Особливості розрахунку армування стрічкового фундаменту
Монолітний стрічковий фундамент можна зробити своїми руками, технологічний процес його будівництва не настільки складний. Якщо стрічка буде бутобетонная, то не буде потрібно посилювати конструкцію шляхом армування, і зовсім не обовязково знати, яка технологія вязки арматури. при будівництві збірного стрічкового фундаменту без спеціальної техніки не обійтися.
Найбільш проблемним ланкою технологічного ланцюжка виявиться не армування, а заливка бетону. Цю операцію бажано виконувати якомога швидше. Дана проблема виникне як при будівництві армованого стрічкового фундаменту, так і бутобетонного монолітного стрічкового фундаменту. Не зайве знати, як зєднати фундамент зі стінами.
Про міцність стрічкових фундаментів
Розраховувати армування і міцність стрічкового фундаменту необхідно з урахуванням властивостей металу і бетону.
Розрахунок на міцність армування виконують для перетинів, розташованих нормально і похило щодо діючого навантаження. Розраховують залізобетон на розкриття і стиснення тріщин. Виконують розрахунок за деформаціями і на витривалість. Зрозуміло, наскільки складно розрахувати армування стрічкового фундаменту.
Прийоми вязки дротом перетинань арматурних стержнів.
Для стрічкових фундаментів ситуація погіршується, так як передбачити види навантажень, які можуть впливати на них, практично неможливо. В ідеальному випадку на нього впливає тільки рівномірно розподілена по площі навантаження. Це якщо не враховувати його вагу.
В ідеальних умовах монолітний фундамент має рівномірно розподілене навантаження, яку можна замінити еквівалентною силою діючої посередині балки. Реакцію з боку підстави також можна вважати рівномірно розподіленим. Вся конструкція знаходиться в рівновазі, і ніякої напруги всередині неї не виникає. Тобто в ідеальному варіанті армування стрічкового фундаменту і не потрібно.
Однак, наприклад, взимку виникають вертикально спрямовані сили за рахунок збільшення обсягу при замерзанні води в порах грунту, влітку, навпаки, можливо осідання грунту, в результаті якого розподілений вага будівлі може перевищувати реакцію підстави. Це означає, що монолітна балка буде прогинатися, і її обовязково необхідно армувати. У верхній частині її виникнуть стискають сили, а в нижній частині, в підошві - розтягують. І в цьому випадку армування необхідно.
Для того щоб самостійно побудувати стрічковий фундамент і армувати його, можна скористатися вимогами, викладеними в нормативних документах. Ці вимоги обгрунтовані розрахунками, які виконані фахівцями, і практикою будівництва монолітного стрічкового фундаменту будівель. Виконання цих вимог в результаті армування забезпечить міцність всієї конструкції, дозволить заздалегідь визначити необхідну кількість матеріалу, що дуже важливо. У цих же документах зазначено, як правильно армувати.
Несиловий розрахунок стрічкового фундаменту
під таким розрахунком стрічкових фундаментів слід розуміти визначення кількості матеріалів, необхідних для будівництва. Для збірного стрічкового фундаменту визначити необхідну кількість залізобетонних блоків особливої складності не представляє. Для армування стрічкового фундаменту розрахувати необхідну кількість металу складніше. Щоб, не виконуючи складних розрахунків, армувати стрічковий фундамент, досить скористатися вказівками, наявними в нормативної документації та будівельними нормами. Вимоги, які необхідно обовязково виконувати, зведені в таблицю 1.
Таблиця 1.
| № п / п | вимога | значення |
| 1 | Площа, яку займає арматурою, повинна становити від площі поперечному перерізі | менше 0,1% |
| 2 | Якщо довжина блоку перевищує 3 м, а для стрічкового монолітного фундаменту це так і є, то діаметр арматури повинен бути | не менше 12 мм |
| 3 | Мінімальний діаметр стрижня для армування при довжині балки, що перевищує 3 м | 12 мм |
| 4 | При нарощуванні арматури по довжині внахлест величина перекриття повинна бути | не менше 1 м |
| 5 | Товщина шару бетону, що захищає арматуру від іржавіння, повинна бути | не менше 40 мм |
| 6 | Максимальна відстань між стрижнями поздовжньої арматури не повинно бути | не більше 400 мм |
| 7 | Діаметр поперечної арматури повинен бути менше діаметра поздовжньої арматури | в 4 рази, але не менше 6 мм |
| 8 | При висоті повязаного каркаса більше 80 см діаметр поперечної арматури повинен бути | не менше 8 мм |
| 9 | Зміщувати арматуру верхнього ряду щодо нижнього | заборонено |
| 10 | Відстань між поперечними стрижнями | не більше 600 мм |
Визначити необхідну кількість цементу, піску і щебеню для монолітного стрічкового фундаменту не важко. Для відповідальних конструкцій підійде бетон марки М300 (клас В22,5). Виготовляючи бетон цієї марки самостійно, необхідно витримувати пропорцію цемент / пісок / щебінь 1: 1,9: 3,7.
Визначення кількості арматури для армування
Мал. 1. Прямий гачок обертають вручну. Інструмент використовують для спрощення процесу звязування арматури.
Покажемо цей розрахунок на конкретному прикладі.
Будуємо будинок 8 10 м в Підмосковї. За шириною храму всередині є несуча перегородка. Надійний збірний стрічковий фундамент повинен мати підошву, розташовану нижче глибини промерзання приблизно на 20 см. Виходячи з цього, в Підмосковї, де середньостатистична глибина промерзання становить 1,4 м, висота h повинна бути як мінімум 1,6 м. При товщині d = 0 , 5 м площа поперечного перерізу фундаменту S дорівнюватиме:
S = h d = 1,6 0,5 = 0,80 м = 8000 см ,
отже, (див. п.1, таблиця 1) площа, займана арматурою, повинна бути не менше 8 см.
Купуючи арматуру, уточніть, про яке діаметрі каже продавець. Для розрахунку площі необхідно знати номінальний, а не зовнішній діаметр, який більше номінального. Так, номінальному діаметру арматури в 12 мм відповідає максимальний діаметр 13,5 мм.
Визначимо, яку мінімальну кількість стрижнів потрібно, якщо скористатися мінімально дозволеним номінальним діаметром d = 12 мм (див. П.3, таблиця 1). Площа поперечного перерізу стрижня дорівнює:
Sст= d2/ 4 = 3,14 · 122/ 4 = 113,4 мм2= 1,134 см2,
а необхідну кількість стрижнів дорівнюватиме:
n = S / Sст = 8 / 1,134 = 7,07.
Мал. 2. Гвинтовий гачок обертається сам, що в кілька разів прискорює вязку арматури.
Тобто потрібно 8 стрижнів, по 4 зверху і знизу. Якщо придбати стрижень номінальним діаметром 14 мм, то потрібно 6 стрижнів, тобто по 3 зверху і знизу. Такий діаметр і виберемо.
Загальна довжина фундаменту складе:
L = 2 10 + 3 (8-2 0,4) = 41,6 м.
Промисловість випускає арматуру довжиною 6 і 12 м. Отже, для однієї лінії потрібно 6-тиметрових стрижнів:
n6= 41,6 / 6 7 шт.
Щоб правильно армувати, до цього необхідно додати по 2 м на кожному зєднанні стрижнів внахлест (див. П.4, таблиця 1). На 6 зєднань необхідно додати ще 12 м. Загальна довжина однієї лінії складе:
L6= 6 7 + 12 = 54 м,
а для всього фундаменту (6 ліній) буде потрібно як мінімум 54 6 = 324 м або 54 стрижня довжиною 6 м і діаметром 14 мм. Природно, купувати необхідно хоча б з невеликим запасом.
Визначимо відстань між стрижнями. Стрижні повинні знаходитися від краю фундаменту на відстані 40 мм (див. П.5, таблиця 1). Тому при його ширині в 500 мм відстань між стрижнями дорівнюватиме:
l = (500-2 · 40) / 2 = 210 мм,
тобто вимога (див. п.6, таблиця 1) виконується.
Як правильно вязати арматуру
Мал. 3. Бобишки відокремлюють арматуру від опалубки, забезпечуючи незмінність форми стрічкового фундаменту.
Визначимо діаметр, який повинна мати дріт для вязки арматури (див. П.7, таблиця 1)
Dпа= 14/4 = 3,5 мм.
Отже, з урахуванням того, що висота каркаса перевищує 80 см, набуваємо дріт з мінімально допустимим діаметром, рівним 8 мм (див. П.8, таблиця 1).
Необхідна кількість проводу Lпр для поперечної арматури визначимо, виходячи з відстані між поперечними сполуками, рівного 0,5 м:
nв= L / 0,5 = 41,6 / 0,5 = 83 шт.
Lпр= [2 (h + l)] · L / 0,5 = [2 · (1,68 + 0,29)] 41,6 / 0,5 = 328 м.
Примітка. Висоту фундаменту і відстань між стрижнями збільшили на 8 см, щоб з кожного боку стрижні виступали на 4 см.
Вязка арматури - відповідальна операція, від якої залежить надійність армування. технологія армування передбачає три варіанти зєднань: внахлест без зварювання, зі зварюванням і з застосуванням спеціальних механічних пристроїв.
У свою чергу, зєднання внахлест при діаметрі стрижнів до 40 мм можна виконати, залишаючи стрижні прямими і укладаючи по довжині нахлестки поперечні стрижні. Армування стрічкового монолітного блоку при зєднанні стрижнів допускає гнути їх в гаки та петлі. Досвідчені будівельники не рекомендують зварювати стрижні. При зварюванні порушується структура металу і, отже, його міцність.
Кращим способом зєднання стрижнів в процесі армування є зєднання стрижнів обпаленої дротом обовязково круглого перетину діаметром 1 мм. Ця тягуча дріт при скручуванні не рветься. Необпалена дріт тендітна, може обриватися, і вязати нею дуже важко. Як найнадійнішого інструменту використовують простий гачок, показаний на малюнок 1, або гвинтовий, малюнок 2. Зазвичай застосовують найпростіший варіант вязки: петлю з дроту пропускають під складеними навхрест стрижнями, загинають, другий кінець пропускають в петлю і потім працюють гачком.
Абсолютно необхідною деталлю є бобишки, показані на рисунок 3. Ці елементи встановлюють так, щоб надійно відокремити арматуру від опалубки і забезпечити необхідну величину її покриття бетоном, і, що дуже важливо, вони забезпечують незмінність форми стрічкового монолітного каркаса.
Користуючись вимогами, які викладені в СНиП та не проводячи складних розрахунків, можна розрахувати кількість матеріалу, необхідного для армування фундаменту.
