Как правильно рассчитать размер армопояса: формулы и примеры

Готовимся выполнить расчет количества арматуры для фундамента – важные моменты

Планируя постройку частного дома, следует обратить особое внимание на конструкцию арматурной решетки, воспринимающую значительные нагрузки на фундамент. Квалифицированно разработанная схема силовой решетки и применение оптимального сечения арматуры позволяет обеспечить требуемый запас прочности фундаментной базы, а также ее продолжительный ресурс использования

Самостоятельно рассчитать арматуру на фундамент можно различными способами:

• с использованием программных средств и онлайн-калькуляторов, которые выполняют расчет арматуры после введения рабочих параметров;
• выполняя вычисления вручную на основании информации о конструктивных особенностях фундамента, величине усилий и параметрам решетки.

Фундаментная основа, воспринимает нагрузку от массы здания и равномерно распределяет ее на опорную поверхность почвы.

Возведение зданий осуществляется на различных типах оснований:

• ленточных;
• плитных;
• столбчатых.

Расчет арматуры для ленточного фундамента

До начала вычислений следует разобраться с конструкцией силового каркаса, который состоит из следующих элементов:

• вертикальных и поперечных стержней, между которыми выдержан равный интервал;
• вязальной проволоки, соединяющей продольно расположенные перемычки и вертикальные прутки;
• муфт, обеспечивающих прочное соединение и удлинение арматурных прутков.

Для каждого вида основания применяется своя схема армирования фундамента, которая зависит от следующих факторов:

• характеристик почвы;
• габаритов здания;
• конструктивных особенностей строения;
• действующих нагрузок.

Применяется арматура, имеющая ребристую поверхность, которая отличается:

• размером сечения;
• классом;
• уровнем воспринимаемых нагрузок;
• расположением в силовой решетке;
• стоимостью.

Укладка арматуры в ленточный фундамент

Для различных фундаментов на основании вычислений определяются следующие сведения:

• количество арматуры для фундамента;
• сортамент вертикальных и поперечных прутков;
• общая масса арматурного каркаса;
• методы фиксации стальных стержней в силовой конструкции;
• технология сборки несущей решетки;
• шаг обвязки арматурных элементов.

Что такое армопояс и зачем он нужен

Если рассматривать прочностные характеристики таких материалов как газобетон, пенобетон, арболит и кирпич, то станет ясно, что сами по себе эти материалы достаточно хрупкие, поэтому при точечном воздействии на них большой нагрузки, они могут легко разрушиться.

В процессе возведения дома нагрузка на его стены постепенно возрастает как с верхней части, так и с нижней, в виде подвижек грунта и неравномерной усадки. Завершающий элемент – крыша – также оказывает значительное поперечное (распирающее) давление на стены. Отсутствие армирующего пояса в таком случае может привести к появлению трещин в стенах дома, а также к их полному разрыву и разрушению.

Армопояс, формируя жесткий каркас и связывая все стены воедино, принимает на себя нагрузки от верхних этажей и крыши и равномерно распределяет их по всему периметру. Заливка армированного пояса нужна в местах повышенной сейсмической активности, а также при условии дополнительных серьезных нагрузок на здание.

При возведении одноэтажных газобетонных домов, к заливке армопояса приступают после окончательного возведения стен, перед монтажом кровли. В этом случае, как правило, в армопояс закладываются шпильки, к которым крепится мауэрлат крыши. Это позволяет жестко «привязать» крышу к коробке дома.

Если в доме больше одного этажа, то армопояс заливается после возведения каждого последующего этажа под плиты перекрытия и в завершении, перед монтажом кровли.

В каком случае можно делать армопояс из кирпича

При возведении бань и аналогичных малоэтажных хозяйственных построек от заложения дорогостоящей монолитной ленты из ж/б можно отказаться в пользу кирпичного армопояса.

Такие пояса выкладывают из 4-7 рядов красного полнотелого кирпича, армируемого жесткой проволокой или стальной сеткой со средним размером ячеек. Остальные правила укладки кирпичного армопояса (смещение блоков на треть, тычковая перевязка, контроль за качеством раствора и толщиной швов, заложение металлических шпилек для крепления мауэрлата на этапе сборки) остаются неизменными.

Для утепления кирпичного армопояса используются те же материалы, что и для бетона (а именно – тонкие панели газосиликата или листы уплотненного полистирола), потребность в таких работах возникает из-за разницы в коэффициентах теплопроводности у пористых стеновых блоков и кирпича.

При этом следует помнить, что сборные конструкции всегда будут уступать по прочности и выдержке растягивающих нагрузок монолитному ж/б. По этой причине кирпичные пояса не закладываются в жилых домах с распорными стропильными системами (по сути – любыми конструкциями с двумя и более скатами) или высокой этажностью. Также от них отказываются при ведении строительства на участках с проседающими грунтами или отсутствии уверенности в устойчивости фундамента.

Теперь вы знаете ответ на вопрос: армопояс как правильно сделать.

Назначение и функции ↑

Подобное армирование является достаточно важным этапом в процессе возведения здания. Для начала, разберем для чего нужна установка армированного пояса.

На строение воздействуют различные усилия:

• вертикальное, создаваемое весом кровли, а также внешними воздействиями типа снега, ветра и другими;
• при опирании стропил на стену возникает распорное усилие, в результате которого стены здания стремятся раздвинуться. При этом распорная нагрузка растет по мере увеличения усилий на кровлю.

Для некоторых современных стройматериалов точечная нагрузка вполне может оказаться разрушительной. Поэтому для них, в частности, керамзитобетонных стен, армопояс под мауэрлат – крайняя необходимость. Таким образом, вопрос, нужен ли армопояс под мауэрлат на стенах из подобных материалов, имеет однозначный ответ.

На заметку

В тех редких случаях, если выполнить армирование невозможно, крепление мауэрлата к керамзитоблокам, пеноблоку без армопояса выполняют посредством химических анкеров.

Действительно,

• в процессе сверления отверстий под шпильки ячеистые блоки могут под воздействием точечной нагрузки потрескаться либо лопнуть;

• распорное усилие от висячих стропил создает разную нагрузку с различных сторон, в результате чего блоки могут начать разъезжаться, а крыша, как и стены – деформироваться;

• если стропила расположить непосредственно на газобетон, то даже небольшое отклонение уровня кровли от расчетного приводит к возникновению точечной нагрузки с возможными последствиями для пеноблоков. Укладка мауэрлата на армопояс предупредит возникающие при строительстве осложнения.

Что же касается стен из кирпича, то они имеют превосходную механическую прочность. Для устройства мурлата в этом случае вполне достаточно использовать анкеры или закладные элементы. Тем не менее в регионах с сейсмической активностью при строительстве домов рекомендуется устанавливать армопояс под мауэрлат из кирпича.

Армированный пояс на практике выполняет следующие функции:

• Не допускает деформации стен при подвижках почвы либо в случае их неравномерной усадки, сохраняя тем самым строгую геометрию строения.
• Позволяет выровнять конструкцию стен по горизонтальной плоскости, исправить погрешности при кладке.
• Придает дополнительную жесткость.
• Равномерно распределяют любую возникшую нагрузку несущих стен.
• Благодаря механической прочности, он допускает надежное крепление всех важных конструкций, включая мауэрлат.

Видео описание

Целесообразность использования армопояса или его отсутствия описывается в следующем видео:

Крепление мауэрлата к газобетону без армопояса рекомендуется выполнять при помощи анкеров длиной 500 мм. Технология монтажа выглядит следующим образом:

1. Между стеной и деревянной балкой укладывают гидроизоляционный слой. Он предупредит проникновение влаги, которая приводит к развитию плесени. Для создания гидроизоляции можно использовать рубероид. 
2. Деревянный брус укладывается в своё проектное положение. Выполняется разметка, где обозначаются места монтажа стропил. 
3. Учитывая положение стропильных ног, проделываются отверстия, предназначенные для установки анкеров. 
4. Крепёжный элемент забивают до упора шайбы под гайкой. 
5. Анкера плотно затягивают, обеспечивая жёсткость созданной конструкции.  

Плюсы железобетонного монолитного фундамента

Подходит для нестабильных грунтов

 Монолитная плита  во время сезонных изменений пучинистых грунтов, сохраняет равномерное распределение стеновой нагрузки. Такие изменения могут возникать при сильных морозах и оттаивании, длительной влажности, при всех природных явлениях которые воздействуют на плотность и объемность почвы.  Все здание, как единый конструктив, равномерно поднимается или оседает в зависимости от движении грунта,  при этом сохраняется целостность несущих стен и самого фундамента. В отличие от ленточных фундаментов , которые неравномерно проседают при таких явлениях и дают трещины.  Такое свойство плиты позволяет возводить дома на глинистых почвах и суглинках, торфянистых и склонных к заболачиванию, и даже на песчаных грунтах.

 Характеризуется минимальным процентом усадки, которая происходит равномерно и безболезненно как для самого фундамента так и для всего здания.

плитный монолитный фундамент

Высокая несущая способность

  В данном случае срабатывает обычные законы физики. Чем больше площадь распределения нагрузки, тем меньшее давление оказывается на основание и грунт.  Все многоэтажные дома возводятся и прочно стоят на монолитном плитном или комбинированных со столбчато-свайными фундаментами.

плитный монолит хорошо подходит для тяжелых каменных домов

Долговечность

  Грамотное устройство, с учетом особенностей грунта и поведения самой плиты во время эксплуатации, соблюдение требований технологии по утеплению, гидроизоляции, однородности бетонной смеси, достаточного объема гравийно-песчаной подушки и других базовых требований обеспечат прочность и целостность фундамента на многие десятилетия. В среднем, срок жизни качественного плитного фундамент считается вековым, то есть, на нем может прожить не одно поколение. В каждом населенном пункте достаточно много подобных памятников архитектуры, когда многоэтажное здание более 100 лет и даже до 300 лет стоит на бетонной плите. Но следует заметить, что любое долголетие еще зависит и от надлежащего ухода за строением.

многие памятники архитектуры более века стоят на монолитной плите

Высокая прочность

 Это самый прочный фундамент из всех существующих разновидностей. Достигается за счет однородности и отсутствия слоистости тела плиты. В основании отсутствуют стыки и швы, то есть, нет слабых мест для проникновения разрушающей влажности в тело фундамента и появления трещин. Кроме того, равномерное распределение нагрузки по всей поверхности, снимает значительную часть давления на железобетон, что является плюсом к уровню прочности.

прочность достигается за счет монолитной целостности

Позволяет возвести цокольный этаж

  Единственный фундамент,  на котором рекомендуется возводить дом с цокольным этажом. Устраивается как основание для  цоколя и служит фундаментом для всего дома.

Минимальные земляные работы

 Свойственно для мелкозаглубленных фундаментов, без наличия цоколя. Устойчивость к изменениям свойств грунта позволяет выполнять монтаж прямо на поверхности почвы без заглубления, предварительно очистив участок и выровняв его.  Такие работы можно выполнять самостоятельно без строительной техники.

для мелкозаглубленной плиты не проводятся объемные земляные работы

Простая технология возведения

  В условиях дефицита средств  для возведения фундамента и наличия свободного времени, часть работ можно выполнить своим силами, без привлечения техники и специалистов. В простой технологии устройства плитного фундамента можно легко разобраться. Такие работы как засыпка гравийно-песчаной подушки, подготовка котлована для заглубленных фундаментов, армирование, устройство опалубки, может выполнить любой новичок. Используя специальные формулы или онлайн калькулятор, при  наличии весовых расчетов будущего  дома, можно самостоятельно рассчитать размеры и объемы фундамента, примерное количество материала и его стоимость. Конечно, такие работы как подготовка бетона и его заливку лучше выполнять за один раз с привлечением специальной техник, с целью достижения однородности плиты.

заливка монолитного фундамента бетононасосом

Сокращает внутренние половые работы  

  Плита фундамента уже служит как черновое основание пола в доме. На него можно укладывать финишное половое покрытие: линолеум, ламинат, паркетную доску и если потребуется, защитные материалы, такие как гидроизоляция и утеплитель.   Подробнее про свойства ламината в статье: «Что такое ламинат. Структура и свойства»

плитный фундамент  уже является черновой стяжкой для полов в доме

Необходимые расходники и инструменты

Перед началом работы необходимо подготовить все инструменты:

• бетономешалка;

• болгарка;
• строительный уровень;
• лазерный нивелир;
• рулетка;
• маркер;
• ножовка по металлу;
• ножницы по металлу.

Кроме этого нужно заготовить специальную армирующую сетку и материалы для раствора. Это цемент марки не менее, чем М200, а лучше М400, также песок и чистая вода. Для большей прочности можно использовать специальные добавки в раствор для ускорения отвердевания. Для работ по укладке понадобится шпатель и зубчатая кельма. Можно также использовать резиновую киянку для коррекции камня в положении.

Если же кирпич используется как каркас и между элементами будет заливаться бетон, то нужны также прутья арматуры, фанера или строганные доски. Они будут использоваться в качестве опалубки для заливки монолитного бетона.

Также понадобятся такие крепежные изделия как саморезы, шурупы и гвозди для сборки опалубки.

Армопояс для стен дома из газобетона

Часто неопытные, начинающие строители, даже не знают, для чего на стены одноэтажного дома следует заливать бетонный армированный пояс. А необходимость его устройства кроется в следующих причинах:

1. Армопояс для газобетона под балки перекрытия, связывает конструкцию всего дома в единое целое и выполняет функции своеобразной жесткой рамы. Другими словами, благодаря ему, здание получает дополнительную прочность и стойкость против ветровых нагрузок, грунтовых подвижек, хорошую устойчивость при сейсмической активности и обеспечивает равномерную усадку дома.
2. Обеспечивает равномерное распределение на стены из газоблоков всех нагрузок от межэтажных и чердачных перекрытий, а также стропильной системы для крыши.
3. Монолитный ж/б пояс дает возможность оставлять в стенах любые по ширине проемы для установки оконных блоков и дверей, без использования специальных перемычек (своего рода экономия на материале).
4. Монолитный ж/б пояс нужен для монтажа стропильной системы, так как для нее требуется жесткое и надежное крепление, которое газобетонные блоки практически не могут обеспечить.

Размеры армопояса

Монолитный заливается по периметру всего здания, а его размеры привязываются к ширине наружных, так и внутренних стен.

По высоте может заливаться по верхнему уровню газоблока или ниже, но не рекомендуется поднимать его выше 300 мм — это будет просто неоправданный перерасход материала и повышение нагрузки на стены дома.

Ширина армопояса для газобетона делается по ширине стены, но может быть и немного уже.

Каркас для армопояса рекомендуется делать квадратного сечения, так как квадрат считается более стойким при механических нагрузках, чем плоский прямоугольник.

Армирование бетонного пояса

Для армирования используется арматура из металла или стекловолокна. Обычно ее сечение не превышает 12 мм. Чаще всего арматурный каркас состоит из четырех длинных стержней, которые укладываются вдоль стены дома. Из них, при помощи скоб из арматуры меньшего сечения, формируется квадратный или прямоугольный каркас. Длинные арматурные стержни, через каждые 300 – 600 мм, крепятся к скобам вязальной проволокой. Сварку для их соединения в каркасе использовать не рекомендуется потому, что метал в месте провара ослабляется, и при этом в этой точке, возможно, появление коррозии.

Нельзя допускать соприкосновение каркаса с газобетонными блоками. Для этого под него подкладываются специальные подкладки из пластика высотой около 30 мм. В крайнем случае можно подложить отдельные камушки из щебня.

Внимание. Чтобы правильно изготовить каркас для армированного пояса, рекомендуется применять арматуру только с ребристой поверхностью, которая обеспечивает жесткое сцепление с бетоном

Когда можно обойтись без армопояса пояса

Заливать армированный пояс для усиления стен не всегда имеет смысл. Поэтому чтобы не тратить лишние капиталы на покупку материалов, следует знать, в каких случаях можно обойтись без ж/бетонного пояса:

• Фундамент расположен на прочной скальной породе.
• Стены дома возводятся из кирпича.

Также необязательно заливать пояс из бетона по газобетонным блокам, если на них будет опираться перекрытие из дерева. Для разгрузки перекрытия, под несущие балки перекрытия, будет достаточно залить бетоном небольшие опорные бетонные площадки толщиной около 60 мм.

В остальных случаях, когда строительство ведется на торфяниках, глине, и других слабых грунтах, армопояс сделать необходимо. Особенно без него невозможно обойтись при возведении стен из газобетонных, керамзитных и других крупноячеистых блоков, которые относятся к хрупким материалам.

Газоблоки практически не способны нести точечные нагрузки и покрываются трещинами при малейшей просадке фундамента или при сдвижке грунта.

Как залить армопояс бетоном правильно

При самостоятельном изготовлении бетона рекомендуется на одну часть цемента использовать 4,8 части щебня, 2,8 части песка и примерно 20% воды, при этом бетон должен быть эластичным, но не жидким.

При выполнении заливки требуется соблюдать следующие правила:

1. Укладка бетона должна быть осуществлена за один непрерывный рабочий цикл. Для качественного ж/бетонного пояса, недопустимы частично засохшие прослойки бетонной массы.
2. Нельзя допускать, чтобы в бетонной массе оставались пузырьки воздуха, которые образуют поры, и этим уменьшают прочность застывшего бетона.

Чтобы этого не произошло, свежезалитый бетон требуется уплотнять при помощи глубинного вибратора или специальной насадкой с помощью перфоратора. В крайнем случае его можно уплотнить трамбовкой или металлическим штырем.

Монтаж арматуры

Железобетонную ленту выполняют с определенной последовательностью работ: сначала нарезаются прутья, потом они укладываются на фиксаторы или подкладки вдоль опалубки, связываются проволокой (это нижний слой), на них устанавливаются поперечные стержни и крепится верхний слой. После элементы скрепляются проволокой или резьбовыми шпильками.

Обычно применяют обязательно ребристые пруты диаметром 12 миллиметров, собирая из них параллелепипед или лесенку. Но лучше для первого слоя брать 12, для второго – 6 миллиметров, для поперечного крепления – 10. Каркас поперечный можно приварить в центре и по краям, а весь объем прутьев связывать.

Каркас обязательно должен быть утоплен в бетонном растворе на несколько сантиметров, отступ от краев составляет 5 сантиметров. Вязальная проволока может быть минимального диаметра, так как ее толщина не влияет на прочность несущих внешних или внутренних конструкций, но ощутимо увеличивает время и средства на выполнение работ.

Когда готовы оба слоя сетки, они укладываются, по краям и в центре свариваются между собой, создавая каркас с квадратным или прямоугольным сечением. Этот этап работ лучше выполнять в опалубке, чтобы потом не пришлось транспортировать деталь, большой вес которой ощутим.

В процессе сбора деталей в единую сетку сварка не используется – достаточно выполнить нахлест в 20-30 сантиметров между частями. Вся конструкция должна быть ровно расположена внутри опалубки, для измерений применяют строительный уровень.

Если арматура укладывается в полистиролбетонные или другие блоки, то предварительно делают штроборезом канавки, их очищают от пыли, смачивают, заливают мягко замешанным бетонным раствором либо клеем. Потом укладывают металлические рифленые прутья диаметром 8 миллиметров в штробы, убирают излишки клеящего состава, продолжают процесс строительства.

Армопояс под стены из кирпича или газобетона своими руками

Задача армопояса под стены распределить нагрузку на фундамент.

Вторая конструкция заливается на бетонные блоки фундамента перед тем, как будут возводиться стены. Ее следует применять практически всегда. Укладывается армопояс по периметру постройки вдоль внешних стенок, под несущими внутренними стенами при этом его не устанавливают.

В связи с тем, что данный пояс дополнительно способен укрепить конструкцию, при правильной заливке ростверка его можно выполнять менее прочным. Высота его принимается в диапазоне 0,2-0,4 м. Возможный бетон для использования – не ниже марки 200. Для второго пояса в качестве арматуры следует использовать двухжильные прутья ребристой арматуры, которые имеют диаметр 10-12 мм. Арматурная сетка будет укладываться в один слой.

Когда есть необходимость в усилении пояса, следует использовать арматуру с большим диаметром, уложить сетку в два слоя, тем самым образуя каркас, либо использовать большее количество жил.

Армопояс можно делать и так – между кирпичом ложится арматура и заливается бетоном.

Толщина цокольной стены и внешней кирпичной стены дома чаще всего составляет 510-610 мм. В подобном случае, для того чтобы выполнить заливку пояса, не обязательно монтировать деревянную опалубку – есть возможность заменить ее кладкой из кирпича. Для этого делаются кладки в полкирпича с двух краев стены. Между подобными кладками образуется пустота, в которую нужно уложить арматуру и залить бетонный раствор.

Стоит учитывать, что при отсутствии первого пояса (ростверка), делать второй бесполезно. Некоторые начинающие строители, не изготовив ростверка, занимаются максимальным усилением второго пояса, при этом используя арматуру с большим диаметром с большей несущей способностью. Это конкретно тот случай, в котором денежные средства, которые были потрачены на усиление конструкции, выбрасываются на ветер.

Первый пояс является основным, в то время как второй – лишь дополнительным, хотя делать его обязательно. Совместная их защита фундамента снизу и сверху способна служить гарантией надежного фундамента даже в случаях с самыми проблемными грунтами.

Ростверк

Первоначально следует определить глубину заложения фундамента. Этот параметр зависит от типа грунта, глубины его промерзания, а также глубины залегания грунтовых вод. Затем следует вырыть траншею по периметру будущего дома. Сделать это можно вручную, что долго и утомительно или при помощи экскаватора, что быстро и эффективно, но влечет за собой дополнительные расходы.

Теперь нужно сформировать песчаную подушку, высота которой должна равняться 50–100 мм. При необходимости засыпки песка больше, чем на 100 мм, его нужно смешать со щебнем. Это мероприятие может понадобиться для выравнивания дна траншеи. Еще один способ выравнивания дна – заливка бетоном.

Изготовление каркаса для ростверка

Затем следует уложить арматуру. В процессе строительства в нормальных условиях нужно использовать арматуру из 4–5 жил, диаметр каждого прута должен составлять 10–12 мм

Важно, чтобы при заливке ростверка для фундамента арматура не касалась основания. Она должна быть утоплена в бетоне. Таким образом, металл будет защищен от коррозии

Чтобы этого достичь арматурную сетку следует приподнять над песчаной подушкой, уложив под нее половинки кирпича

Таким образом, металл будет защищен от коррозии. Чтобы этого достичь арматурную сетку следует приподнять над песчаной подушкой, уложив под нее половинки кирпича.

Ростверк ленточного фундамента

Если вы строите дом на пучинистом грунте или там, где высокий уровень грунтовых вод, то ростверк следует сделать более прочным. Для этого вместо арматурной сетки следует использовать арматурный каркас. Он представляет себе 2 сетки, состоящие из 4 жил диаметром по 12 мм. Их следует укладывать снизу и сверху армопояса. В качестве основания вместо песчаной подушки используется граншлак. Его преимущество перед песком в том, что со временем граншлак превращается в бетон.

Для ростверка следует использовать бетон М200. Чтобы высота заливки соответствовала заданной величине, установите в траншее маячок – металлический колышек равный высоте ростверка по длине. Он будет служить вам ориентиром.