для них армирование стеклопластиковыми стержнями разрешено.

Как вязать стеклопластиковую арматуру для ленточного фундамента?

Для связывания полимерных арматурных стержней используют:

Вязальную проволоку. Специальная отожженная проволока толщиной 0,8-1,2 мм не теряет свои характеристики даже при многократном скручивании.
Пластиковые хомуты. Удобны в использовании, не требуют особых навыков. Их недостаток – отсутствие гарантии сохранения целостности при заливке арматурного каркаса бетонной смесью.
Пластиковые клипсы. Специальные изделия, изготовленные из высокопрочных полимерных материалов. Обеспечивают надежную фиксацию арматурных стержней.

Преимущества и недостатки

Стеклопластиковая арматура является прекрасным вариантом для укрепления фундамента. Этот материал повышает его прочность, увеличивает срок службы и позволяет выдерживать высокие нагрузки.

Если вы думаете, какая арматура лучше — стеклопластиковая или металлическая, стоит рассмотреть важные положительные особенности композитных арматуры перед стальными:

легкий вес. По сравнению с металлическими изделиями композитная арматура в 9 раз легче. По этой причине для ее установки не нужно применять специальную дорогостоящую технику;
стеклопластиковые элементы обладают высокой устойчивостью к воздействию хлору и других кислотных, агрессивных веществ. По сравнению со стальными изделиями коэффициент устойчивости у композитных в 10 раз выше;
низкий уровень теплопроводности. За счет того что арматура нагревается и остывает она не вызывает разрушение внутренней части бетонных конструкций;
композитные изделия имеют свойства диэлектрической непроводимости и электромагнитной проницаемости. Это значит, что они не могут проводить электричество, не производят помехи для радиоволн;
имеют прочность при растяжении. По сравнению с металлом она в 2-3 раза выше;
повышенная стойкость к коррозийному поражению;
легкая транспортировка;
низкая цена. По сравнению с металлическими изделиями стеклопластиковые пруты стоят намного дешевле.

Не стоит забывать про недостатки композитных изделий:

стеклопластиковая арматура имеет низкий модуль упругости, ее можно с легкостью согнуть. При строительстве фундамента, дорожек этот недостаток не заметен

А вот если изделия применять при возведении перекрытий, то этот нюанс не стоит упускать, важно провести все необходимые расчеты;
изделия обладают недостаточным уровнем термостойкости. Не стоит совмещать стеклопластиковую арматуру с бетонным раствором при сильных температурных перепадах, в противном случае она может полностью потерять связывающие свойства;
недолговечность. Со временем композитные изделия изнашиваются и начинают разрушаться, также огромное влияние на быстрый износ оказывает воздействие щелочной среды

Но производители для того чтобы увеличить срок службы стеклопластиковой арматуры, стали в ее состав добавлять редкоземельные металлы;
не предназначена для сварки.

Со временем композитные изделия изнашиваются и начинают разрушаться, также огромное влияние на быстрый износ оказывает воздействие щелочной среды. Но производители для того чтобы увеличить срок службы стеклопластиковой арматуры, стали в ее состав добавлять редкоземельные металлы;
не предназначена для сварки.

Расход материала: нюансы и пример подсчета

Проволока реализуется в килограммах. Поэтому, при определении необходимого для работы объема материала, вычисляется сначала требуемый метраж, а затем рассчитывается общая масса.

Метраж зависит от схемы армирования и количества узлов перехлеста прутков. Количество узлов умножается на 0,3-0,4. Таким образом, получается общая длина необходимой проволоки в метрах. На практике установлен процент возможного брака, что необходимый запас – не менее 30% от расчетного объема.

Зная необходимый метраж соединительного материала, умножаем его на вес одного метра, и получаем требуемый вес проволоки для проведения арматурных работ.

Таблица веса 1 погонного метра вязальной проволоки в кг.

Диаметр, ммВес погонного метра, кг

0,8	0,004
1	0,006
1,2	0,009
1,4	0,012
1,6	0,016
1,8	0,022
2	0,028
2,2	0,04

Для того чтобы высчитать расход вязальной проволоки на 1 тонну арматуры и 1 м3 бетона, нужно знать диаметр используемых прутов, шаг соединения, и конструкционные особенности будущего железобетонного изделия.

Высчитаем на примере армирования монолитной плиты перекрытия арматурой 12 мм.

Объем железобетонной плиты 1 м3, это 5 м2 перекрытия, а это в свою очередь два слоя сетки с шагом ячейки 200 на 200 мм, общей площадью 10 м2.
Соединяется арматура в шахматном порядке, для связки 1 м2 такой сетки необходимо сделать 13 узлов + 8 узлов при дополнительном усилении, получаем 21 узел.
Теперь 21*0,3= 6,3 метра, берем 30 % на брак – 2,1 метра, в итоге получаем 6,3+2,1=8,4 метра материала на 1 м2, рассчитываем необходимый метраж на всю площадь 10*8,4=84 м.
Вес одного метра проволоки толщиной 1,2 мм равен 0,009 кг, считаем 84*0,009=0,756 кг, получаем, что для армирования 1 м3 бетонного перекрытия необходимо около 0,756 кг, вязальной проволоки.
На 1 м3 такой плиты перекрытия надо около 113 метров арматуры А500С диаметром 12 мм. Вес 1 метра арматуры 0,888 кг, значит 113*0,888=100 кг материала на 1 м3.
Следовательно, на 1 тонну арматуры диаметром 12 мм необходимо 10*0,756=7,56 кг проволоки.

Как видите, все расчеты строго индивидуальны, так как у каждого железобетонного изделия свои размеры и конструкционные особенности.

Чем соединять

При укладке армирующих поясов продольные и поперечные составляющие необходимо каким-то образом соединять. Это делают двумя способами: сваркой и вязкой с помощью проволоки.

Сварка — быстрый способ, но не самый лучший. Дело в том, что местах, которые подверглись воздействию высоких температур, сталь более подвержена коррозии. Это в условиях укладки в бетон — очень плохое качество.

Соединять арматуру можно при помощи сварки или проволокой

Если и еще один минус сварного соединения арматуры — во время заливки или трамбовки раствора есть довольно реальные шансы нарушить соединение. Оно обычно носит точечный характер и обломать его можно.

Соединенные сваркой элементы каркаса имеют большую прочность, но такое основание лишено возможности реагировать на подвижки грунта. А это ведет к образованию напряжений в бетоне и появлению трещин. Потому делаем вывод: на пучнистых и сыпучих грунтах лучше использовать вязку.

Вязка арматуры при помощи проволоки проводится вручную. Есть некоторые приспособления, облегчения процесса — крючки, клеши, пистолеты. Но все равно процесс занимает приличное количество времени.

Подробнее о том, как вязать арматуру для фундамента, читайте тут.

Прочность на разрыв

Важнейшим показателем, позволяющим сравнить арматуру стеклопластиковую и металлическую (стальную) является ее способность выдерживать растягивающие нагрузки. Прочность прутка на разрыв оценивается в момент разрушение образца при приложении к его концам разнонаправленных усилий. Означенный метод обеспечивает высокую точность измерений за счет применения современных приборов (динамометров).

Согласно техническим условиям действующего стандарта арматура пластиковая и металлическая в сравнение имеют следующие пределы прочности при растяжении:

Композитная: не менее 800 МПа.
Стальной: зависит от класса, в частности для прутка класса A-III (A340) составляет 360 МПа.

Когда можно совмещать стальную и композитную арматуру. Что лучше: композитная или стальная арматура?

Поскольку до композитной арматуры свойства бетона улучшали исключительно стальной арматурой, и композитная арматура является прямым конкурентом стальной, повсеместно принято сравнивать два вида арматуры. Сравним и мы.

Итак, плюсы композитной арматуры:

Вес. Композитная арматура весит меньше в несколько раз.
Форм-фактор. Композитная арматура малых диаметров продается в скрученном виде, в бухтах. Это позволяют транспортировать её на личном автомобиле.
Коррозия на стеклопластиковую арматуру не распространяет свое действие, в отличие от стальной арматуры. Вследствие этого, более долгая служба.
Не проводит электричество. Не создает препятствий для радиосигналов, для сигналов мобильных телефонов.
Более устойчива к воздействию отрицательных температур. Сталь при низких температурах становится более хрупкой, композитная арматура сохраняет свои свойства.
Теплопроводность небольшая, вследствие этого дом, армированный композитной арматурой, в холодное время года лучше сохраняет тепло.
Экологична. Не наносит вред природе при разложении.

Минусы композитной арматуры:

Не пластична. Арматуру в условиях строительства часто необходимо гнуть, с последующим сохранением формы. Стальная арматура гнется и фиксируется в согнутом положении, а вот стеклопластиковая, к сожалению, нет. После того, как термореактивная смола-связующее затвердеет, изменить её форму уже нельзя, можно только сломать. Но выход есть, и даже не один: можно заказать на заводе арматуру какой угодно формы или комбинировать стальную и композитную арматуру.
Не сваривается. К сожалению, сварка композитной арматуры невозможна. Но есть решение. Если есть такая необходимость, можно использовать композитную арматуру, оканчивающуюся металлическими прутками. Соединение композитной арматуры и металлического прутка выполняется на производстве.
Не стойка к тепловому разрушению. Держит температуру до 150-160 градусов по цельсию. То есть, при пожаре бетон, армированный стальной арматурой, при разрушении повиснет на прутках стали, а вот бетон с композитной арматурой после нагрева более 150 градусов, просто упадет.
Высокая вредность при резке. При обработке образуются мельчайшие острые частицы, загрязняющие рабочее пространство, угрожающие дыхательным путям, органам зрения.
Не жесткая. Модуль упругости композитной арматуры меньше аналогичного у стальной в 4 раза. То есть, для того, чтобы армированный композитной арматурой бетон работал на растяжение так же, как армированный стальной арматурой, нужно увеличить диаметр композитной арматуры. Пример: диаметр стальной арматуры 12 мм, диаметр композитной арматуры должен быть 24 мм. То есть, это не выгодно экономически, и для перекрытий лучше брать стальную арматуру.

Виды арматуры для связывания

До производства работ нужно определиться с арматурой, которая лучше подойдет. Как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента? Обвязка арматуры ленточного фундамента производится любым пневмоинструментом или крючком. А если их нет рядом? Используется подручный инструмент. Этим и хорош ленточный фундамент. Вязка арматуры может осуществляться даже пассатижами.

Рифленую арматуру используют в основных сечениях, потому как у него лучше сцепление с цементобетонном, а гладкую для связки в поперечных сечениях. Она будет стоить немного дешевле рифленой.

Как вязать упрочнительную конструкцию своими руками?

Стоит рассмотреть подробнее, как выполняется вязание арматуры на поверхности земли. Сначала изготавливаются только прямые участки сетки, после чего конструкция устанавливается в траншею, где выполняется армировка углов. Подготавливаются отрезки арматуры. Стандартизированная величина прутьев составлять 6 метров, по возможности лучше их не трогать. Если нет уверенности в собственных силах, что можно справиться с такими прутьями, их можно разрезать пополам.

следует выбрать ровный участок земли, положить два длинных прутьев, концы которых нужно подровнять; на дистанции 20 см от концов привязываются по крайним граням горизонтальные распорки. Для связывания потребуется проволока величиной 20 см. Ее складывают вдвое, протягивают под участком связывания и затягивают посредством вязального крючка

Но затягивать необходимо с осторожностью, чтобы проволока не обломалась; на дистанции около 50 см выполняется поочередное привязывание оставшихся горизонтальных распорок. Когда все будет готово, конструкцию убирают на свободное место и осуществляют связывание еще одного каркаса идентичным способом. В итоге получатся верхняя и нижняя части, которые нужно между собой соединить; следом необходимо установить упоры для двух частей сетки, упереть их можно к различным предметам

Главное – это соблюдать, чтобы связанные конструкции имели надежное профильное расположение, дистанция между ними должна приравниваться к высоте связанной арматуры;

В итоге получатся верхняя и нижняя части, которые нужно между собой соединить; следом необходимо установить упоры для двух частей сетки, упереть их можно к различным предметам. Главное – это соблюдать, чтобы связанные конструкции имели надежное профильное расположение, дистанция между ними должна приравниваться к высоте связанной арматуры;

по концам привязываются по две осевые распорки, параметры которых уже известны. Когда каркасное изделие будет напоминать готовое приспособление, можно приступать к привязыванию остальных кусков арматуры. Все процедуры выполняются с проверкой размеров конструкции, хоть заготовки и выполнены одинаковых габаритов, лишняя проверка не повредит; по аналогичному методу осуществляется связывание всех остальных прямых участков каркаса; на дно траншеи укладывается прокладка, высота которой составляет не меньше 5 см, на ней будет уложена нижняя часть сетки. Устанавливаются боковые подпорки, монтируется сетка в правильном положении; снимаются параметры непровязанных стыковочных мест и углов, подготавливаются отрезки арматурного изделия для подсоединения металлокаркаса в общую систему

Стоит обратить внимание, что нахлест концов арматуры должен составлять не меньше 50 диаметров прутка; привязывается нижний поворот, после перпендикулярные стойки и к ним выполняется привязывание верхнего поворота. Осуществляется проверка дистанции армировки ко всем граням опалубки. Упрочнение конструкции на этом заканчивается, теперь можно переходить к заливанию фундамента бетонной смесью

Упрочнение конструкции на этом заканчивается, теперь можно переходить к заливанию фундамента бетонной смесью.

Изучение характеристик грунта

Перед тем как приступить к расчету любого типа фундамента определяют характеристики основания под него. К основным и наиболее важным моментам относят:

водонасыщенность;
несущую способность.

При строительстве крупных объектов перед началом разработки проектной документации выполняют полноценные геологические изыскания, которые включают в себя:

бурение скважин;
лабораторные исследования;
разработку отчета о характеристиках основания.

В отчете предоставляются все значения, полученные в ходе первых двух этапов. Полный комплекс геологических изысканий стоит дорого. При проектировании частного дома в нем чаще всего нет необходимости. Изучение почвы выполняются двумя методами:

шурфы;
скважины.

Отрывку шурфов выполняют вручную. Для этого лопатой выкапывают яму, глубиной на 50 см ниже предполагаемой отметки подошвы фундамента. Почву изучают по срезу, определяют примерно тип несущего слоя и наличие в нем воды. Если грунт слишком насыщен водой, рекомендуется остановиться на свайных опорах под здание.

Второй вариант изучения характеристик основания под дом выполняют ручным буром. Анализ проводят по кускам почвы на лопастях.

Определившись с основанием, для него выясняют оптимальное удельное давление на грунт. Величина потребуется в дальнейшем расчете, пример которого представлен далее. Значение принимают по таблице.

Тип исследуемого грунта	Оптимальное удельное давление на грунт, кг/см2
Песок пылеватый и мелкий	0,35
Песок средней крупности	0,25
Супесь*	0,50
Суглинок	0,35
Пластичная глина	0,25
Твердая глина*	0,50

*При данном типе грунта основания более экономичным может оказаться ленточный вариант, поэтому нужно рассчитать смету на два типа фундамента и выбрать тот, который будет стоить дешевле.

Расчет толщины сечения

Расчет арматуры для ленточного фундамента по сечению основывается на двух показателях:

прочность бетона (по классам от В10 до В25);
прочность арматуры (по классам от А240 до В500).

Например, чаще всего для выбранного бетона класса В25, с расчётным сопротивлением 11,5 МПа, применима арматура класса А500, которая характеризуется показателями сопротивления до 435 МПа. Таким образом, общая нагрузка, которую выдержит такой монолит, вес двухэтажного дома с опиранием по контуру четырех несущих стен фундамента 10х10.

Как правильно сделать расчет диаметра арматуры в ленточном фундаменте? Для начала выясняются все условия строительства: определить тип грунта, выяснить все нагрузки на фундамент. Посчитать комплекс всех нагрузок поможет онлайн калькулятор ленточного фундамента. Он на основе заложенных данных о материале и габаритах строения может вычислить средние показатели.

Далее можно делать расчет диаметра арматуры для фундамента. Можно получить сечение одним из методов: пользуясь новым СНиПом; способом железобетонной балки; вычислив на основании момента сопротивления. Каждый из представленных методов также влияет на высоту расположения армопояса.

Чаще всего площадь сечения арматуры вычисляют способом сверки с таблицами СНиП. Для этого за основу берется показатель толщины бетонной плиты. Сверяясь с таблицами, выводятся данные: сечение арматуры и необходимое количество прутов. После этого обязательный этап – унифицирование данных, на основании коэффициентов армирования в зоне опоры. В итоге получается толщина арматуры для ленточного фундамента.

Поперечная

Поперечная арматура в таком фундаменте служит для соединения продольных стержней в единый металлический скелет. Он должен обеспечить равномерное распределение нагрузки по всей конструкции основания, не допуская возникновения зон экстремального давления.

Вертикальная арматура из стали обеспечивает жесткость, благодаря которой распределяется горизонтальное давление на основу. Какая арматура для ленточного основания здесь применима? Для арматуры на поперечных направлениях важным является рифленая поверхность. Какой диаметр арматуры нужен для поперечных прутов? Диаметр 8-10 мм.

Поперечная основа выполняется из стали различных марок. Чаще всего это А600С, А500С, которые допускают возможность применения сварки, что обеспечивает удобство обвязки. При этом толщина слоя бетона может быть как минимальной (15-20 см), так и большой (до 45 см).

Продольная

Продольная арматура в фундаменте испытывает два типа нагрузок:

нижнее давление от пучения грунта после сезонного изменения температуры;
верхнее давление от конструкции здания.

Для компенсации растягивающего воздействия расположение продольных прутов имеет два пояса расположения: по верху всего бетонного основания и по низу. Продольными являются прутки только рифленой формы, обеспечивающие адгезию с бетонной смесью. Какого диаметра арматуру использовать для ленточного фундамента в продольных креплениях? Размер арматуры для строительства частных домов составляет от 12 до 16 мм.

Учитываемые факторы

При расчете стеклопластиковой арматуры для фундамента необходимо учесть ряд факторов, которые оказывают влияние на прочность и долговечность конструкции.

Тип грунта: Какова грунтовая основа под фундаментом? Для разных типов грунтов требуется разная армировка. В основном, для грунтов с пониженной несущей способностью используют более плотную и упрочненную арматуру.

Нагрузки на фундамент: От каких нагрузок будет зависеть фундамент? Если это нагрузки от строительных конструкций или технических систем здания, то требуется более прочная и жесткая арматура.

Климатические условия: В каком климате будет находиться сооружение? Климатические условия сильно влияют на прочность материалов, поэтому при расчете арматуры нужно учесть температурные колебания, сезонные изменения, а также возможность агрессивного воздействия атмосферы.

Геометрия фундамента: Каковы размеры фундамента? Форма и размеры фундамента определяют не только количество, но и расположение арматурных элементов. Для больших и сложных фундаментов требуется более детальный расчет арматуры.

Срок эксплуатации и надежность: Как долго планируется использовать сооружение? Чем дольше срок эксплуатации, тем более прочную арматуру нужно выбирать

Также важно учесть требуемую надежность конструкции и ее способность выдерживать возможные непредвиденные нагрузки.

Учитывая все эти факторы и проведя необходимые расчеты, можно определить оптимальный вариант стеклопластиковой арматуры для основания фундамента, который обеспечит необходимую прочность и долговечность конструкции.

С помощью крючка

Для вязки применяется специальная термообработанная проволока диаметром от 0,8 до 1,2 миллиметров, которая достаточно пластична и не теряет своих свойств, даже при многократном сгибании и скручивании.

Фиксация прутьев проволокой производится специальным вязальным крючком. Так же существует винтовой крючок, который позволяет механизировать процесс и уменьшить общую трудоемкость.

Но применение данного способа не рационально для масштабных работ, например для плитного фундамента.

Для композитных стержней рекомендовано использование оцинкованной проволокой — она снизит вероятность возникновения коррозии, что положительно скажется на сроке службе фундамента.

Это интересно: Сортамент квадратных труб и требования ГОСТ 30245-2003