Як розрахувати арматуру для стрічкових, пальових та плитних фундаментів приватних будинків.
Армування фундаменту приватного будинку - обов'язкова операція, що застосовується у будівництві об'єктів зі значним навантаженням на основу. Металевий каркас, поміщений у тіло бетону, приймає зусилля на розтяг та вигин, допомагає поступово розподіляти напруги в конструкції, компенсувати деформації, зменшити розкриття тріщин. Але щоб це дійсно було так, потрібно знати як розрахувати арматуру на стрічковий фундамент, тільки в цьому випадку можна отримати справді міцну основу.
Перед тим як розрахувати арматуру на фундамент, визначають несучу здатність ґрунтів за СНіП 2.02.01-83*. Це потрібно, щоб з'ясувати, яке максимальне навантаження витримає ґрунт. Відповідно до цього вибирають конструктивне рішення основи - стрічкове, стовпчасте, пальове або плитне.
Розрахунок арматури для фундаменту
Для армування основ використовують рифлений та гладкий сталевий прокат класу А400 або А500 – для робочих стрижнів, А240 – для конструктивних елементів.
Розрахунок проводять за нормативами СНиП 52-01-2003 та актуалізованими правилами СП 63.13330.2012 з урахуванням усіх видів навантажень, що діють на фундамент, та виду основи.
Армують просторовими або плоскими каркасами з поздовжніх, поперечних та сполучних стрижнів. Перші сприймають навантаження на розтяг по верхній частині та підошві, другі - розподіляють її між горизонтальними та вертикальними елементами. Для стійкості при виготовленні та монтажі використовують конструктивні зв'язки.
Основи розрахунку стрічкового фундаменту
Найпоширеніший вид основи в індивідуальному будівництві – стрічковий монолітний. Він нескладний у зведенні, досить міцний і має необхідну жорсткість. Його влаштовують у вигляді дрібнозаглибленої або заглибленої конструкції.
Важливе значення для розрахунку арматури для фундаменту має глибина закладення, навантаження, що діють, і ширина робочого перерізу основи.
Визначення глибини закладення
Позначку підошви основи вибирають залежно від виду ґрунту:
- при глинистих, пилуватих і дрібнопіщаних ґрунтах фундамент спирають на непромерзаючий шар нижче рівня грунтових вод;
- при непучинистих і слабопучинистих ґрунтах відмітка підошви не повинна бути нижчою, ніж 0,5 м від верху існуючого рівня землі;
- за наявності підвалу стрічкову основу заглиблюють на 0,5 м нижче підлоги, стовпчасту - на 1,5 м.
Тип ґрунту, положення УГВ та присутність слабких лінз – пливунів – визначають бурінням або викопуванням шурфів. Глибина промерзання ґрунту в кожному регіоні вказана у СНіП "Будівельна кліматологія".
Збір навантажень
На цьому етапі розрахунку підсумовують усі можливі навантаження, що діють на фундамент:
- власна вага;
- масу стін, плит перекриття, даху, покрівлі, підлог та оздоблення;
- вплив людей, сантехнічного устаткування, меблів, перегородок, що усередині будівлі;
- нормативне снігове навантаження.
Вся інформація міститься в таблицях СНиП 2.01.07-85 * «Навантаження та впливи».
Сумарну величину розподіляють на погонні метри у стрічкових фундаментах, на кількість опор – у пальових чи стовпчастих.
Ширина підошви
Ширина підошви - величина, яка допомагає розрахувати арматуру на стрічковий фундамент. При масивних цегляних стінах застосовують Т-подібні стрічки, звиси яких за рахунок більшої площі спирання зменшують тиск на грунти. Більш легкі каркасні та пінобетонні будови зводять на підставах із прямокутним перетином.
При розрахунку розміру підошви враховують граничний тиск на ґрунт та навантаження від будови на несучі ділянки фундаментних балок. У малоповерховому будівництві зазвичай використовують конструкції шириною 20-40 см.
Розрахунок стрічкової основи
Для стрічкових монолітних фундаментів приватних будинків застосовують спрощений розрахунок армування за мінімальним допустимим перерізом арматури, яка сприймає зусилля, що розтягують.
Порядок розрахунку
Відповідно до СНиП сумарна площа поперечного перерізу сталевих стрижнів Sа повинна становити не менше 0,1% від робочого перерізу бетонної конструкції - Sб:
- Sa = 0,001h Sb
Знаходять Sб як добуток висоти перерізу фундаменту h0, що дорівнює глибині закладення, на його ширину b:
- Sb = h0 x b, мм²
Для поздовжнього армування використовують стрижні діаметром від 8 мм. Знайти необхідну кількість круглих профілів можна по Таблиці 1, значення Sа округляють у більшу сторону:
Існують обмеження мінімального розміру арматури - на ділянках більше 3 м довжиною застосовують стрижні діаметром від 12 мм.
Необхідний метраж арматури визначають за кресленням із розмірами фундаменту із запасом 5%. Масу знаходять за таблицями сортаменту сталі.
Приклад розрахунку
Потрібно розрахувати армування стрічкового фундаменту для приватного будинку розміром 6х12 м із газосилікатних блоків. Глибина закладення 70 див, ширина стрічки 40 див.
- Площа перерізу основи 70х40 = 2800 см ².
- Мінімальна сумарна площа арматури 2800х0,001 = 2,8 см ².
- По Таблиці 1 можливі варіанти - 4 стрижні діаметром 10 мм, 3 - 12 мм або 2 прутки з розміром перерізу 14 мм.
- У нормативі зазначено, що з довжині боку понад 3 м мінімальний діаметр арматури 12 мм. Щоб розподіл навантаження від будови було рівномірним, встановлюють сталевий каркас із двох горизонтальних сіток, кожна з яких містить два стрижні діаметром 12 мм.
- Поперечну арматуру підбирають по висоті каркасу. Якщо вона менша за 80 см, використовують дріт для хомутів діаметром 6 мм. Одночасно виконуються умови, за яких цей розмір більше ¼ перетину поздовжніх стрижнів (12/4=3 < 6).
- Кількість сталі в метрах визначають, виходячи з габаритів споруди. Загальна протяжність стрічки 6+6+12+12=36 м (якщо є перегородка, що її несе, її довжину підсумовують).
- Потрібно: 4х36 = 144 п.м. арматури діаметром 12 мм.
- Хомути встановлюють із кроком 40 см, їх кількість: 36/0,4=90 штук.
- Розмір одного: (70х2 + 40х2) / 1,15 = 191 см, де 1,15 - коефіцієнт для переведення периметра перерізу в довжину хомута.
- Довжина дроту для сполучних елементів: 90х1, 91 = 171,9 м.
З урахуванням запасу 5% на в'язку та різання потрібно:
- арматура Ø 12 мм 144х1,05=151,2м,
- дріт Ø 6 мм 171,9 х1, 05 = 180,5 м.
Просто та швидко розрахунок арматури на фундамент можна виконати за допомогою онлайн-калькуляторів, розміщених на сайтах інтернету.
Корисне відео
Правила армування стрічкових основ
Найпростіший варіант - рівномірно навантажений фундамент на непучинистому непросадному грунті. Підошва розташована вище рівня промерзання та УГВ.
В цьому випадку ширину основи приймають рівною товщині стіни будинку. Армування тільки конструктивне, для підстрахування від непередбаченого замочування ґрунту. Використовують гладку або рифлену арматуру діаметром 8-12 мм, поперечно зв'язують стрижнями того ж розміру перерізу або меншого з кроком 30-40 см.
Вертикально в тілі бетону встановлюють протизбіжні зварні або в'язані сітки з дроту невеликого діаметру (6-8 мм) і кроком не більше 20 см.
Другий випадок - посилене навантаження на фундамент або слабші ґрунти. Форма перерізу стрічки - як перевернутої букви Т.
Армування проводять аналогічним способом, але поперечні стрижні розраховують тиск від відсічі грунту. Воно може зруйнувати підошву при звисах фундаменту, що перевищують ширину стінки основи в 1,5 рази. Крок установки хомутів – не більше 20 см, розташовують під поздовжньою арматурою, щоб збільшити робочу висоту перерізу.
Третій варіант - поєднання великих навантажень на фундамент та несприятливих ґрунтових умов: пучинистості, наявності плавунів, карстів, високого УГВ.
Щоб уникнути появи тріщин та руйнування основи в результаті просадок ґрунту, армування проводять за посиленою схемою. Діаметр стрижнів – 12-16 мм, крок – не більше 20 см. По підошві укладають 1-2 ряди сіток, у верхній частині фундаменту – каркас у вигляді балки. Через кожні 30-40 см поздовжню арматуру пов'язують хомутами або закріплюють шпильками, щоб зафіксувати її положення у просторі.
Онлайн калькулятор стрічкового фундаменту
Щоб дізнатися зразкову вартість стрічкового фундаменту, скористайтеся наступним калькулятором :
Розрахунок для пальової основи
Палеві фундаменти є занурені в ґрунт опори (суцільнометалеві або буронабивні), що передають навантаження від будівлі і з'єднані по верху сталевим, залізобетонним або дерев'яним ростверком.
Буронабивні основи застосовують у приватному будівництві:
- під час зведення каркасних або дерев'яних будівель з невеликою масою;
- при слабких ґрунтах, де інші підстави виконати неможливо - торфовища, болота, сильнопучинисті вологі ґрунти;
- в умовах складного рельєфу - на горбистій, яруватій місцевості.
Недолік, який призводить до подорожчання вартості будівництва - холодний цоколь і неможливість влаштування підлоги по грунту. Перевага – відсутність земляних робіт. Палі вкручують спеціальною буровою установкою або пробурюють отвори в землі з подальшим монтажем опалубки, армуванням та бетонуванням. При несипких ґрунтах розчин заливають відразу в свердловину.
Схема розрахунку арматури для пальового буронабивного фундаменту.
- Визначають тип ґрунту за допомогою ГОСТу "Грунти. Класифікація".
- Розраховують постійне та тимчасове навантаження (СНіП "Навантаження та впливи").
- З ВСН 5-71 вибирають несучу здатність ґрунту в залежності від його структури.
- За відомостями знаходять навантаження R на погонний метр ростверку, розділивши сумарну масу на периметр будівлі.
- Визначають несучу здатність палі за формулою Р = (0,7 х R х S) + (U х0.8 х fin х li), де
- R - несуча здатність ґрунту,
- S - площа кінцевої ділянки опори,
- U - периметр перерізу палі,
- fin - опір ґрунту, що визначається за таблицею ВСН 5-71,
- li - висота шару ґрунту, що чинить опір бічній поверхні палі.
Відстань між опорами визначають за формулою I = P/Q, де Р - здатність палі, що несе (п.5), R - погонне навантаження на ростверк (п.4). Кількість паль визначають виходячи з розрахункової відстані між опорами та розмірами будови. Армують конструкції вертикальним каркасом з не менше ніж 4 стрижнів діаметром від 10 до 16 мм з горизонтальною обв'язкою з гладкої арматури Ø 6-8 мм. По верху залишають випуски завдовжки 25-30 см.
Ростверк розраховують як конструкцію, аналогічну стрічковому фундаменту.
Онлайн калькулятор пальового фундаменту
Щоб дізнатися зразкову вартість фундаменту типу «ростверк на палях», скористайтеся наступним калькулятором :
Розрахунок армування плитної основи
Армування плити підбирають із урахуванням її товщини. Якщо вона менше 15 см, укладають одну сітку з осередком 15-20 см, при більшому значенні – дві. Каркас зварюють із стрижнів діаметром 12-16 мм, з'єднують із верхнім шаром арматури вертикальними хомутами з розмірами перерізу до 10 мм.
Розрахунок плити виконують за Зведенням Правил 50-101-2004 та "Посібником з проектування плитних фундаментів". Він полягає у визначенні несучої здатності по питомому навантаженню на ґрунт та згинальних зусиль.
Ширина фундаментної плити більша за розмір будинку на 10 см. Для арматурної сітки визначають кількість стрижнів в обох напрямках. Якщо використовують два каркаси, подвоюють кількість прутків.
Щоб знайти, скільки потрібно арматури для з'єднань, визначають кількість зчленувань у сітці. Його множать на довжину хомута, що дорівнює товщині плити за вирахуванням захисного шару бетону.
Тепер можна розрахувати потрібну кількість арматури, заклавши запас близько 5%. За сортаментом стали знаходять її вагу.
Онлайн калькулятор плитного фундаменту
Щоб дізнатися зразкову вартість плитного фундаменту, скористайтеся наступним калькулятором :
Висновок
Фундамент – найбільш відповідальна частина будівництва. Неправильний розрахунок може призвести до деформацій і розтріскування стін, руйнування всієї будівлі. Перед тим, як розрахувати арматуру для фундаменту, досліджують ґрунти на здатність, що несе, і визначають навантаження на основу. По можливості цю справу краще довірити професіоналам: витрати на замовлення подібних послуг невеликі, а ось почуття впевненості варте багато чого.
