Армирование ленточный фундамент: схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

Ленточный фундамент имеет нестандартную геометрию: его длинна в десятки раз больше глубины и ширины. Из-за такой конструкции почти все нагрузки распределяются вдоль ленты. Самостоятельно бетонный камень не может компенсировать эти нагрузки: его прочности на изгиб недостаточно. Для придания конструкции повышенной прочности используют не просто бетон, а железобетон — это бетонный камень с расположенными внутри стальными элементами — стальной арматурой. Процесс закладки металла называется армированием ленточного фундамента. Своими руками его сделать несложно, расчет элементарный, схемы известны. 

Количество, расположение, диаметры и сорт арматуры — все это должно быть прописано в проекте. Эти параметры зависят от многих факторов: как от геологической обстановки на участке, так и от массы возводимого здания. Если вы хотите иметь гарантированно прочный фундамент — требуется проект. С другой стороны, если вы строите небольшое здание, можно попробовать на основании общих рекомендаций все сделать своими руками, в том числе и спроектировать схему армирования.

Содержание статьи

• 1 Схема армирования
  • 1.1 Какая арматура нужна
• 2 Расчет армирования ленточного фундамента своими руками
  • 2.1 Определение толщины арматуры
  • 2.2 Шаг установки
• 3 Армирование углов
• 4 Армирование подошвы ленточного фундамента
• 5 Сколько нужно прутка
• 6 Технологии сборки арматуры для ленточного фундамента

Схема армирования

Расположение арматуры в ленточном фундаменте в поперечном сечении представляет собой прямоугольник. И этому есть простое объяснение: такая схема работает лучше всего.

Армирование ленточного фундамента при высоте ленты не более 60-70 см

На ленточный фундамент действуют две основные силы: снизу при морозе давят силы пучения, сверху — нагрузка от дома. Середина ленты при этом почти не нагружается. Чтобы компенсировать действие этих двух сил обычно делают два пояса рабочей арматуры: сверху и снизу. Для мелко- и средне- заглубленных фундаментов (глубиной до 100 см) этого достаточно. Для лент глубокого заложения требуется уже 3 пояса: слишком большая высота требует усиления.

О глубине заложения фундамента прочесть можно тут.

Для большинства ленточных фундаментов армирование выглядит именно так

Чтобы рабочая арматура находилась в нужном месте, ее определенным образом закрепляют. И делают это при помощи более тонких стальных прутьев. Они в работе не участвуют, только удерживают рабочую арматуру в определенном положении — создают конструкцию, потому и называется этот тип арматуры конструкционным.

Для ускорения работы при вязке арматурного пояса используют хомуты

Как видно на схеме армирования ленточного фундамента, продольные прутки арматуры (рабочие) перевязываются горизонтальными и вертикальными подпорками. Часто их делают в виде замкнутого контура — хомута. С ними работать проще и быстрее, а конструкция получается более надежной.

Какая арматура нужна

Для ленточного фундамента используют два типа прутка. Для продольных, которые несут основную нагрузку, требуется класс АII или AIII. Причем профиль — обязательно ребристый: он лучше сцепляется с бетоном и нормально передает нагрузку. Для конструкционных перемычек берут более дешевую арматуру: гладкую первого класса АI, толщиной 6-8 мм.

В последнее время появилась на рынке стеклопластиковая арматура. По заверениям производителей она имеет лучшие прочностные характеристики и более долговечна. Но использовать ее в фундаментах жилых зданий многие проектировщики не рекомендуют. По нормативам это должен быть железобетон. Характеристики этого материала давно известны и просчитаны, разработаны специальные профили арматуры, которые способствуют тому, что металл и бетон соединяются в единую монолитную конструкцию.

Классы арматуры и ее диаметры

Как поведет себя бетон в паре со стеклопластиком, насколько прочно такая арматура будет сцепляться с бетоном, насколько успешно эта пара будет сопротивляться нагрузкам — все это неизвестно и не изучено. Если хотите экспериментировать — пожалуйста, используйте стекловолокно. Нет — берите железную арматуру.

Расчет армирования ленточного фундамента своими руками

Любые строительные работы нормируются ГОСТами или СНиПами. Армирование — не исключение. Оно регламентируется СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». В этом документе указывается минимальное количество требуемой арматуры: оно должно быть не менее 0,1% от площади поперечного сечения фундамента.

Определение толщины арматуры

Так как ленточный фундамент в разрезе имеет форму прямоугольника, то площадь сечения находится перемножением длин его сторон. Если лента имеет глубину 80 см и ширину 30 см, то площадь будет 80 см*30 см = 2400 см².

Теперь нужно найти общую площадь арматуры. По СНиПу она должна быть не менее 0,1%. Для данного примера это 2,8 см². Теперь методом подбора определим, диаметр прутков и их количество.

Цитаты из СНиПа, которые относятся к армированию (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)

Например, планируем использовать арматуру диаметром 12 мм. Площадь ее поперечного сечения 1.13 см² (вычисляется по формуле площади окружности). Получается, чтобы обеспечить рекомендации (2,8 см²)  нам понадобится три прутка (или говорят еще «нитки»), так как двух явно мало: 1,13 * 3 = 3,39 см², а это больше чем 2,8 см², которые рекомендует СНиП. Но три нитки на два пояса разделить не получится, а нагрузка будет и с той и с другой стороны значительной. Потому укладывают четыре, закладывая солидный запас прочности.

Чтобы не закапывать лишние деньги в землю, можно попробовать уменьшить диаметр арматуры: рассчитать под 10 мм. Площадь этого прутка 0,79 см². Если умножить на 4 (минимальное количество прутков рабочей арматуры для ленточного каркаса), получим 3,16 см², чего тоже хватает с запасом. Так что для данного варианта ленточного фундамента можно использовать ребристую арматуру II класса диаметром 10 мм.

Армирование ленточного фундамента под коттедж проводят с использованием прутков с разным типом профиля

Как рассчитать толщину продольной арматуры для ленточного фундамента разобрались, нужно определить, с каким шагом устанавливать вертикальные и горизонтальные перемычки.

Шаг установки

Для всех этих параметров тоже есть методики и формулы. Но для небольших строений поступают проще. По рекомендациям стандарта расстояние между горизонтальными ветками не должно быть больше 40 см. На этот параметр и ориентируются.

Как определить на каком расстоянии укладывать арматуру? Чтобы сталь не подвергалась коррозии, она должна находится в толще бетона. Минимальное расстояние от края — 5 см. Исходя из этого, и рассчитывают расстояние между прутками: и по вертикали и по горизонтали оно на 10 см меньше габаритов ленты. Если ширина фундамента 45 см, получается, что между двумя нитками будет расстояние 35 см (45 см — 10 см = 35 см), что соответствует нормативу (меньше 40 см).

Шаг армирования ленточного фундамента — это расстояние между двумя продольными прутками

Если лента у нас 80*30 см, то продольная арматура находится одна от другой на расстоянии 20 см (30 см — 10 см). Так как для фундаментов среднего заложения (высотой до 80 см) требуется два пояса армирования, то один пояс от другого располагается на высоте 70 см (80 см — 10 см).

Теперь о том, как часто ставить перемычки. Этот норматив тоже есть в СНиПе: шаг установки вертикальных и горизонтальных перевязок должен быть не более 300 мм.

Все. Армирование ленточного фундамента своими руками рассчитали. Но учтите, что ни масса дома, ни геологические условия не учитывались.  Мы основывались на том, что на этих параметрах основывались при определении размеров ленты.

Армирование углов

В конструкции ленточного фундамента самое слабое место — углы и примыкание простенков. В этих местах соединяются нагрузки от разных стен. Чтобы они успешно перераспределялись, необходимо арматуру грамотно перевязать. Просто соединить ее неправильно: такой способ не обеспечит передачу нагрузки. В результате через какое-то время в ленточном фундаменте появятся трещины.

Правильная схема армирования углов: используются или сгоны — Г-образные хомуты, или продольные нитки делают длиннее на 60-70 см и загибают за угол

Чтобы избежать такой ситуации, при армировании углов используют специальные схемы: пруток с одной стороны загибают на другую. Этот «захлест» должен быть не менее 60-70 см. Если длины продольного прутка на загиб не хватает, используют Г-образные хомуты со сторонами тоже не менее 60-70 см. Схемы их расположения и крепления арматуры приведены на фото ниже.

По такому же принципу армируются примыкания простенков. Также желательно арматуру брать с запасом и загибать. Также возможно использование Г-образных хомутов.

Схема армирования примыкания стен в ленточном фундаменте (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)

Обратите внимание: в обоих случаях, в углах шаг установки поперечных перемычек уменьшен в два раза. В этих местах они уже становятся рабочими — участвуют в перераспределении нагрузки.

Армирование подошвы ленточного фундамента

На грунтах с не очень высокой несущей способностью, на пучнистых почвах или под тяжелые дома, часто ленточные фундаменты делают с подошвой. Она передает нагрузку на большую площадь, что придает большую стабильность фундаменту и уменьшает величину просадок.

Чтобы подошва от давления не развалилась, ее также необходимо армировать. На рисунке представлены два варианта: один и два пояса продольной арматуры. Если грунты сложные, с сильной склонностью к зимнему печению, то можно укладывать два пояса. При нормальных и среднепучнистых грунтах — достаточно одного.

Уложенные в длину пруты арматуры являются рабочими. Их, как и для ленты, берут второго или третьего класса. Располагаются друг от друга они на расстоянии 200-300 мм. Соединяются  при помощи коротких отрезков прутка.

Два способа армирования подошвы ленточного фундамента: слева для оснований с нормальной несущей способностью, справа — для не очень надежных грунтов

Если подошва неширокая (жесткая схема), то поперечные отрезки — конструктивные, в распределении нагрузки не участвуют. Тогда их делают диаметром 6-8 мм, загибают на концах так, чтобы они охватывали крайние прутки. Привязывают ко всем при помощи вязальной проволоки.

Ели подошва широкая (гибкая схема), поперечная арматура в подошве тоже является рабочей. Она сопротивляется попыткам грунта «схлопнуть» ее. Потому в этом варианте подошвы используют ребристую арматуру того же диаметра и класса, что и продольную.

Сколько нужно прутка

Разработав схему армирования ленточного фундамента, вы знаете, сколько продольных элементов вам необходимо. Они укладываются по всему периметру и под стенами. Длинна ленты будет длиной одного прутка для армирования. Умножив ее на количество ниток, получите необходимую длину рабочей арматуры. Затем к полученной цифре добавляете 20%  — запас на стыки и «перехлесты». Вот столько в метрах вам и нужно будет рабочей арматуры.

Считаете по схеме сколько продольных ниток, потом высчитываете сколько необходимо конструктивного прутка

Теперь нужно посчитать количество конструктивной арматуры. Считаете, сколько поперечных перемычек должно быть: длину ленты делите на шаг установки (300 мм или 0,3 м, если следовать рекомендациям СНиПа). Затем подсчитываете, сколько уходит на изготовление одной перемычки (ширину арматурного каркаса складываете с высотой и удваиваете). Полученную цифру умножаете на количество перемычек. К результату добавляете тоже 20% (на соединения). Это будет количество конструктивной арматуры для армирования ленточного фундамента.

По похожему принципу считаете количество, которое необходимо для армирования подошвы. Сложив все вместе, вы узнаете, сколько арматуры нужно на фундамент.

О выборе марки бетона для фундамента прочесть можно тут. 

Технологии сборки арматуры для ленточного фундамента

Армирование ленточного фундамента своими руками начинается после установки опалубки. Есть два варианта:

Оба вариант неидеальны и каждый решает, как ему будет легче. При работе непосредственно в траншее, нужно знать порядок действий:

• Первыми укладывают продольные прутки нижнего армопояса. Их нужно приподнять на 5 см от края бетона. Лучше использовать для этого специальные ножки, но у застройщиков популярны куски кирпичей. От стенок опалубки арматура также отстоит на 5 см.
• Используя поперечные куски конструкционной арматуры или сформованные контура, их фиксируют на необходимом расстоянии при помощи вязальной проволоки и крючка или вязального пистолета.
• Далее есть два варианта:
  • Если использовались сформованные в виде прямоугольников контура, сразу к ним вверху привязывают верхний пояс.
  • Если при монтаже используют нарезанные куски для поперечных перемычек и вертикальных стоек, то следующий шаг — подвязывание вертикальных стоек. После того как все они привязаны, привязывают второй пояс продольной арматуры.

Есть еще одна технология армирования ленточного фундамента. Каркас получается жесткий, но идет большой расход прутка на вертикальные стойки: их забивают в грунт.

Вторая технология армирования ленточного фундамента — сначала вбивают вертикальные стойки, к ним привязывают продольные нитки, а потом все соединяют поперечными

• Сначала вбивают вертикальные стойки в углах ленты и местах соединения горизонтальных прутков. Стойки должны иметь большой диаметр 16-20 мм. Их выставляют на расстоянии не менее 5 см от края опалубки, выверяя горизонтальность и вертикальность, забивают в грунт на 2 метра.
• Затем забивают вертикальные прутки расчетного диаметра. Шаг установки мы определили: 300 мм, в углах и в местах примыкания простенков в два раза меньше — 150 мм.
• К стойкам привязывают продольные нитки нижнего пояса армирования.
• В местах пересечения стоек и продольных арматурин привязываются горизонтальные перемычки.
• Подвязывается верхний пояс армирования, который располагается на 5-7 см ниже верхней поверхности бетона.
• Привязываются горизонтальные перемычки.

Удобнее и быстрее  всего делать армирующий пояс с использованием сформованных заранее контуров. Прут сгибают, формируя прямоугольник с заданными параметрами. Вся проблема в том, что их необходимо делать одинаковыми, с минимальными отклонениями. И требуется их большое количество. Но потом работа в траншее движется быстрее.

Армирующий пояс можно вязать отдельно, а потом установить в опалубку и связать в единое целое уже на месте

Как видите, армирование ленточного фундамента — длительный и не самый простой процесс. Но справиться можно даже одному, без помощников. Потребуется, правда, много времени. Вдвоем или втроем работать сподручнее: и прутки переносить, и выставлять их.

Как правильно армировать фундамент своими руками

В этой статье даем подробную пошаговую инструкцию по армированию фундамента своими руками.
Рассказываем про создание фундаментов различных видов: ленточных, монолитных и
столбчатых. А также показываем, как правильно рассчитать нужное количество арматуры для строительства.

Виды арматуры

Традиционно для возведения бетонных фундаментов используется
стальная
рифленая арматура (для основного каркаса) и стальная
гладкая арматура (для организации перемычек). Однако на рынке можно найти
также новый вид прутков – стеклопластиковую
арматуру, которая по своим качествам отличается большей прочностью и
повышенной долговечностью.

Тем не менее, профессиональные строители рекомендуют брать
привычную стальную арматуру для создания классических железобетонных
фундаментов. Связано это с новизной прутков из стеклопластика – еще не до конца
изучено, как именно они поведут себя в связке с бетоном при различных весовых
нагрузках на фундамент.

Армирование
ленточного фундамента

Ленточный тип фундамента – один из самых распространенных и
популярных, если дело касается постройки частных домов на дачных участках. Ниже
показываем, как правильно
сделать каркас из прутков для армирования ленточного фундамента.

Такой фундамент – не сплошной, а состоит из длинных
железобетонных лент с прямоугольным сечением. Первоначально по местам заливки бетона
устанавливается деревянная опалубка. Самые распространенные габариты для нее:
высота деревянных бортов до 100 см и ширина между ними до 50 см. В результате
получится прочный среднезаглубленный фундамент.

Далее нужно собрать арматурный каркас. Он состоит из
нескольких видов прутков:

• Продольных – они играют роль основания каркаса и
  берут на себя основную нагрузку. Для них лучше всего использовать рифленую
  арматуру класса А3 толщиной от 10 до 22 мм.
• Вертикальных опор и горизонтальных перемычек –
  они укрепляют каркас из продольных прутков и обеспечивают более прочное и
  надежное схватывание бетона. Для их создания допускается использовать гладкую арматуру
  класса А1 диаметров 6-8 мм.

При высоте ленты до 100 мм традиционно создается каркас из
двух поясов продольной арматуры: верхнего и нижнего, которые соединяются
вертикальными и горизонтальными перемычками. Такая конструкция одновременно
компенсирует и пучение земли снизу, и давление дома сверху. Гораздо реже
строятся фундаменты большей высоты, и они требуют установки трех и более
поясов. 

Итак, рассмотрим подробную схему армирования фундамента с ленточной
конструкцией. Сначала укладывается пара нижних продольных прутков: таким
образом, чтобы расстояние от земли и бортов опалубки было не меньше 5 мм с
каждой стороны (для подъема арматуры над землей используют специальные ножки
или подпорки из кирпичей).

Далее устанавливаются вертикальные столбы нужной высоты – на
расстоянии не меньше 30 см друг от друга. К ним крепится верхний пояс
продольной арматуры, после чего оба пояса дополняются горизонтальными
перемычками для усиления жесткости – они устанавливаются на расстоянии не более
40 см друг от друга. Все стыки продольных, вертикальных и горизонтальных
прутков фиксируются вязальной проволокой: можно использовать или обычную
гладкую, или более надежную стальную проволоку
ВР-1 с рельефной поверхностью толщиной 3-4 мм.

Особое внимание нужно уделить примыкающим простенкам и углам фундамента, так как
на них приходится самая большая нагрузка. Эти участки дополнительно укрепляются
либо при помощи нахлеста продольных прутков друг на друга, либо с
использованием отдельного Г-образного хомута из рифленой
арматуры того же диаметра. Длина захлеста или хомута с каждой стороны угла
должна быть не меньше 50 см. Подробная схема укрепления углов фундамента
показана на нижнем чертеже.

Есть еще один способ установки вертикальных столбов: для
надежности их вбивают в землю на 1,5-2,0 метра. Это делает фундамент наиболее
прочным и жестким. После сборки всего каркаса производится заливка бетона в
опалубку.

Армирование
монолитного фундамента

Монолитный фундамент – это цельная железобетонная плита,
которая способна выдержать самые высокие нагрузки. Он может служить как
«черновым» полом для будущего дома, так и прочным основанием для создания
другого вида фундамента – ленточного или столбчатого. Главное требование при его
возведении: поверхность земли должна быть пологой, без малейших уклонов и
скатов.

Перед проведением работ нужно подготовить участок: выкопать
котлован, уложить на его дно ровную песчаную подушку и залить тонким слоем
бетона. Далее производится двухслойная гидроизоляция дна при помощи рулонных
гидроизоляционных материалов.

Дальнейшее армирование монолитного фундамента своими руками заключается в
создании сеток из прутков арматуры. Как и в случае с ленточными конструкциями,
лучше всего использовать рифленую
арматуру класса А3 толщиной не менее 12 мм. Она укладывается в двух
направлениях, образуя ячейки размером не меньше 20 см по каждой стороне – как
на фото ниже.
Пересечения прутков укрепляются при помощи перевязки проволокой.

Однако существует более удобный аналог отдельным пруткам — в
виде готовой сварной
сетки из рифленых прутков ВР-1 с шагом ячейки от 200 мм. Ее использование
избавит от необходимости самостоятельно укладывать и скреплять арматуру,
поможет сэкономить силы и время.

Оптимальная высота плиты монолитного фундамента для жилого
дома – 25-30 см. Такая толщина бетонного основания требуется двух поясов
арматурной сетки – верхнего и нижнего, которые соединяются и укрепляются
вертикальными гладкими
прутками А1 толщиной 6 мм. Расставляются такие прутки на всех пересечениях
сеток и фиксируются либо проволокой, либо сваркой. Далее производится заливка
бетона.

Армирование
столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент состоит из нескольких железобетонных
столбов с верхним ленточным ростверком, который используется как основание для
будущего дома. Он рассчитан на легкие постройки: например, сараи или каркасные
дома.

Армирование
столбчатого фундамента своими руками производится с использованием
вертикальных рельефных и горизонтальных гладких прутков тех же моделей и
габаритов, как и в случае с предыдущими видами фундаментов. Перед установкой
столбов выкапывается яма глубиной 2 метра, на дно которой укладывается подушка
из песка и щебня. Ее также можно дополнительно армировать при помощи арматурной сварной сетки
(тех же размеров, как и для монолитного фундамента). Вокруг ямы устанавливается
деревянная опалубка, по высоте равная части столба над уровнем земли.

Каждый столб состоит из четырех вертикальных прутков
арматуры по углам, которые ставятся на расстоянии минимум 20 см друг от друга.
Скрепляются они горизонтальными перемычками – по одной с каждой стороны. Для
надежности лучше сделать четыре ряда горизонтальных перемычек по всей высоте
столба, на одинаковом расстоянии друг от друга. Пересечения арматуры
перевязываются проволокой
длиной 300 мм.

Армирование верхнего ростверка происходит по той же
технологии, что и закладка ленточного фундамента. Однако при легком весе
будущей постройки ростверк можно заменить на обычные деревянные брусы.

Расчет размеров и
количества прутков

Очень важный момент при армировании фундамента – расчет арматуры, количество которой необходимо
для укрепления бетонной конструкции. Ниже мы подробно рассказываем, как сделать точный и
безошибочный расчет количества арматуры и ее размеров для каждого вида
фундамента.

Расчет для армирования ленточного фундамента

Сначала высчитывается общая площадь фундамента – для этого
перемножается его высота и ширина (например, фундамент высотой 80 см и шириной
30 см имеет площадь 2400 см²). Далее высчитывается общая площадь
арматуры, которая должна равняться не менее 0,1% от общей площади фундамента
(то есть 2,4 см² для фундамента 2400 см²).

Получившаяся площадь 2,4 см² – это площадь для
четырех продольных прутков, двух верхних и двух нижних. Поэтому с ее помощью
высчитываем диаметр нужной арматуры. Для этого по формуле площади окружности вычисляем
поперечное сечение прутка (например, для арматуры
диаметром 10 мм это 0,79 см²), а потом умножаем его на
количество прутков (0,79 х 4 = 3,16 см²). Этого с запасом хватит,
чтобы покрыть требуемую площадь 2,4 см².

Длина одного продольного прутка высчитывается по длине всей
бетонной ленты и умножается на общее количество прутков (4 штуки). Затем к
этому числу прибавляется 20% на стыки и угловые нахлесты.

Длина арматуры для вертикальных и горизонтальных перемычек
считается так:

• Сначала считаем число необходимых перемычек: общая
  длина ленты делится на шаг их установки (300 мм)
• Затем вычисляем длину одной перемычки: путем
  сложения высоты и ширины каркаса и умножением на 2
• Перемножаем обе полученных цифры (число и длину
  перемычек) и прибавляем запас 20%

Расчет для армирования монолитного фундамента

Расчет количества и диаметра арматуры для армирования под фундамент
монолитного типа происходит практически так же, как и в случае с ленточным.
Только общая площадь используемых продольных прутков должна равняться не менее
0,3% от общей площади фундамента.

Количество горизонтальных перемычек здесь считать не нужно,
нужны только вертикальные: их число равняется количеству пересечений в одной арматурной сетке.

Расчет для армирования столбчатого фундамента

Количество арматуры для одного столба высчитывается с учетом
их размеров. Например, при использовании четырех вертикальных прутков длиной по
3 метра для постройки фундамента
своими руками понадобится 12,8 метров рифленой арматуры с учетом припуска
0,2 метра на привязку ростверка: (3 + 0,2) х 4 = 12,8 метров.

Расчет
горизонтальных перемычек происходит так: их количество на одном участке столба (4)
умножаем на количество всех горизонтальных рядов на столбе (4), а после
умножаем на диаметр столба (например, 0,2 метра). В результате получится длина
арматуры для перемычек: 4 х 4 х 0,2 = 3,2 метра.

BuildingHow > Товары > Книги > Том А > Армирование II > Фундамент > Ленточный фундамент

Каркас однопролетный с ленточным фундаментом, выступающим (за пределы колонн) с обеих сторон

<проект:foundation140>

Ленточный фундамент — это элемент фундамента, который ведет себя одновременно как фундамент и балка.
Ленточный фундамент (перевернутая тавровая балка) ведет себя так же, как и распорные фундаменты, связанные между собой соединительной балкой. Однако из-за того, что основание и стенка перевернутой тавровой балки образуют единое тело по всей длине конструкции, инерция системы больше, следовательно, ее поведение более удовлетворительное

Поведение однопролетного каркаса на ленточном фундаменте (без сейсмических нагрузок)

При отсутствии сейсмических нагрузок напряжения грунта распределяются симметрично по всей длине ленточного фундамента.
Напряжения грунта выше в районе колонн.

Поведение однопролетного каркаса на ленточном фундаменте (при сейсмических нагрузках)

Во время землетрясения нагрузка на один край выше, что создает более высокие напряжения грунта, в то же время другой край разгружается. При изменении направления сейсмических сил нагрузки на фундаменты переключаются симметрично. Деформации и напряжения, прикладываемые к ленточному фундаменту, велики и постоянно знакопеременные.
Фундамент ведет себя как двусторонняя консоль (закреплена на стенке ленточного фундамента). Его поведение похоже на поведение настила, поэтому оно требует армирования нижнего волокна, как показано на рисунке ниже.

Поведение фундаментной плиты

Реакция грунта нагружает плиту фундамента (полка перевернутой тавровой балки) в направлении вверх. Это вызывает деформации нижней поверхности фундамента, которые несет арматура.

Поведение ленточного фундамента при сейсмических нагрузках

<проект:foundation145>

Ленточные фундаменты очень хорошо ведут себя во время землетрясения. В зависимости от направления сейсмических сил сильно нагружается один край. На больших участках ленточного фундамента деформация непрерывно обратная, поэтому требуется сильное армирование как по верхнему, так и по нижнему волокну, особенно в первом и последнем отверстиях непрерывного ленточного фундамента.
Для более эффективного поведения краевых зон ленточного фундамента целесообразно удлинить ленточный фундамент за пределы краевых колонн на достаточную длину.

3-D вид армирования ленточного фундамента

<проект: Foundation150>

Поведение этого элемента вполне очевидно, так как основание (т.е. фланец) распределяет приложенные нагрузки к грунту, нагружается реакцией грунта и ведет себя как консольная плита, а стенка фундамента ведет себя как балка.

Детализация армирования ленточного фундамента

Армирование фланца выполняется по тем же правилам, что и для изолированных фундаментов, но с учетом того, что один из его размеров очень длинный.
Армирование стенки выполняется по тем же правилам, что и для соединительных балок. Детали его усиления аналогичны соответствующим деталям усиления ранее упомянутой сплошной соединительной балки.

Армирование ортогонального ленточного фундамента

<проект:foundation160>

В ленточном фундаменте, имеющем стенку и полку одинаковой высоты (т. е. ортогонального сечения), общая высота подошвы (стенки) равна высоте стенки.
Единственная разница между обычным ленточным фундаментом и ленточным фундаментом с ортогональным поперечным сечением заключается в том, что последний требует усиления на верхней поверхности «полки».
В случае ленточного фундамента, когда полка и стенка имеют одинаковые размеры, образуется скрытая балка.

Детализация армирования ленточного фундамента с унифицированной полкой-полкой

Детали армирования стены фундамента этого конкретного ленточного фундамента аналогичны деталям армирования ранее упомянутой неразрезной соединительной балки.

Ленточный фундамент, в котором стенка выходит за грань колонны

Колонна сечением 800/250 в общей стене здания частично опирается на ленточный фундамент со стенкой 350/800.
Как правило, в местах соединения надстройки или фундамента рекомендуется размещать хомуты в колоннах и балках. Однако с практической точки зрения это трудоемкая процедура, и поэтому предпочтительно в первую очередь размещать стремена внутри колонн.
Если стороны стенки не находятся на одном уровне со сторонами колонны (например, стенка шире колонны), требуется дополнительное поперечное армирование. Эта арматура может быть выполнена в виде штатных хомутов балки или дополнительных хомутов в виде шпильки, расположенных, как показано на следующих рисунках.

Армирование стен ленточного фундамента, выходящего за пределы колонны, дополнительными шпильками

После размещения обойм хомутов внутри стенки перевернутой тавровой балки часть стенки, выходящая за пределы колонны, остается неармированной по вертикальной оси. Шпильки (красного цвета), которые будут размещены в этой области, формируются и размещаются в отдельной фазе.
Поперечная арматура, расположенная в месте стыка колонны с балкой, состоит из стержней в виде шпилек, расположенных последовательно друг за другом. На этом участке вертикальная арматура с тыльной стороны ленточного фундамента обеспечивается продольной арматурой колонны (т.е. из арматуры колонны).

Двустороннее удлинение стенки фундаментной балки

Колонна 800/250 устанавливается по центру балки ленточного фундамента сечением 500/800.

Поперечная арматура, размещенная внутри стенки ленточного фундамента, выходящая за пределы колонны с обеих сторон

После размещения хомутов внутри стен ленточного фундамента части стен, выходящие за пределы колонны, остаются неармированными по вертикальной оси. Арматурные стержни в форме двойной шпильки (красного цвета), которые будут размещены в этой области, формируются и размещаются на отдельной фазе.

Поперечное

Усиление

позиционировано

на

. размещены

один

по

один с обеих сторон балки

.

ИНЖЕНЕР-СТРОИТЕЛЬ: Пример проекта 3: Армированный ленточный фундамент.

Несущая стена одноэтажного дома должна опираться на широкий армированный ленточный фундамент.

Полевые исследования выявили рыхлые и средние зернистые почвы от уровня земли до значительной глубины. Почва переменная с безопасной несущей способностью в пределах 75–125 кН/м2. Также были выявлены слабые места, на несущую способность которых нельзя было положиться.

Здание может опираться на заземляющие балки и сваи, уложенные на прочное основание, но в этом случае выбранное решение заключается в проектировании широкого армированного ленточного фундамента , способного охватывать мягкий участок номинальной ширины.

Чтобы свести к минимуму неравномерную осадку и учесть мягкие участки, допустимое опорное давление будет ограничено до na = 50 кН/м2. Мягкие места, обнаруженные во время строительства, будут удалены и заменены бетонной смесью на тощей смеси; кроме того, основание будет спроектировано таким образом, чтобы перекрывать предполагаемые впадины шириной 2,5 м. Это значение было получено из указаний для локальных впадин, приведенных позже для фундаментов плотов. Плита первого этажа предназначена для подвешивания, хотя она будет отлита с использованием земли в качестве несъемной опалубки.

Загрузки

Если фундаменты и надстройка проектируются с учетом принципов предельного состояния, нагрузки должны храниться как отдельные

нефакторизованные характеристические постоянные и вынужденные значения (как указано выше), как для расчета опорного давления фундамента, так и для проверки пригодности к эксплуатации. Затем нагрузки должны быть учтены для расчета отдельных элементов в предельном состоянии, как обычно.

Для фундаментов, находящихся только под постоянными и вынужденными нагрузками, учет нагрузок для расчета армирования лучше всего выполнять путем выбора среднего коэффициента частичной нагрузки γP для охвата как постоянных, так и вынужденных нагрузок от рис. 11.22 (это копия рис. 11.20 Условия расчета железобетонных полос.).

Из рис. 11.22 комбинированный частичный коэффициент безопасности для нагрузок надстройки составляет γP = 1,46.

Вес основания и засыпки, f = средняя плотность × глубина
                                          
                                            = 18,0 кН/м2

Это полная статическая нагрузка, поэтому комбинированный коэффициент частичной нагрузки для нагрузок на фундамент, γF = 1,4.

Размер ширины фундамента
Новые уровни грунта аналогичны существующим, поэтому (вес) нового фундамента не влечет за собой дополнительных надбавок и может не учитываться.

Минимальная ширина фундамента указана в

Принять армированный ленточный фундамент шириной 1,2 м и глубиной 350 мм из бетона марки 35 ( см. рис. 11.23 ).

 Рис. 11.23 Пример конструкции армированного ленточного фундамента – нагрузки и опорные нагрузки.

Реактивное расчетное давление вверх для расчета поперечного армирования

Боковой изгиб и сдвиг b = 1000 мм.

Таким образом, vu < vc , поэтому поперечная арматура не требуется.

Нагрузка для перекрытия впадин
При возникновении локальной депрессии фундамент действует как подвешенная плита. Предельная нагрузка, вызывающая изгиб и сдвиг в фундаменте, представляет собой общую нагрузку, т. е. нагрузку на надстройку + нагрузку на фундамент, которая определяется как 9.0005

Продольный изгиб и сдвиг из-за впадин
Предельный момент из-за пролетного строения фундамента – предполагается просто опертым – при местной депрессии 2,5 м

Ширина по расчету арматуры b = B = 1200 мм.