Расчет арматуры для фундамента

Армирование в строительстве фундамента из бетона играет важную роль. Оно предотвращает растрескивание от промерзания со стороны грунта, деформацию при неравномерной нагрузке конструкции дома или другого сооружения на основание. В результате нагрузок в основании создаются очаги напряжения: сжатия и растяжения. Места растяжения провоцируют трещины. Чтобы их избежать, в бетонный раствор укладывается специальная арматура для фундамента, принимающая на себя растягивающие усилия.

Арматура для фундамента: характеристика композитного материала

Традиционным армирующим материалом считается сталь. Новинкой на строительном рынке стала композитная арматура для фундамента (стеклопластиковая). Основа ее производства стеклоровинг (полимер из эпоксидной смолы). Из композита изготавливают элементы крепления для выполнения различных работ (фундаментных, сантехнических, строительных, сливных, сигнальных). Такая арматура отличается профилем, технологией производства, механическими свойствами, используемым для производства сырьем, размерами, пр. Любой вид армирующих изделий из стали должен соответствовать ГОСТ 5781-81, из стеклопластика – ГОСТ 31938-2012.

При всех своих преимуществах, которые доказаны многолетней практикой и не вызывающие нареканий, стержневая арматурная сталь, все же, имеет два существенных недостатка:

• она очень тяжелая;
• рано или поздно, но съедается коррозией.

Поэтому сегодня при возведении высоток, торговых центров, да и просто домов сограждане все чаще обращают внимание на композитную разновидность. Ее преимущества:

• меньший удельный вес (легче почти в четверо стальных прутков);
• гораздо ниже себестоимость;
• нет ограничений по длине;
• широкая линейка рабочих сечений (4 – 20 мм);
• высокий коэффициент упругости;
• компактность и удобство при транспортировке;
• несложные погрузочно-разгрузочные работы;
• преимущества в весе: при одинаковом сечении стержня и длине стеклопластик вчетверо легче арматурной стали;
• удовлетворяющая строительным требованиям упругость и прочность на разрыв (по сравнению с металлом она больше, чем в 2 раза);
• не вступает в реакцию с кислотами, щелочами, солью, содержащейся в морской воде;
• устойчивость к коррозии;
• повышенные теплоизоляционные свойства, что исключает активную теплоотдачу, а значит, образование мостиков холода;
• устойчивость к аномально высоким (+100°С) и низким (-70°С) температурам среды;
• нейтральность в создании электромагнитного, электростатического поля;
• хороший диэлектрик;
• практически, бесконечный срок службы (стеклопластик может служить 2 сотни лет).

При всех достоинствах стеклопластиковая арматура для фундамента не поддается изгибанию. Если необходимо выполнение сварочных работ на рабочей поверхности, от нее тоже лучше отказаться.

Как посчитать арматуру на фундамент

Исходя из характеристик, видно, что количество композитного материала отличается от арматурного проката. Есть отличия в размерах и весе, гибкости и способу фиксации. Стеклопластик способен выдержать нагрузки, превышающие разрывную силу такой же толщины стальных прутов. Это ведет к уменьшению расхода армирующего материала на фундамент. Есть возможность установить сетку с более крупными ячейками. Грамотно выполненный расчет поможет не переплачивать за лишний материал и не останавливать работы из-за его недостатка, правильно распределить бюджет. Наиболее затратный – плитный фундамент.

При расчетах плиты и «ленты» учитываются следующие показатели:

• Формирование каркаса и вязка его элементов производятся непосредственно на стройплощадке.
• Вид грунта.
• Необходимая прочность сцепления.
• Назначение элементов армирования.
• Количество и длина заготовок (нужно знать габариты фундамента, посчитать его площадь, вычислить шаг между элементами каркаса).
• Число соединений.
• Проектная нагрузка здания на фундамент.
• Принять во внимание наличие двух арматурных поясов (вверху и внизу) в плите, соединительные вертикальные элементы по всему основанию плиты и по углам.
• Сечение прутков для ленточного основания должно быть 10-14 мм. Плитный фундамент армируется стержнями с ребристой поверхностью и диаметром не менее 6 мм. При этом основание будет тем прочнее, чем толще арматура.
• Геометрия ячейки (она не должна быть по размеру больше 50 см).

Внимание! Для малогабаритных, небольших по весу зданий с ленточным фундаментом можно пользоваться упрощенной формулой расчета наименьшего допустимого диаметра арматурного стержня:

D=0,1%хSq,

здесь:

D – наименьший допустимый диаметр арматуры (мм),

Sq – площадь сечения полосы основания (мм).

Существуют табличные данные по равноправной замене одного вида арматуры другим, а также в таблицах приводится количество метров (погонных) в тонне конкретной марки арматуры в зависимости от ее сечения.

Столбчатая конструкция накладывает особенности армирования. В столбах, в вертикальном положении фиксируются элементы с ребристой поверхностью, а в продольном – с гладкой оболочкой. Если опоры большого сечения (20 см и больше) и выстой порядка 2 м, количество стрежней увеличивается. Они равномерно распределяются внутри полости. В этом случае для горизонтальных поперечин берется 4 прута и более с сечением 6 мм. В качестве обвязки используется гладкие элементы композитного прута толщиной 4-5 мм. Здесь расход ребристых прутов на одну опору будет: 2м х 4 шт. = 8м.; гладких: 4 шт. х 0,4м = 1,6 м. Зная число устанавливаемых опор, легко посчитать общее количество арматуры. Имея расчет необходимого количества (м), зная вес единицы длинны (погонного метра) композита, можно определить общую массу армирующего материала и его стоимость.

Как добиться точности в расчетах

Внимание! Производить их необходимо по нормам и правилам, изложенным в СНиП 52-01-2003. Отступление от них чревато разрушением зданий от чрезмерных нагрузок, из-за погодных условий, состояния грунта, пр. Кроме сложных формул существует еще дополнительные условия, коэффициенты, справочные поправки, требующие обязательного учета.

Несведущему в области строительных технологий человеку разобраться в хитросплетении цифр и определений довольно сложно. С этой работой прекрасно справляются специальные программы, в которых все инженерные расчеты выполняет калькулятор определения количества стеклопластикового арматурного композита для разного вида фундаментов. Пользоваться он-лайн расчетом довольно просто. Нужно в форму ввести исходные данные. В основном указывается:

• Вид постройки, под которую монтируется фундамент (беседка, дачный домик, сруб, капитальный дом, пр.). В зависимости от этого заполняется графа «легкая», «крупная» или «средняя» конструкция.
• Указывается вид фундамента (плита, столбы, лента).
• Согласно проекту вносятся размеры на здание.

Заполнив форму и дав команду «рассчитать», можно сразу же увидеть все интересующие параметры: диаметр арматуры и ее количество. Можно быть уверенным в точности подсчетов и рассчитанной прочности здания, поэтому смело заказывать требуемое количество арматуры для покупки. Кроме того, ввод дополнительных данных позволит определить расход и стоимость всех необходимых материалов.

Эксперты расходятся во мнении, насколько эксплуатационные характеристики композита универсальны. Однако отзывы пользователей свидетельствуют, что альтернатива стальному арматурному прокату имеет право на существование.