Досягти оптимальної міцності будівлі в сучасному будівництві допомагає технологія армування. Способи її реалізації різноманітні і вибір конкретного залежить від цілого ряду параметрів укрепляемого об’єкта. Найбільше поширення арматура отримала в якості елемента фундаменту – саме завдяки металевих прутів формується високоміцний будівельний компонент під назвою залізобетон. При цьому інтеграція стрижнів в бетонну основу повинна строго розраховуватися, інакше усі зусилля по створенню надійної платформи будуть марними.
Параметри для розрахунку арматури
Обчислення обсягу і параметрів металевого «скелета» неможливо без знання необхідних властивостей щодо самої будівлі. На основі його характеристик підбирається арматура для фундаменту. Розрахунок проводиться за кількома показниками, визначальним техніко-експлуатаційні якості будівлі.
Список базових значень включає наступні параметри:
- маса використовуваних прутів;
- довжина кожного елемента;
- загальна вага каркаса;
- діаметр і ребристість;
- кількість стрижнів.
Здавалося б, застосування максимально можливої кількості арматури дозволить домогтися найвищих техніко-експлуатаційних якостей основи будівлі. Але це не так, оскільки неправильне розподіл навантажень на фундамент може спричинити зворотний ефект, послабивши конструкцію.
Розрахунок для плитного фундаменту
Одним з популярних типів фундаменту є плитний. У цьому випадку застосовуються ребристі стержні діаметром не менше 1 див. Вибір товщини залежить від планованої маси будинку і характеристик грунту. Наприклад, якщо зводиться дерев’яна будова, то розрахунок арматури для плитного фундаменту може передбачати мінімально допустиму товщину. У випадку з кам’яним або цегляним будинком цей показник становить в середньому 1,5 см. На основі цих даних підбирається оптимальний обсяг армуючого матеріалу.
Крок арматурної сітки
Кількість прутів, а також їх типорозмір необхідно розраховувати по кроку сітки. Так, якщо планується армування на плитному фундаменті 6х6 м, проміжок складе 20 див. тобто буде потрібно встановити по 31 стрижня уздовж і впоперек. Відповідно, розрахунок кількості арматури для фундаменту в цьому випадку показує необхідність застосування 62 прутів. Але і це ще не все, оскільки біля плити формується два пояси, то первинний результат множиться на два – в результаті виходить 124 одиниці. Сукупна довжина матеріалу за умови, що один стрижень має довжину 6 м, становитиме 744 м.
Також потрібно і з’єднувальна арматура. Її розраховують індивідуально і на основі ширини пояса – це зчіплюють прути довжиною в кілька дециметрів. У випадку з описуваним фундаментом загальна довжина допоміжної арматури складе близько 100 м.
Розрахунок стрічкового фундаменту
При спорудженні стрічкової основи для будинку також використовується арматура з діаметром 10-14 мм, Але є одна відмінність, яка визначає специфіку витрати стрижнів в таких фундаментах. Справа в тому, що бетонна конструкція стрічкового типу більш стійка до вигинів, тому товщина спочатку буде занижена, якщо порівнювати з плитним аналогом.
Для поздовжнього армування використовуються стержні марки А3. На їх функцію покладається прийом безпосереднього навантаження на фундамент, що визначає необхідність використання прутів з ребристою поверхнею. Менш високі навантаження лягають на вертикальні і поперечні елементи, тому вони можуть бути гладкими – марка А1. Зазвичай розрахунок арматури для стрічкового фундаменту передбачає установку чотирьох стрижнів в поздовжньому напрямку – по два на кожен пояс. Якщо ж вимоги до надійності підвищуються зважаючи на нестабільність грунту або характеристик самої будівлі, то можливе збільшення кількості прутів.
Розрахунок для стовпчастого фундаменту
Даний тип фундаменту передбачає використання армуючих прутів з найменшою товщиною – поширений діаметр 1-1,2 див Основне навантаження беруть на себе ребристі вертикальні стрижні А3, в той час як елементи горизонтального напряму (товщиною 0,6 см) виконують лише функцію зв’язки.
В якості ілюстрації зміцнення можна взяти стовпчик довжиною 2 м і діаметром 40 див. Тут знадобляться чотири елементи діаметром 1,2 см, між якими зберігається крок у 20 див. Їх скріплення виконають гладкі прутки діаметром 6 мм. Щодо довжини розрахунок арматури стовпчастого фундаменту можна представити так: чотири вертикальних прутка по 2 м в загальному складуть 8 м.
Схеми армування
Від обраної схеми армування залежить форма металевого каркаса в бетонній основі. Остання, у свою чергу, визначить ефективність застосовуваної конфігурації – в кожному випадку може бути різною.
Основним правилом у виборі схеми формування конструкції з металевих прутів є ухил у бік правильних форм. Установка елементів армування у вигляді прямокутника або квадрата, як показує практика, забезпечує найвищу надійність будівлі. Втім, не виключені й інші рішення по пристрою армуючого каркаса, якщо проект самого будинку відхиляється від стандартів.
Схема розташування прутів бетонної конструкції повинна враховувати і додаткове посилення, яке, втім, не так і обов’язково, якщо споруджується фундамент плита. Розрахунок арматури з зміцненням зазвичай застосовується в залізобетонних стрічкових закладках, коли формуються кути і стики.
Кріплення арматури
Навіть правильний розрахунок арматури не забезпечить надійність і довговічність фундаменту, якщо вибрано невдалий метод фіксації прутів. Зазвичай для з’єднання металевих конструкцій і деталей застосовується зварювання, але у випадку з армуванням бажано зупинитися на дротовому кріпленні – структура матеріалу збереже свої початкові якості, надійно укріпивши бетон.
Для цього застосовується в’язальний дріт і спеціальний гачок, що дозволяє створювати сайти. Оптимальна міцність каркаса можлива тільки при рівномірному з’єднанні ділянок сходження стрижнів – винятки стосуються кутових ділянок, яким потрібне підсилення. Додатково укріплена арматура для фундаменту, розрахунок якої враховує «проблемні» місця стиків і поворотів, забезпечить захист конструкції від фізичних впливів.
У середньому на кожен стик витрачається близько 25 см в’язального дроту. Підвищити надійність вузлового з’єднання можна за допомогою подвійної обв’язки, після чого використовувати в’язальний гачок.
Помилки в армуванні
Кращий спосіб застрахуватися від неправильного вибору та монтажу арматури – неухильно слідувати проектної документації. Ігнорування встановлених параметрів будівництва може бути пов’язано з бажанням економії, відсутністю потрібного матеріалу і т. д. Кожен з цих випадків створює ризик для безпеки об’єкта, що споруджується. Також не рекомендується забувати про технологічних правилах, за якими обирається арматура для фундаменту. Розрахунок дозволить оптимізувати її подальшу укладання, але головний внесок в успішність проекту внесе первинне якість матеріалу.
Крім того, в організації і самому армуванні необхідно запобігти наступні помилки:
- Застосування невідповідної за характеристиками арматури. Гладкі прути не зможуть замінити аналоги з ребристою поверхнею, як і одна категорія матеріалу – іншу.
- Непідготовлена поверхню металу. Наявність жиру, корозії і бруду неприпустимо, оскільки знижує адгезивні якості матеріалу.
- Помилки у розрахунку проміжків, відповідно з якими укладається арматура для фундаменту. Розрахунок кроку від одного стрижня до іншого не повинна бути менше 2 см – це невиправдано з точки зору надійності конструкції і пропорційного розподілу навантажень.
- З’єднання арматури в місцях розтягування бетонної основи. При нестачі довжини арматури застосовується з’єднання за методом накладки. Хоча бувають випадки, коли такий прийом допускається, бажано уникати зайвих точок скріплення.
Особливості розрахунку склопластикової арматури
Переваги композитного аналога металевих прутів зумовили його популярність. Відносно діаметру і маси розрахунок склопластикової арматури для фундаменту дещо відрізняється. По-перше, інноваційний матеріал в рази легше сталі – так, маса 100-метрової арматурної накрутки зі склопластику становить 8 кг. По-друге, композит підвищує міцнісні якості бетону, що дозволяє зменшувати товщину елементів армування. Наприклад, якщо в проекті заявлені металеві прути з діаметром в 1 см, то можна обмежитися 0,8-сантиметровим діаметром.
