Достичь оптимальной прочности здания в современном строительстве помогает технология армирования. Способы ее реализации многообразны и выбор конкретного зависит от целого ряда параметров укрепляемого объекта. Наибольшее распространение арматура получила в качестве элемента фундамента – именно благодаря металлическим прутьям формируется высокопрочный строительный компонент под названием железобетон. При этом интеграция стержней в бетонную основу должна строго рассчитываться, иначе все усилия по созданию надежной платформы будут напрасными.
Параметры для расчета арматуры
Вычисление объема и параметров металлического «скелета» невозможно без знания требуемых свойств относительно самого здания. На основе его характеристик подбирается арматура для фундамента. Расчет производится по нескольким показателям, определяющим технико-эксплуатационные качества строения.
Список базовых значений включает следующие параметры:
- масса используемых прутьев;
- длина каждого элемента;
- общий вес каркаса;
- диаметр и ребристость;
- количество стержней.
Казалось бы, применение максимально возможного количества арматуры позволит добиться наивысших технико-эксплуатационных качеств основы здания. Но это не так, поскольку неправильное распределение нагрузок на фундамент может повлечь обратный эффект, ослабив конструкцию.
Расчет для плитного фундамента
Одним из популярных типов фундамента является плитный. В этом случае применяются ребристые стержни диаметром не менее 1 см. Выбор толщины зависит от планируемой массы дома и характеристик грунта. Например, если возводится деревянное строение, то расчет арматуры для плитного фундамента может предполагать минимально допустимую толщину. В случае с каменным или кирпичным домом этот показатель составляет в среднем 1,5 см. На основе этих данных подбирается оптимальный объем армирующего материала.
Шаг арматурной сетки
Количество прутьев, а также их типоразмер необходимо рассчитывать по шагу сетки. Так, если планируется армирование на плитном фундаменте 6х6 м, то промежуток составит 20 см. То есть потребуется установить по 31 стержню вдоль и поперек. Соответственно, расчет количества арматуры для фундамента в этом случае показывает необходимость применения 62 прутьев. Но и это еще не все – поскольку у плиты формируется два пояса, то первичный результат умножается на два – в итоге получается 124 единицы. Совокупная длина материала при условии, что один стержень имеет протяженность в 6 м, составит 744 м.
Также потребуется и соединительная арматура. Ее рассчитывают индивидуально и на основе ширины пояса – это сцепляющие прутья длиной в несколько дециметров. В случае с описываемым фундаментом общая длина вспомогательной арматуры составит около 100 м.
Расчет для ленточного фундамента
При сооружении ленточной основы для дома также используется арматура с диаметром 10-14 мм. Но есть одно отличие, которое определяет специфику расхода стержней в таких фундаментах. Дело в том, что бетонная конструкция ленточного типа более устойчива к изгибам, поэтому толщина изначально будет занижена, если сравнивать с плитным аналогом.
Для продольного армирования используются стержни марки А3. На их функцию возлагается прием непосредственной нагрузки на фундамент, что определяет необходимость использования прутьев с ребристой поверхностью. Менее высокие нагрузки ложатся на вертикальные и поперечные элементы, поэтому они могут быть гладкими – марка А1. Обычно расчет арматуры для ленточного фундамента предполагает установку четырех стержней в продольном направлении – по два на каждый пояс. Если же требования к надежности повышаются ввиду нестабильности грунта или характеристик самого здания, то возможно увеличение количества прутьев.
Расчет для столбчатого фундамента
Данный тип фундамента предполагает использование армирующих прутьев с наименьшей толщиной – распространен диаметр в 1–1,2 см. Основную нагрузку берут на себя ребристые вертикальные стержни А3, в то время как элементы горизонтального направления (толщиной в 0,6 см) выполняют лишь функцию связки.
В качестве иллюстрации укрепления можно взять столбец длиной 2 м и диаметром 40 см. Здесь потребуются четыре элемента диаметром 1,2 см, между которыми сохраняется шаг в 20 см. Их скрепление выполнят гладкие прутки диаметром 6 мм. Относительно длины расчет арматуры столбчатого фундамента можно представить так: четыре вертикальных прутка по 2 м в общем составят 8 м.
Схемы армирования
От выбранной схемы армирования зависит форма металлического каркаса в бетонной основе. Последняя, в свою очередь, определит эффективность применяемой конфигурации – в каждом случае может быть разной.
Основным правилом в выборе схемы формирования конструкции из металлических прутьев является уклон в сторону правильных форм. Установка элементов армирования в виде прямоугольника или квадрата, как показывает практика, обеспечивает наивысшую надежность зданию. Впрочем, не исключены и другие решения по устройству армирующего каркаса, если проект самого дома отклоняется от стандартов.
Схема расположения прутьев в бетонной конструкции должна учитывать и дополнительное усиление, которое, впрочем, не так и обязательно, если сооружается фундамент плита. Расчет арматуры с укреплением обычно применяется в ленточных железобетонных закладках, когда формируются углы и стыки.
Крепление арматуры
Даже правильный расчет арматуры не обеспечит надежность и долговечность фундаменту, если выбран неудачный метод фиксации прутьев. Обычно для соединения металлических конструкций и деталей применяется сварка, но в случае с армированием желательно остановиться на проволочном креплении – структура материала сохранит свои изначальные качества, надежно укрепив бетон.
Для этого применяется вязальная проволока и специальный крючок, позволяющий создавать узлы. Оптимальная прочность каркаса возможна только при равномерном соединении участков схождения стержней – исключения касаются угловых участков, которым требуется усиление. Дополнительно укрепленная арматура для фундамента, расчет которой учитывает «проблемные» места стыков и поворотов, обеспечит защиту конструкции от физических воздействий.
В среднем на каждый стык расходуется порядка 25 см вязальной проволоки. Повысить надежность узлового соединения можно посредством двойной обвязки, после чего использовать вязальный крюк.
Ошибки в армировании
Лучший способ застраховаться от неправильного выбора и монтажа арматуры – неуклонно следовать проектной документации. Игнорирование установленных параметров строительства может быть связано с желанием экономии, отсутствием нужного материала и т.д. Каждый из этих случаев создает риск для безопасности сооружаемого объекта. Также не рекомендуется забывать о технологических правилах, по которым выбирается арматура для фундамента. Расчет ее позволит оптимизировать дальнейшую укладку, но главный вклад в успешность проекта внесет первичное качество материала.
Кроме того, в организации и самом армировании необходимо предотвратить следующие ошибки:
- Применение несоответствующей по характеристикам арматуры. Гладкие прутья не смогут заменить аналоги с ребристой поверхностью, как и одна категория материала – другую.
- Неподготовленная поверхность металла. Наличие жира, коррозии и грязи недопустимо, поскольку снижает адгезивные качества материала.
- Ошибки в расчете промежутков, в соответствии с которыми укладывается арматура для фундамента. Расчет шага от одного стержня до другого не должен быть менее 2 см – это неоправданно с точки зрения надежности конструкции и пропорционального распределения нагрузок.
- Соединение арматуры в местах растяжения бетонной основы. При нехватке длины арматуры применяется соединение по методу накладки. Хотя бывают случаи, когда такой прием допускается, желательно избегать лишних точек скрепления.
Особенности расчета стеклопластиковой арматуры
Достоинства композитного аналога металлических прутьев обусловили его популярность. В отношении диаметра и массы расчет стеклопластиковой арматуры для фундамента несколько отличается. Во-первых, инновационный материал в разы легче стали – так, масса 100-метровой арматурной накрутки из стеклопластика составляет 8 кг. Во-вторых, композит повышает прочностные качества бетона, что позволяет сокращать толщину элементов армирования. Например, если в проекте заявлены металлические прутья с диаметром в 1 см, то можно ограничиться 0,8-сантиметровым диаметром.
