Как правильно провести расчет арматуры для фундамента

Армирование является ответственным этапом строительства фундамента любого типа и любого функционального назначения. Применение арматуры позволяет предотвратить различные разрушения основания при эксплуатации. Более пластичная по сравнению с бетоном арматура берет на себя значительную часть нагрузки, за счет чего снижается риск растрескивания поверхности бетона.

Существуют два основных типа фундаментов под забор — ленточный и столбчатый. Несмотря на принципиальные конструктивные различия и разные схемы армирования, принципы расчета потребного количества арматуры для обоих типов очень похожи. При расчете учитываются следующие параметры:

• Общая длина ленты фундамента (суммарная высота столбиков в фундаменте) (P).
• Планируемое количество поясов армирования (R).
• Шаг между поясами (H).
• Количество несущих элементов (прутьев) в поясе (K).
• Расстояние (шаг) между несущими элементами в поясе (T).
• Расстояние между соединительными элементами (горизонтальными (L) и вертикальными (N)).

Выбор диаметра прута

При выборе требуемого диаметра прутьев арматуры необходимо руководствоваться положением СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции», согласно которому содержание арматурных элементов в конструкции должно составлять не менее 0,1% от площади его поперечного сечения.

То есть, определив площадь поперечного сечения фундамента и разделив ее на 1000, получаем суммарную площадь поперечного сечения арматурных элементов. Разделив полученный результат на планируемое количество прутьев в поясах армирования, получим минимально допустимую площадь поперечного сечения одного прута.

Как показывает практика, при изготовлении фундамента под забор, изготовленный из дерева или из легких материалов (профнастил и пр.), достаточно использовать арматуру диаметром 8 или 6 миллиметров.

Если вас интересует, как выглядит формула расчета бетона на фундамент, вы можете узнать ее здесь.

В этом материале вы можете посмотреть процесс расчета нагрузки на ленточный фундамент под забор.

О том, как сделать гаражные замки своими руками, читайте в этой статье.

Расчет количества арматуры

Фундамент ленточного типа

При расчете необходимого количества элементов арматуры для ленточного фундамента требуется определить несколько вспомогательных параметров (в формулах используются буквенные обозначения параметров фундамента, приведенные выше):

1. На основании известной нам общей длины фундамента мы можем вычислить общую длину прутьев арматуры, которая приходится на один пояс армирования (D)

   D = К х P

2. Далее требуется определить количество (Q) и длину (C) горизонтальных элементов, соединяющих прутья в одном поясе:

   Q = P / L,

   С = (Т х (К-1)) + 0,05

   0,05 метра — это запас, 2,5 сантиметра — это расстояние, на которое перемычка должна выступать за край прута.

3. Умножив количество горизонтальных перемычек на их длину, определим суммарную длину (W) материала для них:

   W = C х Q

4. Аналогично рассчитываем количество (J) и длину (U) вертикальных перемычек:

   J = P / N

   U = (Н х (R-1)) + 0,05

5. Их общую длину можно рассчитать по формуле:

   F = J x U

6. Общее количество арматурных элементов в метрах (S) рассчитывается по формуле:

   S = (W + D + F) x R

При покупке материала для изготовления арматурных элементов рекомендуется увеличить полученный результат на 10%. Такой запас должен перекрыть возможные ошибки при расчете и неточности при монтаже каркаса фундамента.

Арматуру любых диаметров принято измерять не в метрах, а в килограммах. Ниже приведена таблица соответствия длины арматуры ее весу.

Используя данные из таблицы, легко рассчитать массу арматуры, требующейся для изготовления фундамента.

Фундамент столбчатого типа

Расчет количества арматуры для фундаментов этого типа аналогичен – высота столба умножается на количество стержней и перемычек. Полученный результат умножается на количество столбов в основании.

Отличия в армировании столбчатого фундамента вызваны его конструктивными особенностями и заключаются в том, что для этого типа фундамента применяется арматура двух типов:

• ребристая;
• гладкая.

Стержни из ребристой арматуры устанавливаются вертикально и являются силовым каркасом фундамента. Горизонтальные перемычки из гладкой арматуры (чаще всего используется проволока) не являются несущими конструкциями и служат для соединения вертикальных стержней между собой.

Как правило, каркас столбика состоит из четырех вертикальных стержней, соединенных между собой «хомутами» из гладких элементов. Расстояние между горизонтальными перемычками — 30-40 сантиметров.

Схема армирования

Ленточный фундамент

Ленточное основание в процессе эксплуатации подвергается нагрузкам различного рода и различной направленности. При разработке схемы армирования следует учитывать тот факт, что нагрузки на верхнюю часть основания, находящуюся выше уровня земли и в верхних слоях грунта, относительно незначительны.

В то же время, его нижняя часть подвергается достаточно серьезным нагрузкам на растяжение и сжатие за счет движения грунта и его пучения. На основании этого напрашивается вывод, что следует больше внимания уделить армированию нижней части. Однако не следует забывать о том, что силы пучения грунта могут превысить вес конструкции забора и фундамента и привести к растяжению не только нижней, но и верхней части фундамента.

Таким образом, каркас ленточного фундамента целесообразно изготовить в форме короба, по углам которого будут установлены продольные элементы арматуры, которые крепятся к вертикальным прутам, забитым в землю по периметру фундамента. Расстояние между этими прутами не должно превышать 30 сантиметров.

Чтобы защитить стальные пруты от коррозии, их необходимо погрузить в бетон не менее чем на 5 сантиметров. Для обвязки вертикальных и горизонтальных элементов каркаса между собой используют вязальную проволоку и крючок. Для ускорения процесса обвязки можно применить шуруповерт или дрель со вставленным в патрон изогнутым гвоздем.

Не рекомендуется для соединения элементов силового каркаса фундамента применять газовую или электросварку. Термическое и электрохимическое воздействие наносит вред структуре металла, что наверняка ухудшит прочностные характеристики основания.

Столбчатый фундамент

Конструктивно столбчатый фундамент состоит из двух частей: плитной и оголовников (подколонников). Конструктивные различия вызваны разной функциональной направленностью и порождают технологические отличия монтажа.

Плитная часть фундамента армируется с помощью сварных сеток либо металлических стержней одинаковой длины, которые укладываются равномерно в поперечном и продольном направлении.

Армирование оголовников аналогично армированию колонн прямоугольного, круглого или квадратного сечения. Вертикальные элементы арматуры располагаются по периметру и увязываются в единый каркас с помощью поперечных «хомутов», роль которых может выполнять проволока.

В отличие от плитной части, армирование которой, как уже говорилось выше, обязательно, создание каркаса для оголовников не является таковым, тем более если речь идет о фундаменте для легких ограждений.  Однако для большей уверенности в прочности всей конструкции это можно сделать.

Помимо элементов обвязки в конструкцию каркасов оголовников рекомендуется включать дополнительные горизонтальные элементы, края которых (после заливки бетонным раствором) должны выступать на 10-15 сантиметров за поверхность бетона. Эти элементы помимо усиления каркаса будут выступать в роли крепежей для конструкций, которые будут смонтированы на фундаменте. Например, к ним можно будет крепить секции забора и воротные петли.

Видеоматериал о вязке арматуры

На видео показан процесс связывания прутов для ленточного основания: