Особенности расчёта арматуры для различных типов фундаментов

• Особенности расчёта и нормативная база
• Ленточный фундамент
• Расчёт арматуры для ленточного фундамента
• Свайный фундамент
• Расчёт арматуры железобетонных свай
• Расчёт железобетонного ростверка для свайного фундамента
• Плитный фундамент

При возведении современных зданий и сооружений используются различные типы фундаментов из железобетона. Их основная функция - перераспределение нагрузки от веса строительных конструкций и её равномерное распределение по гравийно-песчаный подушке, а затем и по поверхности грунта, на котором стоит здание. От надёжности фундамента зависит длительность эксплуатации всего сооружения. В частном жилищном, коммерческом и промышленном строительстве чаще всего используются фундаменты 3 типов: ленточный, плитный или свайный.

Для повышения прочности монолитных бетонных конструкций, которые являются основой фундаментов, используется армирование бетона. При этом количество прутков арматуры, их тип и диаметр определяется соответствующими расчетами. Все перечисленные параметры должны соответствовать действующим строительным нормативам для обеспечения надлежащей прочности и долговечности всего сооружения. Однако чрезмерное армирование негативно сказывается, как на стоимости фундамента, так и на продолжительности выполняемых работ.

Особенности расчёта и нормативная база

Расчёт фундамента в целом, а также определение количества и типа используемой арматуры может выполняться несколькими способами:

1. Онлайн-калькуляторы. Их можно найти на сайтах по продаже строительных материалов. Однако, несмотря на довольно высокую точность подсчета потребности в тех или иных стройматериалах, они не могут дать полной картины распределения нагрузок, схем армирования и т.п.;
2. Универсальные и специальные программы по проектированию. Большинство из них разработано на базе AutoCAD или ArchiCAD. К примеру, Project StudioCS "Фундаменты", МОНОМАХ-САП и др. Результатом работы этих программ является не только расчёт количества арматуры, но и схема его расположения, а также сметы, определяющие стоимость строительных материалов. Единственным недостатком таких программ является их высокая сложность, требующая предварительного обучения;
3. Расчёт вручную. Чаще всего применяется при проектировании небольших зданий и сооружений частной застройки. Фундаменты для таких построек не отличаются большой сложностью, поэтому вероятность ошибки при расчётах минимальна.

Независимо от способа выполнения расчётов рабочие параметры монолитных железобетонных фундаментов любого типа, в том числе количество, диаметр и способы вязки арматуры должны соответствовать актуальным строительным и отраслевым нормативам, к примеру:

• СНиП IV-14-84 Сборник 1-2.1;
• Типовые конструкции изделия и узлы серия 1.090 1-1;
• ГОСТ 23972-80 и т.п.

Ленточный фундамент

При расчёте количества арматуры для ленточного фундамента необходимо принимать во внимание его структуру, состоящую из следующих типов арматуры:

• Продольной – располагается в верхней и нижней части ленты фундамента, воспринимает основную нагрузку;
• Поперечной – способствует более равномерному распределению нагрузки по каркасу;
• Монтажной – обеспечивает неподвижность арматурного каркаса в процессе заливки бетона.

Расчёт арматуры для ленточного фундамента

Выбор оптимальной схемы армирования. Осуществляется в соответствии с нормативом СП 52-1 ам-ам01-2003, где указаны две основные схемы:

• С четырьмя стержнями - при ширине ленты фундамента не превышающий 500 мм;
• С шестью стержнями - если ленточный фундамент шире 500 мм.

При этом следует придерживаться 2 основных правил:

• Максимальное расстояние между прутками в ряду должно быть не более 400 мм;
• Расстояние от продольной арматуры до внешней боковой стенки фундамента в переделах 50-70 мм.

Минимально допустимый диаметр продольной арматуры определяется её длиной. Для прутков, длина которых не превышает 3 м, он должен быть не менее 10 мм. Если длина прутка продольной арматуры превышает 3 м, то его минимальный диаметр должен составлять 12мм.

ВАЖНО! Согласно нормативам используя арматуры большего диаметра допускается. Однако с учётом максимально возможных нагрузок на несущие основание, её применение экономически нецелесообразно.

Расчёт количества продольной арматуры для ленточного фундамента осуществляется следующим образом:

1. Определяется общая длина ленточного фундамента;
2. В соответствии со схемой формирования (на 4 или 6 прутков) определяется количество арматурных стержней, а также их диаметр по количеству участка фундамента длиной более 3 м;
3. Длина фундамента умножается на количество продольных прутков.

Стыковка арматуры осуществляется методом сваривания или связывания внахлёст. Кроме этого необходимо учесть определённое количество обрезков при формировании пространственного каркаса. На практике, чтобы компенсировать эти затраты, количество погонных метров арматуры, по сравнению с расчетным, увеличивается на 10-15%.

Метраж арматуры, которая будет использоваться для обвязки (вертикальные прутки) определяется количество обязательных прямоугольников, частота расположения которых должно соответствовать СНиП 50-01-2003 – шаг не более 300 мм.

Свайный фундамент

Расчёт арматуры для свайного фундамента состоит из двух основных этапов:

1. Расчёт арматуры для свай, при условии, что они железобетонные;
2. Расчёт арматуры для ростверка - обвязки, соединяющей все верхние части свай, на которую опираются строительные конструкции сооружения.

Расчёт арматуры железобетонных свай

Чаще всего используется следующая общепринятая методика расчёта армирования железобетонных свай:

• По схеме фундамента подсчитывается количество свай необходимых для надёжного основания. Определяется их длина в соответствии с типом и несущей способностью грунта;
• Для каждой сваи в зависимости от её диаметра используется 3-4 продольных прутка;
• Диаметр прутка зависит от их длины и составляет 10, 12, 14 или 16 мм;
• Определяется длина арматурного стержня в одном обвязочного кольце, а также их количество на одну сваю;
• Определяется метраж арматуры на одну сваю и умножается на количество свай.

Расчёт железобетонного ростверка для свайного фундамента

Расчёт арматуры для железобетонного ростверка свайного фундамента осуществляется по аналогии с ленточным фундаментом. В большинстве случаев габаритные размеры этого элемента позволяет использовать 4 прутка для армирования. Все остальные параметры по длине и диаметру арматуры полностью соответствуют нормативам ленточных фундаментов.

Плитный фундамент

Несмотря на то, что для плитного фундамента необходимо наибольшее количество арматуры, расчёт её количества является одним из наиболее простых. Прежде всего, необходимо принять во внимание способ армирования:

1. Одной сеткой (в один слой) – для плиты толщиной до 150 мм;
2. Двумя сетками – для плиты толщиной более 150 мм. При этом сетки увязываются вертикальными стержнями расчётной длины в один пространственный каркас.

ВАЖНО! Для горизонтальной сетки чаще всего используется арматура диаметром 12-16 мм. Для увязки в пространственный каркас используются вертикальные стержни с диаметром прутка 8-10мм.

Основным параметром, определяющим количество арматуры в плитном фундаменте, является величина ячейки. Она варьируется в пределах от 200х200 мм до 400х400мм, в зависимости от нагрузки на несущие основания. Конкретные показатели определяются расчётом на основе нормативов СП-63.13330.2012 (актуальная версия СНиП 52-01 2003).

Для расчёта арматуры плитного фундамента необходимо выполнить следующие действия:

• Ширину плиты фундамента разделить на соответствующий шаг (ячейку) арматурного каркаса;
• Длину плиты фундамента разделить на соответствующий шаг (ячейку) арматурного каркаса;
• Для определения количества вертикальных платков необходимо общую площадь фундамента разделить на шаг ячейки армирования.

При наличии двух сеток армирования количество арматуры необходимо увеличить вдвое.