Арматура для ленточного фундамента: особенности, схемы, расчет

Фундамент — основа сооружения, воспринимающая нагрузки на сжатие и растяжение, обеспечивающие устойчивость и долговечность постройки. Но чтобы он выполнял свои функции, необходимо правильно подобрать и рассчитать материалы.

Для устройства ленточного фундамента в индивидуальном строительстве используют не только бетон, но и арматуру. Она необходима для обеспечения большей прочности и выносливости, противостоит силам растяжения, в то время как бетонная часть — только на сжатие. Армирование обязательно для тяжелых зданий большой площади, а также для строительства на нестабильных (слабых) грунтах. А при возведении деревянных конструкций оно является дополнительной гарантией прочности и надежности. Если вы строите дом своими руками, необходимо предварительно определиться со схемой укладки и разновидностью материала, провести расчет арматуры для ленточного фундамента.

Основная. Каркас в виде объемного прямоугольника: состоит из 4-х прутов горизонтальной направленности. Используется на обычных грунтах, для зданий средней площади.

Усиленная. В виде сетки, где закладывают три слоя стержней, то есть в сумме получается 6 прутов на одну сторону ленты фундамента.

Арматура соединяется между собой методом вязки. Для этого используется специальная стальная проволока. В отличие от сварки такой метод более надежен, что достигается благодаря высокому показателю гибкости. При повышенной нагрузке части не рассыпаются и не позволяют зданию проседать. В обычном строительстве используют мягкую проволоку, но для повышения жесткости можно использовать материал из алюминия или меди (учтите, что это увеличит стоимость работ!).

Укладываются стержни на расстоянии не менее 5 см. от каждого края. Шаг арматуры — 30-50 см, в зависимости от характеристик грунта и будущего строения. Чем легче постройка, тем большее расстояния допускается.

Виды арматуры

Перед расчетом необходимо понять, какая арматура для фундамента потребуется.

В работах применяют три вида арматуры:

• Продольные. Имеют горизонтальную направленность. Именно эта арматура несет основную нагрузку, поэтому для нее используют ребристый профиль.
• Вертикальные. Соединяют между собой верхние и нижние слои каркаса. Нагрузка на них минимальна, поэтому подойдет гладкий профиль.
• Поперечные. Соединяют параллельные горизонтальные балки. Для этого типа арматуры также применяют гладкий профиль.

Диаметр прутков зависит от характеристик здания и грунта, на котором ведется строительство. Учитывается вес конструкции, тип почвы, материалы и пр. Для легких построек типа бань, хозяйственных сооружений и др. допустимо использование прутов диаметром 6-8 мм. Для частных домов обычно используют 10-12-милиметровый прут, а для тяжелых построек — профиль в 14 и более мм.

Расчет арматуры с примером

Расчет арматуры для фундамента ведется по следующим формулам:

• D = P×A
• K = P/L
• D1 = T×(A-1)+0,05
• J = P/N
• U = H×(P-1)+0,05

D — длина арматуры на 1 пояс (слой каркаса) в погонных метрах
P — периметр фундамента (общая длина ленты)
A — количество прутьев в поясе
K — число горизонтальных стержней
L — длина ячейки каркаса
D1 — длина перемычки
T — шаг между продольными стержнями
J — число вертикальных перемычек
N — шаг между вертикальными стержнями
U — длина вертикального стержня
H — расстояние между слоями каркаса

Сколько арматуры в фундаменте или пример расчета: фундамент со сторонами 6 и 4 м и еще одной стороной равной 4 м.

Каркас основной с 4 горизонтальными прутками, шаг 40 см.

Периметр: (6+4)×2 + 4 = 24 м.

Общая длина ребристого прутка: 24×4 = 96 м + 6 м в запас = 102 м.

Общая длина гладкого прутка: 24/0,4×4 = 240 м.

Важно: при расчете необходимого количества арматуры необходимо учесть:

• длина прутов 6 и 11,7 метра, т.е. для расчета количества прутов необходимо общую длину (102 м) поделить на 6 или 11,7.
• при вязке арматуры необходим нахлест прутков — длина перехлеста зависит от диаметра арматуры .

Для точного подсчета арматуры для ленточного фундамента вы всегда можете обратиться к нашим специалистам.

Арматура и фундамент: расчет сечения.

главная — Фундаменты

Андрей Дачник 11 сентября, 2016

Глава из книги «Мелкозаглубленный ленточный фундамент»

 

Минимальное содержание арматуры

в мелкозаглубленном ленточном фундаменте
Пункт 7. 3.5 СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» определяет минимальное относительное содержание рабочей продольной арматуры в железобетонном элементе не менее 0,1 % от площади рабочего сечения этого бетонного элемента. 

То есть для мелкозаглубленного ленточного фундамента высотой 1 метр  (1000 мм) и шириной 50 см (500 мм) минимальная площадь сечения продольной арматуры  должна составить 500 мм2 .   
 При армировании мелкозаглубленных ленточных фундаментов, служащих опорой под колонны (например, при строительстве монолитного железобетонного каркаса здания) площадь сечения продольной арматуры для ребра Т-образного ленточного фундамента предусматривают с процентом армирования 0,2-0,4 %  в каждом ряду. [Раздел 1, Приложение 1  к пособию по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», Москва, 2007]

Номер (номинальный диаметр) стержней арматуры и их количество в сечении обычной прямоугольной мелкозаглубленной фундаментной ленты можно определить по таблице:

Таблица. Пример расчета требуемого сечения арматуры для мелкозаглубленного ленточного фундамента:

Мы собираемся армировать типичный мелкозаглубленный ленточный фундамент для газобетонного мансардного дачного дома с расчетной линейной нагрузкой на фундамент (по британской методике) 30 кН/м. Высота ленточного фундамента 90 см (45 см подземная часть и 45 см надземная часть). На плотной слежавшейся супеси рекомендуемая ширина фундамента – 60 см.   Определяем площадь сечения фундамента 900 мм х 600 мм = 540 000 мм2 . Минимальное достаточное сечение всех стержней арматуры в фундаменте с таким сечением составляет 0,1% от площади сечения: 540 000  / 100 х  0,1 = 540 мм2 Ищем в таблице № 33 ближайшее значение площади сечения арматуры в колонках с 4-мя или с 6-ю стрежнями арматуры. Определяем, что ближайшее значение площади сечения в сторону увеличения соответствует площади 4-х стержней арматуры диаметром 14 мм,  либо площади 6 стержней арматуры диаметром 12 мм.   Поскольку ширина мелкозаглубленного ленточного фундамента у нас 600 мм, максимальная величина защитного слоя бетона – по 50 мм (40 мм оптимально) с каждой стороны, то расстояние при армировании ленты 4-мя прутами получается условно 500 мм. Однако такое расстояние противоречит требованиям СП 52-101-2003, где определяется максимальное расстояние между стержнями продольной  арматуры в одном ряду  как 400 мм. Следовательно, мы должны выбрать армирование 6-ю стержнями. В нашем случае подойдет армирование 6-ю стержнями (3 в нижнем ряду и 3 в верхнем ряду) арматуры диаметром 12 мм. Можно использовать и 6 стержней арматуры 14 мм, но в этом нет расчетной необходимости.  Поперечная арматура должна быть диаметром не менее ¼ диаметра арматуры и при этом не менее 6 мм:                     12 мм / 4 = 3 < 6 мм, поэтому используем арматуру диаметром не менее 6 мм. (Оптимально 8 мм). Минимальный номинальный диаметр арматуры в мелкозаглубленном ленточном фундаменте. Часто  у самостройщика возникает вопрос: допустимо ли использовать для продольных стрежней арматуры стержни диаметром 8 мм или 10 мм или менее, если их общая площадь сечения составляет минимально требуемое содержание в 0,1% от площади сечения мелкозаглубленного ленточного фундамента? К примеру, можно ли по вышеприведенной таблице взять для армирования мелкозаглубленного ленточного фундамента не 4 стержня арматуры диаметром 14 мм, а 8 стержней диаметром 10 мм?  И какого диаметра должна быть поперечная арматура (хомуты)? Минимальный диаметр арматуры определен в целом ряде нормативных документов. Для удобства мы свели их требования в нижеследующую таблицу: Таблица. Минимально допустимые номинальные диаметры продольной и поперечной арматуры при армировании мелкозаглубленного ленточного фундамента.

Условия использования арматуры Минимальный диаметр стержней арматуры Нормативный документ Продольная рабочая арматура вдоль стороны 3 метра или менее 10 мм Приложение №1 к пособию по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (Москва, 2007) Продольная рабочая арматура вдоль стороны более 3-х метров 12 мм Приложение №1 к пособию по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий» (Москва, 2007) Конструктивная арматура Сечение равно 0,1 % от площади сечения по высоте промежутка между слоями арматуры и  половине ширины ленты Пункт 3. 104 Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения). (Москва, Стройиздат, 1978) Поперечная арматура (хомуты) внецентренно сжатых элементов Не менее ¼ наибольшего диаметра продольной арматуры и не менее 6 мм Пункт 8.3.10 СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. Поперечная арматура (хомуты) вязаных изгибаемых каркасов не менее 6 мм Пункт 8.3.10 СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры. Поперечная арматура (хомуты) вязаных каркасов высотой сечения 80 см и менее 6 мм Пункт 3.106 Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения). (Москва, Стройиздат, 1978) Поперечная арматура (хомуты) вязаных каркасов высотой сечения более 80 см 8 мм Пункт 3.106 Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения). (Москва, Стройиздат, 1978)

Продольную рабочую арматуру мелкозаглубленного ленточного фундамента рекомендуется назначать из стержней одинакового диаметра. Если же применяются стержни разных диаметров, то стержни большего диаметра следует размещать внизу ленты фундамента,  в углах сечения ленты фундамента и в местах перегиба хомутов через рабочую арматуру. Стержни продольной рабочей арматуры должны размещаться равномерно по ширине сечения мелкозаглубленного ленточного фундамента. При этом размещение стержней арматуры верхнего ряда над просветами между арматурой нижнего ряда запрещается [пункт 3.94 Руководства по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения, Москва, 1978]. При этом как в сварных, так и в вязаных каркасах диаметр продольных стержней должен быть не менее диаметра поперечных стержней арматуры.

Максимальный номинальный диаметр продольной рабочей арматуры Диаметр продольных стержней сжатых элементов (верхний ряд арматуры) не должен превышать для тяжелого  бетона 40 мм [раздел 4, таблица 9 пособия по проектированию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий», Москва, 2007]. Армирование фундамента плиты Изготовление фундамента плиты

Оценка армирования фундамента

Введение:-

Оценка армирования является одним из наиболее важных критериев в проекте, инженер должен знать точный расчет оценки для изготовления арматурного каркаса для бетонных элементов, в этой статье оценка арматуры для распространения основание подробно описано.

 

Этикетки на фундаменте:-

Необходимо хорошо знать некоторые важные моменты, как показано на рис. 1:

(a): Фундамент: квадратное, прямоугольное или круглое бетонное основание, построенное из бетона определенного размера в зависимости от критериев проектирования.

(b): Фундаментная шейка: эта часть используется для соединения основания фундамента с поверхностью земли, эта часть сконструирована так же, как колонна по форме и размерам, иногда ее называют колонной.

(c): Основной стержень — это продольная арматура, размещенная в нижней части основания фундамента в обоих направлениях, после размещения всех из них создается некоторая сеть основных арматурных стержней.

(d): Дюбель — этот вид арматуры, работающий в качестве связующего элемента между фундаментом и колонной, выполненный в форме буквы (L).

(e): Стяжки. Этот вид арматуры используется для укрепления дюбелей и предотвращения коробления.

Рис. 1: Фрагмент армирования одинарного фундамента

---

Некоторые детали должны быть хорошо известны, как описано ниже и показано на рис. 2:

(a): Крюк — эта часть арматуры используется для закрепления других частей арматуры, создает сильное взаимодействие между арматурой и бетон, длина крюка всегда рассчитывается следующим образом:

10 мм ≤ длина _крючок ≤ 6 d _b      если d _b ≤ 16 мм

10 мм ≤ длина _крючок ≤ 12 d _{0036 b} = 20 мм, 22 мм и 25 мм

(b): Скругление – при изгибе арматурного стержня в любом направлении на углу появляется дуга скругления, длина скругления всегда рассчитывается следующим образом: (c): Нахлест: это означает, что когда два арматурных стержня соединены друг с другом, они должны располагаться внахлест на расстоянии, чтобы создать большее соединение друг с другом, длина нахлеста всегда рассчитывается следующим образом:

30 мм ≤ Длина _{Нахлест} ≤ (25 — 40) × d _b

Примечание: d _b : диаметр стержня

₀₃

---

Пример:-

Фундамент квадратного сечения площадью 2 м имеет толщину основания 0,5 м и высоту горловины 0,70 м. Найдите необходимое количество арматуры, если диаметр основного стержня составляет 16 мм с шагом 15 см в в обе стороны, диаметр анкеров 12 мм с шагом 20 см, в основании предусмотрено 8 дюбелей диаметром 25 мм.

Заголовок

Решение:

(a): Основные стержни:

 

-Длина = длина фундамента — (2×покрытие)  

07

-Количество стержней = (Длина / Расстояние) + 1 

Количество стержней = (1,85 / 0,15) + 1   >> = 13,33 ≈  14 стержней

 

— Длина каждого стержня = длина + 2 × (изгиб + крюк)

Длина каждого стержня = Длина + 2 × (4 d _b + 12 db)

Длина каждого стержня = 1,85+2×( (4 × 0,016 + (12 × 0,016))    >> =  2,36 м

 

 — Общая длина основных стержней = длина каждого стержня × количество стержней × два направления (2) Вес основных стержней = длина основных стержней × (D ² / 162)

Вес основных стержней = 66,1 × (16 ² /162) >> = 104 кг

---

(b):

 — Длина раскрытия дюбеля = Перехлесты + ( H — Покрытие)  + 4 d _b + 12 db

Длина штифта в развернутом виде = 40 d _b + ( H — Крышка) + 4 d _b + 12 db

Длина штифта в развернутом виде = (40× 0,025) + ( 1 — 0,075 )  + (4× 0,025) + (12× 0,025)

 Расчетная длина дюбеля = 2,32 м

 

= 8 × 2,32  >>  = 18,6 м 

 

— Вес дюбелей = Длина дюбелей × ( D ² / 162) 

Вес дюбелей= 18,6 × (25 ² /162) >> =  64 кг

---

 

(c): Стяжки: 

Примечание: в некоторых случаях, специально для неглубоких фундаментов, вес стяжек может рассчитываться вместе с колонной.

 

— Количество стяжек = [ (H- крышка) / Расстояние между стяжками ]  + 1 

Количество стяжек = [ (1- 0,075) / 0,2 ]  + 1   >>   = 5,6 ≈ 6 стяжек

4

 

— Длина развертки связей = [ (a — 2 покрытия) × 2 ] + [ (b — 2 покрытия) × 2 ] + [ Отвод] + [ Крючки]

Рисунок 4. Секция колонны

Длина развертки стяжек=[ (a — 2 крышки) × 2 ] + [ (b — 2 крышки) × 2 ] + [ 5 × 4 d _b ] + [ 2 × 6 d _b ]

Развертка длина связей = [(0,4-2×0,04)×2] + [(0,4-2×0,04)×2] + [5×4×0,012] + [2×6×0,012]

Длина развития связей= 1,66 ≈ 1,67 м

 

— Общая длина анкеров = Длина развертывания  × Количество анкеров

— Общая длина анкеров = 1,67  × 6 7 >> = 10,02 ≈ 9 10 м  9000 0006 — Вес галстуков= Длина всех стяжек× ( D ² / 162)

Вес стяжек = 10 × (12 ² /162) >> = 8,8 кг

 

2 крючка.

         (b): покрытие шейки фундамента (колонны) предполагается равным t0 4 см.

---

 -Общая арматура= вес основных стержней + вес дюбелей + вес стяжек 

 -Общая арматура= 104 + 64 + 8,8   >>  =176,8 ≈ 177 кг -456-2000-код | проектирование фундамента |

Содержимое

Фундамент строения, расположенного ниже уровня земли; Прочность здания зависит от армирования деталей фундамента. Детали армирования зависят от общей нагрузки, которая действует на строительные конструкции. Нагрузки, связанные с гравитационными нагрузками и гравитационными нагрузками, учитываются при проектировании фундамента. В качестве нагрузки принимается точечная нагрузка, действующая в сечении колонны. В этой статье я объясню вам четкую концепцию проектирования изолированного фундамента в соответствии со стандартом IS 456-2000 с помощью ручных расчетов. В конструкции колонны согласно предыдущей статье нагрузка принята равной 1200 кН, а размер колонны равен поперечному сечению 400 мм X 400 мм.

Следуйте нашим предыдущим статьям для полной конструкции колонны, балки, односторонней и двусторонней плиты с использованием ручного метода

. Конструкция колонны ЖБТ

по IS 456-2000.

Конструкция балки из железобетона

по ГОСТ 456-2000.

односторонняя конструкция плиты в соответствии со стандартом IS 456-2000.

Двухсторонняя конструкция RCC

с использованием кода IS 456.

Основные формулы, используемые при расчете по IS456-2000 код

Для расчета железобетонного фундамента в соответствии с кодом IS456 используются следующие 8 основных формул, которые приведены в соответствии со стандартами IS 456.

1. Площадь основания = Общая нагрузка/SBC
2. Давление грунта = q _u = Общая нагрузка/площадь основания
3. Коэффициент поперечной силы Vu ₁ = (q _u B/2) (B-C ₁ -2d)
4. Сопротивление сдвигу в одну сторону = Vc ₁ = τcbd
5. Коэффициент поперечной силы / Двусторонний сдвиг = Vu ₂ = q _u (B ² -(C ₁ +d) ² )
6. Сопротивление продавливанию/двустороннему сдвигу = Vc ₂ =Ksτcb ₀ д
7. Предельный момент Mu = (q _u B/8) (B-C) ²
8. Mu = 0,87fyAstd(1-(Astfy/bdfck))

Ступени, используемые в конструкции изолированного фундамента в соответствии с кодом IS 456

Следующие шесть этапов используются при проектировании изолированного фундамента в соответствии со стандартом IS 456

.

1. Расчет нагрузки
2. Размер фундаментов
3. Расчет чистого восходящего давления при предельной нагрузке
4. Расчет одностороннего сдвига для определения глубины
5. Проверка на продавливание / Двусторонний сдвиг
6. Усиленная конструкция

Пример конструкции изолированного фундамента в соответствии со стандартами IS 456-2000

Проект изолированного железобетонного фундамента для колонн размером 400 мм X 400 мм, который выдерживает нагрузку 1200 кН на колонну, принимает Несущую способность грунта (SBC) составляет 200 кН/м ² . Предположим, бетон марки М20 и сталь марки Fe 415.

Шаг 1: Расчет нагрузки

Приведенная нагрузка P = 1200 кН

Коэффициент нагрузки (или) предельная нагрузка = 1,5P = 1,5X1200 = 1800 кН

Учитывайте собственный вес фундамента, а засыпка составляет 10% нагрузки на колонну

= (10% нагрузки на колонну) = (10/100)1800 = 120 кН

Теперь общая нагрузка на колонну      = факторная нагрузка + 10 % нагрузки на колонну

= 1800+120 =1920 кН

Этап 2: Расчет размера фундамента

По шагу 1 общая нагрузка получается равной 1920 кН

Рассмотрим квадратный фундамент, длина и ширина которого равны B

Таким образом, площадь фундамента определяется как BXB = B ²

По формуле площадь фундамента определяется как

B ² = Общая нагрузка/SBC = 1920/200 = 9,6 м ²

Решая, мы можем получить значение B = 3,1 м

Таким образом, итоговая площадь основания составляет = 3,1 м X 3,1 м = 9,61 м ²

Этап 3: Расчет чистого восходящего давления при предельной нагрузке

Расчетная предельная нагрузка на шаге 1 равна 1920кН

Давление грунта = q _u = Общая нагрузка/площадь основания = 1920/9,61 = 199,80 кН/м ²

Итак, возьмите давление грунта q _u = 200 кН/м ²

Давление вверх

Этап 4: Расчет и проверка одностороннего сдвига для определения глубины

Односторонний сдвиг и момент

Из формул факторизованной поперечной силы для одностороннего сдвига

Коэффициент поперечной силы Vu ₁ = (q _u B/2) (B-C ₁ -2д)

Взяв значения Vu ₁ = ((0,2X3100)/2)(3100-400-2d)

Решая приведенное выше уравнение, мы можем получить

Vu ₁ = 310(2700-2d) ————————— уравнение 1

По предполагаемому процентному содержанию стали в фундаменте

Pt = 0,15%

Из таблицы 19 ИС 456-2000 код

Расчетный сдвиг = 0,36 Н/мм ²

И сопротивление сдвигу в одну сторону определяется как Vc ₁ = τcbd

Путем замены значений Vc ₁    = 0,36X3100d

Vc ₁     =1116d ——————————- уравнение 2

Путем решения уравнения 1 и уравнения 2

310(2700-2d) = 1116d

Мы можем получить значение d как 482,19 мм

Допустим, крышка 68мм

Таким образом, общая глубина равна 482+68 = 550 мм

Глубина изолированного фундамента

Этап 5: Проверка на продавливание/двусторонний сдвиг

Так как у нас есть формулы

Коэффициент поперечной силы / Двусторонний сдвиг = Vu ₂ = q _u (В ² -(С ₁ +d) ² )

Двусторонний сдвиг и момент

Путем подстановки значений в приведенное выше выражение

Ву ₂    =       0,2 (3100 ² – (400+550) ² )

=       1741,5 кН

Снова у нас сопротивление продавливанию/двустороннему сдвигу

Vc ₂     =       Ksb ₀ d

Где b ₀     =       4(C ₁ +d)

=       4(400+550)

=       3800

Из п. 31.6.3 допускаемое касательное напряжение (ИС 456-2000)

c = 0,25 fy ^1/2   = 0,25X20 ^1/2   = 1,118 Н/мм ²   и Ks =1

Подставив значения, мы можем получить

Vc ₂                      =       1X1.118X3800X550

=       2336,62 кН

Итак, здесь Vc ₂  > Vu ₂ , следовательно, глубина 550 мм безопасна

Этап 6. Расчет арматуры

У нас есть выражение предельного момента из раздела формул

Mu = (q _u B/8) (BC) ²

Подставив значения, мы можем получить

Мю = ((0,2X3100)/8) (3100-400) ²

Му = 564,975 кН.м

Используя выражение Mu, мы можем легко вычислить значение Ast

Mu = 0,87fyAstd(1-(Astfy/bdfck))

564,975 X 10 ⁶ = 0,87X20XAstX550 (1-(AstX415/3100X400X20))

Решая приведенное выше уравнение, мы можем получить значение Ast

.

Итак, здесь Ast = 2951,4 мм ²

Рассмотрим стержни диаметром 16 мм

Площадь 1 бар = µ/4(16) ² = 201 мм ²

Требуемое количество стержней = Ast/площадь 1 стержня = 2951,4/201 = 14,68

Возьмите 15 стержней диаметром 16 мм

Расстояние = (A/Ast)XB

= (201/2951,4)X3100

= 211,12 мм

Таким образом, окончательная арматура для изолированного фундамента в соответствии со стандартом IS 456-2000 получается при использовании стержней диаметром 16 мм на расстоянии 210 C/C как в направлении X, так и в направлении Y.

Окончательный вид армирования показан на рисунке ниже.

Окончательные детали армирования

Полная концепция проектирования изолированного фундамента в соответствии со стандартом IS 456-2000 объясняется на моем канале YouTube «Строительное строительство» автором shravan. Полную информацию см. ниже.