Особенности расчета армирования ленточного фундамента

Оглавление:

• О прочности ленточных фундаментов
• Несиловой расчет ленточного фундамента
• Определение количества арматуры для армирования
• Как правильно вязать арматуру

Монолитный ленточный фундамент можно сделать своими руками, технологический процесс его строительства не столь сложен. Если лента будет бутобетонная, то не потребуется усиливать конструкцию путем армирования, и совсем не обязательно знать, какова технология вязки арматуры. При строительстве сборного ленточного фундамента без специальной техники не обойтись.

Схема армирования ленточного фундамента.

Самым проблемным звеном технологической цепочки окажется не армирование, а заливка бетона. Эту операцию желательно выполнять как можно быстрее. Данная проблема возникнет как при строительстве армированного ленточного фундамента, так и бутобетонного монолитного ленточного фундамента. Нелишне знать, как соединить фундамент со стенами.

О прочности ленточных фундаментов

Расчет на прочность армирования выполняют для сечений, расположенных нормально и наклонно относительно действующей нагрузки. Рассчитывают железобетон на раскрытие и сжатие трещин. Выполняют расчет по деформациям и на выносливость. Понятно, насколько сложно рассчитать армирование ленточного основания.

Приемы вязки проволокой пересечений арматурных стержней.

Для ленточных фундаментов ситуация усугубляется, так как предусмотреть виды нагрузок, которые могут воздействовать на них, практически невозможно. В идеальном случае на него воздействует только равномерно распределенная по площади нагрузка. Это если не учитывать его вес.

В идеальных условиях монолитный фундамент имеет равномерно распределенную нагрузку, которую можно заменить эквивалентной силой действующей посредине балки. Реакцию со стороны основания также можно считать равномерно распределенной. Вся конструкция находится в равновесии, и никаких напряжений внутри нее не возникает. То есть в идеальном варианте армирование ленточного основания и не требуется.

Однако, например, зимой возникают вертикально направленные силы за счет увеличения объема при замерзании воды в порах грунта, летом, наоборот, возможно оседание грунта, в результате которого распределенный вес здания может превышать реакцию основания. Это означает, что монолитная балка будет прогибаться, и ее обязательно необходимо армировать. В верхней части ее возникнут сжимающие силы, а в нижней части, в подошве – растягивающие. И в этом случае армирование необходимо.

Для того чтобы самостоятельно построить ленточный фундамент и армировать его, можно воспользоваться требованиями, изложенными в нормативных документах. Эти требования обоснованы расчетами, которые выполнены специалистами, и практикой строительства монолитного ленточного основания зданий. Выполнение этих требований в результате армирования обеспечит прочность всей конструкции, позволит заранее определить требуемое количество материала, что очень важно. В этих же документах указано, как правильно армировать.

Несиловой расчет ленточного фундамента

Под таким расчетом ленточных фундаментов следует понимать определение количества материалов, необходимых для строительства. Для сборного ленточного основания определить требуемое количество железобетонных блоков особой сложности не представляет. Для армирования ленточного фундамента рассчитать требуемое количество металла сложнее. Чтобы, не выполняя сложных расчетов, армировать ленточный фундамент, достаточно воспользоваться указаниями, имеющимися в нормативной документации и строительными нормами. Требования, которые необходимо обязательно выполнять, сведены в таблицу 1.

Таблица 1.

№ п/п Требование Значение 1 Площадь, занимаемая арматурой, должна составлять от площади поперечном сечении менее 0,1% 2 Если длина блока превышает 3 м, а для ленточного монолитного фундамента это так и есть, то диаметр арматуры должен быть не менее 12 мм 3 Минимальный диаметр стержня для армирования при длине балки, превышающей 3 м 12 мм 4 При наращивании арматуры по длине внахлест величина перекрытия должна быть не менее 1 м 5 Толщина слоя бетона, защищающего арматуру от ржавления, должна быть не менее 40 мм 6 Максимальное расстояние между стержнями продольной арматуры не должно быть не более 400 мм 7 Диаметр поперечной арматуры должен быть меньше диаметра продольной арматуры в 4 раза, но не менее 6 мм 8 При высоте связанного каркаса более 80 см диаметр поперечной арматуры должен быть не менее 8 мм 9 Смещать арматуру верхнего ряда относительно нижнего запрещено 10 Расстояние между поперечными стержнями не более 600 мм

Определить необходимое количество цемента, песка и щебня для монолитного ленточного основания не трудно. Для ответственных конструкций подойдет бетон марки М300 (класс В22,5). Изготавливая бетон этой марки самостоятельно, необходимо выдерживать пропорцию цемент/песок/щебень 1:1,9:3,7.

Определение количества арматуры для армирования

Рис. 1. Прямой крючок вращают вручную. Инструмент используют для упрощения процесса связывания арматуры.

Покажем этот расчет на конкретном примере.

Строим дом 8?10 м в Подмосковье. По ширине дома внутри имеется несущая перегородка. Надежный сборный ленточный фундамент должен иметь подошву, расположенную ниже глубины промерзания примерно на 20 см. Исходя из этого, в Подмосковье, где среднестатистическая глубина промерзания составляет 1,4 м, высота h должна быть как минимум 1,6 м. При толщине d=0,5 м площадь поперечного сечения фундамента S будет равна:

S=h?d=1,6?0,5=0,80 м?=8000 см?,

следовательно, (см. п.1, таблица 1) площадь, занимаемая арматурой, должна быть не менее 8 см.

Приобретая арматуру, уточните, о каком диаметре говорит продавец. Для расчета площади необходимо знать номинальный, а не наружный диаметр, который больше номинального. Так, номинальному диаметру арматуры в 12 мм соответствует максимальный диаметр 13,5 мм.

Определим, какое минимальное количество стержней потребуется, если воспользоваться минимально разрешенным номинальным диаметром d=12 мм (см. п.3, таблица 1). Площадь поперечного сечения стержня равна:

Sст= ? d2/4=3,14?122/4=113,4 мм2=1,134 см2,

а необходимое количество стержней будет равно:

n=S/Sст = 8/1,134=7,07.

Рис. 2. Винтовой крючок вращается сам, что в несколько раз ускоряет вязку арматуры.

То есть потребуется 8 стержней, по 4 сверху и снизу. Если приобрести стержень номинальным диаметром 14 мм, то потребуется 6 стержней, то есть по 3 сверху и снизу. Такой диаметр и выберем.

Общая длина фундамента составит:

L=2?10+3?(8-2?0,4)=41,6 м.

Промышленность выпускает арматуру длиной 6 и 12 м. Следовательно, для одной линии потребуется 6-тиметровых стержней:

n6=41,6/6?7 шт.

Чтобы правильно армировать, к этому необходимо добавить по 2 м на каждом соединении стержней внахлест (см. п.4, таблица 1). На 6 соединений необходимо добавить еще 12 м. Общая длина одной линии составит:

L6=6?7+12=54 м,

а для всего фундамента (6 линий) потребуется как минимум 54?6=324 м или 54 стержня длиной 6 м и диаметром 14 мм. Естественно, приобретать необходимо хотя бы с небольшим запасом.

Определим расстояние между стержнями. Стержни должны находиться от края фундамента на расстоянии 40 мм (см. п.5, таблица 1). Поэтому при его ширине в 500 мм расстояние между стержнями будет равно:

l= (500-2?40)/2= 210 мм,

то есть требование (см. п.6, таблица 1) выполняется.

Как правильно вязать арматуру

Рис. 3. Бобышки отделяют арматуру от опалубки, обеспечивая неизменность формы ленточного фундамента.

Определим диаметр, который должна иметь проволока для вязки арматуры (см. п.7, таблица 1)

Dпа= 14/4=3,5 мм.

Следовательно, с учетом того, что высота каркаса превышает 80 см, приобретаем проволоку с минимально допустимым диаметром, равным 8 мм (см. п.8, таблица 1).

Необходимое количество проволоки Lпр для поперечной арматуры определим, исходя из расстояния между поперечными соединениями, равного 0,5 м:

nв= L/0,5=41,6/0,5=83 шт.

Lпр=[2(h+l)]?L/0,5=[2?(1,68+0,29)]41,6/0,5=328 м.

Примечание. Высоту фундамента и расстояние между стержнями увеличили на 8 см, чтобы с каждой стороны стержни выступали на 4 см .

Вязка арматуры – ответственная операция, от которой зависит надежность армирования. Технология армирования предусматривает три варианта соединений: внахлест без сварки, со сваркой и с применением специальных механических приспособлений.

В свою очередь, соединение внахлест при диаметре стержней до 40 мм можно выполнить, оставляя стержни прямыми и укладывая по длине нахлестки поперечные стержни. Армирование ленточного монолитного блока при соединении стержней допускает гнуть их в крюки и петли. Опытные строители не рекомендуют сваривать стержни. При сварке нарушается структура металла и, следовательно, его прочность.

Лучшим способом соединения стержней в процессе армирования является соединение стержней обожженной проволокой обязательно круглого сечения диаметром 1 мм. Эта тягучая проволока при скручивании не рвется. Необожженная проволока хрупкая, может обрываться, и вязать ею очень трудно. В качестве самого надежного инструмента используют простой крючок, показанный на рисунок 1, или винтовой, рисунок 2. Обычно применяют простейший вариант вязки: петлю из проволоки пропускают под сложенными накрест стержнями, загибают, второй конец пропускают в петлю и затем работают крючком.

Совершенно необходимой деталью являются бобышки, показанные на рисунок 3. Эти элементы устанавливают так, чтобы надежно отделить арматуру от опалубки и обеспечить требуемую величину ее покрытия бетоном, и, что очень важно, они обеспечивают неизменность формы ленточного монолитного каркаса.

Пользуясь требованиями, которые изложены в СНиП и не проводя сложных расчетов, можно рассчитать количество материала, необходимого для армирования фундамента.