Как рассчитать количество арматуры для фундамента.

При строительстве важно рассчитать материалы еще на стадии проектирования. Это позволит узнать затраты на возведение дома и закупить точное количество материала. Арматура — достаточно дорогой строительный материал, поэтому ее расход нуждается в особо тщательном подсчете. Сначала выбирают диаметр и количество стержней в сечении.

Выбор арматуры

Основной документ, по которому изготавливают стальные стержни — ГОСТ «Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций». Технические условия. Для фундамента потребуется класс арматуры А400/А500 или АIII по старой маркировке. Эти стержни имеют сечение периодического профиля с серповидным узором («елочкой»).

Не допускается использование в фундаменте прутов классов А240 (AI) и А300 (AII). Их просто отличить на глаз. Первый вид характеризуется гладкой наружной поверхностью. Второй имеет периодический кольцевой профиль. Применение материала более высоких классов допустимо, но приведет к необоснованному повышению финансовых затрат на возведение фундамента.

Диаметры арматуры прописаны в СП «Бетонные и железобетонные конструкции» и «Пособии по армированию элементов монолитных железобетонных зданий». Для удобства требования сведены в таблицу.

Расположение арматуры	Минимальный диаметр
Продольное для ленточного фундамента при стороне менее 3 метров	общее сечение всех стержней — 0,1% от сечения ленты, диаметр прутков не более 40 мм и не менее 10 мм
Продольное для ленточного фундамента при стороне 3 метра и более	то же, но не менее 12 мм
Продольное для плитного фундамента при стороне менее 3 метров	общее сечение всех стержней — 0,3% от сечения, прутки не более 40 мм и не менее 10 мм
Продольное для плитного фундамента при стороне 3 метра и более	то же, прутки не менее 12 мм
Поперечное (конструктивное)	6 мм
Вертикальное (конструктивное) при высоте конструкции менее 80 см	6 мм
Вертикальное (конструктивное) при высоте конструкции менее 80 см	8 мм

При высоте конструкции до 150 мм армирование выполняется в один горизонтальный ряд (пруты или сетки). Если высота фундамента более 150 мм, необходимо предусмотреть укладку арматуры в два ряда. Получив значение общего сечения рабочих прутов по сортаменту из ГОСТ 5781-82* подбирают их количество и диаметр. После этого вычисляют сколько арматуры нужно для изготовления конструкции.

Готовимся выполнить расчет количества арматуры для фундамента – важные моменты

Планируя постройку частного дома, следует обратить особое внимание на конструкцию арматурной решетки, воспринимающую значительные нагрузки на фундамент. Квалифицированно разработанная схема силовой решетки и применение оптимального сечения арматуры позволяет обеспечить требуемый запас прочности фундаментной базы, а также ее продолжительный ресурс использования.

Самостоятельно рассчитать арматуру на фундамент можно различными способами:

• с использованием программных средств и онлайн-калькуляторов, которые выполняют расчет арматуры после введения рабочих параметров;
• выполняя вычисления вручную на основании информации о конструктивных особенностях фундамента, величине усилий и параметрам решетки.

Фундаментная основа, воспринимает нагрузку от массы здания и равномерно распределяет ее на опорную поверхность почвы.

Возведение зданий осуществляется на различных типах оснований:

• ленточных;
• плитных;
• столбчатых.

До начала вычислений следует разобраться с конструкцией силового каркаса, который состоит из следующих элементов:

• вертикальных и поперечных стержней, между которыми выдержан равный интервал;
• вязальной проволоки, соединяющей продольно расположенные перемычки и вертикальные прутки;
• муфт, обеспечивающих прочное соединение и удлинение арматурных прутков.

Для каждого вида основания применяется своя схема армирования фундамента, которая зависит от следующих факторов:

• характеристик почвы;
• габаритов здания;
• конструктивных особенностей строения;
• действующих нагрузок.

Применяется арматура, имеющая ребристую поверхность, которая отличается:

• размером сечения;
• классом;
• уровнем воспринимаемых нагрузок;
• расположением в силовой решетке;
• стоимостью.

Для различных фундаментов на основании вычислений определяются следующие сведения:

• количество арматуры для фундамента;
• сортамент вертикальных и поперечных прутков;
• общая масса арматурного каркаса;
• методы фиксации стальных стержней в силовой конструкции;
• технология сборки несущей решетки;
• шаг обвязки арматурных элементов.

Важно правильно выполнить расчет. Арматура для фундамента в этом случае обеспечит необходимый запас прочности. Рассмотрим, какие необходимы исходные данные для расчетов, а также изучим методику выполнения вычислений для различных типов фундаментов.

Расчет количества арматуры для ленточного фундамента

Основание ленточного типа обеспечивает повышенную устойчивость строений на различных почвах. Конструкция представляет собой бетонную ленту, повторяющую контур здания и расположенную под капитальными стенами. Усиление стальной арматурой повышает прочностные характеристики бетонной основы и положительно влияет на ее долговечность. Для сооружения пространственной решетки можно использовать арматуру диаметром 10 мм.

Исходные данные для выполнения расчетов:

• длина и ширина фундаментной базы;
• сечение железобетонной ленты;
• интервал между каркасными элементами;
• общее количество обвязочных поясов;
• размер ячеек силовой решетки.

Рассмотрим порядок вычислений:

1. Рассчитайте общую длину ленточного контура.
2. Вычислите количество элементов в поясах.
3. Определите метраж горизонтальных стержней.
4. Вычислите потребность в вертикальных прутках.
5. Рассчитайте длину поперечных перемычек.
6. Сложите полученный метраж.

Зная общее количество стыковых участков, можно вычислить потребность в вязальной проволоке.

Расчет количества арматуры на фундамент плитного типа

Фундамент плитной конструкции применяется для строительства жилых зданий на пучинистых грунтах. Для обеспечения прочностных характеристик применяются арматурные стержни диаметром 10–12 мм. При повышенной массе строений диаметр прутков следует увеличить до 1,4–1,6 см.

Рассчитать количество арматуры для фундамента плитной конструкции можно, используя следующую информацию:

• пространственный каркас из арматуры сооружается в двух уровнях;
• соединение стержней выполняется в виде квадратных ячеек со стороной 15–20 см;
• обвязка выполняется отожженной проволокой в каждой точке соединения.

Для определения потребности в арматуре выполните следующие операции:

1. Определите количество горизонтальных прутков в каждом ярусе.
2. Вычислите общий метраж арматурных стержней, формирующих ячейки.
3. Прибавьте суммарную длину вертикальных опор, объединяющих ярусы.

Сложив полученные значения, получим общую потребность в арматуре. Зная количество стыков, несложно определить необходимый объем стальной проволоки.

Как рассчитать арматуру на фундамент столбчатой конструкции

Основание столбчатого типа широко применяется для строительства различных зданий. Оно состоит из железобетонных опор квадратного и круглого сечения, установленных в углах строения, а также в точках пересечения капитальных стен и внутренних перегородок. Для повышения прочности опорных элементов применяются ребристые стержни сечением 1–1,2 см.

Рассчитать количество арматуры на фундамент столбчатого типа несложно, учитывая следующие данные:

• каркас опорного элемента квадратного профиля формируется из 4 стержней;
• решетка железобетонной опоры круглого сечения выполняется из трех прутьев;
• длина элементов усиления соответствует размерам опорной колонны;
• поперечная обвязка каркаса опорной колонны производится с шагом 0,4–0,5 м.

Алгоритм расчета:

1. Определите длину вертикальных стержней в одной опоре.
2. Вычислите метраж элементов поперечной обвязки одного каркаса.
3. Рассчитайте общую длину, сложив полученные значения.

Умножив результат на количество опор, получим общую длину арматуры.

Пример расчета для ленточного фундамента дома 10х10 метров

Исходные данные:

• ширина ленты — 60 см, высота — 100 см;
• для таких размеров сечения надо заложить 4 рабочих прута по 14 мм, два в верхний ряд и два в нижний (подробнее о том как это считается смотрите здесь);
• поперечное армирование — 6 мм;
• вертикальное армирование — 8 мм;
• дом размерами 10х10 метров с одной внутренней несущей стеной по середине.

При расчете количества материала обязательно надо учесть:

• толщину защитного слоя бетона;
• нахлест стержней при наращивании по длине;
• запас на армирование углов.

Расчет проводится в следующем порядке:

Рабочее армирование

Для рабочего армирования толщину защитного слоя бетона надо назначать по СП 50-101-2004:

• при наличии бетонной подготовки — 4 см;
• при отсутствии бетонной подготовки — 7 см.

Принимаем толщину слоя 70 мм.

Длина стержней в наружных стенах:

L1 = 10 м — 0,07 м*2 (с каждой стороны) = 9,86 м — длина одного стержня;

L = 9,86 м * 4 стены * 2  стержня в каждом ряду * 2 ряда = 157,76 м.

Длина стержней во внутренних стенах:

L1 = 10 м — 0,07 м*2 (с каждой стороны) = 9,86 м — длина одного стержня;

L = 9,86 м * 1 стена * 2  стержня в каждом ряду * 2 ряда = 39,44 м.

Складывая значения для наружной и внутренней ленты получаем: 157,76 +39,44 = 197,2 м.

Величина нахлестов прутов принимается не менее 20 диаметров рабочего армирования и не менее 250 мм. В данном случае нахлест равен:

l = 14 мм*20 = 280 мм.

Длина стержня — 6 м. Расчетная длина — 5,72 м (за вычетом нахлеста с одной стороны).

Совет! Вообще стандартная длина стержней арматуры – 11,7 м, здесь дана длина с учетом их резки пополам, т.к. доставка 11,7 метровых прутов затруднительна и дорога, но если есть такая возможность, то арматуру лучше привезти на стройку цельными прутами.

Чтобы вычислить расход с учетом наращивания вычисляем процент увеличения:

(6 м * 100%)/5,72 м = 104,9%.

К полученному значению прибавляем дополнительно процент запаса на армирование углов и другие непредвиденные расходы, примерно 5%.

Вычисляем окончательную длину рабочей арматуры диаметром 14 мм:

197,2 м * (104,9%+5%) = 216,7 м.

Поперечное армирование

Шаг принимается не более 20 диаметров рабочего армирования.

S = 20 * 0,014 м = 0,280 м, принимаем 0,25 м.

Вычисляем длину стрежня с учетом защитного слоя бетона с обеих сторон:

L1 = 0,6 м (ширина ленты) — 0,07 м * 2 = 0,46 м.

Количество стержней в одном ряду вычисляется как периметр ленты разделить на шаг плюс один.

P = 4 *10 м (наружные стены) + 10 м (внутренняя стена) = 50 м.

N = (50 м/0,25 м) + 1 = 201 шт.

В углах и сопряжениях стен поперечное армирование укладывается в два раза чаще. На каждый угол или сопряжение в среднем понадобиться 3 дополнительных стержня в каждом ряду. В рассматриваемом здании 4 угла и 2 сопряжения. Вычисляем окончательное количество хомутов:

201 шт + 3 шт*6 = 219 шт. — количество в одном ряду. На два ряда потребуется 438 поперечных хомутов.

Нахлестов по длине в этом случае нет, поскольку необходимая длина прута меньше, чем стандартная. Рассчитываем общую длину стержней:

L = 438 шт *0,46 м = 201,48 м. Лучше предусмотреть запас на непредвиденные расходы 2-3%. Получаем суммарное количество материала диаметром 6 мм:

201,48 м * 103% = 207,5 м.

Вертикальное армирование

Длина одного стержня вычисляется следующим образом:

L1 = 1м (высота ленты) — 0,07м*2 = 0,86 м.

Шаг равен шагу поперечных хомутов. Количество  — по два на каждую вертикальную сторону. Отсюда получается, что количество вертикальных стержней равно количеству поперечных — 438 шт.

Общая длина арматуры ø8 (с учетом запаса на непредвиденные расходы):

(0,86 м * 438 шт) * 103% = 388 м.

Ведомость расхода

Для покупки и транспортировки необходимо свести все значения в одну таблицу.

	ø14	ø8	ø6
Длина	216,7 м	388 м	207,5 м
Масса 1 метра по сортаменту	1,21 кг	0,395 кг	0,222 кг
Общая масса	262,2 кг	153,26 кг	46,07 кг
Количество прутов по 11,7 м	19	34	18

Чтобы получить количество нужных прутов надо общую длину требуемой арматуры разделить на 11,7 метров (стандартная длина прутка).

Пример расчета для ленточного фундамента дома 6х6 метров

Исходные данные:

• ширина ленты — 50 см, высота — 70 см (мелкозаглубленный фундамент на хорошем основании);
• закладываем 4 рабочих прута по 12 мм;
• поперечное — 6 мм;
• вертикальное — 8 мм;
• здание размерами 6х6 метров без внутренних стен (только перегородки).

Рабочее армирование

Толщина защитного слоя — 7 см.

L1 = 6 м — 0,07 м*2 (с каждой стороны) = 5,93 м — длина стержня;

L = 5,93м * 4 стены * 2 шт * 2 ряда = 94,88 м.

Длина нахлеста:

l = 12 мм*20 = 240 мм. Принимаем 250 мм.

Длина стержня по ГОСТ — 6 м. Расчетная длина — 5,75 м (вычитаем нахлест). Процент увеличения расхода:

(6 м * 100%)/5,75 м = 104,35%.

Запас на армирование углов и непредвиденные расходы — 2%.

94,88 м * (104,35%+2%) = 95,23 м — ø12.

Поперечное армирование

Вычисляем шаг прутов:

S = 20 * 0,012 м = 0,240 м, принимаем 0,2 м.

длина стержня:

L1 = 0,5 м (ширина ленты) — 0,07 м (защитный слой) * 2 = 0,36 м.

Количество стержней в одном ряду:

P = 4 *6 м = 24 м — периметр ленты.

N = (24м/0,2м) + 1 = 121 шт.

У фундамента 4 угла, сопряжений нет, добавляем дополнительные хомуты:

121 шт + 3 шт*4 = 133 шт. — на один ряд.

133 шт * 2 = 266 шт. — на два ряда.

Общая длина стержней:

L = 266 шт *0,36 м = 95,76 м.

Запас на непредвиденные расходы — 3%.

95,76 м * 103% = 98,6 м нужно материала ø6.

Вертикальное армирование

Длина одного стержня ø8:

L1 = 0,7м (высота ленты) — 0,07м*2 = 0,56 м.

Количество стержней — 266 шт.

L = (0,56 м * 266 шт) * 103% = 153,42 м.

Ведомость расхода

	ø12	ø8	ø6
Общая длина	95,23 м	153,42 м	98,6 м
Масса 1 метра по сортаменту	0,888 кг	0,395 кг	0,222 кг
Общая масса	84,6 кг	60,6 кг	21,9 кг
Количество прутков по 11,7 м	9	14	9

Внимательный расчет материала для строительства, позволит сэкономить время и деньги.

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор монолитного ленточного фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента. Для определения подходящего типа фундамента, обязательно обратитесь к специалистам.

Ленточный фундамент представляет собой монолитную замкнутую железобетонную полосу, проходящую под каждой несущей стеной строения, распределяя тем самым нагрузку по всей длине ленты. Предотвращает проседание и изменение формы постройки вследствие действия сил выпучивания почвы. Основные нагрузки сконцентрированы на углах. Является самым популярным видом среди других фундаментов при строительстве частных домов, так как имеет лучшее соотношение стоимости и необходимых характеристик.

Существует несколько видов ленточных фундаментов, такие как монолитный и сборный, мелкозаглубленный и глубокозаглубленный. Выбор зависит от характеристик почвы, предполагаемой нагрузки и других параметров, которые необходимо рассматривать в каждом случае индивидуально. Подходит практически для всех типов построек и может применяться при устройстве цокольных этажей и подвалов.

Проектирование фундамента необходимо осуществлять особенно тщательно, так как в случает его деформации, это отразится на всей постройке, а исправление ошибок является очень сложной и дорогостоящей процедурой.

Далее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта.

Общие сведения по результатам расчетов

• • Общая длина ленты

— Длина фундамента по центру ленты с учетом внутренних перегородок.

• • Площадь подошвы ленты

— Площадь опоры фундамента на почву. Соответствует размерам необходимой гидроизоляции.

• • Площадь внешней боковой поверхности

— Соответствует площади необходимого утеплителя для внешней стороны фундамента.

• • Объем бетона

— Объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом.

• • Вес бетона

— Указан примерный вес бетона по средней плотности.

• • Нагрузка на почву от фундамента

— Распределенная нагрузка на всю площадь опоры.

• • Минимальный диаметр продольных стержней арматуры

— Минимальный диаметр по СП 52-101-2003, с учетом относительного содержания арматуры от площади сечения ленты.

• • Минимальное кол-во рядов арматуры в верхнем и нижнем поясах

— Минимальное количество рядов продольных стержней в каждом поясе, для предотвращения деформации ленты под действием сил сжатия и растяжения.

• • Минимальный диаметр поперечных стержней арматуры (хомутов)

— Минимальный диаметр поперечных и вертикальных стержней арматуры (хомутов) по СП 52-101-2003.

• • Шаг поперечных стержней арматуры (хомутов)

— Шаг хомутов, необходимых для предотвращения сдвигов арматурного каркаса при заливке бетона.

• • Величина нахлеста арматуры

— При креплении отрезков стержней внахлест.

• • Общая длина арматуры

— Длина всей арматуры для вязки каркаса с учетом нахлеста.

• • Общий вес арматуры

— Вес арматурного каркаса.

• • Толщина доски опалубки

— Расчетная толщина досок опалубки в соответствии с ГОСТ Р 52086-2003, для заданных параметров фундамента и при заданном шаге опор.

• • Кол-во досок для опалубки

— Количество материала для опалубки заданного размера.

Назначение армирования

Арматура оказывает сопротивление нагрузкам на фундамент со стороны грунта и самого здания
Ленточные фундаменты представляют собой монолитную фундаментную конструкцию из железобетона. Изготавливают основание непосредственно на месте постройки.

Железобетон — бетон, внутри которого расположен металлический каркас из арматуры. Металл позволяет выдержать поперечные нагрузки, которые создают:

снизу-вверх — процессы пучения грунта;
сверху вниз масса постройки.
Чистый бетон поперечным нагрузкам сопротивляется плохо. Сталь, заложенная внутрь конструкции, способна сделать фундамент в десятки раз прочнее.

Под нагрузкой каждый метр бетона может растягивается на 2–4 мм, тогда как сталь от 4 до 25 мм. Бетон же во много раз лучше переносит сжатие.

Алгоритм работы при давлении сверху:

Нагрузка давит на поверхность фундамента, который начинает прогибаться.
Верхний слой бетона противостоит сжатию, верхний ряд арматуры при этом бездействует.
Нижняя часть фундамента пытается удлиниться.
Нагрузкам на растяжение сопротивляется нижний ряд стержней.
При давлении от грунта снизу железобетон «работает» в обратную сторону — нижний слой бетона противодействует сжатию, а верхний ряд арматуры не даёт разрушиться от растяжения.

Нормативные документы

Ленточные фундаменты в малоэтажном строительстве относятся к железобетонным конструкциям без предварительного натяжения арматуры.

Проектируют и строят такие основания согласно своду правил СП 52-101-2003. Раздел 5.2 документа определяет марку стали, форму и геометрические размеры прутков. В разделе 8.3 «Армирование» рассматриваются вопросы количества и размеров армирующих элементов, их взаимное расположение в теле бетона. Здесь же указаны способы расположения арматуры, правила соединения в пересечениях.

Сведений, содержащихся в документе достаточно, чтобы понять, как рассчитать арматуру для фундамента, вычислить количество материала.

Ассортимент металлопродукции

Классы арматурной стали
Для железобетонных конструкций используют арматуру:

горячекатаную, гладкую или с периодическим профилем (кольцевым или серповидным) диаметром от 6 до 40 мм;
термически и механически упроченную с периодическим профилем, 6–40 мм;
холоднодеформированную периодического сечения (3–12 мм).
Рекомендовано использовать гладкую арматуру классом не ниже А-240 (А-I). Для ребристой (периодического профиля) выбирают класс А-300 и выше.
В местности, где температура опускается ниже 30°С, класс А-300 использовать запрещено.

Предпочтительно использовать изделия с периодическим профилем – с приливами в виде колец или серпа. Неровности увеличивают площадь сцепления стержней с бетоном и прочность всей конструкции.

В последнее время в продаже появилась композитная арматура. Производитель рекомендует её использовать взамен стальных изделий.

СП 295.1325800.2017 не разрешает использование композитных изделий для фундаментов.

Схема закладки

Точно рассчитать арматуру на фундамент позволяет раздел 8.3. Свода Правил.

Защитный слой
В железобетонных фундаментах для стальных деталей предусматривают защитный слой, который обеспечивает:

совместную работу всех частей;
защиту стержней от агрессивного влияния окружающей среды (влага), химвеществ;
огнестойкость.
В грунте толщина слоя (расстояние от стержней до любого внешнего края бетона) выбирается не меньше 40 мм. На открытом воздухе расстояние уменьшают до 30 мм.

Расстояния между арматурой

Расстояния между отдельными прутьями выбирают не меньше диаметра стержня. Кроме того, для горизонтальных нижних рядов расстояния принимают более 25 мм, а для верхних рядов – 30 мм.

В стеснённых условиях допускается арматуру располагать пучками.

Продольное армирование

Для стороны фундамента длиной до 3 метров допустимо использовать стержни диаметром 10 мм, если сторона превышает 3 м — не тоньше 12 мм.

Общее сечение прутков продольной арматуры выбирают не менее 0,1% от поперечного сечения фундамента.

Например, для ленты шириной 40 и высотой 100 см, сечение равно 400х1000=4 000 000 мм². Суммарное сечение всех продольных прутков должно составить 0,1%, т.е. 400 мм².

Выбрать нужное количество стержней можно с помощью таблицы.

Диаметр прутка, мм Общее сечение прутков в зависимости от количества стержней, мм
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 75 155 235 315 390 470 550 630 710
12 115 225 340 450 565 680 790 900 1020
14 155 310 460 615 770 925 1080 1230 1385
16 200 400 605 805 1010 1210 1410 1610 1810
Согласно таблице, для фундамента сечением 40х100 см необходимо 6 продольных прутков 10 мм или 4 штуки 12 мм.

Расстояния между осями продольных отрезков арматуры не должно быть больше 40 см, а стержней в одном уровне не может быть меньше 2. Одна арматура используется только в фундаментах тоньше 15 см.

Поперечное армирование

Задачи поперечно-вертикальной арматуры:

ограничить образование трещин;
удерживать продольные прутки от смещения;
закрепить продольные стержни от выпучивания в любых направлениях.

Поперечные детали устанавливают везде, где проходят продольные прутья.

Диаметр поперечной арматуры для ленточных фундаментов не может быть менее 25% от наибольшего диаметра продольных стержней, но в любом случае минимальный диаметр 6 мм.

Шаг установки поперечных элементов — не более 50 см, при высоте ребра больше 15 см.