Процент армирования фундаментной плиты
Бетон — это материал, который хорошо справляется с работой на сжатие, но имеет очень небольшую прочность при изгибе или растяжении. При строительстве дома на бетонной плите, нагрузки по ней распределены неравномерно, что приводит к появлению изгибающего момента.
Это очень опасно для бетонной конструкции, но исключить негативное влияние возможно с помощью установки арматурных сеток или каркасов. Бетон берет на себя сжимающие нагрузки, а арматура воспринимает изгибающие. Это позволяет обеспечить максимальную надежность.
Как рассчитывается расход арматуры на куб бетона
Согласно СП 52-101-2003 конструкцию можно назвать железобетонной, если площадь сечения продольных стальных стержней равна минимум 0,1 %, от площади сечения бетона. Максимальный процент содержания стальных стержней в бетоне равен 5, в местах стыковки, например колонн, этот показатель может доходить до 10. Рекомендуемый диапазон, это 0,5-3 % арматуры, от площади сечения бетона.
Исходя из конструктивных требований СП 52-101-2003, норма расхода арматуры для армирования железобетонных конструкций, находится в пределах от 20 до 430 кг на 1 м 3 бетона.
Таблица расхода арматуры
В данной таблице, рассчитан вес арматуры, необходимый для армирования железобетонных конструкций, в зависимости её количества в процентах от площади сечения бетона.
| Содержания арматуры, % | Масса арматуры на 1 м 3 бетона, кг |
| 0.1 | 7.85 |
| 0.5 | 39.25 |
| 1 | 78.5 |
| 1.5 | 117.75 |
| 2 | 157 |
| 2.5 | 196.25 |
| 3 | 235.5 |
| 3.5 | 274.75 |
| 4 | 314 |
| 4.5 | 353.25 |
| 5 | 392.5 |
Сохранение прочности
Бетон создает защиту стали от влияния факторов внешней среды (влаги, химических веществ), поэтому металл должен быть полностью укрыт раствором. Любые манипуляции с железобетонным объектом типа алмазного бурения, резки, отделения частей, образования сквозных тоннелей в стене приводят к значительному уменьшению потенциала прочности.
Все работы, нарушающие монолитность железобетонной конструкции, должны проводиться с учетом схемы расположения и пространственной структуры каркаса.
Схема армирования дает полное представление о расположении элементов каркаса в пространстве. Когда толщина монолитной плиты меньше 15 см, то фундаменту достаточно жесткости, которую обеспечивает одна сетка из продольных и поперечных прутков, расположенных перпендикулярно друг к другу с проектным шагом.
Для легких блочных построек оптимальной высотой плиты считается 15–25 см, для жилых домов и коттеджей – 25–35 см. В этом случае арматурный каркас представляет собой соединенные между собой вертикальными прутками два пояса – верхний и нижний.
Основные параметры плиты
В простом варианте исполнения армирующий пояс представляет собой сетку, где арматура размещена по отношению друг к другу с одинаковым шагом, равным от 20 до 40 см. Расстояние между прутками, выбирается, исходя из расчетных нагрузок, действующих на фундамент.
Например, для кирпичных и других тяжелых домов выбирают шаг в 20 см, тогда как для одноэтажных каркасных коттеджей расстояние между силовыми элементами может быть увеличено до 30–40 см.
Шаг армирования должен быть меньше толщины фундаментной плиты минимум в 1,5 раза.
На практике чаще всего возникает потребность в армировании в два слоя. Тогда, согласно СП 63.13330.2018, верхний и нижний пояса соединяют между собой П-образными хомутами. Длина такого хомута должна превышать проектную толщину монолитной плиты минимум в два раза.
Концы арматуры должны быть утоплены в тело бетона минимум на 2–3 см со всех сторон. В противном случае металл быстро окисляется и возможно преждевременное разрушение силовой конструкции.
Зоны продавливания
В местах, где несущие стенки опираются на фундамент, возникает необходимость усиления армокаркаса. С этой целью уменьшают шаг армирования.
Например, если по основной площади прутки выкладывались через 20 см, то под стенами можно сократить это расстояние до 10 см. В противном случае остается риск деформации фундамента и появлений трещин.
Когда по проекту в доме предусмотрено подземное помещение, то глубина заложения плитного основания будет напрямую зависеть от высоты подвала. В этом случае проектировщику необходимо жестко объединить конструкции фундамента и стен.
С этой целью в армокаркасе основания оставляют вертикальные выпуски, которые послужат связующим звеном нескольких конструктивных элементов.
Дополнительное усиление арматурного каркаса
На практике часто возникают ситуации, когда требуется усиление арматурного каркаса в местах, где на фундамент действуют максимальные нагрузки, например, под колонами и действующими каминами внутри помещения.
В этом случае можно увеличить размер сечения прутков или ввести дополнительные продольные стержни в нижний пояс, поскольку именно на нижнюю часть силовой конструкции действует максимальное давление.
Как избежать ошибок при создании армирующего каркаса
Ошибки могут совершаться на любом этапе строительства, армирование фундамента не является в этом случае исключением. Даже малейшие недочеты могут способствовать разрушению плитного основания или усложнить процесс бетонирования. Следовательно, необходимо подробнее узнать, какие ошибки совершаются на этапе армирования, чтобы полностью избежать их или свести к минимуму.
- Самой главной ошибкой при армировании фундаментной плиты можно назвать неправильные расчеты предполагаемой нагрузки на фундамент или их отсутствие. Ведь на основании этих данных выбираются размеры арматурных прутьев, определяется схема расположения арматуры.
- Прутья арматуры соединяются встык. Такой метод не может гарантировать прочности конструкции, поэтому рекомендуется соединять элементы внахлест, длина должна быть не меньше 15 диаметров.
- В процессе укладки армирующего каркаса прутья расположены в непосредственной близости к почве или воткнуты в нее. В результате пучения или подвижек грунта происходит врезание арматуры в грунт, что приводит к образованию коррозии на прутьях. Это явление снижает прочность каркаса и всего основания.
- Несоблюдение правил расположения прутков также может стать причиной разрушения плиты. Рекомендуемое расстояние между прутьями должно быть не более 40 см, а в некоторых ситуациях этот параметр снижается до 20 см.
- Если торцы арматуры не имеют защитного покрытия, то под воздействием влаги из бетонного раствора может образоваться коррозия элементов.
- Большое значение имеет правильное армирование под несущими стенами и в углах строения.
- Установка каркаса проводится не на фиксаторы, а на деревянные бруски или другие нестандартные элементы. Они не только нарушают целостность бетона, но и способствуют проникновения влаги к металлическим элементам.
Армирование фундаментной плиты
Армирование фундаментной плиты — это очень ответственный и сложный этап. Но при соблюдении правил и точном выполнении расчетов можно самостоятельно осуществить этот процесс.
Коэффициент армирования – предельное значение для монолитных фундаментов
Желая обеспечить повышенный запас прочности конструкций из железобетона, нецелесообразно превышать максимальный процент армирования.
Нецелесообразно превышать максимальный процент армирования, чтобы обеспечить повышенный запас прочности конструкций
Это приведет к негативным последствиям:
- ухудшению рабочих показателей конструкции;
- существенному увеличению веса изделий из железобетона.
Государственный стандарт регламентирует предельную величину уровня армирования, составляющую пять процентов. При изготовлении усиленных конструкций из бетона важно обеспечить проникновение бетона в глубь арматурного каркаса и не допустить появления воздушных полостей внутри бетона. Для армирования следует использовать горячекатаный пруток, обладающий повышенной прочностью.
Перекрытие по профлисту
В этом случае рекомендуется взять профилированный лист марки Н-60 или Н-75. Они обладают хорошей несущей способностью. Материал монтируется так, чтобы при заливке образовались ребра, обращенные вниз. Далее проектируется монолитная плита перекрытия, армирование состоит из двух частей:
- рабочие стержни в ребрах;
- сетка в верхней части.
Армирование плиты перекрытия по профлисту
Наиболее распространенный вариант, когда в ребрах устанавливают по одному стержню диаметром 12 или 14 мм. Для монтажа прутов подойдут инвентарные пластиковые фиксаторы. Если нужно перекрыть большой пролет, в ребро может устанавливаться каркас из двух стержней, которые связаны между собой вертикальным хомутом.
В верхней части плиты обычно укладывается противоусадочная сетка. Для ее изготовления используют элементы диаметром 5 мм. Размеры ячейки принимаются 100х100 мм.
Описание монолитного плитного фундамента
Площадь плитного фундамента соответствует площади здания по осям, иногда лишь ненамного превышая её для того, чтобы можно было установить облицовку с утеплением. Именно это отличает данный вид фундамента от прочих, и делает его наиболее надёжным в плане пространственной устойчивости. Однако, чтобы обеспечить её с учётом воздействующих нагрузок и прочностных характеристик грунта, плиту нужно грамотно спроектировать.
В определённых случаях требуется предусмотреть не плоский вариант, а ребристый, причём рёбра могут быть направлены как вниз, так и вверх. Первый вариант – это традиционный вид ребристой плиты. Смысл её работы заключается в том, что грунт, находящийся между рёбрами, под давлением здания уплотняется и включается в работу синхронно с горизонтальной частью конструкции — это даёт возможность уменьшить толщину бетона. Изгибающий момент приходится на центр плиты, в котором продольно всегда располагается промежуточное ребро, поэтому верхнюю зону требуется армировать более интенсивно.
На просадочных грунтах лучше всего работает плита с рёбрами вверх. Устроив поверх них монолитное перекрытие, можно получить железобетонное основание с коробчатым сечением, которое идеально противостоит неравномерным просадкам. Если подобных проблем на участке нет, такой вариант плиты используют при строительстве домов из низкоплотного ячеистого бетона, для которого любые подвижки основания чреваты трещинообразованием.
Прежде всего, это удобно, так как рёбра в данном случае играют роль цоколя и позволяют поднять выше уровень пола первого этажа. Если проблем с просадочностью грунта нет, цокольное перекрытие делают не монолитное, а балочное, что позволяет обеспечить доступ к расположенным под полом трубам в случае необходимости ремонта. Так как в рёбрах имеется дополнительное армирование, горизонтальная часть плиты тоже может проектироваться с меньшей толщиной.
Естественно, в каждом случае расчет арматуры для плитного фундамента производится индивидуально, и никакого общего рецепта здесь быть не может. Разве что даются какие-то общие рекомендации, на которых, собственно и построен принцип работы онлайн калькулятора.
Плюсы и минусы
Устройство каждого вида плиты имеет свои резоны, но в общих чертах список достоинств и недостатков данной конструкции таков:
| Плюсы | Минусы |
| Главным достоинством плитных фундаментов является их высокая несущая способность, возможность устройства в сложной гидрогеологической обстановке, в том числе при высоком УГВ. | Высокая материалоёмкость. |
| При условии правильного расчёта с учётом характеристик грунта, исключается крен и вероятность неравномерной просадки. | Высокая себестоимость по сравнению с лентами мелкого заложения и ростверками на столбах. |
| Ребристая структура даёт возможность получить экономию бетона, но при этом очень важен правильный расчёт арматуры. | При наличии рёбер жёсткости, опалубку приходится формировать дважды. |
| Если плита поверхностная, кладка стен может осуществляться без цоколя. При этом тело плиты одновременно будет выполнять функции чернового пола. | Заливку рёбер невозможно произвести одновременно с плитой, поэтому времени на формирование ребристого фундамента уходит больше. |
| При возведении дома с подвалом или цокольным этажом, роль направленных вверх рёбер играют стены. В данном случае этот вид плиты единственно возможный, и он обеспечивает заглублённой части дома идеальную жёсткость. | Теоретически плиту можно устроить и на неровном рельефе, но на практике этого никто не делает, потому что дорого и технически сложно. |
| Если подвал не нужен, всегда есть возможность сделать плиту в незаглублённом варианте, а это существенная экономия на земляных работах. | Наиболее трудоёмкой получается плита с коробчатым сечением: в виде чаши с монолитным перекрытием. Но это самый надёжный фундамент для просадочных грунтов. |
| Благодаря совмещению плиты с фундаментными лентами (снизу или сверху), есть возможность уменьшить толщину горизонтальной части и тем самым сэкономить на количестве заливаемого бетона. | Вводы под коммуникации, электроэнергию и слаботочные линии прокладываются под плитой, в песчаном подстилающем слое, и в процессе эксплуатации доступа к ним нет. Поэтому профессиональное проектирование обязательно, и оно должно предусматривать резервные линии на случай выхода из строя основных трубопроводов. |
| Благодаря поверхностному расположению монолита и небольшой толщине, минимальный расход пиломатериалов на опалубку. |
Методика изготовления армирующей сетки и каркаса
В строительстве применяют 2 технологии соединения металлической арматуры друг с другом: связыванием и посредством сварочного аппарата. Последний метод применяется редко, так как повышает жесткость конструкции, что негативно отражается на прочности основания.
Основные способы армирования
Сварка позволяет осуществить монтаж каркаса быстро. Недостаток: перегрев металла повреждает кристаллическую решетку металлических прутьев, что приводит к их коррозии и разрушению в сварочных швах при большой нагрузке на растяжение.
Связывание стержней проводится специальной проволокой диаметром 2-4 мм и с помощью вязального пистолета или крючка. В зонах повышенной нагрузки проводится усиление дополнительными прутьями. Работы занимают больше времени, но обеспечивают надежное соединение элементов. При затвердении бетона в конструкции происходит равномерное распределение нагрузки.
Сохранение прочности
Бетон создает защиту стали от влияния факторов внешней среды (влаги, химических веществ), поэтому металл должен быть полностью укрыт раствором. Любые манипуляции с железобетонным объектом типа алмазного бурения, резки, отделения частей, образования сквозных тоннелей в стене приводят к значительному уменьшению потенциала прочности.
Все работы, нарушающие монолитность железобетонной конструкции, должны проводиться с учетом схемы расположения и пространственной структуры каркаса.
Калькулятор расчёта минимальной толщины прутьев для основного армирования плитного фундамента
Фундамент в виде монолитной плиты – это отличное решение, если состояние грунтов на участке строительства не позволяет применить наиболее распространенную ленточную схему. Равномерное распределение нагрузки на большой площади открывает возможности строительства основания без заглубления ниже уровня промерзания грунта, и при этом воздействия сил морозного пучения будут зданию не страшны. Вся система получается как бы «плавающей», повторяющей вертикальные сезонные подвижки грунта.
Калькулятор расчёта минимальной толщины прутьев для основного армирования плитного фундамента
Цены на арматуру
Понятно, что сама фундаментная плита будет испытывать весьма значительные разнонаправленные нагрузки, и ее целостность и надежность напрямую зависят от правильного армирования. Ниже расположен калькулятор расчёта минимальной толщины прутьев для основного армирования плитного фундамента – он поможет в вопросах предварительного планирования и самостоятельного составления проекта основания.
Несколько необходимых пояснений по проведению расчета приведены в соответствующем разделе публикации.
Калькулятор расчёта минимальной толщины прутьев для основного армирования плитного фундамента.
Краткие пояснения по порядку расчета
Расчет – несложен, и базируется на установленном СНиП нормативе, что суммарная площадь сечения арматурного пояса не должна быть менее 0,3% от площади сечения железобетонной конструкции.
- Предполагается, что пользователь знает линейные параметры будущей фундаментной плиты, определился с ее планируемой толщиной.
Как определить оптимальную толщину монолитной фундаментной плиты?
Этот размер подчиняется определенным правилам и зависит от множества исходных параметров. Провести самостоятельное вычисление оптимальной толщины фундамента-плиты поможет калькулятор, к которому ведет указанная ссылка.
- Армирование плиты осуществляется решетчатыми конструкциями с квадратными ячейками, увязываемых из арматурных прутьев класса A-III диаметром от 10 мм и выше. При этом если длина конструкции (стороны плиты) превышает 3 метра, то минимальный диаметр принимается не ниже 12 мм.
- При толщинах плиты 150 мм и меньше армирование осуществляется в один ярус, расположенный по центру. Если толщина больше (а так обычно и бывает) монтируется два яруса, с тем расчетом, чтобы каждый из них располагался не ближе 30, а лучше — 50 мм от верхнего или нижнего края плиты – чтобы тем самым образовался слой бетона, защищающий стальную арматуру от коррозии.
- Шаг расположения прутьев при увязке каркаса обычно лежит в диапазоне 200 ÷ 300 мм, с возможным варьированием, но и с соблюдением правила, что он в любом случае не должен превысить 1,5 толщины плиты.
- Так как ячейки армирующей решетки имеют квадратную форму, расчет может проводиться по любой из сторон фундаментной плиты.
- Калькулятор позволит проанализировать, какой диаметр арматуры будет выгоднее использовать – можно, варьируя шаг в допустимом диапазоне, отследить, как при этом изменяется и минимальный диаметр прута.
Если у посетителя есть заинтересованность в самостоятельном обустройстве плитного фундамента , то ему стоит получить расширенную информацию из соответствующей публикации нашего портала.
