Расчет арматуры для ленточного фундамента

18.11.2024

Сопротивление нагрузкам бетонных конструкций увеличится, если их усилить армированием. Сопротивление будет больше из-за роста их прочности, устойчивости и упругости. Какая плотность армирования бетона соответствует тому, чтобы его рассчитывали как железобетон? 

Чаще всего нужно определить диаметр арматуры, длину, вес для фундаментов ленточного типа, монтажного пояса, перемычек, балки. 

Во всех этих линейных монолитных конструкциях плотность армирования рассчитывают по одному принципу.

Правильно рассчитанное армирование это условие для долгой эксплуатации строения, без трещин и разрушений. Ошибки расчета арматуры в основе дома провоцируют последствия, которые не исправить.

Расчет арматуры для железобетонного ленточного фундамента

Арматурный каркас может включать 4 рабочих продольных стержня, 6 или 8 штук. Их количество зависит от ширины ленты, которую рассчитывают по весовой нагрузке и типу почвы. Количество стержней назначают по наибольшему расстоянию между ними, эти рекомендации есть в СП 52 параграф 8/3/6. Для балочных конструкций это расстояние 400 мм.

 

Как пример рассчитаем по СП 52 арматурный металлический каркас для железобетонного ленточного фундамента.

Фундаментная лента это линейная конструкция. Ее сопротивление нагрузкам сильно зависит от гибкости. Гибкость определяют отношением длины элемента к высоте. Чем длиннее фундамент, тем больше его гибкость. Длинная гибкая лента под нагрузками (вес, деформация грунта) будет менять геометрическую форму и трескаться.

Чтобы гибкость ж/бетонной ленты не снижала ее сопротивление нагрузкам, плотность армирования монтируют больше. Как ее определить ее процент?

В пункте 8.3 СП 52/101 есть зависимость плотности армирования от гибкости.

• Если гибкость меньше 17 (для прямоугольных сечений меньше 5), то плотность продольной арматуры задают 0,1 % для верхней зоны, которая работает на сжатие и 0,1 % для нижней растянутой зоны. 

Процент армирования берут от площади сечения фундамента. То есть общая сумма площадей продольной рабочей арматуры для сжатой и растянутой зоны будет равна 0,2 % от площади сечения ж/б ленты. 

• Если гибкость превышает 25, то продольную рабочую арматуру устанавливают более часто, с плотностью 0,25 % для сжатых и для растянутых участков.

Пример. Рассчитаем диаметр, общую длину и вес арматуры для бетонной ленты фундамента в плане 8 х 6 метров. Его глубина заложения 0,7 метров, ширина верхней грани 0,4 метра.

При таких габаритах фундамента монтируют каркас из 4 рабочих стержней, 4 в верхнем поясе сжатой зоны и 2 в нижнем поясе растянутой зоны. Расстояние между стержнями 320 мм за минусом защитного слоя бетона.

Посчитаем гибкость длиной балки ленты 8 : 0,7 = 11,4. Это менее 17, поэтому процент армирования принимаем 0,1 % (параграф 8/3/4).

0,1% берется для верхней сжатой зоны и столько же для нижней растянутой зоны бетонной ленты.

Площадь разреза фундамента равна произведению его граней 280 000 мм2.

Находим суммарную площадь рабочих стержней:

•  для сжатой зоны: 0,1 % от 280 000 мм2 = 280 мм2;
•  для растянутой нижней зоны тоже 280 мм2. 

В сумме нужно 560 мм2.

В ГОСТе для проката № 34028 открываем сортамент. По нему находим нужную площадь продольной арматуры и количество. 

По сортаменту определяем 4 арматуры диаметром 14 мм, с площадью сечения по 153,9 мм2.

В итоге суммарная площадь рабочей арматуры равна: 153,9 х 4 = 615,6 мм2.

Если не получается точно выбрать диаметр стержней по сортаменту, то берем диаметр на 0,5 или 1 мм больше. Так сохраниться процент армирования не менее 0,1 %. Если при более тонком диаметре, процент армирования будет ниже 0,1 %, то фундамент нельзя рассчитывать, как железобетонный. 

В нормативах есть еще рекомендации по определению диаметра рабочих стержней для линейных монолитных железобетонных балок. Если длина балки меньше 3 метров, то диаметр стержней может быть 10 мм. Но если его длина более 3 метров, то диаметр назначают от 12 мм. Такие рекомендации есть в Руководстве по конструированию ж/бетона пп. 3/27, 3/94, в Пособии к СП 52 п. 5/17.

При размере дома 8 х 6 метров суммарная длина фундамента: 2 х 8 + 2 х 6 = 28 метров. 

При такой длине общая длина арматуры будет: 

28 х 4 = 112 метров. 

К этой сумме прибавляем 10 % для нахлесточных соединений, которые будут затрачены на крепление отдельных отрезков между собой. Это составит 11,2 м, а в итоге 123,2 метра. Найдем вес. Метр d 14 весит 1,208 кг. 

Итоговый вес выходит: 123,2 х 1,208 = 148,8 кг.

Рассчитаем длину и массу поперечных хомутов. Условия их монтажа есть в СП 52. Диаметр хомутов:

1. будет 0,25 от d рабочих стержней, при этом его берут от 6 мм;
2. отвечает правилам сварочных швов с более толстыми рабочими стержнями. 

В пункте 8.3.11 поперечные связи устанавливают через 300 мм. 

Сколько штук поперечных связей нужно на весь каркас для фундамента? Разделим его длину на интервал 300 мм. 

28 000 : 300 = 93 хомута.

У хомутов замкнутая форма с нахлестом. По условиям совместной работы бетона с металлом, хомут удален от поверхностей бетона на величину защитной прослойки.

В пункте 8.3.2 для ж/бетона в грунте защитный покров его металлического армирования делают 40 мм.

Зная эту величину и размеры ленты в разрезе (400 х 700 мм), посчитаем длину проволоки для поперечного хомута.

Посчитаем его ширину: 400 мм - (2 х 40 мм) = 320 мм.

По такому же принципу найдем его длину: 700 мм - (2 х 40 мм) = 620 мм.

Посчитаем сколько проволоки пойдет на 1 хомут: 620 х 2 + 320 х 2 = 1880 мм. Таких хомутов по расчету для всего каркаса нужно 93.

Суммарная длина проволоки равна произведению: 1880 мм х 93 = 174 840 мм = 174,84 метров.

К этому результату еще прибавим 10 % на нахлесточные крепления и найдем общую длину проволоки на поперечные связи - 192,34 метра.

Масса одного метра шести миллиметровой проволоки 0,222 кг, а вес всех поперечных хомутов.

В металлическом каркасе монтируют конструктивные связи, в объеме 0,025 %. Где его устанавливают?

• Участки, где изменяется геометрическая форма. Например, в местах совмещения линейной части с ребром или со свайным участком.
• В угловых соединениях. 
• В зонах, куда направлены силы продавливания.

Для каркаса ленточного фундамента дома 8 х 6 м с габаритами 0,4 м х 0,7 м требуется:

• продольная арматура d 14 мм 123,2 метра, ее вес 148,8 кг;

• Вр1 для монтажа поперечных связей (хомутов) d 6 мм 192,34 м, что равно 42,7 кг.

• плюс 0,025 % на дополнительные конструктивные связи.

Для армирования ленточных фундаментов завод “Интерстрой” выпускает плоские каркасы для верхнего и нижнего пояса. Плоские каркасы соединяют между собой вертикальными связями. Диаметры продольных и вертикальных стержней рассчитывают так же.

Назад ко всем статьям