Вот уже много столетий человечество использует бетон для строительства самых разных зданий и сооружений. Но только в начале XIX века, с целью усиления, стала использоваться арматура для фундамента. Такой новаторский шаг был обусловлен временем – повышался уровень жизни людей, и требовалось более дешевое и простое решение по упрочнению бетона, ведь обладая высокой прочностью, хорошей водостойкостью и морозоустойчивостью, этот искусственный камень может давать трещины при растягивающем и сжимающем воздействии.
Процессы разрушения и деформации наиболее активно проявляются в фундаментах, ведь на них воздействуют грунты при зимнем пучении и критические весовые нагрузки, значения которых могут отличаться в зависимости от архитектурно-планировочных решений. Армирование стальными прутами позволило минимизировать габариты фундаментных оснований и сократить сроки и объемы строительных работ. Экспериментируя с формой сечений, инженеры стохастическим путем выяснили какую арматуру использовать для фундамента определенного типа и сегодня этот металлопрокат производится в обширной номенклатуре.
В современном строительстве используется арматурная сталь с гладким и периодическим профилем. Учитывая вариативность применения, в целом ее классифицируют сразу по нескольким признакам.
Форма сечения и диаметр рабочих и распределительных прутков выбираются на основе физико-математических расчетов. Произвольный выбор или необоснованная замена могут привести либо к удорожанию проекта, либо к недостаточной прочности фундамента. Монтажный арматурный металлопрокат, как правило, гладкий и не более 8 мм в диаметре.
Этот принцип классификации основан на пространственном положении армирующих прутков в теле строительной конструкции. Учитывая, специфику создания несущих элементов арматура в фундаменте бывает:
В зависимости от начального напряженного состояния армирующий металлопрокат может быть напрягаемым и ненапрягаемым. Напряженное состояние арматурной стали определяется конструктивно-технологическими факторами, например, прочностью и упругопластичностью бетона, технологией изготовления и процентом армирования, характером воздействующих сил. Соответственно, еще на стадии проектирования следует определить, какая арматура нужна для фундамента:
Стальные армирующие элементы – важнейшая составляющая часть железобетонной конструкции любого фундамента. Они должны работать совместно с бетоном на всем сроке эксплуатации строящегося объекта и:
Арматурная сталь производится диаметром 4,0…40,0 мм с гладким и периодическим профилем в бунтах и в стержнях мерной и немерной длины (в основном, длиной 6…12 м). Номенклатурный ряд диаметром от 6,0 до 14,0 мм – оптимальный размер для частных и малоэтажных строений, в выстном строительстве и промышленности востребованы диаметры вплоть до 32,0 мм, а для объектов повышенной ответственности может применяться максимальный диаметр.
Арматура под фундамент оценивается по основным характеристикам:
Сортамент арматурной стали в стандартах СНГ маркируется буквой «А» и классифицируют по механической прочности на:
При этом арматура на фундамент может иметь дополнительные символы в маркировке. Так, буква «С» указывает на то что, металлопрокат относится к свариваемым материалам, буква «К» подтверждает, что сталь является стойкой к коррозионному растрескиванию. Комбинация «СК» говорит о том, что арматурная сталь является и свариваемой, и коррозионностойкой. Отсутствие вышеперечисленных символов означает, что прокат имеет типовые качества и предназначен для сооружения обычных железобетонных конструкций.
Как несущее основание, фундаменты воспринимают и передают на грунтовое основание нагрузки от зданий, технических сооружений и других конструкций. Проектирование их проводится согласно действующим строительным нормам и правилам и учитывает:
Но главное – назначение и характер эксплуатации строящегося объекта. Даже далекие от строительства люди понимают, что прочность фундамента для дома, гаража или забора будет иметь совсем разные параметры. Поэтому первое, из чего исходят при выполнении расчетов – целевое назначение сооружения, его класс ответственности и архитектурно-планировочные особенности.
Несмотря на различия инженерных, климатических и геологических условий в отечественном промышленном, жилищно-бытовом и частном строительстве на естественных, а также на уплотненных и искусственно закрепленных грунтовых основах создаются плиточный, столбчатый и ленточный фундамент. Причем последний вариант является самым распространенным. При проектировании его можно рассматривать как жесткую конструкцию и создавать в котлованах или полостях разной формы в любых инженерно-геологических условиях. А это существенно упрощает расчет, перед тем как купить арматуру для фундамента. Все математические вычисления можно выполнить без большого количества данных. Да и стоимость его вполне доступная, а эксплуатационные показатели довольно высокие.
Конструкция ленточного фундамента проектируется на основе расчетных нагрузок, передаваемых стенами и грунтами. Расчет проводится по сечению, проходящему через край фундаментной стены. А площадь сечения арматуры рассчитывается по формуле:
Как видно, даже из упрощенного математического выражения, расчет диаметра армирующих элементов довольно сложный и выполнять его должны профильные специалисты. Но практика показывает, что в жилом и частном строительстве достаточно использовать прутки с круглым или серповидным профилем класса А-III (А-400) диаметром от 10 до 18 мм, при этом коэффициент армирования, определяющийся как отношение площади сечения закладных элементов к площади сечения фундамента, должен превышать 0,05…1,0%.
Исходим из того, что рассчитывается арматура для ленточного фундамента и, значит, нам надо опираться на величину периметра сооружения. Допустим, строится дача 4 на 6 метров с фундаментным основанием глубиной 40 см. Соответственно вычисляем:
Таким образом, для строительства понадобится гладких стержней 44 м. А с периодическим профилем – 80 м.
Выбор диаметра и формы сечения – ключевая задача, сложность которой состоит в способности учесть множественные технологические и технические требования, иногда противоречащие друг другу. Например, опытным путем было доказано, что чем чаще расположены выступы профильной поверхности, больше их пересечений с продольными ребрами и меньше радиус сопряжения, тем хуже сопротивление динамическим нагрузкам, пластичные и антикоррозионные свойства. В то же время периодический профиль улучшает сцепление с бетоном и повышает его трещиностойкость.
Соответственно, наилучшие условия совместной работы бетона и армирующих стержней будут достигнуты при использовании необходимого класса арматурной стали с оптимальным усилием сцепления и наименьшей длиной анкеровки с одновременным обеспечением необходимых механических свойств и высокого предела прочности. Поэтому стержни с гладким и периодическим профилем используются в разных сферах строительства.
Арматурная сталь с такой формой поверхности узнаваема по опоясывающим круглый стержень ребрам. Они отходят от продольного выступа симметрично (А-300) или асимметрично (А-400...А-1000), а в поперечном сечении они образуют характерную кольцевидную форму.
Арматурные стержни с кольцевым профилем применяются все реже. Это обусловлено снижением механических свойств из-за повышенной распорности стали в толще бетона и высокими затратами на производство. Сегодня данный профиль активно замещается более оптимальными сечениями и более дешевыми марками арматуры для фундамента, которые к тому же обеспечивают улучшенное сцепление и идентичную зону анкеровки.
Переход от кольцевой формы к двухстороннему серповидному профилю позволил повысить:
При этом обеспечивается необходимое сцепление с бетонным раствором. Длина зоны анкеровки и передачи перенапряжений не увеличивается.
Для минимизации появления трещин и расколов в толще бетона также широко используются стержни с более мягким четырехсторонним профилем серповидной формы. Она была заимствована у производителей Европы, поэтому такой прокат часто называют «европрофилем».
При идентичных с кольцевым профилем параметрах зоны анкеровки, он обеспечивает повышенную площадь сцепления с бетоном и:
Выбор способа соединения влияет на выбор материала, ведь перед началом строительства надо четко понимать, какая арматура нужна для фундамента возводимого объекта. Если планируется применение сварки, то маркировка выбираемой стали обязательно должна иметь букву «С». В противном случае даже опытный сварщик не сможет выполнить работу. Если же вы заранее знаете, что будете использовать альтернативный способ фиксации – вязку, то можно купить металл и несвариваемый. Такое решение позволит сэкономить определенную сумму, но потребует значительных физических усилий.
В промышленных условиях, а иногда при возведении частных домов и бытовых построек, для сборки арматурного каркаса прибегают к ручной или полуавтоматической электродуговой сварке, при этом стержни располагают внахлест, а сварочное соединение выполняют точечно.
Такой способ создания арматурного каркаса позволяет оперативно выполнить монтажную сборку. Это особенно актуально при больших масштабах работы, да и сварочное соединение отличается прочностью, жесткостью и надежностью. Но при всех достоинствах, сварка сопряжена с дополнительным термическим воздействием на металл, что негативно отражается на пластичности и отчасти на прочности стальных стержней.
Когда сварка недоступна или нет специалиста, способного качественно выполнить точечное сварное соединение, а также в тех случаях, когда следует избегать термического воздействия на сталь, многие обыватели и профессиональные строители прибегают к вязке. Этот механический способ соединения основан на жесткой обвязке каждого места пересечения прутков вязальной проволокой.
Для обеспечения более высокой производительности сегодня этот процесс можно выполнять не с помощью грубой физической силы, а посредством специальных устройств. Тем более что современные модели прекрасно работают даже при минусовой температуре.
Итак, теперь вы имеете базовое представление о том для чего и какую арматуру использовать для ленточного фундамента и как можно самостоятельно рассчитать ее необходимое количество. Главное, при закупке материала не забыть учесть, что он отпускается в кратных отрезках. Ну а специалисты продолжают работать над проблемой создания унифицированной арматурной стали, что поможет простому потребителю самостоятельно проектировать несложные сооружения, а строительным компаниям – повысить производительность работ и снизить нагрузку на логистику.
Прочный и надежный фундамент – залог успешного строительства. На нашем сайте вы можете заказать арматуру в необходимом количестве любого размера. Выбрав свой регион, вы увидите цену и доступность товара. За консультацией обращайтесь к нашим менеджерам по телефону 0800-30-30-70 или пишите в Viber и Telegram.
Мы рады, что вы заинтересовались информацией из нашего блога. И даем согласие на использование материалов для учебных целей или для личного пользования. Однако предупреждаем, что копирование информации для публичного распространения – это нарушения авторского права и других прав интеллектуальной собственности, согласно Бернской конвенции и Закона Украины об авторском праве №3792-XII.
