Как рассчитать количество арматуры для ленточного фундамента?

Устройство  основания строящегося здания требует решение такой задачи, как расчёт арматуры для ленточного фундамента, необходимой для устройства каркаса. Для решения вопроса необходимо понимать назначение металлического каркаса в бетонных конструкциях. Уметь проектировать ленточный фундамент с учётом воздействия нагрузок при предельном состоянии конструкции. Знать как выполняются расчёты и формируется каркас.

Важно сразу определиться с количеством арматуры того или иного класса, подсчитать стоимость. Задача непростая, но выполнимая даже при самостоятельном проектировании.

Зачем нужна арматура

Применение армирования при монтаже монолитного ленточного фундамента превращает бетон в качественно новый материал — железобетон. Сам по себе бетон имеет строение решётки в узлах которой находятся твёрдые фракции щебня или гравия, обладает высокой прочностью на сжатие и низкую на растяжение.

Когда на бетонную балку, рассчитываемую как жёстко защемлённую с двух концов, воздействует распределённая нагрузка, она прогибается.

При этом низ балки работает на изгиб, верх на сжатие и наоборот при пучинистости грунта. Пример расчёта каркаса приведён ниже.

Для увеличения жёсткости конструкции и устойчивости внутри монолитной конструкции устанавливается каркас из металлической или стеклопластиковой (композитной) арматуры расчётного диаметра. Получается железобетонная конструкция с высокими характеристиками на сжатие и растяжение.

Рабочая арматура устанавливается устанавливается по верху и низу каркаса ( считается, что срединный слой не деформируется), работает в балке совместно с бетоном. При достижении предельных состояний бетона на изгиб, арматура включается в самостоятельную работу по поддержанию конструкции в проектном состоянии и положении.

Как рассчитывается диаметр и количество арматуры

Количество необходимой для монтажа рядов арматуры, диаметр и класс подсчитывается на этапе составления в проекте, указывается в расчётной части пояснительной записки. Полноценный расчёт фундамента, каркаса требует профессиональных знаний, умение разбираться в темах по основаниям и фундаментам, строительной механики, правильно интерпретировать положения СНиП.

Полный корректный расчёт армирования каркаса производится при строительстве сооружений 1 класса по отчётам инженерно-геологических изысканий. При индивидуальном строительстве дома с 2—3 классом ответственности армирование назначается конструктивно с учётом требований СП 52-101-2003.

Применение онлайн-калькулятора

Для тех, кто доверяет себе в решении этого сложного и ответственного решения, рекомендуется применять онлайн-калькуляторы которыми пользуются бесплатно на соответствующих сервисах. Калькуляторы однотипные, с минимальными требованиями по вопросам для базы данных:

1. Указывается тип фундамента. Для этого необходимо выбрать примерно похожий на проектный из 5 вариантов. На сайте возможно более точно выбрать тип фундамента, убирая стены из предложенного расширенного варианта, меняя геометрическое расположение, приближаясь к проекту. Стены убираются назначением нулевого размера.
2. Из выпадающего списка выбирается марка бетона для ленточного фундамента.
3. В поле вводится общая длина фундамента, включая перегородки (метры).
4. Вводится высота и ширина ленты в соответствующие поля (сантиметры).
5. Поставьте галочку напротив «рассчитать арматуру». Выберите: есть бетонная подготовка или нет. Из списка укажите в поле длину металлического сортамента, который продаётся на оптовом складе, выберите минимальное сечение несущей арматуры.

6. Если требуется посчитать количество досок — поставьте галочку напротив «расчёт опалубки», введите в соответствующие поля длину, ширину, толщину доски, которые предполагается использовать под опалубку.
7. Нажмите на кнопку «Рассчитать».

В результате, калькулятор сделает расчёты, выведет в виде таблиц полученные данные. Авторы калькуляторов уверяют, что алгоритм программы основан на положениях, формулах СП 52-101-2003, СНиП 3.03.01-87.

Самостоятельный расчёт

Как вариант — сделайте расчёт количества арматуры, сечение, расположение своими силами. Назначить арматуру необходимо конструктивно.

Воспользуйтесь положением СП 52-101-2003: при расчёте фундаментов по природной несущей способности грунтов, предельным состояниям бетонных конструкций на изгиб — принимать минимальное количество общей площади сечения рабочей арматуры равным 0.001—0.005% от площади сечения фундамента. Для ленточных фундаментов рекомендуется применять коэффициент 0.оо2%.

Пример и алгоритм подсчёта выглядит так:

1. Выберите в проекте значения высоты и ширины фундамента. Вычислите площадь. Если размеры по наружным, внутренним осям разные, проводите расчёты сечений отдельно чтобы получить наиболее достоверные данные по арматуре. Например: высота фундамента = 1200 мм, ширина = 400 мм. Площадь = 480 000 мм².
2. По положению СП принимаем конструктивно минимальную площадь сечения рабочей арматуры в зависимости от площади сечения для ленточного фундамента: 480 ооо мм²*0.002= 960 мм².
3. По таблице сечений в зависимости от диаметра арматуры находим: подходит 4 прута класса А 400 ( ГОСТ 5781-82) диаметром 18 мм или 4 стеклопластиковых прута диаметром 16 мм (ГОСТ 31938-2011) из условий равнопрочности композитных и стальных изделий. Если сечения фундамента по осям разные, подсчитывайте арматуру отдельно.
4. Дальнейший расчёт сколько нужно металла полностью зависит от периметра фундамента по осям.

При расчёте количества рабочей арматуры и обвязки каркаса необходимо учитывать положения СП 52-101-2003:

1. Минимальный защитный слой бетона для каркаса из металла =40 мм или 50 мм для агрессивных химически грунтов (таблица. 1).
2. Минимальное расстояние между рабочими стержнями арматурного каркаса по нижнему поясу =25 мм, по верхнему поясу =30 мм (пункт 8.3.3).
3. Длина перепусков при стыковке для А 400 и А 250 — минимум 250 мм. В одном сечении не более 50% стыков рабочей арматуры и 25% гладкой конструкционной А 250 (пункт 8.3.27).
4. Для А 400 предусматривать прямую анкеровку, для А 250 — крюк или петля (пункт 8.3.18).
5. Горизонтальное расстояние между конструкционными хомутами (шаг) рекомендуется принимать 300—400 мм.

Руководствуясь этими положениями нетрудно будет подсчитать общую длину металла А 400 и А 250 для всего каркаса фундамента. Расчёт стеклопластиковой арматуры производится аналогично, но диаметры выбираются ниже. Например, выбор А 400 диаметром 14 мм соответствует 12 мм композита.