Армирование фундаментной плиты: схемы, расчет, как армировать

Какая арматура нужна для плитного фундамента

Любой пруток, использующийся в каркасе фундамента, должен соответствовать требованиям ГОСТ 5781 от 1982 года. Однако у арматуры, как и у большинства конструкционных материалов, существует классификация:

AIII – соответствует маркировке A400 и А500, имеет переменное сечение, в народе именуется «рифленкой»;
AII – соответствует действующему классу A300, сечение периодическое, разряженное;
AI – новая маркировка A240, профиль гладкий.

Для фундамента используют арматуру A400 (AIII), имеет серповидный профиль.

В продаже вы чаще всего встретите стержни класса A500С (для сварных сеток, каркасов) либо A500. Арматура с индексом С на конце подходит для сварки и для вязки, без индекса — только для вязки.

Рекомендуем прочитать подробнее: Какая арматура нужна для фундамента.

Ввиду сложности расчетов и небольших габаритов зданий в малоэтажном строительстве рекомендуется упрощенная схема. Две сетки на расстоянии 10 см по вертикали минимум с одинаковыми ячейками. Если застройщик хочет сэкономить на заливке плиты, расчет следует заказать специалистам, которые сделают расчет минимально необходимого армирования, применят тонкую арматуру в центре фундамента, усилят периметр, места прохождения внутренних стен.

Если размеры фундамента больше 3 м по любой стороне плиты, рекомендуется использовать прутки минимум 12 мм. Для определения минимально возможного сечения применяется методика:

расчет сечения плиты – длина, умноженная на толщину (например, 6 м х 0,3 м);
вычисление минимально допустимой площади прутка в сечении – предыдущая цифра делится на процент армирования минимальный (0,3% для бетона В20, 0,15% для марки В22,5, 0.1% для марки В15), для этого примера 1,8 м²/0,15 = 27 см²;
расчет площади арматуры в каждом ряду – полученный результат делится пополам (в примере 27/2 = 13,5 см²);
определение минимально допустимого сечения прутка в зависимости от шага сетки (13,5 см²/ 31 стержень через 20 см для плиты длиной 6 м = 0,42 см²;

В ГОСТ 5781 имеется таблица сортаментов с сечениями арматуры разного диаметра. Например, для диаметров прутка 14 мм, 12 мм, 10 мм это значение составит 1,54 см², 1,13 см², 0,785 см², соответственно. Таким образом, даже 10 мм арматура обеспечивает вдвое большее значение процента армирования в сравнении с минимальным. Вязка производится в пятне застройки после раскладки порядно.

Шаблон для укладки арматуры.

Затем необходимо правильно подсчитать общее количество сортамента металлопроката каждого диаметра. Стержни продаются 11,7 м длины, нахлест при продольной анкеровке составляет 40 диаметров арматуры. Длина заготовки для каждого П-образного хомута равна 5 размерам толщины плиты, их количество совпадает с общим числом продольных, поперечных прутков в одной сетке. Пересчитать длину в килограммы можно по таблицам из того же ГОСТ, однако на каждом строительном рынке имеются аналогичные таблицы перевода.

Верхняя сетка укладывается на подставки, самыми популярными в частном строительстве являются:

паук – П-образный хомут с изогнутыми в противоположных направлениях лапками;
поддерживающий каркас – изогнутая под прямым углом решетка.

Длина каждой из них рассчитывается индивидуально с учетом 2 шт/м².

Паук из арматуры диаметром 8 мм, такие элементы необходимо изготовить заранее для укладки верхней сетки.

Как рассчитывается монолитный плитный фундамент?

Правильнее всего, когда фундамент монолитная плита рассчитывается профессиональным инженером совместно с разработкой проектно-технической документации на строительство дома. Но в некоторых ситуациях не имеется возможности или средств либо просто нецелесообразно поручать это дело специалистам (например, если основание предназначено для бани, времянки или другого подобного строения). Поэтому домашние мастера нередко производят расчеты базовых параметров самостоятельно.

Как рассчитывается оптимальная толщина плиты?

Основным параметром плитного основания является толщина – именно от этого зависит несущая способность конструкции. Если плита будет слишком тонкой, она может попросту не выдержать воздействующих на нее нагрузок. А чрезмерно толстый фундамент – это необоснованные финансовые расходы.

Также толщина определяется с учетом разновидности грунта, поэтому без геологических изысканий не обойтись. Обычно высота такого основания выбирается в пределах от 150 до 300 мм в зависимости от этажности здания и материала стен.

Калькулятор расчета оптимальной толщины фундаментной плиты

Расчет подходящей толщины монолитной плиты лучше заказать в конструкторском бюро. Но сегодня в сети Интернет можно найти и специализированные калькуляторы, которые помогут вам рассчитать высоту на основании таких данных, как:

тип грунта на участке;
материал и суммарная площадь стен;
тип и площадь перекрытия;
тип, общая площадь и угол уклона кровли;
регион строительства.

Как рассчитывается армирующий каркас и количество материалов для его изготовления?

Как правило, арматурный каркас для плитного фундамента толщиной до 150 мм делается в 1 ряд и устанавливается он по центральной горизонтальной оси. Для плит от 200 мм и более армирующую сетку располагают в 2 ряда с обеспечением защитного бетонного слоя минимум по 30 мм снизу и сверху. Стандартный размер ячеек сетки 200-300 мм. Для изготовления используется рифленая арматура сечением 12-16 мм.

Расчеты сечения производятся в зависимости от предполагаемых нагрузок и необходимой несущей способности основания. Количество материала определяется с учетом площади будущей плиты и размера шага расположения продольных и поперечных прутков каркаса.

Калькулятор расчета диаметра прутов основного армирования и шага их установки

Удобнее всего производить расчеты сечения арматуры и размера ячеек армирующего каркаса с помощью специальных онлайн-калькуляторов. Но если вы планируете заказывать проектную документацию на строительство дома, то в ней все эти данные будут отражены.

Калькулятор расчета количества основной арматуры

Количество прутков на армирующий каркас тоже проще рассчитывать специальным онлайн-калькулятором. Для этого нужно ввести лишь несколько параметров:

линейные размеры основания;
шаг размещения прутков;
количество рядов армирующей конструкции.

Как правило, калькулятор выдает результат уже с 10 % запасом, включающим нахлест арматуры при ее соединении по длине.

Расчеты

Зная площадь фундамента и ориентируясь на шаг между арматурой, можно рассчитать необходимое количество металлопроката для армирования. Согласно действующим стандартам, максимальный шаг между прутьями будет составлять 40 см. На значение параметра также влияют класс и размер сечения арматуры.

Алгоритм расчета количества арматурных стержней лучше рассматривать на примере. Например, габариты фундамента – 6 на 6 метров, проектный шаг – 20 см.

Вначале рассчитывают потребность в арматуре для одного слоя сетки: 900 / 20 х 2 = 90 штук продольных и поперечных прутков длиной 6 м каждый. Для двух сеток потребность в арматуре увеличится вдвое – 180 штук. Для вертикальных прутков высотой 10 см понадобится 203 м арматуры. Значение получено методом умножения точек пересечения (45х45=2025 шт.) на длину одного прутка.

Таким образом для выполнения проектных условий потребность в арматуре составит: 180 х 6 + 203 = 1283 м. Если учесть, что один погонный метр арматуры диаметром 14 мм весит 1,21 кг, то необходимо закупить 1,56 т металлопроката. Практикующие строители рекомендуют заказывать арматуру с запасом (5–10%).

Схема армирования фундаментной плиты

Схема армирования плитного фундамента выбирается исходя из таких характеристик:

Толщина фундамента. Для фундаментной плиты толщиной 15 сантиметров и менее армирование выполняется одной сеткой, состоящей из продольной и поперечной арматуры. Для большей толщины армирование плиты фундамента выполняется в два слоя. При армировании нужно помнить о защитном слое бетона для арматуры, он защищает арматуру от коррозии. Согласно п. 10.3.2 и таблице 10.1 СП 63.13330.2018 толщина защитного слоя бетона должна составлять:

– На открытом воздухе без дополнительных защитных мероприятий не менее 3 см

– В грунте без дополнительных защитных мероприятий, в монолитных фундаментах при наличии бетонной подготовки не менее 4 см

– В монолитных фундаментах без бетонной подготовки (только для нижней рабочей арматуры) не менее 7 см. Бетонной подготовкой так же может являться щебеночная подушка, так как она не является капиллярным проводником влаги, при условии, что выполнен дренаж и подушка не стоит в воде.

Нагрузка на фундамент. Необходимо посчитать общую массу дома, снеговые и ветровые нагрузки в вашем регионе. А также определить, в каких местах будет оказано большее давление на фундамент (несущие стены, колонны).

Несущая способность грунта. Необходимо произвести геологию, определить тип грунта и, используя таблицу из СНиП, выяснить несущую способность грунта.

Диаметр арматуры. Если сторона фундаментной плиты составляет 3 метра и меньше, тогда используют арматуру от 10мм. Если же длина превышает 3 метра, тогда применяют арматуру диаметром от 12мм и выше.

Шаг прутьев. В соответствии с п.10.3.8 — 10.3.10 СП 63.13330.2018 шаг арматуры в монолитной плите фундамента составляет 20-40 сантиметров. Не более 20 см при высоте поперечного сечения до 150 мм. Не более 40 см при высоте поперечного сечения более 150 мм. Максимальное расстояние между прутками арматуры не должно превышать толщину фундамента более чем в полтора раза. В местах, где на фундамент оказываются большие нагрузки (несущие стены и колонны), размер ячейки арматуры для плитного фундамента сокращается в 2 раза.

Зачем производят армирование

В основу фундамента входит бетон, который способен выдерживать сжатие, но при этом имеет низкую прочность при изгибах и растяжениях. При постройке здания на бетонном основании нагрузка по нему будет распределена неравномерно – это способствует возникновению изгибающих моментов. Данная особенность очень опасна для бетонных конструкций, поэтому установка арматуры или армирующих сеток призваны нейтрализовать негативное влияние этих сил. Сочетание бетона, который принимает на себя сжимающие нагрузки с арматурой, воспринимающей изгибы, обеспечит надежность конструкции.

Виды арматурных решений для железобетона

Железобетон получают путем заливки подготовленной арматуры раствором, при этом в зависимости от типа конструкции может использоваться несколько решений:

арматурная сетка закладывается в форму при изготовлении плит и панелей — это система из перпендикулярно расположенных прутков, связанных в точках пересечения;
арматурный каркас применяется в случаях, когда необходимо создать модули, части для сборки более крупной конструкции перекрытия или колонны, соединяя прутки и решетку;
штучная арматура используется более всего в частном строительстве в виде набора прутков и более крупных деталей, часто соединенных сваркой.

При строительстве больших зданий, мостов и эстакад оптимальным представляется создание арматурного каркаса с последующей сборкой конструкции и заливкой бетона.

Необходимость армирования бетона в современном строительстве остается определяющим фактором при расчете затрат. Отказаться от использования распределяющего нагрузки металлического каркаса невозможно, так как подобная экономия приведет к разрушению здания.

Схема армирования

Когда выполняется армирование плитного фундамента, схема расположения арматуры должна составляться строго по технологии. Кроме того, схемы армирования монолитной плиты перекрытия фундамента, при необходимости, предполагают неравномерный порядок размещения прутков. Участки, где планируется возведение несущих перегородок и колонн дополнительно усиливаются. Такие места называют зонами продавливания. Арматуру укладывают в один слой при толщине железобетонной плиты 15 см и меньше. Если план монолитного фундамента предполагает величину слоя больше 15 см, рекомендуется производить армирование каркасами. Для плитно-свайного фундамента расчеты нужно производить отдельно — в зависимости от расположения и материала свай. В любом случае, чтобы правильно выполнить армирование фундаментной плиты, чертеж надо составлять на основании тщательных предварительных расчетов.

Схема расположения усилений фундамента Источник pingru.ru

Основные параметры плиты

Рассмотрим на примере основные узлы конструкции. На схеме изображена сетка с постоянными размерами ячеек. Расстояние между прутками должно быть одинаковым. С расчетом нагрузок, шаги прутьев делают через каждые 20-40 см. Для построек из кирпича подходит 20 см, а для легких каркасных домов допускается делать укладку арматуры реже. В любом случае, по строительным правилам из пункта про «бетонные и железобетонные конструкции» указано, что расстояние между прутьями не должно превышать толщину основания в 1,5 раза.

Распространенный метод укладки – в два ряда. Их совместное действие будет обеспечено монтажом вертикальных стержней. Отступы между такими прутами должны равняться шагам основной стальной конструкции также допускается в два раза большее расстояние. По правилам плиту перекрытия на торцах следует армировать П-образными хомутами, длина которых должна равняться двум толщинам основания и более. Обвязка стержней должна охватить верхние и нижние ряды. Такая методика обеспечивает надежное восприятие крутящих моментов у края фундаментной основы и позволит произвести анкеровку концов продольных прутков.

Армирование плиты фундамента по краям и укладка в два ряда Источник ufa.masterdel.ru

Зоны продавливания

В местах, где об фундамент будут опираться несущие вертикальные конструкции, раскладку следует производить, уменьшив шаги армирования. В случае, когда по основной ширине плиты арматура укладывается через 20 см, значит, под перегородками следует перейти на расстояние в 10 см. Такой метод позволяет предупредить возникновение продавливания и образования трещин.

Если зона сопряжения совпадает с монолитной стеной подвала, глубина закладки будет производиться в соответствии с высотой планируемого помещения. В таком варианте работы ведутся с привязкой основания к стенам.

При армировании фундаментов, рекомендуется производить совместную обвязку каркасов монолитных стен и плиты. Во время заливки фундаментного основания нужно оставить части вертикальных стержней, которые послужат связующими звеньями. Эти концы запускают в основу, производят загиб края, примерно на две части высоты плиты, после осуществляют привязку к основной части каркаса.

После заливки и застывания бетона, вертикальные стержни используют для «привязки» стен к основанию Источник dvamolotka.ru

Чтобы произвести грамотный расчет стройматериалов и армирование плитного фундамента понадобится схема и чертеж. Должны быть внесены данные о шагах между рядами арматуры и ее диаметр.

Правила армирования плитного фундамента

Основные требования для монолитной плиты приведены в 52-101-2003. В них есть рекомендации по расположению и вязке арматурных сеток, какие использовать подставки для обеспечения нижнего защитного слоя. Не допускается применение прутков с отслаивающейся ржавчиной.

Стержни периодического сечения обеспечивают высокую адгезию, вязальная проволока надежнее пластиковых хомутов. Однако начинать армирование следует поэтапно: выбор рациональной схемы, расчет сечения прутков, фиксация каркасов в пространстве с помощью специальных элементов.

Схемы армирования

В рекомендациях СП для ж/б конструкций имеется специальный раздел по изготовлению основных несущих конструкций (10.4). В частности, для плитного фундамента указаны требования:

арматуру укладывают в двух направлениях (сетка с ячейкой 30 х 30 см максимум), соединяют методом вязки проволокой либо сваркой;
сетки располагают, как можно ближе к верхней и нижней граням с учетом защитного слоя 3 см;
П-образными хомутами стержни сеток перевязывают между собой по торцам;
в местах установки монолитных стен и колонн производится выпуск вертикальных стержней либо анкеровка крючками для усиления плиты;
под несущими стенами шаг ячейки уменьшается по сравнению с остальной частью плиты;
допускается разряжение ячейки сетки в центральной части до минимально допустимого процента армирования (0,3%).

Правильно расположить сетки можно с учетом боковых защитных слоев (минимум 4 см между прутком и опалубкой), расположения узлов ввода коммуникаций (актуально для незаглубленных плит).

На практике, для малоэтажных коттеджей используется схема:

сетка из 8 мм арматуры в верхнем слое;
аналогичная сетка в нижнем слое;
усиление ребер УШП или гладкой плиты (толщина 30 см и более) каркасами по периметру из 10 – 14 мм стержней периодического сечения.

Это обусловлено отсутствием сил пучения при использовании теплой отмостки, кольцевого дренажа вокруг фундамента, заменой грунта нерудными материалами на глубину от 40 см. Рекомендуемый размер ячейки в разряженной части не больше 1,5 от толщины плиты, под стенами 10 х 10 – 20 х 20 см. В отсутствие подбетонки нижний защитный слой увеличивается до 5 – 7 см.

Проемы

В незаглубленных плитах невозможно обойтись без проемов в монолитной конструкции для ввода инженерных систем. Данный вопрос весьма слабо описан в специальной литературе. Индивидуальному застройщику следует ориентироваться на руководство по проектированию ж/б зданий:

вырезание отверстий в сварных сетках с загибом стержней вверх;
окаймление проемов больше 30 см диагонально расположенными к ячейкам сетки прутками 10 – 14 мм;
не требуется усиление периметра отверстий меньше 15 см.

В плитах глубокого заложения узлы ввода коммуникаций отсутствуют по умолчанию. Для повышения ремонтопригодности инженерных систем канализацию и водопровод запускают через стены подвала.

Сопряжение плита/лента

Правильно смонтировать прутки арматуры в опалубке заглубленного плитного фундамента с подвалом можно с учетом условий:

стены на заглубленной плите запрещено размещать вплотную к ее краям, минимальный отступ по периметру равен толщине ленты фундамента (от 10 до 40 см);
схема анкеровки узла сопряжения ленты и монолитной стены подвала имеет несколько вариантов.

Выпуски арматуры в плите под стены.

Например, из плиты можно выпустить вверх П-образный хомут, расстояние между стержнями которого соответствует размеру каркаса ленты, чтобы связать впоследствии две этих конструкции. Кроме того, можно привязать к нижней и верхней сетке плиты изогнутые под прямым углом прутки, выпустить их на 40 – 60 см наружу аналогично предыдущему варианту.

Схема армирования

Расчет арматуры для плиты фундамента зависит от её толщины – а она может быть принципиально разной, если сравнивать, к примеру, плоскую плиту с ребристой. В плоской плите, предназначенной для жилого дома из газобетона, толщина всегда больше 250 мм, поэтому армируется она всегда объёмным каркасом. В этом случае у него два уровня рабочей арматуры, соединяемых между собой плоскими каркасами или специальными арматурными подставками.

Оптимальный шаг сетки, как уже было сказано, 200*200 мм. Дополнительные стержни закладывают в местах возведения внутренних стен, тяжёлой кирпичной печи или камина, несущей колонны, отверстий под коммуникации. Но в целом, арматура распределена по плите равномерно.

Визуализация шага арматуры рулеткой

Если плита ребристая, у неё есть дополнительная несущая основа, поэтому толщина горизонтальной части может уменьшаться до 120 мм. При толщине плиты менее 150 мм она армируется не объёмным, а плоским каркасом. То есть, рядов рабочей арматуры будет не два, а один, но при этом шаг между стержнями будет не 200, а 100 мм.

Расчет армирования рёбер, которые, по сути, являются фундаментными лентами, выполняется отдельно. Используется тот же принцип расчёта, что и для плиты (0,05% от поперечного сечения), только каркас в соответствии с формой монолита, будет иметь иную конфигурацию. Учитывая, что высота ребра от подошвы до обреза обычно не превышает 400 мм, для его армирования обычно хватает 4 продольных стержня d=12 мм. Их поддерживают хомуты из арматуры d=8 мм, расставленные с шагом 50 см.

Чтобы правильно рассчитать необходимое количество арматуры, необходимо иметь перед глазами схему её расстановки. Так что, если проекта у вас нет, сделать чертёж придётся самостоятельно.

Расчет количества стержней вручную

Рассчитаем для примера расход арматуры на плитный фундамент размером 8*10 м с объёмным каркасом.

Количество продольных стержней d=12 мм:

10 м (длина плиты) – 0, 035 м *2 (два боковых защитных слоя толщиной по 35 мм) = 9,93 м – длина одного стержня.
9,93 м : 0,2 м (шаг расстановки стержней) – 1 = 48,65 шт – количество стержней в одной сетке. Округляем до 49 штук.
49 шт*2 = 98 шт – общее количество продольных стержней в двух уровнях армирования.

Количество поперечных стержней d=12 мм:

8 м (ширина плиты) – 0, 035 м *2 (толщина защитных слоёв бетона) = 7,93 м – длина одного стержня.
7,93 м : 0,2 м – 1 = 38,65 шт стержней в одном ярусе. Округляем до 39 штук.
39 шт*2 = 78 штук – общее количество поперечных стержней в двух уровнях армирования.

Суммируем: 98+78=176 шт. Так как арматура продаётся по 11,7 м, вам придётся купить 176*11,7м=2059,2 м арматуры. При диаметре 12 мм, 1 метр стальной арматуры весит 0,888 кг. Соответственно, общий вес составит 1829 кг, или 1,83 тн.

Аналогично производится и расчёт арматуры для плоских каркасов, устанавливаемых вертикально: сначала для одного, учитывая его длину, ширину и количество перемычек, а потом умножаете на количество поддерживающих поясов. Единственно, если плита монтируется без подбетонки, снизу толщина защитной оболочки должна быть не 35, а 75 мм.

Онлайн калькулятор расчета

Рассчитать, сколько нужно арматуры для фундамента плита, можно и с помощью одного из онлайн сервисов, предлагаемых почти на каждом строительном сайте. Всё, что в такой калькулятор требуется ввести, это размеры плиты, количество уровней армирования, диаметр и шаг расстановки арматуры.

Мы решили сделать такой расчёт сразу на трёх разных сервисах. При одинаково введённых данных, все три дали абсолютно разные сведения по результатам расчетов, причём погрешность ответов довольно большая. Дело в том, что такие сервисы не учитывают отходы на резку арматуры, а высчитывают конкретное количество стержней, нужное на данный каркас.

Но ведь вам, даже если и нарежут в магазине стержни в размер, посчитают-то всё равно за целые, по 11,7 м. Считаем, что наш ручной расчёт арматуры на фундаментную плиту получился более точным. Лишь один калькулятор, в котором подсчёты выполнялись с 10% запасом, выдал ответ, наиболее близкий к тому, что получили мы.

Пример расчёта арматуры для плиты фундамента на калькуляторе

Если учитывать при покупке отпускную длину стержня, никакой запас на раскрой и не понадобится делать. Для плиты заданного нами размера (8*10 м), и продольные, и поперечные стержни короче отпускной длины. Может быть так и получится больше обрезков, но их можно использовать для изготовления П-образных хомутов, соединяющих торцы стержней верхней и нижней сетки. Да и плоские каркасы можно сделать из них же, только нужно правильно посчитать количество отходов.

Часто встречающиеся ошибки при армировании

Нередки случаи ошибок, приводящих к нарушению технологии и сокращению времени эксплуатации. К их числу следует отнести:

отсутствует полиэтиленовая защитная пленка на поверхности возведенной монолитной плиты (за счет оттока воды при затвердевании бетона поверхность основания излишне высыхает, ввиду чего образуются трещины);
подготовленная песчано-гравийная подложка не утрамбовывается (перекосы и трещины);
при формировании опалубочной системы не заделываются трещины, что приводит к вытеканию бетонной смеси и сокращению оптимального уровня воды в растворе;
отсутствует гидроизоляция поверх оборудованной подложки (снижение уровня воды в залитом растворе);
прутья арматуры размещаются непосредственно в грунт (коррозия материала наступает в кратчайшие сроки, нарушая целостность конструкции и смысл выполнения армирования основания);
несоблюдение рекомендаций по габаритам фракций армированных каркасов (образуются пустоты);
при обустройстве колонных элементов армированные каркасы не скрепляются с прутьями колонн, что приводит к неравномерному распределению нагрузок на возведенный фундамент;
отсутствие защитного слоя (преждевременная коррозия металлических элементов).

Посмотрите видео, как не допустить ошибки при укладке арматуры и дальнейшей заливке основания.

Какое армирование используется для монолитной плиты?

Чертеж-схема армирования монолитной плиты перекрытия Так выглядит условно чертеж армирования монолитной плиты. Но в реальности, схема существенно отличается − она более детальная, так как нужно предусматривать множество факторов и параметров.

Учитывая размеры и массу железобетонной плиты, для армирования лучше использовать:

Для вертикальных поясов прутья с внешним диаметром до 10 мм.
Для горизонтальных поясов – до 14 мм.
Для перемычек подходит и 8 мм.

Если используется композитная арматура, то диаметр несущих элементов может быть и меньшим, но количество прутьев нужно увеличивать. В большинстве случаев, схема расположения арматуры предусматривает использование прутьев с диаметром до 5% от толщины самой плиты. Тогда будет достигнута максимальная эффективность конструкции при минимальных финансовых расходах.

В отличие от ленточных фундаментов, монолитная плита армируется неравномерно. В зонах с минимальной нагрузкой каркас будет ослабленным, а вот на углах здания, на пересечения несущих стен, армирование уже будет значительно мощнее, так как это зоны продавливания − максимального давления, где возникают деформационные сдвиги.

Схемы армирования фундаментных плит