Надо ли связывать подошву фундамента с основным. Ленточный фундамент с подошвой
Определить основные размеры ленточного сборного фундамента наружной стены шестиэтажного жилого дома (рис. 11), возводимого в Москве. Здание имеет подвал, пол которого на 1,3 м ниже уровня земли. Пол бетонный с цементной стяжкой, общая толщина конструкций пола 0,1 м. Планировочная отметка совпадает с природным рельефом. Под подошвой фундамента песок средней крупности γ = 18,1 кН/м 3 ; φ = 26º; I l = 0; С = 0 кПа; R 0 = 400кПа
Расчетные вертикальные нагрузки на 1 м наружной стены:
Постоянная N п = 244 кН/м,
Временная N в = 18,4 кН/м.
Обе нагрузки, по указаниям норм проектирования каменных конструкций, считаем приложенными в центре тяжести подошвы фундамента.
Горизонтальную силу от давления грунта на стену подвала в расчете не учитываем, она воспринимается конструкциями перекрытий и полом подвала. Выбираем глубину заложения фундамента. По конструктивным условиям фундамент должен быть заложен на 0,2 – 0,5 м ниже пола в подвале. При толщине фундаментной подушки 0,3 м глубина заложения 1,3 + 0,3 = 1,6 м. Других конструктивных требований к фундаменту не предъявляется.
Ширина подошвы ленточного фундамента определяется по формуле:
где n oII – расчетное усилие по 2-му предельному состоянию на 1 п.м. ленточного фундамента, приложенное к верхнему обрезу (при коэффициенте надежности по нагрузке γ f = 1), кН.
R – расчетное сопротивление грунта основания: подставляется R 0 для предварительного определения размеров фундамента, кПа;
γ mg – средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах, принимаемый равным 20 кН/м 3 ;
d – глубина заложения фундамента от уровня планировки, м.
Расчетное сопротивление грунта соответствует такому давлению под подошвой фундамента, при котором зоны пластических деформаций развиваются на глубину z = b/4. На графике зависимости осадка-нагрузка это давление находится в начале фазы образования областей сдвига. Из решения Н.П.Пузыревского при z = b/4 получено следующее выражение для расчетного сопротивления грунта основания:
где γ c1 и γ c2 – коэффициенты условий работы, зависящие от вида грунта основания и жесткости сооружения;
k коэффициент, принимаемый k = 1, если прочностные характеристики грунта φ и c определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблице СНиП на основании физических характеристик грунтов;
M γ , M q , Mc – коэффициенты, зависящие от угла внутреннего трения грунта;
k z – коэффициент, принимаемый при b < 10 м k z = 1, а при b ≥ 10 м k z = z 0 / b + 0,2 (здесь z 0 = 8 м);
b – ширина подошвы фундамента;
γ II – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии подземных вод γ II определяется с учетом взвешивающего действия воды); γ II I удельный вес грунта, находящегося выше подошвы фундамента;
c II – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента;
d 1 – глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле:
где h s – толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала;
h cf – толщина конструкции пола подвала;
γ cf – расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала. Величина d b – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала (для сооружений с подвалом B ≤ 20 м и глубиной свыше 2 м принимается d b = 2 м, при ширине подвала B > 20 м считается d b = 0).
Если d 1 >d (где d глубина заложения фундамента), то d 1 принимается равным d , а d b = 0 при любой форме фундаментов в плане.
Ширина подошвы фундамента определяется методом последовательных приближений.
Предварительно ширина подошвы определится:
b = (244 + 18.4) / 400 - 20·1,6 = 0,71 м.
Однако значение расчетного сопротивления грунта R 0 является условным, относится к фундаментам, имеющим ширину b = 1 м и глубину заложения
d = 2 м и не учитывающим прочностные характеристики грунта. Поэтому производится уточнение значения R с учетом конструктивных особенностей фундамента по формуле:
Где γ с1 и γ с2 – коэффициенты условий работы, принимаемые по указаниям (табл. п.3.3) ; γ с1 = 1,4, γ с2 = 1,2.
К z = 1 – коэффициент при b <10 м;
К = 1 – коэффициент, принимаемый по прочностным характеристикам грунта, если они определены непосредственно испытанием.
М с, М γ , М g – коэффициенты, принимаемые в зависимости от расчетного значения угла внутреннего трения; при φ = 26 0 – М с = 6,9, М γ = 0,84, М q = 4,37;
γ 11 и γ ` 11 I - осредненное расчетное значение удельного веса грунтов залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента γ 11 =18,1 кН/м 3 , γ ` 11 I = 17,55 кН/м 3 .
С 11 = 0 кПа – расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента (песок);
d 1 – приведенная глубина заложения фундамента от пола подвала, определяемая по формуле:
где h s –толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала равная 0,5 м;
h cf – толщина конструкции пола – 0,08 м;
γ cf = 22 кН/м 3 – расчетное значение удельного веса конструкции пола выше подвала;
d b = 1,3 м – глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала;
d 1 = 0,5 + 0,08· 22 /17,3 = 0,6 м
Расчетное сопротивление грунта основания при b = 0,71 м и d 1 = 0,6 м определится:
R=1,4×1,2×(0,84×0,71×18,1+4,37×0,6×17,355+(4,37-1)×1,3×17,55+0 = 224 кПа
Уточняем ширину подошвы фундамента:
b = (244 + 18.4) / 224 - 20·1,6 = 1,36 м.
Так как разность двух значений превышает 10%, то уточнение необходимо продолжить.
Расчетное сопротивление грунта основания при b = 1,36 м определится:
R=1,4×1,2×(0,84×1,36×18,1+4,37×0,6×17,355+(4,37-1)×1,3×17,55+0 = 241 кПа.
b = (244 + 18.4) / 241 - 20·1,6 = 1,3 м.
Так как разница последних двух значений менее 10%, дальнейшее уточнение не делается.
Подбор сборных стеновых панелей и фундаментных блоков производится по ГОСТ 13580-68 (приложение 4 настоящих указаний). Принимаем ширину 1,4 м, которая соответствует размеру фундаментной подушки из железобетонных плит Ф 14.(переделать рисунок 14 – 2 блока и стена)
Рис. 14. Конструирование фундамента
Проверка давления на грунт под подошвой фундамента производится по формуле:
где р 11 – давление под подошвой фундамента, кПа;
От подушки при ее массе 2,18 т………………. 10× 2.18: 2,38 = 9,2 кН;
От блоков стены (2 шт.)при массе одного блока 1,96 т …2 (10×1,96: 2,38) = 16,4 кН;
От кирпичной стены высотой 0,3 м………………….0,3×0,64×1×10×1,8 = 16,9 кН
G fn = 9,2 + 16,4 + 16,9 =42,5 кН.
G g n – вес грунта с одной стороны обреза фундамента, определяемый как произведение удельного веса грунта (18 кН/м 3) и объема грунта равного 0,4×1,5 =0,6:
G g n =18×0,6 = 10,8 кН.
А – площадь 1 п.м. подошвы фундамента, принятых размеров.
р 11 = (244+18,4 + 42,5 + 10,8) / 1,4 = 225,5 кПа.
р 11 = 225,5 кПа < R = 241 кПа.
Следовательно, принятая ширина подошвы фундамента достаточна.
Застройщика всегда волнует, какой ширины должен быть фундамент ленточной конструкции. Чем больше ширина фундамента, тем больше надо вложить в его возведение трудозатрат и материалов. Любое излишество в расходовании строительных материалов увеличивает затраты на строительство объекта. Чтобы этого не происходило, нужно точно рассчитать ширину и высоту ленточного фундамента. Расчёт основания здания определяет глубину заложения, высоту стенок и ширину фундамента. Также необходимо определить количество арматуры и её диаметр.
Почему выбирают ленточный фундамент
По сравнению с другими конструкциями фундаментных оснований ленточная опора позволяет наиболее равномерно передать нагрузку от здания на грунт, поэтому, если результаты исследования прочности грунтового основания позволяют, выбирают ленточный фундамент.
Делать ленточный фундамент нужно по всему периметру дома и под внутренними несущими стенами. Если внутри дома устанавливают тяжёлое технологическое оборудование (котёл), то под него тоже подводят фундаментную ленту.
Виды ленточного фундамента
Среди оснований разной конструкции, застройщик для своего дома зачастую выбирает ленточный фундамент. Ленточное основание строения в основном бывает двух видов:
- ленточный фундамент из сборного железобетона;
- монолитная железобетонная лента.
Сборный железобетон
При установке железобетонных блоков в проектное положение не нужно устраивать опалубку. Технология изготовления блоков включает в себя вибрирование и пропаривание бетона, что гарантирует их прочность.
При возведении ленточного фундамента из сборного железобетона на слабых грунтах блоки опирают на бетонные подушки (широкие плиты). Подушки увеличивают площадь опоры основания дома, тем самым снижают давление на почву.
Фундаментные блоки монолитного железобетона имеют буквенную маркировку – ФБС. Основные габариты ФБС указаны в таблице:
Кроме того, промышленность выпускает блоки ФБП. Блоки представляют собой облегчённый вариант ФБС аналогичной высоты и ширины с квадратными пустотами. Длина ФБП 238 см. Блоки применяют для опирания внутренних несущих ограждений и стен подвала.
Недостатки и преимущества блочного фундамента
Расчёт фундамента из сборного железобетона не может быть экономически точным. Причиной этому является стандартизация размеров железобетонных блоков. Например, если расчёт определил толщину ленточного фундамента 550 мм, а высоту стенки 500 мм, то размер применяемых блоков будет соответственно 600 мм и 580 мм.
Наряду с этим, блочное основание обладает рядом преимуществ перед монолитной лентой:
- значительное сокращение объёмов мокрых процессов;
- отсутствие затрат на опалубочные работы, армирование, приготовление и заливку бетонного раствора;
- всесезонность монтажных работ;
- возведение основания дома производится в короткие сроки и не зависит от времени застывания бетона.
Монолитная железобетонная лента
Расчёт монолитной ленты должен гарантировать возведение прочного и надёжного основания здания.
Если глубина заложения ленты зависит от уровня грунтовых вод, несущей способности грунтового основания, толщины промерзания почвы, то ширина ленточного фундамента определяется исходя из общей нагрузки от строения и толщины наружных стен.
Делать ленточный фундамент нужно такой ширины, чтобы общая площадь подошвы основания здания соответствовала сопротивлению грунтового основания.
Расчёт площади подошвы ленточного фундамента
Расчёт площади основания здания должен быть таким, чтобы под действием суммарной нагрузки дом не продавливал землю и не выталкивался наверх промёрзшей вспученной почвой. В нормативной документации можно найти формулу, как рассчитать площадь основания дома.
S>kF/k(c)R, где
S – площадь подошвы фундамента;
k – коэффициент надёжности равный 1,2, то есть закладывается запас площади в 20%;
k(c) – коэффициент состава грунта (пластичная глина – 1, песок — 1,4 и т.д.);
R – расчётное сопротивление грунта (берётся из таблицы СНиП).
Все элементы формулы имеют справочный характер, кроме суммарной нагрузки F. Суммарную нагрузку рассчитывают, используя справочные таблицы нормативной документации. Для этого применяют показатели среднего удельного веса конструкций кровли, стен и перекрытий.
Также в расчёт принимают такие данные, как снеговая нагрузка. В средней полосе России это составляет – 100 кг/м 2 , на севере страны – 190 кг/м 2 , на юге – 50 кг/м 2 .
В общей сумме учитывается вес самого фундамента и полезная нагрузка (техническое оборудование, заполнение помещений мебелью и прочее).
Видео «Самостоятельный расчёт опорной площади фундамента»:
Пример самостоятельного расчёта ширины ленточного фундамента
Исходные данные:
- размер дома в плане – 10 м х 10 м. Площадь застройки – 100 м 2 ;
- внутри дома посередине расположена несущая стена;
- стены кирпичные, толщиной в 1 кирпич – 250 мм и высотой 2,7 м. Удельный вес кирпичной кладки – 1600 кг/м 3 ;
- кровля из шифера – 40 кг/м 2 ;
- перекрытие из железобетонных плит – 500 кг/м 2 ;
- глубина промерзания почвы – 700 мм;
- уровень грунтовых вод – 2,2 м;
- грунтовое основание – сухой суглинок средней плотности с расчётным сопротивлением 2 кг/см 2 ;
Все величины нормативных нагрузок взяты на основе справочных данных. Величина снеговой нагрузки определена из соответствующего раздела СНиП для южных районов России.
Определение суммарной нагрузки от дома на ленточный монолитный фундамент
На основе имеющихся исходных данных делают расчёт суммарной нагрузки на фундамент. Также определяют габариты монолитной ленты. Необходимо, чтобы застройщики сделали расчёт в следующем порядке:
Кровля
Крыша из шифера двускатная. С учётом уклона кровли и её свесов применяют коэффициент 1,1. Нагрузка от кровли составит: 100 м 2 х1,1х40 кг/м 2 = 4000 кг.
Кирпичные стены
Чтобы определить нагрузку от стен, зная их толщину, нужно подсчитать их длину. Длина стен по периметру составит: (10 х 4) – (0,25 х 4) = 39 м. Вычет удвоенной толщины кирпичной кладки сделан потому, что оси плана дома проведены посередине толщины стен. Длина внутренней несущей стены составит 10 – 0,25 = 9,75 м. Общая длина несущих стен будет равна 48,75 п.м.
Объём кирпичной кладки составит: 48,75 х 0,25 х 2,7 = 32,9 м 3 . Полная нагрузка от кирпичных стен равна: 32,9 х 1600 = 52 670 кг.
Перекрытие из железобетонных плит
Одноэтажный дом имеет перекрытия в двух уровнях. Это перекрытие цоколя и потолок в доме. Площадь перекрытий равняется: 100 х 2 = 200 м 2 . Соответственно нагрузка от плит перекрытий будет равна: 200 м 2 х 500 кг/м 2 = 100000 кг.
Для расчёта снеговой нагрузки берут общую площадь кровли дома – 100 х 1,1 = 110 м 2 . Снеговая нагрузка составит: 110 м 2 х 50 кг/м 2 = 5 500 кг.
Норма этой нагрузки рассчитана на основе усреднённых величин веса технического оборудования, внутренних коммуникаций, отделки помещений, мебели и прочего. Удельный вес полезной нагрузки колеблется в пределах 18 – 22 кг/м 2 .
Расчёт полезной нагрузки производят на основе среднего показателя – 20 кг/м 2 . Вес составит: 100 м 2 х 20 кг/м 2 = 2000 кг.
Итого суммарная нагрузка на фундамент будет равна: 4 000 + 52670 + 100 000 +2 000 = 159 000кг.
Расчёт ширины монолитной ленты
Согласно вышеуказанной формуле определяют минимальную площадь подошвы фундамента:
(1,2 х 159 000 кг) : 2 кг/см 2 = 95 400 см 2 . То есть минимальная допустимая площадь подошвы основания дома будет равняться 10 м 2 .
Общая опорная площадь кирпичных стен определяется произведением длины в плане несущих стен на их толщину: 48,75 м х 0,25 м= 12,18 м 2 .
Из общепринятой практики минимальную ширину ленточного фундамента делают на 100 мм больше толщины стен.
В результате видно, что расчётная опорная площадь меньше минимальной опорной площади стен. Следовательно, ширина ленточного фундамента должна быть равна 250 мм + 100 мм = 350 мм.
Потребность в материалах для устройства монолитной ленты
Учитывая толщину промерзания грунта (0,7 м) и глубину уровня грунтовых вод (2,2 м), монолитную ленту делают мелко заглублённой – 1 м.
Для заливки опалубки используют бетон М 300. Объём потребности в бетонном растворе равен: 0,35 м х 1 м х 48,75 м= 17 м 3. . С учётом непредвиденных потерь потребность в бетоне составит 17,3 м 3 .
Арматурный каркас состоит из 4-х продольных арматурных стержней периодического профиля диаметром 12 мм. Так как поперечные стержни каркаса делают из тех же стержней, то общая потребность в арматуре составит: 50 м х 4 = 200 м.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что высчитать ширину, высоту и длину ленточного фундамента для своего дома вполне под силу мало-мальски сведущим в строительном деле людям.
Исходные данные:
Характеристики грунта несущего слоя: Несущим элементом фундамента является ИГЭ - 1 (суглинок полутвердый) мощностью пласта 5 м со следующими расчётными характеристиками:
II=18,5 кН/м3, II=240, СII=31 кПа
Фундамент под внутренние стены; сечения 1-1.
Рис.1.
Ширина подошвы ленточного фундамента определяется по формуле:
где n0ll -расчетное усилие по 2-му предельному состоянию на 1 п.м. ленточного фундамента, кН
R - расчетное сопротивление грунта основания; подставляется R0 для предварительного определения размеров фундамента, кПа
Mg - средний удельный вес материала фундамента и грунта на его уступах, принимаем равным 20 кН/м3;
d - глубина заложения фундамента от уровня планировки, м
1. Предварительно ширина подошвы фундамента определяется:
2. Т.к. значение расчетного сопротивления грунта R0 является условным, относится к фундаментам, имеющим ширину b=1 v и глубину заложения d=2 м и не учитывающим прочностные характеристики грунта, поэтому производим уточнения R с учетом конструктивных особенностей фундаменты (b=2.04м, d=2.0 м) по формуле:
где?c1 и?с2 - коэффициенты условий работы, принимаемые?c1=1,25 и?с2=1,1,
Кz=1, М?=0,72; Мg=3,87; Мc=6,45,
II=18.5 кН/ь3 и?"II=18.2 кН/м3 -осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих соответственно ниже и выше подошвы фундамента;
СII=31 кПа - расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента.
dI - глубина заложения фундаментов безподвальных сооружений или приведенная глубина заложения фундамента от пола подвала, определяемая по формуле:
Где hs -толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала - 0, 55 м;
hcf - толщина конструкции пола - 0,15 м;
Cf - расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала - 22 кН/м3
db- глубина подвала = 0 (так как проектируемое здание без подвала)
Расчетное сопротивление грунта основания при d=2.04 м и d=2.0 м определяется:
Уточняется ширина подошвы фундамента:
Т.к. разность двух значений "b" превышает 10%
уточнение необходимо продолжить.
3. Расчетное сопротивление грунта основания при b=0.66 м и d=2.0 м
Так как разница последних двух значений "b" менее 10% дальнейшее уточнение не делается.
Подбор сборных стеновых панелей и фундаментных блоков производится по ГОСТ.
Проверка давления на грунт под подошвой фундамента производится по формуле:
где РII давление под подошвой фундамента, кПа;
GfII - собственный вес фундаментной плиты 1 п.м., определяется как произведение удельного веса материала фундамента (железобетон - 24 кН/м3) и объема материала фундамента (0,71 м3): GfII=24*0,71=13,21 кН
GgII- вес грунта на уступах фундамента, определяемый как произведение удельного веса грунта (18,5 кН/м3) и объема грунта (2,42 м3): GgII=18,5*2,42=44,77 кН;
А - площадь 1 п.м. подошвы фундамента, принятых размеров.
Следовательно принятая ширина подошвы фундамента достаточна.
основание фундамент свая здание
Монолитный ленточный фундамент не армируется только при сооружении небольших и не ответственных построек – гаражей, хозяйственных сараев, садовых беседок. В случае строительства жилых домов, общественных, промышленных, коммерческих зданий, особенно в сложных грунтовых условиях, армирование обязательно.
Причины, по которым нужно армировать железобетонный фундамент
В железобетонной конструкции каждый компонент – бетон или арматура – выполняет разные функции. Бетон при растяжении способен удлиняться всего на доли миллиметра. При больших растягивающих нагрузках и поперечных срезающих силах в неармированной бетонной конструкции могут возникать деформации, приводящие к растрескиванию и появлению других дефектов, вплоть до разрушения.
Стальные элементы каркаса железобетона могут воспринимать растягивающие нагрузки, десятикратно превышающие те, что может воспринимать бетон. Пластичный стальной прокат, имея свойство удлиняться без разрыва на 5-25 мм, работает на растяжение, предотвращая развитие деформаций в конструкции за допустимые пределы.
Монолитная фундаментная лента представляет собой систему балок, связанных между собой на углах и пересечениях, лежащую на сплошном упругом грунтовом основании. Грунты постоянно испытывают воздействие климатических факторов – промерзают зимой и оттаивают весной, увлажняются поверхностными или подземными водами, при этом увеличиваясь или уменьшаясь в объеме.
Возникающие при этом силы снизу передаются на фундамент, а при постоянной нагрузке от здания сверху в конструкции возникают усилия сжатия и растяжения. При этом сжатие и растяжение могут испытывать разные зоны сечения монолитных балок, составляющих ленточный фундамент.
Поэтому основная схема армирования ленточного фундамента – это объемный каркас с расположением стальных прокатных изделий вверху и внизу поперечного сечения. Если ширина подошвы ленты превышает ширину стены более, чем на 600 мм, то дополнительно армируется и подошва с помощью плоских сеток.
Какая арматура используется для армирования ленточных фундаментов
Армировка ленточного фундамента выполняется посредством пространственных каркасов и плоских сеток, в которых стальные прокатные изделия делятся на рабочие, воспринимающие основные растягивающие усилия, и конструктивные, служащие для закрепления рабочих стержней.
Рассмотрим, какие стальные стержни можно использовать для ленточного фундамента. В качестве рабочей используется рифленый стальной прокат класса А3, по другой классификации А400, выпускаемая по ГОСТ 5781-82* или А500С по ГОСТ Р 52544-2006 . Рифленый прокат способствует лучшему сцеплению рабочих стержней с бетоном. Армирование ленточного фундамента посредством проката А500С позволяет сваривать каркасы и сетки. В качестве конструктивной применяются стержни с гладкой поверхностью класса А1 или, по другому обозначению, А240.
Арматура периодического профиля
Об использовании рабочей арматуры классов А3 и А500С, различиях между ними, выгоде применения А500С, особенностях установки каркасов и сеток мы писали в статье «Ленточный фундамент: от земляных работ и подушки до заливки бетона и снятия опалубки».
Все работы по армированию нужно производить, следуя указаниям технических документов СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры», СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» , пользуясь которыми, можно армировать ленточный фундамент своими руками.
Расчет диаметра арматуры и количества рабочих стержней для ленты
Диаметр круглого проката для ленточного фундамента определяется на основании расчета, в котором учитываются нагрузки, которые несет фундамент. Нагрузка собирается со всех несущих стен в приложении на 1 метр погонный по длине фундамента. В суммарной нагрузке учитываются:
- собственный вес конструкций стен из разных материалов каменной кладки, легкобетонных блоков, деревянных, монолитного железобетона и т.п.;
- собственный вес перекрытий – железобетонных или деревянных, собираемый с 1 м 2 и половины пролета между несущими стенами;
- веса людей, мебели, перегородок, оборудования и пр., действующий на перекрытия, собираемый с 1 м 2 и половины пролета перекрытия. Принимается по СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» ;
- вес покрытия и конструкций кровли, собираемый с 1 м 2 и половины пролета;
- вес снежного покрова зимой, принимаемый по СНиП 2.01.07-85* .
После сбора нагрузок рассчитывается ширина конструкции ленты с учетом несущей способности основания. Мы привели примеры, как правильно произвести сбор нагрузок, расчет ширины ленты и толщины противопучинной подушки в статье «Мелкозаглубленный ленточный фундамент: расчёт глубины, подготовка основания, армирование своими руками и калькулятор расчётов».
Там же имеются таблицы для сбора нагрузок для разных видов стен и перекрытий, величины значений расчетных сопротивлений различных типов грунтов, которыми можно воспользоваться при расчете любых ленточных фундаментов, предназначенных для малоэтажных зданий. Для быстрого расчета на странице статьи предусмотрен калькулятор.
Расчет армирования выполняется с учетом принятых габаритов конструкции фундамента – ширины подошвы и высоты сечения по методике СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции» . Чтобы правильно рассчитать армирование ленточного фундамента согласно СНиП, следует обратиться к профессиональным проектировщикам.
А мы приведем упрощенный метод расчета.
Упрощенный расчет армирования ленточного фундамента
Упрощенный расчет стального проката для ленточного фундамента заключается в подборе количества рабочих стержней, а также их диаметра по основному показателю – минимальному проценту армирования.
Согласно требованиям п.5.11 Таблица 5.2 Пособия к СП 52-101-2003 суммарная площадь рабочих стержней, которые могут воспринимать растягивающие усилия, не должна составлять менее 0,1 % площади сечения рассчитываемой железобетонной конструкции.
Так как монолитная лента имеет вид балки, на которую воздействуют разнонаправленные силы, то растянутые зоны могут быть и вверху, и внизу ее поперечного сечения.
Таким образом, главное условие расчета – наличие в обоих зонах сечения конструкции продольных рабочих стержней с суммарной площадью не менее 0,1 % общей площади сечения.
Формула для расчета процента армирования по п.5.11 Пособия к СП 52-101-2003 :
Pr – единица равная 100%;
A s ; – искомая суммарная площадь рабочих стержней, мм 2 ;
b – ширина ленты, мм;
h ; – рабочая высота поперечного сечения,в мм.
Из этой формулы можно найти необходимую минимальную площадь стержней:
При расчете нужно учитывать правила армирования ленточного фундамента, изложенные в Пособии к СП 52-101-2003 в «Руководстве по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)».
Согласно п. 5.17 Пособия к СП 52-101-2003 минимальный диаметр каждого из рабочих стержней ограничивается 12 мм.
Исходные данные: ленточный фундамент монолитный под наружные стены сечением 600 мм (b – ширина) на 500 мм (H – полная высота);
Сначала определяем h0, которая будет равна высоте сечения без защитного бетонного слоя.
Защитный слой, который необходимо выдерживать для нижних стержней на подошве ленты, укладываемых на песчаную или щебеночную подготовку – 70 мм. Но для верхней арматуры защитный слой – 30 мм, поэтому принимаем среднее значение – 50 мм:
h0 = H – 50 = 500 – 50 = 450 мм
Определяем площадь сечения ленты, которая будет использоваться в расчетах:
b х h0 = 600 х 450 = 270 000 мм 2
Необходимая минимальная площадь рабочих стержней As в каждой зоне сечения будет равна:
As = b х h0 х 0,001 = 270 000 х 0,001 = 270 мм 2
Для подборки диаметров рабочих стержней и их количества по минимально необходимой площади приводим Таблицу 1.
По таблице находим ближайшие значения для минимального диаметра 12 мм при условии установки 3-х стержней. Значение будет между колонками с 2-мя (226 мм 2) и 3-мя стержнями (339 мм 2), принимаем большее – 339 мм 2 для 3-х стержней.
В результате окончательно принимаем по 3 рабочих стержня, имеющих диаметр по 12 мм в обеих зонах поперечного сечения.
Схемы армирования ленточного фундамента
Приводим две основные схемы армирования монолитного железобетонного фундамента, которые могут использоваться в малоэтажном строительстве.
Схема 1 – если ширина ленты равна ширине стены
Схема армирования 1
Схема 2 – если ширина ленты превышает ширину стены
Схема армирования 2
В обоих случаях лента армируется по длине пространственным каркасом, рабочие стержни которого, расположенные в обеих зонах поперечного сечения конструкции, воспринимают и компенсируют растягивающие усилия.
Если лента выступает за грани цоколя более, чем на 0,5 м, растягивающие усилия будут возникать в зоне подошвы перпендикулярно к ее оси. Для того, чтобы компенсировать эти усилия, дополнительно используется армирование подошвы ленты в поперечном направлении к оси стены.
Оптимальное решение при этом – вязка сетки, состоящей из рабочих и конструктивных стержней и укладка ее перед установкой пространственного каркаса.
При устройстве пространственных каркасов кроме продольных рабочих стержней используется поперечная арматура, которая служит не только для соединения в одну конструкцию продольных прокатных изделий, но и для восприятия поперечных, перерезывающих нагрузок на ленту. Поперечная арматура противодействует также образованию трещин в конструкции и препятствует боковому выпучиванию рабочих стержней.
В составе пространственных каркасов поперечные прокатные изделия используются в виде хомутов, которые охватывают продольные рабочие стержни по периметру каркаса. Для хомутов применяется арматура с гладкой поверхностью класса А1, имеющая диаметр в пределах 6-8 мм.
Хомуты для пространственного каркаса
В техническом документе СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры» определены диаметры арматуры при разных условиях армирования, которые приводим в Таблице 2.
Помимо требований по использованию для различных элементов пространственных каркасов и плоских сеток арматурных стержней определенного диаметра и класса нормами предусматривается ряд правил по армированию монолитных конструкций.
Правила армирования монолитного ленточного фундамента
При производстве армирования ленты необходимо соблюдать следующие нормативные правила:
- рабочие стержни, установленные в продольном направлении каркасов и сетках, должны иметь один диаметр. В случае использования арматуры с разным диаметром стержни с бо льшим диаметром необходимо располагать в нижней зоне ленты;
- при ширине ленты, превышающей 150 мм, количество продольных рабочих элементов, размещенных в одном уровне, не должно быть меньше 2-х;
- расстояние в каркасе между продольными элементами, установленными в одном уровне, не допускается меньше 25 мм в нижнем ряду каркаса и меньше 30 мм в верхнем ряду. При устройстве пространственных каркасов также необходимо предусмотреть места для пропуска глубинных вибраторов. В этих местах просвет не должен быть менее 60 мм;
- шаг прокатных изделий в ленточном фундаменте, предусмотренный для монтажа хомутов или поперечных элементов, должен быть в пределах ¾ высоты конструкции и не больше 500 мм;
- защитный слой бетона, предусмотренный для рабочей арматуры каркасов или сеток, расположенной у подошвы ленты, должен составлять 35 мм при бетонной подготовке, 65 мм – при подготовке из песка или щебня;
- защитный бетонный слой с боковых и верхней сторон конструкции – 40 мм, для хомутов или поперечных стержней – 10 мм.
Изготовление каркасов и сеток
В случае использования обычного проката классов А1, по другой классификации А240, и А3(А400), производится вязка арматуры под ленточный фундамент, для чего применяется специальная вязальная проволока. Сварка арматурных элементов возможна только при использовании проката класса А400С или А500С.
Вязальная проволока изготавливается из низкоуглеродистой стали, имеет диаметр в пределах 0,8-1,4 мм и предназначена специально для изготовления элементов несущего каркаса железобетонных конструкций. При вязке каркасов и сеток используются отрезки длиной в 30 см, которые предварительно нарезаются.
Рассмотрим, как вязать арматуру для ленточного фундамента. Для выполнения этого вида работ используется специальный инструмент: ручные крючки или насадки на шуруповерт, вязальные пистолеты, пассатижи, щипцы и кусачки.
Крючок для ручной вязки арматуры
Из отрезков вязальной проволоки делают петлю, которую пропускают вокруг места соединения арматурных стержней, затем концы закручивают вручную посредством вязального крючка или механическим способом с помощью насадки на шуруповерт или пистолета.
Способы вязки арматуры
Так как каркасы и сетки из арматуры имеют ограниченную длину, может возникнуть вопрос: как связать арматуру для ленточного фундамента. По длине каркасы и сетки стыкуют с помощью: нахлеста без сварки или сваркой в случае использования проката класса А400С или А500С.
Пистолет для вязки арматуры
При сварке внахлест длина стержней соединяемой арматуры не должна составлять менее 10 диаметров.
В случае соединения нахлестом длина перепуска арматурных стержней должна составлять не менее 20 диаметров соединяемых элементов и не менее 250 мм.
Вязка арматуры механизированным способом
Для расчета общего объема материала можно использовать калькулятор арматуры для ленточного фундамента, размещенный на этой странице.
Армирование углов и стыков
В местах примыканий и угловых соединений ленты происходит наибольшая концентрация напряжений, поэтому эти узлы необходимо дополнительно укреплять.
Для усиления используется установка дополнительных стержней по следующим схемам:
Усиление угла с помощью дополнительных стержней
При усилении угла ленты устанавливаются дополнительные Г-образные и трапециевидные стержни, которые крепятся к рабочим стержням в верхнем и нижнем уровнях соединяемых каркасов.
Усиление Т-образного пересечения
При усилении Т-образного пересечения устанавливаются дополнительные трапециевидные стержни в верхнем и нижнем уровнях соединяемых каркасов.
Усиление пересечения стен
При усилении взаимного пересечения устанавливаются трапециевидные стержни.
Армирование углов ленточного фундамента может осуществляться также по следующим схемам:
Усиление угла П-образными элементами
Вариант усиления угла Г-образными хомутами
Вариант усиления Т-образного примыкания П-образным и Г-образными хомутами
Расчет количества арматуры
Исходные данные: малоэтажный дом размерами 10 х 12 м со средней несущей стеной, расположенной по длинной стороне. Сечение ленты 400 х 400 мм. Армирование – пространственный каркас из 6 стержней рабочей арматуры диаметром 12А3. Хомуты из гладкого проката диаметром 6А1 расположены с шагом 400 мм.
Определяем общую длину ленты:
10 х 2 + 12 х 3 = 56 м.п.
Длина рабочих стержней будет равна:
Длина одного хомута:
0,4 х 4 /1,15 = 1,39 м (1,15 – коэффициент перевода периметра сечения ленты в длину хомута)
Длина стержней для хомутов:
140 х 1,39 = 194,6 м.п.
Результаты расчета увеличиваем на 5 % – это запас, учитывающий резку арматуры и отходы.
Рабочая арматура: 336 х 1,05 = 353 м.п. или 352 х 0,888 = 313 кг
Хомуты: 194,6 х 1,05 = 204 м.п. или 204 х 0,222 = 46 кг
Для быстрого подсчета количества материалов можно использовать расположенный здесь калькулятор ленточного фундамента арматуры и опалубки.
Способы и приемы армирования ленточного фундамента
Приведенные выше две основные схемы, по которым можно армировать ленточный фундамент, а также схемы устройства усиления углов и пересечений для малоэтажных домов были многократно использованы и испытаны при реальном строительстве в тяжелых грунтовых условиях – при основаниях, сложенных из просадочных и пучинистых грунтов. Поэтому рекомендую использовать эти схемы и приведенную информацию по подбору стальных стержней и конструированию каркасов для домов высотой в 1-2 этажа при любых грунтовых условиях.
При строительстве более сложных и ответственных сооружений для проектирования фундамента следует обратиться к профессиональным проектировщикам.
ГОСТ 5781-82* “Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций;
ГОСТ Р 52544-2006 “Прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А500С и В500С для армирования железобетонных конструкций”;
СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры»;
СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции»;
СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»;
СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»;
Пособие к СП 52-101-2003 “По проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры”;
«Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения».
Как правильно армировать ленточный фундамент: вязка арматуры своими руками, какой диаметр использовать, калькулятор и схема армирования
Информация об армировании ленточных фундаментов своими руками
Фундамент здания – это основной его элемент. Он обеспечивает существование. Всего дома в целом. Чтобы фундамент не начал совремнем разваливаться, следует очень качественно произвести его заливку.
Мы поможем вам грамотно осуществить это задание, для этого вам всего лишь потребуется последовать нашим рекомендациям. 
Перед началом заливки фундамента, следует произвести необходимую подготовку. Прежде Всего вам потребуется четко определить положение вашего дома. Затем тщательно отчистите территорию и хорошо выровняйте ее.
Разбивку здания не стоит проводить самостоятельно. Лучше доверить это дело профессионалу. С помощью специальных приспособлений и приборов он точно разметит все углы наружного типа колышками. Это делается, чтобы осуществить наглядно внешнюю линию стены фундамента.
Главное, что вы должны заполнить, это то что обязательно не обходимо определить, является ли ваш дом прямоугольным.
Это сделать достаточно просто. Для этого просто измерьте его диагонали. Они обязательно должны бать идентичными, если нет – значит, дом не относится к прямоугольному типу.
После того как раз метка улов внешнего типа завершена, можно приступать к вбиванию колышков. Следует вбивать по три колышка для каждого угла. Расстояние между ними должно бать около 1 м от отмеченной линии фундамента. Затем вы должны приступить к прибиванию досок.
Это нужно сделать так, чтобы их край, который считается верхним показывал уровень конца стен фундамента. Нивелир поможет вам осуществить качественное выравнивание.
Далее вам будет не обходимо осуществить растягивание шнура. Это следует сделать через досочные верхние края на паре противоположных улов. Чтобы правильно подогнать положение шнура вам понадобится отвес. Это следует осуществить для того чтобы шнур находился прямо под отметкой, которую нанесет профессионал. Вам потребуется сделать насечки в тех.
Местах, где шнур соприкасается с доской, это делается для того, чтобы отмерить положение доски. Помните, что совершаемые вами насечки должны бать полностью идентичны друг другу. Шнуры, которые вы натянули помогут вам в следующих этапах строительства. А именно в определении наиболее ровной линии монтажа домовых стен. В течении процесса выкапывания вы можете снять шнур. Здесь и пригодиться насечки, которые вы предварительно сделали на поверхности досок.
Они всегда помогут вам определиться, где расположены края наружного типа стен фундамента. Вам также потребуется определить центральную балку несущего типа. Это потребуется для правильной разбивки линии наружного типа фундамента. Это не так сложно сделать, вам просто потребуется точно измерить расстояние от частей улов. Затем будет не обходимо вбить колышки.
После этого вам потребуется уложить доски горизонтального типа. Обратите внимание, что они должны бать одного уровня. Это очень важно. Следующим шагом будет размещение шнура. Это нужно выполнить, соблюдая прошлые рекомендации. Корда вы будете выполнять вкапывание котлованы непосредственно под фундамент, вы по желанию можете удалить колышки, если они начнут вам мешать. После всех проделанных действий вы можете приступить к выполнению стен фундамента и его подошвы.
Подошва здания и фундамента
Вот вы и подошли к созданию подошвы здания. Мы подготовили вам несколько советов, чтобы данный процесс прошел как можно успешнее. Помните, что перед тем как вы приступите к моменту выкапывания рва под фундамент, вы должны снять слой земли. Снятый слой должен быть со всей поверхности сразу. Вам понадобится выкопать дополнительные рвы.
Что касается размеров рвов, они должны быть примерно в пол метра. Запомните важную информация, что подошва фундамента должна быть в толщине около 10 см. Не меньше. В случае, если основание в несущести не очень хорошего уровня, вы должны расширит его, а также армировать. Клин, который находится в верхней части фундамента, выполняет важные функции.
Он помогает стене фундамента выдерживать боковые нагрузки. Такие нагрузки могут возникнуть в случае смещения грунта. Возможно, вы столкнетесь с неровностями котлована. В ситуации такого типа следует прибегнуть к выравниванию котлована с помощью бетона. Ни в коем случае не используйте землю, которая уже является выкопанной.
Вам, несомненно, понадобится проложить фундамент под столбы и колонны. Чтобы без труда определить линию, на которой располагаются столбы, главной функцией которых является поддержание балки несущего типа, нужно воспользоваться шнуром.
На плане дома вы должны найти координаты размещения столбов, а так же их размеры. Фундаменты под них должны быть преданы заливке так, чтобы части которые находятся на их поверхности находились в центре самого фундамента
Размер фундамента будет полностью зависеть от давления самого основания, а также нагрузки. Обычно размеры фундамента под столбы и колонны составляют для здания с одним этажом 60 на 60, а с несколькими 80 на 80. Обязательно учтите этот нюанс. По вопросу плотности грунта лучше посоветоваться непосредственно с профессионалом.
Он даст дельный совет. Вы должны учитывать, что самая маленькая толщина фундамента, который не поддавался армированию составляет для колон 0,1 м. Вы должны учитывать, что толщина самого фундамента не может быть уже, чем расстояние между краями фундамента и столба. Важно учитывать время заливки фундамента под камины, оно должно совпадать с временем заливки дымоотвода. Хотелось бы сказать пару слов о фундаменте ступенчатого типа.
Данные фундаменты очень распространены при наклоне грунта, либо в домах, в которых прослеживается наличие разноуровнености. Запомните, что подошву фундамента и вертикальноступенчатую часть стоит залить в одно и тоже время. Особое значение имеет размещение нижнего участка подошвы. Будет лучше, если она будет размещаться на основании без нарушений.
Бетон отлично подойдет для соединения с подошвой вертикального типа. Его толщина должна быть примерно 15 см, а ширина должна полностью соответствовать параметрам подошвы фундамента. Если вы знаете про наличие достаточно большого уклона, выполните не одну ступень, а несколько.
Это важный момент. Учтите, что расстояние ступеней в вертикальном положении не должно быть больше 60 см. Это не относится к скальному основанию. Если основание сделано из гравия либо песка, расстояние не должно быть выше 40 см. Вам необходимо соблюсти наши советы, и заливка подошвы здания пройдет успешно.
А так же вы можете посмотреть видео Начало строительства. Земляные работы
