Печь Бубафоня: конструкция, принцип действия, достоинства и недостатки

BrickNews.ru

Новости строительства и архитектуры

• Главная
• »
• Статьи
• » Печь «Бубафоня», все плюсы и минусы в эксплуатации

Печь «Бубафоня», все плюсы и минусы в эксплуатации

Содержание:

Многие дачники, владельцы гаражей и автомобилей с приходом холодов вынуждены спасать свое имущество от сильного перемерзания. Обогрев помещений должен быть достаточно экономичным, безопасным, давать нужный эффект, не вредить здоровью, его должно хватать на продолжительное время. Конструкция отопительная должна быть компактной и простой в использовании.

Из чего сделана печь «Бубафоня»

При изготовлении печи умелец использовал материалы, которые у него были в мастерской. Печь можно сделать на основе простой металлической бочки, либо это может быть кусок трубы с толстыми стенками, у которой заварен один конец, либо же это емкость в виде цилиндра. Главное, чтобы дно у печи было хорошо запаяно, а верх закрывается плотно крышкой. Внутренняя часть оснащена поршнем с грузом, трубой и рассекателями воздуха. Отводящая труба приваривается к верхней части корпуса. Хомут и стеклоткань служат для соединения трубы и трубопровода. Стеклоткань уменьшит потерю тепла.

Чтобы конструкцией было удобно пользоваться, нужно приварить ручки из металла на крышку и внешнюю стенку.

Плюсы и минусы печи «Бубафоня»

Положительные стороны

Конструкцию можно очень быстро и легко собрать, по габаритам она достаточно компактна. Ее можно собрать самому, без помощи других. Печь и топливо для нее очень демократичны по цене. Горение в печи очень длительное по времени и не требует дополнительного топлива, причем можно регулировать сам расход топлива и устанавливать интенсивность горения. Печь работает автономно, без использования электричества. Плюс еще в том, что печь может эксплуатироваться довольно долгое время без поломок, ее конструкция подлежит модернизации, при желании ее можно подключить к системе водяного отопления. Печь проста в работе, достаточно почистить ершиком трубы от конденсата.

Слабые стороны

На ряду с положительными сторонами конструкция имеет и свои недостатки. В трубах печи образуется конденсат, который нужно чистить, трубы могут перемерзнуть. Чтобы топливный бак не пришел, а негодность, нужно своевременно убирать пепел и золу, которые со временем могут сбиваться в плотную массу с твердой основой. При пользовании печью нужно установить нагнетающий вентилятор, который разгонит газы, которые могут выделяться при обратном горении. После работы печь очень быстро остывает.

Как работает печь

Принцип горения сверху вниз. Топливо в печи разгорается от воздушной тяги, которую создает труба на верхней крышке. Пока топливо сгорает, крышка с грузом движется вниз, а поток горячего поднимается вверх и попадают в трубу, которая отводит горячий воздух в трубопровод. Интенсивность тяги можно регулировать путем регулирования величины зазора с помощью заслонки, которая закрывает трубу. С увеличением воздушной тяги будет увеличиваться и горение топлива, но при этом горение будет непродолжительным. Можно с помощью зазора уменьшить горение, тогда без дополнительного топлива печь будет работать очень долго от 6 до 16 часов.

Правильная эксплуатация печи

Дно топливного бака загружается небольшими по размеру дровами, которые перекладываются бумагой и щепками и с помощью спички разжигается огонь в печи. После, поршень с грузом устанавливается в баке и крышка закрывается, теперь нужно установить нужный размер зазора у заслонки и трубы, тем самым устанавливая нужную степень тяги.

Помните о безопасности и не располагайте рядом с печью все, что легко горит — мебель, ткань, бумагу и т. д. Используйте защитные рукавицы для загрузки топлива. С большой осторожностью пользуйтесь горючими жидкостями, ацетоном, керосином, бензином при розжиге.

НЕ забывайте, что если используете такие жидкости, то сначала ее добавляют на дрова, которые потом закладывают в печь, при этом следите, чтобы случайно не загорелись одежда и рукавицы. Если печь используется для приготовления пищи, то все действия можно производить только после того, как печь полностью прогреется, то есть минут через 15. Детали у разогретой печи очень горячие, поэтому пользуйтесь рукавицами. Если перекрыть поступление кислорода путем закрытия задвижки на трубе, то процесс горения прекратится.

Если нужно очень быстро загасить печь, то тогда использовать специальные средства против пожара. Не используйте печь для сжигания бытовых отходов и пластмасс, так как при их горении выделяются вредные газы, а трубы забиваются слоем сажи. Дрова для розжига должны быть сухими, без налета смолы, который приводит к образованию конденсата и нагара. Дрова должны быть небольшими и хорошо укладываться в топливный бак. Ни в коем случае не пытайтесь покрыть лаком или эмалью детали, которые потом будут нагреваться. При высокой температуре краска легко воспламеняется и выделяет ядовитые пары. Используйте только краски, устойчивые к высоким температурам. Проследите, чтобы конструкция была установлена на жаропрочном материале.

Как усовершенствовать печь «Бубафоня»

Печь защитит любые помещения от перемерзания в холодное время. Также печь можно совместить с системой водяного отопления. Для этого сооружается так называемая водяная «рубашка» вокруг печи, а отопительные трубы подводятся к ней. Теперь принцип действия печи будет таков: тепло печи будет нагревать воду, которая циркулирует по трубам. Водяная «рубашка» делается из двух кусков металла, которые нужно согнуть в кольцо и заварить сваркой. В результате получится кожух из металла, толщина стенки которого 2 мм. Котел печи устанавливается в этот кожух, присоединяют трубы, по которым пойдут вода и воздух и подбирают подходящую крышку. Все, готовая отопительная конструкция готова к эксплуатации. Чтобы тепло не терялось, обмажьте стенки отопительного бака глиной и положите кирпичную кладку.

«Бубафоня» — отопительное устройство длительного горения, которое напрямую нагревает воздух в помещениях различного назначения, работающее на топливе из древесины. Несмотря на небольшие размеры, печь обладает большой теплоотдачей без дополнительной загрузки дров. Такую печь может сделать практически любой умелец, у которого под рукой есть необходимые материалы и сварочный аппарат.

Используя простые материалы, можно получить надежный источник тепла, который по достоинству оценили многие пользователи. Печь рассчитана на экономичное использование топлива, что делает ее использование экономически привлекательным. На сегодняшний день существует много аппаратов для отопления, но печь «Бубафоня» прочно удерживает свои лидирующие позиции среди них, благодаря своей простоте и экономичности. Тем более собрать такую печь по чертежам не составит никакого труда и не займет длительного времени.

Печь бубафоня – суть в простоте

Локальное и эпизодическое отопление отдельных зданий и помещений требует установки автономного теплового источника. Непостоянный режим работы подразумевает конфигурацию системы отопления, не связанную с водяным теплоносителем.

Наличие воды чревато замерзанием при отрицательных температурах воздуха и последующим повреждением оборудования. Постоянный режим работы повлечет повышенные затраты на топливо. Применение небольших печей соответствует поставленным целям – непостоянное отопление помещений с минимумом затрат на топливо и приобретение дорогостоящего оборудования.

Печь бубафоня – одна из набирающих популярность модификаций мобильных печей, обладающая компактными размерами, высокой скоростью нагрева и экономным расходом топлива.

Принцип работы печи бубафоня

Данный тип устройства относится к печам длительного горения. В тепловой схеме печи реализовано выделение и сгорание пиролизного газа (составного компонента любого твердого топлива). То есть организуется принцип наиболее полного и качественного сгорания всех компонентов топлива.

Процесс горения происходит в несколько этапов:

• Розжиг топлива;
• Тлеющее горение основного массива топлива по направлению сверху вниз;
• Горение происходит с дозированной подачей нагретого воздуха;
• При медленном сгорании происходит выделение пиролизного газа и паров воды;
• Выделившийся пиролизный газ сгорает отдельно от твердого массива топлива, выделяя дополнительное количество теплоты;
• При горении пиролизного газа происходит подогрев воздуха, идущего на горение – эта особенность увеличивает эффективность сгорания топлива и газов;
• Продукты сгорания удаляются через дымовую трубу посредством естественной тяги;
• Зольный остаток имеет минимальный размер.

За счет тлеющего горения полный цикл сгорания растягивается на длительное время. Длительность работы изделия зависит от качеств и объемов закладываемого топлива. Возможна работа на всех видах твердого топлива – дровах, угле, опилках и так далее.

Преимущества и недостатки устройства

Печь, разработанная сибирским умельцем А. Бубякиным, имеет массу достоинств:

• Простота конструкции;
• Универсальность по видам твердого топлива;
• Длительный цикл горения;
• Относительная мобильность;
• Бубафоня с водяной рубашкой производит горячую воду.

Простота конструкции дает возможность изготовления печи своими руками. Но для этого потребуется наличие навыков работы с электродуговой сваркой. Затраты на собственноручное производство минимальны – можно использовать старый газовый баллон, кусок трубы большого диаметра, стальную бочку. По желанию конструкцию можно оптимизировать дополнительными элементами – водяным контуром, защитным ограждением, пластинами увеличения площади теплоотдачи.

Универсальность потребляемого топлива дает возможность использования и утилизации древесных опилок, дров, отходов древесного происхождения. При использовании качественных материалов (угля, гранул) достигается высокий уровень нагрева при малых объемах закладки.

Конструкция бубафони реализует процесс длительного горения – эта характеристика уменьшает объем ручного обслуживания и создает равномерный, стабильный режим работы отопления.

Печь обладает некоторой мобильностью, есть возможность ее перемещения в другие помещения.

Недостатками печки бубафоня являются:

• Пониженный коэффициент полезного действия, зависящий от схемы горения, частичный унос пиролизных газов;
• Горячая поверхность корпуса – вероятность получения ожога;
• Непрезентабельный внешний вид;
• Необходимость строительства дымовой трубы высотой не менее 4 метров.

Для локализации горячей поверхности монтируют ограждение корпуса из оцинкованного металла.

Конструкция печи и ее элементы

Как изготовить печь бубафоня своими руками? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно изучить конструктивное устройство агрегата. Общая конструкция состоит из нескольких главных элементов:

• Цилиндрический корпус с патрубком дымохода;
• Верхняя съемная крышка;
• Прижимное поршневое устройство с воздуховодом;
• Дополнительные элементы – заслонка, ручки, дверцы.

В корпус загружается твердое топливо. Высота корпуса подбирается в диапазоне 3 – 5 диаметров цилиндрической части. Поршень (стальной круг со сквозным отверстием) закрывает топливо и разделяет внутренний объем на две зоны горения. Диаметр прижимного элемента составляет 0,95D, где D – внутренний диаметр топки. Толщина металла поршня имеет значения в зависимости от внутреннего диаметра печи: при 300 мм – 9 мм, 400 мм – 7 мм, 600 мм – 5 мм, 800 мм – 3 мм. В основной топке тлеет топливо, в верхней полой части цилиндра горит пиролизный газ. Через зону пиролизного сгорания по воздуховоду (стальной трубе) проходит воздух для процесса горения. Продукты процесса покидают топку через патрубок дымохода, присоединенный к дымовой трубе.

Поверхность (прижимная) стального круга оптимизируется монтажом воздушных каналов – к нижней плоскости приваривают уголки, швеллеры или гнутые полосы стали, улучшающие аэродинамическое движение воздуха и пиролизных компонентов. Высота каналов составляет величину от 10 до 12 % от D. На выходное отверстие приваривают отбойник с отверстием – он распределяет воздух по поверхности тлеющей закладки. Диаметр подающего воздух канала берут из расчета 0,5 диаметра дымохода.

Расчет диаметра дымохода обязателен ввиду сложной аэродинамики, видной на чертежах печи бубафоня. Чертежи печи бубафоня легко найти в сети. При отсутствии расчета процесс горения будет нарушен, печь перестанет работать.

Площадь сечения дымового патрубка составляет 1,75Q, где Q – тепловая мощность печи, кВт/час. Тепловая мощность составляет произведение массы единичной загрузки топлива на его удельную теплотворную способность, М х А. Теплотворная способность А зависит от вещества топлива и определяется по справочникам.

Масса топлива вычисляется из произведения объема топки V (куб. дм) на насыпную плотность загрузки Н. Насыпная плотность топлива также определяется по справочным материалам. Объем топки принимается с коэффициентом 0,65 от высоты печи и рассчитывается по формуле V = πD 2 /4хВ, где В – высота устройства.

Получив все расчетные данные, из площади сечения дымового патрубка вычисляется его диаметр.

По величине тепловой мощности определяется количество тепла, производимое агрегатом в зависимости от массы единичной загрузки топлива. Как правило, проектируются печи с циклом загрузки в 12 часов. Тогда часовая мощность составляет Q/12. При выработке 50 кВт теплоты часовая мощность составит 50/12 – 4,16 кВт. Укрупненное значение теплоты, необходимой для отопления помещений с высотой потолка до 2,7 метра и средними показателями тепловой изоляции составляет 80 – 120 Вт на квадратный метр площади. Рассчитанная величина 4,16 кВт обеспечивает качественный обогрев помещения площадью около 40 квадратных метров.

Как сделать печь своими руками

Для изготовления печи используют водогазопроводные трубы большого диметра, газовые баллоны, старые стальные бочки. Толщина стенки труб должна быть не менее 2,5 мм. Для проведения сборочных работ понадобятся следующие материалы и оборудование:

• Сварочный аппарат, электроды, щиток;
• УШМ (болгарка);
• Молоток;
• Ножовка по металлу;
• Электрическая дрель и другие.

Кроме инструмента обязательным требованием является наличие навыков сварщика. Ряд операций удобно проводить с применением газорезки.

Простейший метод – изготовление печи из баллона или старой толстостенной бочки. По сути топка уже готова. У газового баллона срезается верхняя сферическая часть (болгаркой по существующему стыку). Затем по периметру среза приваривают стальную полосу, которая будет являться юбкой. Диаметр юбки должен быть чуть больше диаметра баллона. В крышке по центру вырезается отверстие, соответствующее наружному размеру трубы воздуховода. Для удобства обслуживания на крышку привариваются ручки из гнутого металла. Крышка готова.

На следующем этапе изготавливается поршневой узел. Из листа расчетной толщины вырезается круг. К кругу по центру приваривается труба воздуховода. После этого по центру вырезают отверстие, соответствующее внутреннему диаметру трубы. На нижнюю плоскость монтируются элементы воздушных каналов – уголки, швеллеры, гнутые полосы. Поверх полос устанавливается отбойник с отверстием. Наружный размер отбойника должен немного превышать диаметр воздуховода. В отбойнике просверливают отверстие по центру. К верхнему концу воздуховода прикрепляют регулирующую заслонку. Механизм готов к использованию.

Изготовление бубафони из бочки имеет аналогичный алгоритм. Крышка изготавливается другим способом. Болгаркой обрезают крышку бочки по окружности с участком корпуса. Боковые стенки крышки разгибают молотком на расширение. Кромку бочки подгибают внутрь. Приваривают ручки, прорезают отверстие – крышка готова.

Стоит отметить, что бочки для создания печек применяются редко. Они имеют малую толщину стенки, при сварке их сильно ведет. Соотношение диаметра и высоты у бочек не оптимальны для правильного горения. Срок службы таких печей невелик.

В случае применения в качестве основы трубы дно ее заваривается встык листом металла. Крышка также изготавливается из стали повышенной толщины.

На последнем этапе монтируют патрубок дымохода. В боковой поверхности вырезается отверстие и приваривается патрубок расчетного диаметра. Длина патрубка принимается 400 – 500 мм.

Основные элементы конструкции готовы. Кроме них изготавливают дополнительные элементы – ограждение корпуса, ножки печи, зольник. Зольник делают из металла – вырезают круг чуть меньше, чем диаметр топки. По периметру монтируется бортик из стальной полосы. К кругу приваривается арматура или труба малого диаметра. Зольник устанавливают под поршень, арматура проходит через воздуховод. После снятия поршня зольник поднимают за арматуру (трубу). Некоторые умельцы монтируют вместо зольника дверцу в нижней части.

Печной фундамент для бубафони заливают по ленточному типу (в монолит). Отрывается приямок глубиной 40 – 50 см, заливается бетонным раствором. После застывания на фундамент выкладывается площадка из огнеупорного кирпича. Низ печи имеет высокую температуру и простой бетонный фундамент постепенно разрушится.

Расчет арматуры для ленточного фундамента частного дома

На сегодняшний день ни одна строительная площадка, будь то малоэтажное строительство или небоскреб, не обходится без использования арматуры. А для фундаментов одно- двухэтажных частных домов она вообще не заменима.

Но, к сожалению, не все знают, как правильно рассчитать и экономично использовать арматуру при заложении фундамента для дома.

Многие считают, что сечение и количество металлических прутов в заложенном фундаменте не играет особой роли, и используют все, что попадется под руку, от вязальной проволоки, до металлических труб. Но такое попустительство, может плохо сказаться в будущем, как для самого фундамента, так и для дома, стоящем на нем.

Для того чтобы Ваш будущий дом прослужил вам долгие годы, необходимо чтобы фундамент этого дома был достаточно прочным и долговечным, а огромную роль в этом играет правильный расчет арматуры для фундамента.

В этой статье мы будем проводить расчет металлической арматуры, если Вам необходимо подсчитать стеклопластиковую арматуру, то необходимо будет учитывать ее особенности.

Расчет арматуры для ленточного фундамента частного дома не так сложен, как кажется на первый взгляд, и сводится всего лишь к определению необходимого диаметра арматуры и ее количества.

Схема армирования ленточного фундамента

Для правильного расчета арматуры в железобетонной ленте, необходимо рассмотреть типичные схемы армирования ленточных фундаментов.

Для частных малоэтажных домов в основном используются две схемы армирования:

• четырьмя стержнями
• шестью стержнями

Какую схему армирования выбрать? Все очень просто:

Согласно СП 52-101-2003, максимальное расстояние между соседними прутами арматуры, расположенными в одном ряду должно быть не более 40 см (400мм). Расстояние между крайней продольной арматурой и боковой стенкой фундамента должно быть 5-7 см (50-70 мм).
В таком случае, при ширине фундамента более 50см, целесообразно применять схему армирования шестью стержнями.

И так, в зависимости от ширины ленточного фундамента мы выбрали схему армирования, теперь необходимо подобрать диаметр арматуры.

Расчет диаметра арматуры для фундамента

Расчет диаметра поперечной и вертикальной арматуры

Диаметр поперечной и вертикальной арматуры необходимо подбирать согласно таблице:

В строительстве одно- двухэтажных частных домов, как правило, в качестве вертикальной и поперечной арматуры используются стержни диаметром 8 мм, и этого обычно бывает вполне достаточно для ленточных фундаментов малоэтажных частных строений.

Расчет диаметра продольной арматуры

Согласно СНиП 52-01-2003, минимальная площадь сечения продольной арматуры в ленточном фундаменте должна составлять 0,1% от общего поперечного сечения железобетонной ленты. От этого правила и необходимо отталкиваться при выборе диаметра арматуры для фундамента.

С площадью сечения железобетонной ленты все понятно, необходимо ширину фундамента умножить на его высоту, т.е. допустим у вас ширина ленты 40 см, а высота 100 см (1 м), то площадь сечения будет 4000 см 2 .

Площадь сечения арматуры должна быть 0,1% от площади сечения фундамента, поэтому необходимо полученную площадь 4000 см 2 / 1000 = 4см 2 .

Для того чтобы не рассчитывать площадь сечения каждого прута арматуры, можно воспользоваться простенькой табличкой. С помощью нее легко можно подобрать необходимый диаметр арматуры для фундамента.

В таблице присутствуют очень незначительные неточности, связанные с округлением чисел, не обращайте на них внимание.

Важно: При длине ленты менее 3м, минимальный диаметр продольных стержней арматуры должен составлять 10мм.
При длине ленты более 3м, минимальный диаметр продольной арматуры должен приниматься 12мм.

И так, у нас есть минимальная расчетная площадь поперечного сечения арматуры в сечении ленточного фундамента, которая равна 4см 2 (это с учетом количества продольных стержней).

При ширине фундамента 40 см, нам достаточно использовать схему армирования с четырьмя стержнями. Возвращаемся к таблице и смотрим в столбце, где приведены значения для 4-х стержней арматуры, и выбираем наиболее подходящее значение.

Таким образом, определяем, что для нашего фундамента шириной 40см, высотой 1м , со схемой армирования четырьмя стержнями наиболее подходящая арматура диаметром 12мм , так как 4 прута такого диаметра будут иметь площадь сечения 4,52 см 2 .

Расчет диаметра арматуры для каркаса с шестью стержнями проводится аналогичным образом, только значения уже берутся из столбца с шестью стержнями.

Следует отметить, что продольная арматура для ленточного фундамента должна быть одного диаметра. Если по каким-либо причинам арматура у Вас разного диаметра, то стержни большего диаметра необходимо использовать в нижнем ряду.

Расчет количества арматуры для фундамента

Не редко случается так, что арматуру привезли на строительный участок, а когда начинают вязать каркас, оказывается, что ее не хватает. Приходится докупать, платить за доставку, а это уже дополнительные расходы, которые в строительстве частного дома совсем не желательны.

Для того чтобы такого не случилось, необходимо грамотно произвести расчет количества арматуры для фундамента.

Допустим, у нас есть такая схема фундамента:

Давайте попробуем рассчитать количество арматуры для такого ленточного фундамента.

Расчет количества продольной арматуры

Для того, чтобы рассчитать необходимое количество продольной арматуры для фундамента, можно воспользоваться грубым подсчетом.

Для начала необходимо найти длину всех стен фундамента, в нашем случае это будет:

6 * 3 + 12 * 2 = 42 м

Так как у нас 4-х стержневая схема армирования, необходимо полученное значение умножить на 4:

Мы получили длину всех продольных стержней арматуры, но не стоит забывать, что:

При подсчете количества продольной арматуры необходимо учитывать запуск арматуры при стыковке, потому что очень часто случается так, что арматура доставляется на участок длинной стержня 4-6м, и для того, чтобы получить необходимые 12м, нам придется стыковать несколько стержней. Стыковать стержни арматуры необходимо внахлест, как показано ниже на схеме, запуск арматуры должен составлять минимум 30 диаметров, т.е. при использовании арматуры диаметром 12 мм, минимальный запуск должен составлять 12*30= 360 мм (36см).

Для того чтобы учесть этот запуск, существует два способа:

• Составить схему расположения прутов и рассчитать количество таких стыков
• Прибавить около 10-15% к полученной цифре, как правило, этого бывает достаточно.

Воспользуемся вторым вариантом и для того чтобы сделать расчет количества продольной арматуры для фундамента нам необходимо к 168 м прибавить 10%:

Это мы подсчитали количество только продольной арматуры диаметром 12мм, теперь давайте проведем расчет количества поперечных и вертикальных стержней в метрах.

Расчет количества поперечной и вертикальной арматуры для ленточного фундамента

Для расчета количества поперечной и вертикальной арматуры снова обратимся к схеме, из которой видно, что на один «прямоугольник» будет уходить:

0,35 * 2 + 0,90 * 2 = 2,5 м.

Я специально взял с запасом не 0,3 и 0,8, а 0,35 и 0,90 для того чтобы поперечная и вертикальная арматуры немного выходили за получившийся прямоугольник.

Важно: Очень часто при сборке каркаса в уже выкопанной траншее, вертикальную арматуру ставят на дно траншеи, а иногда еще и немного забивают ее в землю, для лучшей устойчивости каркаса. Так вот это необходимо будет учесть, и тогда нужно будет в расчете брать не 0,9м длину вертикальной арматуры, а увеличить ее примерно на 10-20см.

Теперь давайте подсчитаем количество таких «прямоугольников» во всем каркасе, учитывая, что на углах и в месте стыковки стен ленточного фундамента будет по 2 таких «прямоугольника».

Для того, чтобы не мучиться с расчетом и не запутаться в куче цифр, можно просто нарисовать схему фундамента и пометить на ней, где у Вас будут расположены «прямоугольники», затем подсчитать их.

Давайте для начала возьмем самую длинную сторону (12 м) и подсчитаем на ней количество поперечной и вертикальной арматуры.

Как видно из схемы у нас на стороне 12 м есть 6 наших «прямоугольников» и две части стены по 5,4 м, на которой будет располагаться еще по 10 перемычек.

Таким образом, у нас выходит:

6 + 10 + 10 = 26 шт.

26 «прямоугольников» на одной стороне 12 м. Аналогичным образом считаем перемычки на стене 6 м и получаем, что на одной шестиметровой стене ленточного фундамента будет 10 перемычек.

Так как 12-ти метровых стен у нас две, а 6-ти метровых – 3, то

26 * 2 + 10 * 3 = 82 штуки.

Помните, у нас по расчету на каждый прямоугольник выходило по 2,5 м арматуры:

Итоговый расчет количества арматуры

Мы определили, что нам необходима продольная арматура диаметром 12 мм , а поперечная и вертикальная будет диаметром 8 мм .

Из предыдущих расчетов мы выяснили, что продольной арматуры нам необходимо 184,8 м , а поперечной и вертикальной – 205 м .

Очень часто случается так, что остается много обрезков арматуры небольших размеров, которые никуда не подойдут. Учитывая это, необходимо покупать арматуры немного больше чем получилось при расчете.

Следуя вышеизложенному правилу, нам необходимо купить 190 – 200 м арматуры диаметром 12 мм и 210-220 м арматуры диаметром 8 мм.

Если арматура осталась – не переживайте, в процессе строительства она вам еще ни один раз пригодится.

Расчет арматуры на ленточный фундамент — калькулятор и рекомендации

Ленточный фундамент наиболее распространен при самостоятельном возведении различных построек. Однако заливка в опалубку одного лишь бетонного раствора не делается. Для укрепления фундамента производится его армирование, что значительно усиливает конструкцию и повышает ее несущую способность.

На практике для обустройства такого «проволочного» каркаса используется металлический пруток (можно использовать новейшую композитную арматуру). Он может быть гладким или ребристым, иметь различный диаметр. Но в процессе подготовки к проведению работ необходимо рассчитать арматуру для ленточного фундамента с помощью удобного онлайн-калькулятора. Ведь если его окажется значительно больше, то куда потом девать излишки? А если не хватит, то это задержка, простой, потеря времени.

Что учесть при расчете

1. Любой металл подвержен коррозии. Следовательно, надежность конструкции, в которой он был использован, при его прямом контакте с водой резко снижается. В процессе монтажа, а также при дальнейшей эксплуатации бетон частично начинает крошиться. Плюс к этому, в него с разной степенью интенсивности (в зависимости от марки, наличия или отсутствия различных добавок, качества гидроизоляции) постепенно впитывается влага. Для защиты от нее арматуры каркас монтируется таким образом, чтобы все его части (прутки) отстояли от поверхности заливки примерно на 50 мм. Причем с любой стороны – с боков, сверху, снизу.
2. Нагрузка на вертикальные (и поперечные) части каркаса (прутки) ниже, чем на продольные. Поэтому для экономии можно использовать продукцию с меньшим диаметром. Обычно для ленточного монолита частного строения берут пруток 10 или 12 мм (для продольной укладки) и 6 или 8 мм – для вертикальной и поперечной.
3. Если лента имеет разную ширину (например, по периметру и внутри строения, под несущие перегородки), то расчет производится отдельно для каждой части.
4. Соединение продольных элементов делается с взаимным перекрытием – примерно на 50 см. Следовательно, длина каждого последующего прутка «уменьшается» на эту величину.
   
5. При заливке бетона каркас «распирает» под тяжестью раствора, особенно если использован заполнитель с крупными фракциями. Поэтому для укрепления конструкции дополнительно из этого же прутка по всему периметру ставятся скобы (в виде буквы «П»), которые «стягивают» боковые стенки «решетки».
6. Количество рядов по горизонтали и вертикали зависит от параметров ленты – ее ширины и глубины закладки (высоты). Чтобы не заниматься вычислениями по формулам, в которых и не каждый разберется, используют ориентировочные данные. Для небольших частных построек этого вполне достаточно.

Расстояние между прутками в горизонтальной плоскости выбирается так, чтобы между ними было не более 25 – 30 см. Как правило, они укладываются по 4 штуки в ряд. Между вертикальными элементами (и поперечными) – от 30 до 60 см по всей ленте.

Расчет производится на основании проекта, по которому будет возводиться дом. Исходными данными являются параметры монолита. Все данные замеров, во избежание путаницы, записываются в метрах.

Калькулятор расчета

Приведем сам алгоритм, выбрав произвольные данные. Подставить истинные их значения для конкретной конструкции труда не составит.

• Измеряется длина ленты – L. Вдоль нее будет уложено в одном ряду, к примеру, 4 прутка. Допустим, таких рядов, в соответствие с глубиной заливки, будет 3. Следовательно, общая длина прутка = L х 4 х 3.
• Количество мест соединений продольных элементов 24. Мы знаем, что каждое из них «уменьшает» пруток на длину перекрытия. Следовательно, получается: 50 см х 24 = 120 см = 12м.
• По всей длине нужно уложить скобы, поперечные и вертикальные прутки.
• Общая длина материала получается:

(L х 4 х 3) + 12 м + (длина поперечин, умноженная на их количество) + (длина вертикальных прутков х на количество) + (длина скобы х на количество).

Но это, если вся конструкция собирается из материала одного и того же сечения. В случае использования прутков различных диаметров подсчет ведется для каждого из них отдельно. Весь процесс армирования подробно описан в этой статье.

При наличии внутренних несущих стен для их основания вычисления проводятся по той же методике.

• Ребристый пруток (в отличие от гладкого) более надежно «сцепляется» с бетонным раствором.
• Необходимо выбирать прутки такой длины, чтобы при их продольной укладке было как можно меньше стыков.
• Соединения по углам ленты не допускаются. Только – изгиб прутков.
• Материала для арматуры нужно брать чуть больше требуемого, так как отрезки прутков могут понадобиться и для других целей. Например, установить закладные при облицовке газобетонных стен кирпичной кладкой. Вариантов много, поэтому нужно учесть все нюансы строительства, чтобы не ездить на закупки по несколько раз.

Расположение и расчет арматуры в ленточном фундаменте

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.

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.

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 см 2 .

Теперь нужно найти общую площадь арматуры. По СНиПу она должна быть не менее 0,1%. Для данного примера это 2,8 см 2 . 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 см 2 (вычисляется по формуле площади окружности). Получается, чтобы обеспечить рекомендации (2,8 см 2 ) нам понадобится три прутка (или говорят еще «нитки»), так как двух явно мало: 1,13 * 3 = 3,39 см 2 , а это больше чем 2,8 см 2 , 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 см 2 . Если умножить на 4 (минимальное количество прутков рабочей арматуры для ленточного каркаса), получим 3,16 см 2 , 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.

Технологии сборки арматуры для ленточного фундамента

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

Весь каркас собирают прямо в котловане или траншее. Если лента узкая и высокая, работать так неудобно.

По одной из технологий арматуру вяжут прямо в опалубке

Вблизи от котлована готовят отрезки каркаса. Их переносят по частям и устанавливают на предназначенное им место, связывая в единое целое. Так работать удобнее, за исключением того, что связанные конструкции из арматуры переносить очень неудобно и тяжело.

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.

Для чего и как правильно произвести расчет арматуры для ленточного фундамента?

Ленточные фундаменты (ЛФ) относится к самонапряжённым конструкциям, которые объединяют в себе такие твёрдые материалы, как бетон и арматура.

Этот вид основания здания обладает устойчивостью к растяжению и сжатию, что дает фундаменту высокую прочность.

Оптимальный расчёт количества профильных и гладких стержней определённых диаметров, связанных в едином каркасе, обеспечивает несущую способность и надёжность основания здания или сооружения.

Как произвести расчет количества арматуры для ленточного фундамента, расскажем в статье.

Нормативы

В результате многолетних исследований и испытаний были выработаны методики расчёта армирования заливных ленточных фундаментов.

Во времена СССР была разработана нормативная документация, касающаяся расчётов армирования ленточных фундаментов.

В уже далёком 1989 году Госстроем СССР был утверждён СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», нормы которого действительны до сих пор. В нём указывались правила формирования исходных данных для расчёта армирования.

В СНиПе изложены порядок расчёта количества и диаметры продольной, вертикальной и поперечной арматуры, как выполнять сварные соединения стержней и устанавливать закладные детали в бетонном монолите. В отдельной главе даются указания по конструированию предварительно напряжённых элементов.

Ранее в 1978 году было разработано и принято к обязательному исполнению «Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона (без предварительного напряжения)». На базе этих двух документов проектными организациями были разработаны методики расчётов армирования ленточных фундаментов.

Как рассчитать, сколько надо?

Во главу угла методики подсчёта армирования ленточных оснований заложен принцип преобладания сопротивления грунтового основания над удельной нагрузкой от веса здания или сооружения.

Соблюдение этого соотношения является основой расчёта ширины ленты. Вместе с глубиной заложения этот параметр определяет размер поперечного сечения заливного фундамента.

После этого рассчитывают несущую способность ленты, величина которой зависит от полной загрузки наземной части строения. На этом этапе определяют количество и сортамент арматурных стержней, их форму соединения в единый каркас.

Если надавить на какой-либо мягкий предмет, то он прогнётся. Верхняя плоскость сожмётся, а снизу материал растянется. Так и в ленточном фундаменте, верхняя его часть будет испытывать сжатие, а на нижний слой будут воздействовать силы растяжения.

Это физическое явление учитывают при расчёте монолитной ленты. То есть, в верхнем и нижнем поясе закладывают арматуру, которая выдерживает сжатие, а снизу бетон противостоит растяжению.

На основе этого положения было разработано «Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжёлого бетона (без предварительного напряжения)».

Тяжёлый бетон приготавливают из:

• цемента М 300 – М 800,
• щебня гранитных пород,
• среднефракционного песка,
• воды средней жёсткости с добавкой различных видов пластификаторов.

Его применяют для возведения заливных фундаментных лент.

Кроме этого пользуются Сводом Правил СП 52-101-2003, который содержит рекомендации по расчёту и проектированию, относящиеся к изготовлению и установке армокаркасов ЛФ. Правила согласованы с требованиями СНиП 52-01-2003.

Определение глубины заложения и высоты ленты

В расчёт глубины заложения подошвы ленточного фундамента включают два фактора:

Уровень грунтовых вод

Уровень залегания грунтовых вод легко определить, если рядом с местом строительства есть колодец. Расстояние от уровня земли до поверхности воды в нём будет равно искомому параметру.

В отделе архитектуры и землеустройства местной администрации можно взять копию вертикальной съёмки с привязкой к стройучастку, где будет указан уровень грунтовых вод. Если нет ни того не другого, то этот показатель определяют взятием образцов почвы с помощью бурения грунта.

Чтобы глубинные воды не могли воздействовать на фундаментное основание, подошву заливной ленты располагают выше этой отметки.

Глубина промерзания

Знать её необходимо по причине того, что воздействие на влажную почву при минусовой температуре в зимний период вызывает в ней замерзание воды. Этот процесс вызывает пучение грунта потому, что он в это время резко увеличивается в объёме.

Силы пучения могут легко выдавить вверх фундамент дома. Чтобы этого не происходило, подошва ленты должна находиться ниже зоны морозного пучения. Глубину промерзания определяют справочным путём либо таким же способом, как и при установлении уровня грунтовых вод.

Глубина заложения фундаментной ленты должна находиться на отметке выше уровня грунтовых вод и ниже уровня промерзания почвы. Количество продольных рядов зависит от высоты основания. Согласно СНиПу, расстояние между конструкционными рядами арматуры не должно быть более 40 см.

Сколько рядов арматуры нужно для армирования ленточного фундамента высотой 1 метр? Количество рядов в зависимости от высоты основания:

• до 70 см – без продольной арматуры;
• от 71 до 90 см – один ряд;
• от 91 до 130 см – два ряда;
• от 131 до 170 см – три ряда;
• от 171 до 210 см – четыре ряда.

Установлено, что на месте строительства грунтовые воды залегают на глубине 1200 мм, а уровень промерзания грунта равен 800 мм. В этом случае глубину заложения ЛФ принимают величиной 1 метр. Высота ленты с учётом нормативной высоты цоколя 150 -200 мм (расстояние от верха фундамента до уровня земли) будет равна 1150 – 1200 мм.

Сбор нагрузки

Максимальная масса строения включает в себя следующее:

1. Вес всех конструкций дома, включая фундамент.
2. Снеговая нагрузка на кровлю (СНиП 2.01.07-85).
3. Вес оборудования: печь, котёл, система трубопроводов, сантехнический приборы, обстановка и пр.
4. Ориентировочный вес максимального количества людей, одновременно находящихся в доме.

Общий вес умножают на коэффициент запаса — 1,1. Этот параметр — P будет главным определяющим фактором расчёта ширины фундамента.

Ширина подошвы

Ширину ленточного заливного фундамента рассчитывают по формуле Tхk/S ≤ R, где:

• T — удельная нагрузка от максимального веса строения (см. выше);
• k – коэффициент запаса (1,1);
• S – площадь подошвы (S = P/T);
• R – сопротивление грунта.

R = 1,88 кг/см2 (грунт — суглинок), P = 15000 кг, T = 1,8 кг/см2, L – длина ленты 24 м. S = P/T = 8333 см2. Оптимальная ширина ленты будет равна: S/L = 8333/2400 = 3,47 см. Следовательно, ширину ЛФ можно принимать исходя из толщины кладки + выступы ленты по обеим сторонам стены (25 мм х 2 = 50 мм).

При возведении внешнего ограждения в 1 кирпич (250 мм) ширина ЛФ составит 250 +50 = 300 мм = 30 см. Если стены возводят из шлакоблока, то поперечный размер ленты принимают 40 см. Для стен толщиной в 1,5 кладочного элемента фундамент делают шириной 50 см и более.

Зависимость количества стержней от схемы армокаркаса

Лента испытывает действие двух основных сил. Одна из них давит сверху (нагрузка от дома), другой силовой вектор выталкивает ленту вверх (сопротивление почвы + пучение грунта). Чтобы сбалансировать это явление в массиве монолита делают два горизонтальных пояса из арматурных стержней.

Двухпоясное армирование сверху и снизу внутри бетона актуально для мелко- и среднезаглубленных оснований. Для глубокозаглубленных лент нужно устанавливать 3 пояса. Для фиксации стержней в пространстве их скрепляют вязальной проволокой. Такой вид формирования армокаркаса называют конструкционным типом.

Продольные (работающие) пруты перевязывают с поперечными и вертикальными прутками, которые не несут нагрузки. Согласно СНиП 52-01-2003 и Руководства (см. выше) продольные стержни располагаются по всей длине ленты с зазором между арматурой и опалубкой не менее 30 мм и 50–70 мм снизу.

Вертикальные отрезки располагаются вдоль поясов, чередуясь каждые 100 – 300 мм друг от друга. Поперечные отрезки соответствуют размеру ширины пояса от 300 мм.

При расчёте длиын прутков нужно добавлять припуски — не менее 30 ø стержня для вязки арматурного узла. Наращивание арматуры выполняют внахлёст с заведением концов на 150 мм.

Теперь, зная эти нормы, легко определить количество стержней всех направлений. После этого останется определить их диаметры.

Диаметр и расположение

Согласно вышеуказанным нормативным документам, общая площадь сечения продольной арматуры должна равняться 0,1% площади поперечного сечения ленты.

Например, ширина фундамента 400 мм, а её высота равна 1000 мм. Тогда поперечная площадь прутков составит 4000 см2.

Потребуется 4 стержня периодической арматуры диаметром 12 мм. Гладкие отрезки арматуры вертикального положения готовят из стержней ø 6 мм, а для поперечин используют гладкие отрезки ø 8 мм. О выборе и расчете диаметра арматуры читайте в этой статье.

Правила и параметры расчёта

Подсчёт арматурных стержней состоит из двух частей: расчет продольной и расчет вертикальной и поперечной арматуры.

Продольные отрезки

Для формирования двухпоясного армирования устанавливают 4 продольных стержня периодического профиля по всему периметру фундамента. При длине ленты 24 м арматуры потребуется 24 х 4 = 96 м, с припусками это составит 100 м.

Вертикальные и поперечные прутки

Связанные между собой отрезки образуют раму, в углах которой проходят продольные стержни. Их подсчёт зависит от ширины и высоты ленты. При высоте 100 см и ширине 40 см ленты потребуются поперечные отрезки длиной 30 см и вертикальные связи высотой 92 см (вычитаем нижний зазор 50 мм и верхний защитный слой бетона 30 мм из 1000 мм).

Для периметра длиной 24 м и чередования рамок с промежутком 300 мм нетрудно подсчитать, что для вертикальных прутков понадобится гладких стержни ø 8 мм общей длиной (24000/300) х 2 х 0,92 м = 147,2 м. Потребность в поперечной арматуре составит(24000/300) х 2 х 0,3 = 48 м.

Исходя из предыдущего, можно суммировать потребность в арматуре для фундамента длиной 24 м:

• вертикальные прутки ø 8 мм – 150 м;
• поперечные стержни ø 6 мм – 50 м;
• продольная периодическая арматура ø 12 мм – 100 м.

Согласно нормативам расход вязальной проволоки составляет 50 см на каждый узел соединения арматурных стержней. Для ленточных заливных фундаментов используют стальную нить ø 0,8 – 1,2 мм.

Использование калькуляторов

Далеко не всем застройщикам под силу возиться с расчётами потребности в арматуре. Также существует риск ошибок, допущенных во время проектирования фундамента. Онлайн калькуляторы помогают точно рассчитать, сколько и какого вида нужно приготовить стальных стержней для формирования армокаркасов заливного фундамента.

Сервисы запрашивают исходные параметры такие, как:

1. Длина основания.
2. Ширина ленты.
3. Глубина заложения подошвы.
4. Диаметры арматуры продольного, вертикального и поперечного расположения.
5. Количество продольных стержней в поперечном сечении.
6. Количество рядов вертикальных и поперечных прутков и шаг между ними.
7. Сопротивление грунта.

Эти данные вводятся в окошки сервиса. После этого нужно мышкой кликнуть по полю «Рассчитать». После этого калькулятор покажет линейный погонаж каждого вида арматуры и его вес.

В интернете можно обнаружить несколько видов калькуляторов расчёта ЛФ, которые выдадут не только данные армирования, но и предложат лучшее расположение ветвей ленты, её ширину и высоту. Популярные калькуляторы найдете здесь и тут.

Все самое важное об армировании ленточного фундамента найдете в этом разделе сайта.

Заключение

Даже при самом точном расчёте арматуры для ленточного фундамента нужно делать определённый её запас в случае возникновения непредвиденных расходов материала. Если возникают затруднения в самостоятельном подсчёте армирования ЛФ, то лучше обратиться за помощью к специалистам.

Цель расчёта состоит в том, чтобы не допустить перерасход стальных изделий и в то же время не сделать слабым основание дома, которое может в процессе эксплуатации потерять несущую способность.

Как рассчитать арматуру на ленточный фундамент

Каждая стройка начинается с устройства надёжного основания. Ленточный фундамент — самая распространённая конструкция в малоэтажном строительстве. Расчёт арматуры для ленточного фундамента важен уже на этапе проектирования и доставки строительных материалов. Расчёт поручают профессионалам или проводят самостоятельно, изучив руководящие документы.

1. Назначение армирования
2. Нормативные документы
3. Ассортимент металлопродукции
4. Схема закладки
5. Защитный слой
6. Расстояния между арматурой
7. Продольное армирование
8. Поперечное армирование
9. Расчёт арматуры
10. Потребное количество металлоизделий
11. Подсчёт поперечных и вертикальных элементов
12. Суммарное количество

Назначение армирования

Арматура оказывает сопротивление нагрузкам на фундамент со стороны грунта и самого здания

Ленточные фундаменты представляют собой монолитную фундаментную конструкцию из железобетона. Изготавливают основание непосредственно на месте постройки.

Железобетон — бетон, внутри которого расположен металлический каркас из арматуры. Металл позволяет выдержать поперечные нагрузки, которые создают:

• снизу-вверх — процессы пучения грунта;
• сверху вниз масса постройки.

Чистый бетон поперечным нагрузкам сопротивляется плохо. Сталь, заложенная внутрь конструкции, способна сделать фундамент в десятки раз прочнее.

Под нагрузкой каждый метр бетона может растягивается на 2–4 мм, тогда как сталь от 4 до 25 мм. Бетон же во много раз лучше переносит сжатие.

Алгоритм работы при давлении сверху:

1. Нагрузка давит на поверхность фундамента, который начинает прогибаться.
2. Верхний слой бетона противостоит сжатию, верхний ряд арматуры при этом бездействует.
3. Нижняя часть фундамента пытается удлиниться.
4. Нагрузкам на растяжение сопротивляется нижний ряд стержней.

При давлении от грунта снизу железобетон «работает» в обратную сторону — нижний слой бетона противодействует сжатию, а верхний ряд арматуры не даёт разрушиться от растяжения.

Нормативные документы

Ленточные фундаменты в малоэтажном строительстве относятся к железобетонным конструкциям без предварительного натяжения арматуры.

Проектируют и строят такие основания согласно своду правил СП 52-101-2003. Раздел 5.2 документа определяет марку стали, форму и геометрические размеры прутков. В разделе 8.3 «Армирование» рассматриваются вопросы количества и размеров армирующих элементов, их взаимное расположение в теле бетона. Здесь же указаны способы расположения арматуры, правила соединения в пересечениях.

Сведений, содержащихся в документе достаточно, чтобы понять, как рассчитать арматуру для фундамента, вычислить количество материала.

Ассортимент металлопродукции

Классы арматурной стали

Для железобетонных конструкций используют арматуру:

• горячекатаную, гладкую или с периодическим профилем (кольцевым или серповидным) диаметром от 6 до 40 мм;
• термически и механически упроченную с периодическим профилем, 6–40 мм;
• холоднодеформированную периодического сечения (3–12 мм).

Рекомендовано использовать гладкую арматуру классом не ниже А-240 (А-I). Для ребристой (периодического профиля) выбирают класс А-300 и выше.

В местности, где температура опускается ниже 30°С, класс А-300 использовать запрещено.

Предпочтительно использовать изделия с периодическим профилем – с приливами в виде колец или серпа. Неровности увеличивают площадь сцепления стержней с бетоном и прочность всей конструкции.

В последнее время в продаже появилась композитная арматура. Производитель рекомендует её использовать взамен стальных изделий.

СП 295.1325800.2017 не разрешает использование композитных изделий для фундаментов.

Схема закладки

Точно рассчитать арматуру на фундамент позволяет раздел 8.3. Свода Правил.

Защитный слой

В железобетонных фундаментах для стальных деталей предусматривают защитный слой, который обеспечивает:

• совместную работу всех частей;
• защиту стержней от агрессивного влияния окружающей среды (влага), химвеществ;
• огнестойкость.

В грунте толщина слоя (расстояние от стержней до любого внешнего края бетона) выбирается не меньше 40 мм. На открытом воздухе расстояние уменьшают до 30 мм.

Расстояния между арматурой

Расстояния между отдельными прутьями выбирают не меньше диаметра стержня. Кроме того, для горизонтальных нижних рядов расстояния принимают более 25 мм, а для верхних рядов – 30 мм.

В стеснённых условиях допускается арматуру располагать пучками.

Продольное армирование

Для стороны фундамента длиной до 3 метров допустимо использовать стержни диаметром 10 мм, если сторона превышает 3 м — не тоньше 12 мм.

Общее сечение прутков продольной арматуры выбирают не менее 0,1% от поперечного сечения фундамента.

Например, для ленты шириной 40 и высотой 100 см, сечение равно 400х1000=4 000 000 мм². Суммарное сечение всех продольных прутков должно составить 0,1%, т.е. 400 мм².

Выбрать нужное количество стержней можно с помощью таблицы.

Диаметр прутка, мм	Общее сечение прутков в зависимости от количества стержней, мм
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
10	75	155	235	315	390	470	550	630	710
12	115	225	340	450	565	680	790	900	1020
14	155	310	460	615	770	925	1080	1230	1385
16	200	400	605	805	1010	1210	1410	1610	1810

Согласно таблице, для фундамента сечением 40х100 см необходимо 6 продольных прутков 10 мм или 4 штуки 12 мм.

Расстояния между осями продольных отрезков арматуры не должно быть больше 40 см, а стержней в одном уровне не может быть меньше 2. Одна арматура используется только в фундаментах тоньше 15 см.

Поперечное армирование

Задачи поперечно-вертикальной арматуры:

• ограничить образование трещин;
• удерживать продольные прутки от смещения;
• закрепить продольные стержни от выпучивания в любых направлениях.

Поперечные детали устанавливают везде, где проходят продольные прутья.

Диаметр поперечной арматуры для ленточных фундаментов не может быть менее 25% от наибольшего диаметра продольных стержней, но в любом случае минимальный диаметр 6 мм.

Шаг установки поперечных элементов — не более 50 см, при высоте ребра больше 15 см.

Расчёт арматуры

Рассчитать арматуру для фундамента проще на конкретном примере дома размером 6х10 метров. Поперечное сечение фундамента 50х100 см.

Потребное количество металлоизделий

Согласно таблице, потребуется 4 продольных параллельных стержня диаметром 12 мм.

Общий периметр фундамента составляет 6+6+10+10=32 метра.

Всего понадобиться 128 (32х4) метра арматуры.

Длина прутков в продаже составляет 3, 6 или 11, иногда 12 метров. Следовательно, точно подобрать стержень для каждой стороны не получится.

Продольные стержни придётся состыковывать. Стыки будут и в угловых пересечениях. Если в углах используют П- или Г-образные прутья, то они должны быть заглублены в стену не менее чем на 40 см.

Согласно своду правил, перекрытие стержней должно составлять не менее 30 диаметров. Для 12 мм арматуры — не менее 36 см.

Чтобы не пришлось дополнительно докупать и доставлять стройматериал, арматуру приобретают с запасом 10–15% от расчётного количества. Пятнадцать процентов от 128 составляет 19,2 метра.

В итоге приобретают 128+19=147 метров 12 мм прутка для продольного армирования.

Подсчёт поперечных и вертикальных элементов

Поперечные и вертикальные элементы армирования сваривают, скручивают вязальной проволокой или изгибают в виде прямоугольника.

Вертикальные составляющие лучше делать длиннее высоты ленты — их можно утопить в грунт. Это сделает монтаж удобнее.

Стороны горизонтально-вертикального прямоугольника меньше размеров фундамента минимум на 10–15 см. Чтобы оставался защитный слой бетона вокруг прутьев.

Сложив стороны, получают количество арматуры на один прямоугольник: 30+30+90+90=240 см. С учётом перехлёстов добавляют ещё 10 см. В итоге длину каждого элемента принимают равной 2,5 метрам.

В каждом углу необходимо установить два прямоугольника, всего на фундамент 4х2=8 штук.

Максимальное расстояние между элементами на прямых участках — 50 см. При постройке габаритных домов — 30 см.

Длины сторон для дальнейших вычислений без учёта угловых пересечений равны:

1. Короткие 600 см минус 2 угла по 50 см — 500 см.
2. Длинные 1 000 см минус 2 угла по 50 см — 900 см.

На каждую короткую сторону понадобиться помимо угловых ещё 9 прямоугольников. В длинную сторону устанавливают 17 элементов.

Общее количество поперечников составит: 8 угловых, 9+9=18 для коротких сторон фундамента и 17+17=34 для длинных.

Суммарное количество вертикально-горизонтальных перемычек составит: 9+18+34=61 шт. Длина каждого 2,5 метра. Итого арматуры диаметром 6 или 8 мм понадобиться 61х2,5=152 метра. Приобретают материал с запасом 5%, следовательно, 160 метров.

Суммарное количество

Общее количество материала, необходимого для армирования фундамента со сторонами 6 и 10 метров:

• для продольных стержней — 147 метров арматуры 12 мм. Масса одно метра составит 0,88 кг, а общий вес: 147х0,88=130 кг.
• для вертикальных и поперечных прутков приобретают 160 м стержней диаметром 8 мм, их масса равна: 160х0,39=62 кг.

Помимо этих материалов, приобретают вязальную проволоку диаметром от 2,5 до 4 мм. Её понадобиться около 50 метров.

Количество элементов изменяют в зависимости от размеров фундамента и полной нагрузки. В этих случаях рассчитывать нужно по той же методике.

Рассчитать количество арматуры для постройки ленточного фундамента можно самостоятельно. Нарисовав чертёж и расположив на нём все необходимые элементы, потребуется полчаса времени, чтобы вычислить потребность материалов. Это позволит сэкономить на доставке в случае нехватки продукции, а также проконтролировать честность подрядчика, если работу выполняет сторонняя организация.