Расчет армирования фундамента

27.07.2016
ООО "ВОЛГА-ПРОЕКТ"


Часто в процессе подготовки к строительству возникает вопрос, какая толщина арматуры оптимальна? С одной стороны, правильный расчёт армирования фундамента влияет на его прочность, а следовательно надёжность и долговечность всего строения. Это особенно важно, учитывая, какие средства тратятся на строительство. С другой стороны – естественное желание не переплачивать.

Строители профессионалы выполняя расчет параметров армирования фундамента пользуются положениями СниП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». В частном же строительстве, для расчета, более чем достаточно выполнения одного единственного правила: в площади сечения железобетонной конструкции доля суммарной площади всех армирующих стержней не должна быть менее одной тысячной (или 0,1 %).

Пусть формулировка кажется слегка запутанной, на самом деле пользоваться правилом несложно. Для наглядности произведём, в качестве примеров, несколько практических расчётов толщины и количества армаатуры для ленточного, плитного и свайного фундаментов. В вычислениях нам понадобятся некоторые исходные данные, их мы будем брать из нижеприведённой таблицы.

Таблица площади сечения арматуры для армирования ж/б конструкций
(ГОСТ 5781-82)
Диаметр стержня, мм.
Площадь поперечного 
сечения стержня, см2
Площадь поперечного 
сечения стержня, м2
6 0,283 0,0000283
8 0,503 0,0000503
10 0,785 0,0000785
12 1,131 0,0001131
14 1,540 0,000154
16 2,010 0,000201
18 2,540 0,000254
20 3,140 0,000314
22 3,800 0,000038
25 4,910 0,000491
28 6,160 0,000616
32 8,010 0,000801
36 10,180 0,001018
40 12,570 0,001257
45 15,000 0,0015
50 19,360 0,001936
55 23,760 0,002376
60 28,270 0,002827
70 38,480 0,003848
80 50,270 0,005027

В зависимости от механических свойств арматурная сталь подразделяется на классы A-I (А240), А-II (А300), А-III (А400), A-IV (A600), A-V (A800), A-VI (A1000).

Арматурная сталь изготовляется в стержнях или мотках. Арматурную сталь класса A-I (A240) изготовляют гладкой, классов А-II (А300), А-III (А400), A-IV (A600), A-V (A800) и A-VI (A1000) - периодического профиля.

Арматура ленточного фундамента

 

Пример расчета армирования ленточного фундамента

Проектируется ленточный фундамент с сечением:

- высота 1,8 м;

- ширина ленты 0,4 м.

Требуется рассчитать возможные варианты продольной арматуры и выбрать оптимальный.

Рассчитаем площадь сечения фундамента: 1,8 х 0,4 = 0,72 м.кв.

Минимальное суммарное сечение арматуры: 0,72 / 1000 = 0,00072 м.кв.

Разделив полученное значение на площади сечения арматуры различных диаметров (из вышеприведённой таблицы), получим минимально необходимое количество прожилин. Так для арматуры диаметром 6 мм имеем:

0,00072 / 0,0000285 = 25,30580079 шт.

Округлив полученное значение в большую сторону (для запаса прочности), получим: для того, чтобы произвести армирование фундамента с заданными размерами арматурой «шестёркой», понадобится смонтировать 26 продольных стержней. Конечно же – не самое лучшее инженерное решение.

Продолжив расчёт для других диаметров арматуры, получим следующие варианты:

- для стержней диаметра 6 мм - 26 шт, по аналогии ниже(пропущены мм. и шт.):

- 8  - 15;

- 10 - 10;

- 12 - 7 ;

- 14  - 5 ;

- 16  - 4 ;

- 18  - 4 ;

- 20  - 3 ;

- 22  - 3 ;

- 25  - 2 ;

- 28  - 2 ;

- 32  - 2 ;

- 36  - 1 ;

- 40  - 1 .

Нетрудно заметить, что «наши» варианты – это стержни арматуры диаметром 16 или 18 мм. Их на фундамент требуется 4 штуки - по два на нижний и верхний ярусы.

Арматура плитного фундамента

Пример расчета армирования плитного фундамента

Проектируется плитный фундамент под строение 8 на 5 метров. Толщина плиты 35 см. В распоряжении хозяина имеется арматура диаметром 10 мм. Требуется определить параметры арматурной конструкции.

Поперечное сечение. Определим его площадь: 8,0 х 0,35 = 2,8 м.кв.

Минимальное суммарное сечение арматуры: 2,8 / 1000 = 0,0028 м.кв.

Количество прожилин: 0,0028 / 0,000079 = 35,5 = 36 штук

(18 в верхнем слое и 18 – в нижнем).

Итого, в поперечном направлении в верхнем и нижнем слое содержится по 18 прутков арматуры.

Продольное сечение. Определим его площадь: 8,0 х 0,35 = 1,75 м.кв.

Минимальное суммарное сечение арматуры: 1,75 / 1000 = 0,00175 м.кв.

Количество прожилин: 0,00175 / 0,000079 = 22,2 = 23 штук, принимаем 24 шт. (12 в верхнем слое и 12 – в нижнем).

Итого, в поперечном направлении в верхнем и нижнем слое содержится по 12 прутков арматуры.

Арматура свайного фундамента

Пример расчета армирования свайного фундамента

Определим наиболее оптимальный и бюджетный способ армирования заливных свай круглого сечения диаметром 20 см (0,2 м).

Определим площадь сечения сваи:

S = ПR2 = 3,14 х (0,2 / 2)2 = 0,0314 м. кВ.

Минимальное суммарное сечение арматуры:

0,0314 / 1000 = 0,0000314 м.кв.

Путём деления полученного значения на табличные площади срезов арматуры различных диаметров, получим:

- для стержней диаметра 6 мм - 2 шт;

- 8 мм - 1 шт;

- 10 мм - 1 шт;

- 12 мм - 1 шт;

Результаты расчётов показывают, что двух стержней арматуры диаметром 6 мм вполне достаточно. Однако, армирование железобетонных изделий менее чем 3 прожилинами не рекомендуется, так как это резко снижает их прочность. В нашем случае самым дешёвым, но в то же время абсолютно отвечающим требованиям прочности выходом, будут 3 прутка диаметром 6 мм.

Пример расчета схемы и затрат на армирование фундамента

Требуется рассчитать схему и затраты на армирование плитного фундамента под двухэтажный коттедж прямоугольной формы размерами 7 на 9 метров с толщиной плиты 40 см.

1. Расчёт продольной арматуры (поперечное сечение 7,0 х 0,40).

Площадь сечения: 7 х 0,4 = 2,8 м.кв.

Минимальное суммарное сечение арматуры: 2,8 / 1000 = 0,0028 м.кв.

Сделаем расчёт для одного из диаметров арматуры, 8 мм;

Количество прожилин:

0,0028 / 0,0000503 = 55,6 = 56 штук, или по 28 внизу и вверху.

Рассчитаем ячейку арматурной сетки в этом случае:

От ширины плиты отнимем значение минимального расстояния от арматуры до наружной стенки (50 мм = 0,05 м), умноженное на два (слева и справа). На оставшейся длине равномерно разместим расчетное количество прутьев, а именно, разделим её на рассчитанное число прожилин минус один. Полученное значение и есть ширина ячейки:

A= (7,0 м – 2 х 0,05 м) / (28 – 1) = 0,26 м = 26 см.

Для продольного армирования нам понадобится 56 прутьев длиной по 9 м, итого общая длина арматуры диаметром 8 мм составит:

56 х 9 = 504 метра

По данным справочной таблицы, один погонный метр арматуры восьмерки весит 0,395 кг, значит, общий вес составит:

504 х 0,395 = 199 кг.

Проводим аналогичные расчёты для других видов арматуры и получаем:

- для  6 мм - 99 шт, ячейка 14 см, общий вес: 208 кг

- 8 мм - 56 шт, ячейка 26 см, общий вес: 199 кг

- 10 мм - 36 шт, ячейка 41 см, общий вес: 200 кг

- 12 мм - 25 шт, ячейка 58 см, общий вес: 209 кг

- 14 мм - 19 шт, ячейка 77 см, общий вес: 202 кг

- 16 мм - 15 шт, ячейка 99 см, общий вес: 229 кг

- 18 мм - 12 шт, ячейка 138 см, общий вес: 216 кг

- 20 мм - 10 шт, ячейка 173 см, общий вес: 223 кг

2. Расчёт поперечной арматуры (продольное сечение 9,0 х 0,40).

Площадь сечения: 9 х 0,4 = 3,6 м.кв.

Минимальное суммарное сечение арматуры: 3,6 / 1000 = 0,0036 м.кв.

Рассчитываем интересующие нас значения по нескольким диаметрам арматуры:

- для 6 мм - 127 шт, ячейка 14 см, общий вес: 207 кг

- -- 8 мм - 72 шт, ячейка 25 см, общий вес: 199 кг

- -- 10 мм - 46 шт, ячейка 40 см, общий вес: 199 кг

- -- 12 мм - 33 шт, ячейка 56 см, общий вес: 213 кг

- -- 14 мм - 24 шт, ячейка 81 см, общий вес: 188 кг

- -- 16 мм - 19 шт, ячейка 99 см, общий вес: 222 кг

- -- 18 мм - 15 шт, ячейка 127 см, общий вес: 224 кг

- -- 20 мм - 12 шт, ячейка 178 см, общий вес: 208 кг

Рассмотрим полученные значения. Ячейку при изготовлении плитного фундамента рекомендуется принимать равной 40…70 мм. В этот диапазон попадают два диаметра: 10 и 12 мм.

продольная:

- для 10 мм - 36 шт, ячейка 41 см, общий вес: 200 кг

- для 12 мм - 25 шт, ячейка 58 см, общий вес: 209 кг

поперечная:

- для 10 мм - 46 шт, ячейка 40 см, общий вес: 199 кг

- для 12 мм - 33 шт, ячейка 56 см, общий вес: 213 кг

общий вес для диаметра 10 мм: 200+199 = 399 кг;

общий вес для диаметра 12 мм: 209+213 = 422 кг.

Так как стоимость арматуры в большинстве определяется по массе, в нашем случае оптимальным вариантом будет пруток диаметром 10 мм. Геометрические параметры ячейки 41 х 40 см.

Смотрите также:

Технология и правила армирования ленточного, свайного и плиточного фундаментов.

Армирование фундамента - для чего ? и зачем ?

Армирование кирпичной кладки.

 

Схемы армирование фундаментов | Материалы для теплоизоляции стен дома