Как рассчитать арматуру для ленточного фундамента: Калькулятор ленточного фундамента

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

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

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



Содержание

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 смАрмирование ленточного фундамента своими руками: схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

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 такАрмирование ленточного фундамента своими руками: схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

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 хомутыАрмирование ленточного фундамента своими руками: схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

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 диаметрыАрмирование ленточного фундамента своими руками: схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

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


Расчет армирования ленточного фундамента своими руками

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

Определение толщины арматуры

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

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


Цитаты из СНиПа, которые относятся к армированию (чтобы увеличить картинку щелкните по ней правой клавишей мышки)Армирование ленточного фундамента своими руками: схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

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

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


Армирование ленточного фундамента под коттедж проводят с использованием прутков с разным типом профиляАрмирование ленточного фундамента своими руками: схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

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 пруткамиАрмирование ленточного фундамента своими руками: схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

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 уголАрмирование ленточного фундамента своими руками: схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

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)Армирование ленточного фундамента своими руками: схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

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 грунтовАрмирование ленточного фундамента своими руками: схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

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 пруткаАрмирование ленточного фундамента своими руками: схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

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 опалубкеАрмирование ленточного фундамента своими руками: схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве
  • 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 поперечнымиАрмирование ленточного фундамента своими руками: схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве
  • 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 местеАрмирование ленточного фундамента своими руками: схемы, расчет диаметра арматуры, расположение по углам и в подошве

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.

ленточного, плитного типа и столбчатого

Мероприятиям по возведению любого здания предшествуют проектные работы, в процессе которых определяется тип фундаментной базы и необходимое количество материалов для ее сооружения. Важной частью фундамента является арматурный каркас. Он повышает прочность основания, демпфирует растягивающие усилия и изгибающие нагрузки, а также предотвращает образование трещин. Для выполнения работ необходимо понимать, сколько арматуры нужно для армирования ленточного фундамента, а также для столбчатого и плитного основания. Разберемся с особенностями вычислений.

Армирование ленточного фундаментаРасход арматуры на армирование ленточного фундамента

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.
Схема армирования фундаментаРасчет 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 арматурыУкладка 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.

Важно правильно выполнить расчет. Арматура для фундамента в этом случае обеспечит необходимый запас прочности. Рассмотрим, какие необходимы исходные данные для расчетов, а также изучим методику выполнения вычислений для различных типов фундаментов.

Расчет количества арматуры для ленточного фундамента

Основание ленточного типа обеспечивает повышенную устойчивость строений на различных почвах. Конструкция представляет собой бетонную ленту, повторяющую контур здания и расположенную под капитальными стенами. Усиление стальной арматурой повышает прочностные характеристики бетонной основы и положительно влияет на ее долговечность. Для сооружения пространственной решетки можно использовать арматуру диаметром 10 мм.

Исходные данные для выполнения расчетов:

  • длина и ширина фундаментной базы;
  • сечение железобетонной ленты;
  • интервал между каркасными элементами;
  • общее количество обвязочных поясов;
  • размер ячеек силовой решетки.
Расход арматуры на фундаментСколько арматуры нужно для фундамента

Рассмотрим порядок вычислений:

  1. Рассчитайте общую длину ленточного контура.
  2. Вычислите количество элементов в поясах.
  3. Определите метраж горизонтальных стержней.
  4. Вычислите потребность в вертикальных прутках.
  5. Рассчитайте длину поперечных перемычек.
  6. Сложите полученный метраж.

Зная общее количество стыковых участков, можно вычислить потребность в вязальной проволоке.

Расчет количества арматуры на фундамент плитного типа

Фундамент плитной конструкции применяется для строительства жилых зданий на пучинистых грунтах. Для обеспечения прочностных характеристик применяются арматурные стержни диаметром 10–12 мм. При повышенной массе строений диаметр прутков следует увеличить до 1,4–1,6 см.

Рассчитать количество арматуры для фундамента плитной конструкции можно, используя следующую информацию:

  • пространственный каркас из арматуры сооружается в двух уровнях;
  • соединение стержней выполняется в виде квадратных ячеек со стороной 15–20 см;
  • обвязка выполняется отожженной проволокой в каждой точке соединения.
Плиточный фундаментСхема армирования монолитной плиты фундамента

Для определения потребности в арматуре выполните следующие операции:

  1. Определите количество горизонтальных прутков в каждом ярусе.
  2. Вычислите общий метраж арматурных стержней, формирующих ячейки.
  3. Прибавьте суммарную длину вертикальных опор, объединяющих ярусы.

Сложив полученные значения, получим общую потребность в арматуре. Зная количество стыков, несложно определить необходимый объем стальной проволоки.

Как рассчитать арматуру на фундамент столбчатой конструкции

Основание столбчатого типа широко применяется для строительства различных зданий. Оно состоит из железобетонных опор квадратного и круглого сечения, установленных в углах строения, а также в точках пересечения капитальных стен и внутренних перегородок. Для повышения прочности опорных элементов применяются ребристые стержни сечением 1–1,2 см.

Рассчитать количество арматуры на фундамент столбчатого типа несложно, учитывая следующие данные:

  • каркас опорного элемента квадратного профиля формируется из 4 стержней;
  • решетка железобетонной опоры круглого сечения выполняется из трех прутьев;
  • длина элементов усиления соответствует размерам опорной колонны;
  • поперечная обвязка каркаса опорной колонны производится с шагом 0,4–0,5 м.
Алгоритм расчетаАлгоритм расчета расхода арматуры фундамента

Алгоритм расчета:

  1. Определите длину вертикальных стержней в одной опоре.
  2. Вычислите метраж элементов поперечной обвязки одного каркаса.
  3. Рассчитайте общую длину, сложив полученные значения.

Умножив результат на количество опор, получим общую длину арматуры.

Как посчитать арматуру для фундамента – пример вычислений

В качестве примера рассмотрим, сколько нужно арматуры для фундамента 10х10, сформированного в виде монолитной железобетонной ленты.

Для выполнения вычислений используем следующую информацию:

  • ширина основы 60 см, позволяет уложить в каждом поясе по 3 горизонтальных стержня;
  • выполняется 2 пояса усиления, соединенные вертикальными прутками с интервалом 1 м.
  • для здания 10х10 м и глубиной основы 0,8 м используется арматура диаметром 10 мм.
Расчет фундаментаРасход арматуры для ленточного фундамента

Алгоритм расчета:

  1. Определяем периметр фундаментной основы здания, сложив длину стен – (10+10)х2=40 м.
  2. Вычисляем количество горизонтальных элементов в одном поясе, умножив периметр на количество стержней в одном ярусе – 40х3=120 м.
  3. Общая длина продольных прутков определяется умножением полученного значения на количество ярусов 120х2=240 м.
  4. Рассчитываем количество вертикальных элементов, установленных по 10 пар на каждую сторону 10х2х4=80 шт.
  5. Суммарная длина вертикальных стержней составит 80х0,8=64 м.
  6. Определяем длину перемычек размером по 0,6 м каждая, установленных на двух поясах (по 20 на сторону) – 10х2х4х0,6=48 м.
  7. Сложив длину арматурных стержней, получим общий метраж 240+64+48=352 м.

Определить длину стальной проволоки несложно. Количество соединений, умноженное на длину одного куска проволоки, равную 20–30 см, даст искомый результат.

Подводим итоги – насколько необходим расчет арматуры на фундамент

Планируя строительство дома, бани или дачного строения, несложно определить потребность в арматуре своими руками. Пошаговые инструкции позволят на калькуляторе рассчитать метраж стержней для изготовления арматурной решетки, усиливающей основу здания. Зная, как рассчитать арматуру, можно самостоятельно выполнить вычисления, не прибегая к помощи сторонних специалистов. Правильно выполненные расчеты обеспечат прочность фундаментной основы, устойчивость здания, а также длительный ресурс эксплуатации.

какое ее количество нужно, как вычислить параметры опалубки и сечения

0Ленточный фундамент занимает основное место среди всех опорных конструкций для зданий и сооружений.

Он способен эффективно работать на самых сложных грунтах, имеет оптимальный набор эксплуатационных качеств.

Монолитные конструкции ленты не теряют своих рабочих качеств до 150 лет, что превышает срок службы стен дома.

Такие высокие возможности возникли из-за высокой жесткости и прочности ленты, которые обеспечивает совместная работа и металлической арматуры.

Каждый из них выполняет свою функцию, в сумме обеспечивая надежность и высокую несущую способность ленточного основания.

Содержание статьи

Как работает арматура в ленточном фундаменте

Арматурный каркас необходим для компенсации осевых противонаправленных (растягивающих) нагрузок, возникающих в ленте при появлении деформирующих воздействий — изгибающих или скручивающих усилий.

Особенность бетона состоит в способности принимать гигантские давления без каких-либо последствий.

При этом, он практически беззащитен перед разнонаправленными усилиями, быстро покрывается трещинами и разрушается.

Поэтому для ленты крайне опасны любые усилия, приложенные в одной точке — например, боковые или вертикальные нагрузки пучения. Арматурные стержни предназначены для приема этих усилий на себя.

Существует горизонтальная (рабочая) и вертикальная арматура. Основные нагрузки принимают горизонтальные стержни.

Они имеют больший диаметр и рифленую поверхность, обладающую хорошим сцеплением с бетоном.

Вертикальные стержни выполняют две функции:

  • Фиксация рабочей арматуры в необходимом положении до момента заливки бетоном.
  • Частичная компенсация скручивающих усилий.

Первая задача основная, а вторая — дополнительная, поскольку наличие таких специфических нагрузок наблюдается довольно редко.

В большинстве случаев вертикальная (гладкая) арматура служит лишь опорной конструкцией, удерживающей рабочие стержни в необходимом положении до момента заливки.

Они довольно толстые, так как — процесс с достаточно интенсивными воздействиями на каркас, сосредоточенными в одной точке (место падения тяжелого материала в опалубку), а также распределенными по всей длине (штыкование, обработка виброплитой).

1

Онлайн калькулятор

Как рассчитать ленточный фундамент дома? В этой вам может специально разработанный сервис — ленточного фундамента.

1

Инструкция по работе с калькулятором

В сети интернет имеется немало онлайн-калькуляторов, помогающих рассчитать параметры ленточных фундаментов по всем важным позициям. Расчет арматуры с их помощью занимает буквально пару минут.

Например, на сайте необходимо лишь внести собственные данные в соответствующие окошечки программы и нажать кнопку «рассчитать».

Дается схема армирования, в которой надо указать основные параметры — количество рабочих стержней в одном ряду, общее число рядов, расстояние между вертикальными прутками и т.п. В отдельном окне указывается стоимость арматуры за единицу.

В результате программа выдает количество арматуры и общую цену. Расчет производится просто и быстро, кроме арматуры ресурс выдает параметры всех элементов ленты — , количества бетона и т.д.

Недостатком данного калькулятора можно считать необходимость заранее знать схему армирования, диаметр стержней и рыночную стоимость материала.

Если требуется определить количество и сечение стержней, ресурс бесполезен. Он дает только количественную информацию, не касаясь качественных моментов, что иногда не совсем то,что нужно.

ВАЖНО!

Не все онлайн-калькуляторы работают по такому алгоритму. Имеются и другие, определяющие именно размеры и общие параметры арматурного каркаса, которые станут полезными для получения первичной информации. Стоимость материала следует узнавать непосредственно у продавцов, поскольку в этом вопросе имеется масса специфических факторов.

Порядок расчета

Рассмотрим, как рассчитать арматурный каркас ленты самостоятельно.

Прежде всего, необходимо определить количество рабочих стержней в одном ряду. Для этого понадобится использовать требование СП 52-101-2003, ограничивающее максимальное расстояние между соседними прутками в 40 см.

Учитывая, что погружения рабочей арматуры не должна превышать 2-5 см, получаем:

  • Для лент толщиной менее 50 см — 2 рабочих стержня.
  • Для лент шире 50 см — 3 стержня.

В случаях, когда можно использовать и 2, и 3 стержня в одном ряду, обычно стараются подстраховаться и принять большее значение, так как фундамент — ответственный и важный участок постройки.

Вторым этапом является определение диаметра рабочих стержней. Для этого понадобится рассчитать площадь сечения рабочей части ленты, умножив ширину на высоту.

Общая площадь сечения арматуры составляет 0,1% от сечения (это минимально возможное значение, его можно увеличить, но нельзя уменьшать).

Получив это значение, надо разделить его на число рабочих стержней. По таблице диаметров арматурных прутков находится наиболее удачный вариант, который и принимается в работу.

Диаметр вертикальной арматуры выбирается исходя из высоты ленты:

  • При высоте до 60 см — 6 мм.
  • От 60 до 80 см — 8 мм.

Диаметр поперечных стержней обычно принимается равным 6 мм.

Для подсчета количества рабочих стержней надо умножить их число в решетке на общую длину ленты, после чего полученное значение делится на длину рабочего прутка (обычно 6 м, но это значение лучше узнать у продавцов точно).

Вертикальную арматуру рассчитывают путем умножения количества хомутов на длину единицы.

Количество получают делением общей длины ленты на шаг хомутов (обычно 50-70 см).

3

Пример вычисления необходимых параметров

Рассмотрим расчет арматуры для ленточного фундамента на примере.

Допустим, что высота ленты составляет 100 см, а ширина — 40 см (распространенный вариант ).

Тогда площадь сечения составит:

40 • 100 = 4000 см2.

Определяем общую площадь сечения арматуры (минимальную):

4000 : 1000 = 4 см2.

Поскольку ширина ленты составляет 40 см, то в одной решетке нужно разместить 2 стержня, а общее количество составляет 4 шт.

Тогда минимальная площадь сечения одного прутка составит 1 см2. По таблицам СНиП (или из иных источников) находим наиболее близкое значение. В данном случае можно использовать арматурные стержни толщиной 12 мм.

Определяем количество продольных стержней. Допустим, общая длина ленты составляет 30 м (лента 6 : 6 м с одной перемычкой 6 м).

Тогда количество рабочих стержней при длине 6 м составит:

(30 : 6) • 4 = 20 шт.

Определяем количество вертикальных стержней. Допустим, шаг хомутов составляет 50 см.

Тогда при длине ленты 30 м понадобится:

30 : 0,5 = 60 шт.

Определяем длину одного хомута.

Для этого от ширины и высоты сечения отнимаем по 10 см и складываем результаты:

(40 — 10) + (100 — 10) = 120 см. Длина одного хомута равна 120 • 2 = 140 см = 2,4 м.

Общая длина вертикальной арматуры:

2,4 • 60 = 144 м. Количество стержней при длине 6 м составит 144 : 6 = 24 шт.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Полученные значения следует увеличивать на 10-15%, чтобы иметь запас на случай ошибок или непредвиденных расходов материала.

11

Виды и размеры

Существует две основные :

  • Металлическая.
  • Композитная.

Металлические стержни, используемые для сборки арматурного каркаса, имеют ребристую или гладкую поверхность.

Ребристые стержни идут на горизонтальную (рабочую) арматуру, так как они имеют повышенную силу сцепления с бетоном, необходимую для качественного выполнения своих функций.

Вертикальные прутки, как правило, гладкие, так как их задача сводится к поддержанию в нужном положении рабочих стержней до момента заливки. Диаметр стержней колеблется в пределах от 5,5 до 80 мм. используются рабочие стержни 10, 12 и 14 мм и гладкие 6-8 мм.

Композитная арматура состоит из разных элементов:

  • Стекло.
  • Углерод.
  • Базальт.
  • Арамид.
  • Полимерные добавки.

Наиболее широко применяется стеклопластиковая арматура.

Она имеет наибольшую прочность, самая жесткая и устойчивая к растягивающим нагрузкам из всех остальных вариантов.

Как и все виды композитных стержней, стеклопластиковая арматура полностью устойчива к воздействию влаги.

Производители заявляют о неизменности эксплуатационных качеств в течение всего периода службы, но на практике справедливость такого утверждения пока не проверена. Проблема композитной арматуры в сложности технологии, из-за которой качество материала у разных производителей заметно отличается.

Кроме того, композитные стержни не способны сгибаться, что неудобно при сборке каркасов и снижает прочность угловых соединений каркаса.

ВАЖНО!

Среди строителей отношение к композитной арматуре сложное. Не отрицая положительных качеств, они не слишком доверяют малоизученным строительным материалам, не прошедшим полный цикл эксплуатации. Кроме того, металлическая арматура имеет вполне определенные технические характеристики, тогда как композитные виды обладают довольно большим разбросом свойств. Все эти факторы ограничивают применение композитных стержней.

5

Как сделать правильный выбор

Выбор арматурных стержней основан на расчетных данных и предпочтениях строителей.

Обычно выбирают металлические стержни, хотя и композитную арматуру с каждым годом все активнее применяют при строительстве ленточных оснований. Предпочтение металлическим пруткам отдается из-за возможности придать им необходимый изгиб, чего со стеклопластиковыми стержнями сделать невозможно.

Особенно это важно при строительстве лент с криволинейными участками или при наличии углов перелома, отличных от 90°.

Кроме того, металлическая арматура экономичнее, так как позволяет делать хомуты из одного прутка, без необходимости создавать несколько точек соединения.

Диаметры стержней давно отработаны на практике, нередко их выбирают без предварительного расчета — при около 30 см используют пруток 10 мм, для лент шириной 40 см выбирают 12-мм стержни, а при ширине более 50 см — 14 мм. Толщину вертикальной арматуры определяют по высоте ленты, до 70 см выбирают 6 мм, а при высоте свыше 70 см — 8 мм и более.

68410

Полезное видео

В данном разделе Вы также сможете посмотреть как производится расче на примере реальной стройки:

Заключение

Грамотно выбранная схема армирования и сам материал обеспечивают прочность и устойчивость ленты к возможным нагрузкам.

Сложные и проблемные грунты, склонные к пучению или сезонным подвижкам, требуют ответственного и внимательного подхода к .

Необходимо учитывать, что все расчетные значения определяют минимальные параметры конструкции, требующие некоторого увеличения для определенного запаса прочности.

Выбирая арматуру и схему армирования, надо умножать все значения на 1,2-1,3 (коэффициент надежности), чтобы снизить риск появления непредвиденных факторов.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

«Как произвести расчет арматуры на фундамент?» – Яндекс.Кью

РАСЧЕТ АРМАТУРЫ ДЛЯ ЛЕНТОЧНОГО ФУНДАМЕНТА

В ленточном фундаменте основная нагрузка на разрыв приходится продольные стержни арматуры , то есть направленые горизонтально по всей длине ленты.. Поэтому для продольного армирования выбирают пруток с толщиной 12-16 мм в зависимости от типа грунта и материала стен, а для поперечных и вертикальных связок допускается брать пруток меньшего диаметра – от 6 до 10 мм. В целом принцип расчета похож на расчет арматуры плитного фундамента, но шаг арматурной решетки выбирается 10-15 см, так как усилия на разрыв ленточного фундамента могут быть значительно больше.

ПРИМЕР РАСЧЕТА
Ленточный фундамент деревянного дома, ширина фундамента 0,4 м, высота – 1 метр. Размеры дома 6х12 метров. Грунт – пучинистые супеси.

✅Для выполнения ленточного фундамента обязательно устраивают две арматурные сетки. Нижняя арматурная сетка предупреждает разрыв ленты фундамента при просадках грунта, верхняя – при его пучении.
✅Шаг сетки выбирается 20 см. Для устройства ленты фундамента необходимо 0,4/0,2= 2 продольных прутка в каждом слое арматуры.
✅Диаметр продольного прутка для деревянного дома – 12 мм. Для выполнения двуслойного армирования двух длинных сторон фундамента необходимо 2·12·2·2 = 96 метров прутка.
✅Для коротких сторон 2·6·2·2 = 48 метров.
✅Для поперечных связей выбираем пруток с диаметром 10 мм. Шаг укладки – 0,5 м.
✅Вычисляем периметр ленточного фундамента: (6+12) ·2 = 36 метров. Полученный периметр делим на шаг укладки: 36/0,5 = 72 поперечных прутка. Их длина равна ширине фундамента, следовательно, общее количество 72·0,4 = 28,2 м.
✅Для вертикальных связей также используем пруток D10. Высота вертикальной арматуры равна высоте фундамента – 1 м. Количество определяют по количеству пересечений, умножив число поперечных прутков на число продольных: 72·4 = 288 штук. При длине 1 м общая длина составит 288 м.
✅Таким образом, для выполнения армирования ленточного фундамента понадобятся:
144 метров прутка класса A-III D12;
316,2 метров прутка класса A-I D10.
По ГОСТ 2590 находим его массу. Погонный метр прутка D16 весит 0,888 кг; метр прутка D6 – 0,617 кг. Вычисляем общую массу: 144·0,88 = 126,72 кг; 316,2·0,617= 193,51 кг.
Расчет вязальной проволоки: количество соединений можно рассчитать по количеству вертикальной арматуры, умножив его на 2 – 288·2 = 576 соединений. Расход проволоки на одно соединение принимаем 0,4 метра. Расход проволоки составит 576·0,4 = 230,4 метров. Масса 1 метра проволоки с диаметром d=1,0 мм составляет 6,12 г. Для вязки арматуры фундамента потребуется 230,4·6,12 = 1410 г = 1,4 кг проволоки.

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

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

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

Схема армирования

Содержание статьи

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

Самая простая схема армирования ленточного фундамента. Подходит при высоте не более 60-70 см

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

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

О глубине заложения фундамента прочесть можно тут.

Для большинства ленточных фундаментов армирование выглядит именно так

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

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

Классы арматуры и ее диаметры

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

Расчет армирования ленточного фундамента своими руками

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

Определение толщины арматуры

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

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

Цитаты из СНиПа, которые относятся к армированию

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

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

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

Для армирования ленточного фундамента под коттедж использовать можно любой профыиль

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

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

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

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

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

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

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

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

О выборе марки бетона для фундамента прочесть можно тут. 

Технологии сборки арматуры для ленточного фундамента

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

  • 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

    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

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

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.

Калькулятор Армирование_Ленты_Онлайн v.1.0 - армирование ленточного фундамента

Калькулятор Армирование-Ленты-Онлайн v.1.0

Расчет продольной рабочей, конструктивной и поперечной арматуры для ленточного фундамента. Калькулятор основан на СП 52-101-2003 (СНиП 52-01-2003, СНиП 2.03.01-84), Пособие к СП 52-101-2003, Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предв. напряжения).

Результаты

Параметры проектируемого фундамента

Ширина фундамента, м:

Высота фундамента, м:

Сечение ленты, м2:

Общая длина ленты, м:

Объем фундамента, м3:

Расчет арматуры

Армирование ленточного фундамента: верхее и нижнее Армирование ленточного фундамента: верхее, нижнее и конструктивное
Продольная рабочая арматура

Диаметр арматуры, мм:

Расчитанная площадь сечения арматуры в верхнем (нижнем) поясе, мм2:

Подобранная площадь сечения арматуры в верхнем (нижнем) поясе, мм2:

Количество стержней арматуры в верхнем (нижнем) поясе, шт:

Количество стержней арматуры на сечение ленты, шт:

Общая площадь сечения арматуры, мм2:

Общая длина стержней, м:

Общая масса арматуры, кг:

Объем арматуры на ленту, м3:

Продольная конструктивная арматура (противоусадочная)

Диаметр арматуры не менее (оптимально 12мм), мм:

Количество стержней арматуры на сечение ленты, шт:

Количество горизонтальных рядов:

Расстояние между рядами (шаг), мм:

Общая длина стержней, м:

Общая масса арматуры, кг:

Объем арматуры на ленту, м3:

Поперечная арматура (хомуты)

Диаметр арматуры, мм:

Расстояние между хомутами (шаг), мм:

Количество хомутов на ленту, шт:

Длина одного хомута (с учетом крюков), м:

Общая длина стержней, м:

Общая масса арматуры, кг:

Объем арматуры на ленту, м3:

Общая масса и объем арматуры на ленту

Масса арматуры, кг:

Объем арматуры на ленту, м3:

Алгоритм работы калькулятора

Конструктивное армирование

Если выбран данный пункт меню, калькулятор рассчитает минимальное содержание рабочей продольной арматуры для конструкции фундамента согласно СП 52-101-2003. Минимальный процент армирования для железобетонных изделий лежит в диапазоне 0.1-0.25% от площади сечения бетона, равной произведению ширины ленты на рабочую высоту ленты.

СП 52-101-2003 Пункт 8.3.4 (аналог Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.11, Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.8)

СП 52-101-2003 Пункт 8.3.4 

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.11

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.11 

В нашем случае минимальный процент армирования составит 0.1% для растянутой зоны. В связи с тем, что в ленточном фундаменте растянутой зоной может быть как верх ленты, так и низ, процент армирования составит 0.1% для верхнего пояса и 0.1% для нижнего пояса ленты.

Для продольной рабочей арматуры используются стержни диаметром 10-40мм. Для фундамента рекомендуется использовать стержни диаметром от 12мм.

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.17

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.17 

Руководство по конструированию бетонных и ж/б изделий из тяжелого бетона пункт 3.11

Руководство по конструированию бетонных и ж/б изделий из тяжелого бетона пункт 3.11 

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.27

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.27 

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.94

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.94 

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.94

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.94 

Расстояние между стержнями продольной рабочей арматуры

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.13 (СП 52-101-2003 Пункт 8.3.6)

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.13 

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.14 (СП 52-101-2003 Пункт 8.3.7)

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.14 

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.95

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.95 

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.95 таблица 28 

Конструктивная арматура (противоусадочная)

Согласно руководству по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.104 (аналог Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.16) для балок высотой более 700мм предусматривается конструктивная арматура по боковым поверхностям (2 прутка арматуры в одном горизонтальном ряду). Расстояние между стержнями конструктивной арматуры по высоте должно быть не более 400мм. Площадь сечения одной арматуры должна составлять не менее 0,1% от площади сечения, равной по высоте расстоянию между этими стержнями, по ширине половине ширины ленты, но не более 200мм.

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.104 (Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.16)

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.104 

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.104 рис. 89 

По расчету получается, что максимальный диаметр конструктивной арматуры составит 12мм. По калькулятору может получаться и меньше (8-10мм), но все же, чтобы иметь запас прочности лучше использовать арматуру диаметром 12мм.

Пример

Исходные данные:

  • Размеры фундамента в плане: 10х10м (+одна несущая внутренняя стена )
  • Ширина ленты: 0.4м (400мм)
  • Высота ленты: 1м (1000мм)
  • Защитный слой бетона: 50мм (выбран по умолчанию)
  • Диаметр арматуры: 12мм

Расчет:

Рабочая высота сечения ленты [ho] = Высота ленты – (Защитный слой бетона + 0.5 * Диаметр рабочей арматуры) = 1000 – (50 + 0.5 * 12) = 944 мм

Площадь сечения рабочей арматуры для нижнего (верхнего) пояса = (Ширина ленты * Рабочая высота сечения ленты) * 0.001 = (400 * 944) * 0.001 = 378 мм2

Подбираем кол-во стержней по СП 52-101-2003 приложения 1.

Расчетная площадь поперечного стержня часть 1

Расчетная площадь поперечного стержня часть 2

Сечение подбираем большее либо равное найденному сечению выше.

Получилось 4 стержня арматуры диаметром 12мм (4Ф12 А III) с площадью поперечного сечения 452мм.

Итак, мы нашли стержни для одного пояса нашей ленты (допустим нижнего). Для верхнего получится столько же. В итоге:

Кол-во стержней на нижний пояс ленты: 4

Кол-во стержней на верхний пояс ленты: 4

Общее кол-во продольных рабочих стержней: 8

Общее сечение продольной рабочей арматуры на ленту = Поперечное сечении одного стержня * Общее кол-во продольных стержней = 113.1 * 8 = 905мм2

Общая длина ленты = Длина фундамента * 3 + Ширина фундамента * 2 = 10 * 3 + 10 * 2 = 50м (47.6м в калькуляторе с учетом ширины ленты)

Общая длина стержней = Общая длина ленты * Общее кол-во продольных стержней = 47.6 * 8 = 400м = 381м

Общая масса арматуры = Масса одного метра арматуры (находим по таблице выше) * Общая длина стержней = 0.888 * 381 = 339кг

Объем арматуры на ленту = Сечение одной продольной арматуры * Общую длину стержней / 1000000 = 113.1 * 381 / 1000000 = 0.04м3

Расчетное армирование

Если выбран данный тип меню, то расчет продольной рабочей арматуры для растянутой зоны будет выполнен по формулам пособия к СП 52-101-2003.

Формулы для расчета растянутой арматуры

В нашем случае растянутая арматура устанавливается сверху и снизу ленты, поэтому у нас будет рабочая арматура и в сжатой и в растянутой зоне.

Пример

Исходные данные:

  • Ширина ленты: 0.4м
  • Высота ленты: 1м
  • Защитный слой бетона: 50мм
  • Марка (класс) бетона: М250 | B20
  • Диаметр арматуры: 12мм
  • Класс арматуры: А400
  • Макс. изгибающий момент в фундаменте: 70кНм

Расчет

Для нахождения Rb воспользуемся таблицей 2.2 пособия к СП 52-101-2003

Расчетное сопротивление бетона

Для нахождения Rs воспользуемся таблицей 2.6 пособия к СП 52-101-2003

Расчетное значение сопротивления арматуры

Максимальный изгибающий момент [M] у нас был предварительно найден. Для его нахождения понадобится знать распределенную нагрузку от веса дома (включая фундамент). Для данных целей можно воспользоваться калькулятором: Вес-Дома-Онлайн v.1.0

Расчетная схема для нахождения изгибающего момента: балка на упругом основании.

Расчет для наглядности будем производить в [см].

Рабочая высота сечения [ho] = Высота ленты – (Защитный слой бетона + 0.5 * Диаметр арматуры) = 100см – [5см + 0.6см] = 94.4см 

Am = 700000кгс*см / [117кг/см2 * 40см * 94.4см * 94.4см] = 0.016

As = [117кгс/см2 * 40см * 94.4см] * [1 – кв. корень (1 – 2 * 0.016)] / 3650кгс/см2 = 2,06см2 = 206мм2

Теперь нам нужно сравнить площади сечения рабочей арматуры полученную по расчету и площадь сечения конструктивного армирования (0.1% от сечения ленты). Если площадь конструктивного армирования окажется больше расчетного, то принимается конструктивное, если нет то расчетное.

Площадь сечения растянутой арматуры при конструктивном армировании (0.1%): 378мм2

Площадь сечения растянутой арматуры при расчете: 250мм2

В итоге выбираем площадь сечения при конструктивном армировании.

Поперечное армирование (хомуты)

Поперечное армирование рассчитывается по данным пользователя.

Нормативы поперечного армирования

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.18

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.18

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.21

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.21

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.21

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.21

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.23

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.23

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.20

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.20

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.105

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.105

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.106

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.106

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.107

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.107

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.107

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.107 рис.90

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.109

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.109

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.111

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.111

Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 2.14




Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.24


Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.22


Защитный слой бетона

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.6

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.6

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.8 (Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.4)

Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.8

Полезное

Нормативная документация
СП 52-101-2003 Бетонные и жб конструкции без предв. напряжения арматуры   
Пособие к СП 52-101-2003 по проектированию бетонные и жб конструкции без предв. напряжения арматуры
СНиП 2.03.01-84 Бетонные и железобетонные конструкции   
Руководство по конструированию бетонных и жб конструкций из тяжелого бетона (без предв. напряжения)

Книги
Армирование элементов монолитных железобетонных зданий И.Н. Тихонов 2007г.

Строительные калькуляторы

какая нужна толщина прутков для одноэтажного и двухэтажного дома, как рассчитать?

foto11614-2Ленточный фундамент – это самый распространенный вариант основания здания. В большинстве случаев он применяется с усилением арматурой.

Армирование необходимо для защиты бетона от изгибающих и растягивающих нагрузок, которые его разрушают. Характеристики фундамента и всего здания во многом зависят от точности расчета диаметра арматуры.

Арматура какого диаметра применяется для возведения ленточного фундамента, как ее выбрать, как правильно рассчитать, расскажем в статье.

Правила выбора

foto11614-3В строительстве фундаментов применяется два вида арматуры – композитная и металлическая. Традиционно используются металлические прутки. Они выпускаются с диаметром от 5 до 32 мм.

Композитный материал для усиления фундаментов применяется относительно недавно, но он уверенно вытесняет металлический аналог. Преимущества композитного материала – отсутствие электропроводности и  устойчивость к коррозийным процессам.

При выборе необходимо учитывать основные характеристики строящегося здания – площадь, этажность, вид стеновых материалов, вариант кровли, тип грунта и степень его пучинистости.

Каркас состоит из продольных прутков, вертикальных и поперечных. Поперечные и вертикальные элементы необходимы для придания конструкции жесткости. Основную нагрузку берут на себя продольные прутки. Они изготавливаются обычно из рифленой арматуры 12-14 см.

Благодаря рифленой поверхности прутки лучше сцепляются с бетоном, что обеспечивает фундаменту сопротивляемость растягивающим нагрузкам. Поперечины могут быть выполнены из гладких прутьев толщиной от 4 до 10 мм.

Требования по СНиП

Установленные правила СНиП определяют толщину и количество продольных арматурин. Согласно принятым требованиям, суммарное сечение всех основных элементов каркаса должно составлять не менее 0,1% от сечения всей фундаментной ленты (СНиП 52-01-2003).

Применять можно прутки любой толщины от 10 мм. Количество продольных прутков должно быть не меньше 4, так как иначе не получится сконструировать надежный устойчивый каркас.

Это означает, что самые легкие постройки требуют обустройства каркаса их 4 прутков 10 мм. Для более массивных зданий делаются индивидуальные расчеты.

Минимальный диаметр стержней в зависимости от назначения армирования

foto11614-4Поскольку нагрузку от постройки несут только продольные прутки, в СНИП указаны требования именно к ним.

Они должны быть толщиной не меньше 10 мм. Поперечные прутки нагрузку не несут, но выполняют функцию фиксации и придания конструкции жесткости.

Если длина основания меньше 3 м, то минимальный диаметр продольных прутьев должен быть 10 мм; если больше 3 м — 12 мм.

Расчет толщины сечения

Расчет поперечных и вертикальных прутков и продольных отличается из-за общей нагрузки и требований СНИП.

Поперечная и вертикальная

Для дополнительных поперечных и вертикальных элементов диаметр выбирается в соответствии с проектом. При этом учитываются его размеры, количество длинных арматурин, шаг установки поперечин. Обычно используют гладкие прутья 6-8 мм.

Диаметр поперечной и вертикальной арматуры необходимо подбирать согласно таблице:

Условия использования арматурыМинимальный диаметр арматуры в мм
Вертикальная при высоте поперечного сечения ленты менее 80 см6
Вертикальная при высоте ленты более 80 см8
Поперечная арматура6

Какой диаметр арматуры нужен для одноэтажного дома? В строительстве 1- 2-этажных частных домов обычно для вертикального и поперечного армирования используются 8-миллиметровые прутья.

Продольная

Для расчета нужно узнать площадь сечения фундамента. Для этого его высоту нужно умножить на ширину. Площадь сечения арматуры должна быть 0,1% от площади сечения основания, значит нужно полученный результат умножить на 0,1%.

Кроме этого необходимо понимать, по какой схеме будет собираться каркас. Обычно он состоит из 4 или 6 продольных прутков.

Рассмотрим примеры расчетов:

Пример

foto11614-5Рассчитаем толщину прутков для ленты с высотой 80 и шириной 30 см. Площадь сечения такой ленты составляет 2400 квадратных см, а 0,1% от него – 2,4 см.

80 * 30 * 0.1% = 2,4 см²

Допустим, планируется использовать арматуру 12 мм. Берем ее площадь поперечного сечения — 1,13 квадратных сантиметров.

Эту площадь можно посмотреть ниже в таблице или высчитать по формуле площади окружности: S=πR², где:

  • R – радиус,
  • π – 3,14.

Считаем сколько прутьев (ниток) должно быть в каркасе. Делим 2,4 на 1,13, получаем 2 с остатком, значит, чтобы выполнить требования, нужно применить каркас с тремя нитями. 1,13 * 3 = 3,39 см², а это больше чем 2,4 см², которые рекомендует СНиП.

3 нитки на два пояса поделить не получится, а нагрузка будет значительной и с той и с другой стороны. Для обеспечения ему устойчивости нужно минимум 4 прута. При использовании 4 прутьев в 12 мм получается слишком большой запас прочности.

Оптимальный вариант здесь – взять 4 прута меньшего диаметра. Вполне будет достаточно 10-миллиметровой арматуры. Его площадь — 0,79 см². Если умножить на 4, получится 3,16 см², этого параметра будет достаточно.

Чтобы не высчитывать диаметр каждого прута по площади сечения, можно воспользоваться специальной таблицей:

Номинальный диаметр, ммПлощадь поперечного сечения, см2Масса 1 метра, теоретическая, кг
60,2830,222
70,3850,302
80,5030,395
100,7850,617
121,1310,888
141,541,21
162,011,58
182,642
203,142,47
223,802,98
254,913,85
286,164,83
328,046,31
3610,187,99
4012,589,87
4515,9012,48

Подобные расчёты очень удобно производить в Microsoft Excel.

Прутья разной толщины почти никогда не используются. Если по какой-то причине приходится это делать, более толстые арматурины применяют для нижней обвязки.

Почему важно правильно рассчитывать?

foto11614-6Диаметр прутьев должен быть правильно рассчитан. Если использовать материал меньшей толщины, фундамент получится недостаточно прочным.

Со временем бетон будет испытывать повышенные нагрузки, а арматурный каркас не сможет их сдерживать.

В результате бетонная лента будет растрескиваться и разрушаться. Исправить такую ошибку в процессе эксплуатации здания невозможно.

Более толстые прутья конструкции не повредят. Но излишний запас прочности – это неоправданные затраты, увеличивающие бюджет строительства.

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

Заключение

В армировании ленточного фундамента основное значении имеют параметры продольных прутьев, которые несут всю нагрузку конструкции. Их диаметр рассчитывается по значению площади сечения фундаментной ленты.

При правильном расчете основание дома получится достаточно надежным, но при этом не будет слишком затратным в обустройстве.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

Мой мир

Расчет ленточного основания

Справка

Введите необходимые размеры в миллиметрах

X - ширина основания
Y - длина основания
A - толщина фундамента
H - высота основания
C - расстояние до оси перемычки


A - толщина фундамента
H - высота основания
S - шаг между соединениями
G - горизонтальные ряды
V - Вертикальные стержни
Z - Шатуны


Необходимое количество цемента для изготовления одного кубометра бетона разное в каждом конкретном случае.

Это зависит от марки цемента, желаемой марки получаемого бетона, размеров и пропорций наполнителей.
Указано в сумках.

Не стоит повторять, насколько важна конструкция дома для расчета количества строительных материалов для фундамента дома.
Потому что стоимость монолитного фундамента доходит до третьей стоимости дома.

Эта услуга облегчит планирование и расчет подвала дома.Помогите рассчитать количество бетонных, арматурных, опалубочных досок для устройства полосы фундамента.

Что вы можете узнать:

След основания (например, для определения количества гидроизоляции для покрытия готового фундамента)
Количество бетона для фундамента и плит перекрытия или заливка цокольного этажа (здесь будет весело, когда из-за элементарных ошибок при умножении недостаточно бетона)
Усиление - количество клапанов, автоматический расчет веса на основе его длины и диаметра
Площадь опалубки и количество пиломатериалов в кубических метрах и в штуках
Площадь всех поверхностей (для расчета гидроизоляции фундамента) и боковых поверхностей и основания
Добавлен расчет стоимости строительных материалов фундамента.

Эта же программа нарисует план фундамента.
Надеюсь, сервис будет полезен тем, кто строит фундамент своими руками, и профессионалам-строителям.

Состав бетона

Пропорции и количество цемента, песка и гравия для производства бетона приведены по умолчанию, как рекомендовано производителями цемента.
Так же, как цены на цемент, песок, гравий.

Однако товарный бетон сильно зависит от размера фракций щебня или гравия, марки цемента, его свежести и условий хранения.Известно, что при длительном хранении цемента теряет свои свойства и качество цемента при повышенной влажности ухудшается быстрее.

Обращаем ваше внимание, что стоимость песка и гравия указана в программе за 1 тонну. Продавцы также объявили цену за кубометр песка, щебня или гравия.

Удельный вес песка зависит от его происхождения. Например, речной песок тяжелее карьеры.
1 кубометр песка весит в среднем 1200-1700 кг - 1500 кг.

С гравием и щебнем сложно. По разным данным, вес 1 кубометра от 1200 до 2500 кг в зависимости от размера. Тяжелее - более чем хорошо.

Итак, посчитайте стоимость за тонну песка и гравия, которые вам, возможно, придется усовершенствовать, или продавцам.

Тем не менее, расчет по-прежнему помогает узнать сметные расходы на строительные материалы для заполнения подвала. Не забудьте еще одну проволоку для вязки арматуры, гвозди или шурупы для обсадной колонны, доставку строительных материалов, стоимость земляных и строительных работ.

Как рассчитать доверительный интервал для среднего значения населения, когда вы знаете его стандартное отклонение
  1. Образование
  2. Математика
  3. Статистика
  4. Как рассчитать доверительный интервал для среднего значения населения, если вы знаете его стандартное отклонение

По Деборе Дж. Рамси

Если вам известно стандартное отклонение для популяции, вы можете рассчитать доверительный интервал (CI) для среднего или среднего значения этой популяции.Когда измеряемая статистическая характеристика (например, доход, IQ, цена, рост, количество или вес) равна , то большинство людей хотят оценить среднее (среднее) значение для населения. Вы оцениваете население в среднем,

с использованием выборочного среднего,

плюс или минус погрешность. Результат называется доверительным интервалом для среднего населения,

Когда стандартное отклонение совокупности известно, формула для доверительного интервала (CI) для среднего значения совокупности равна

Отклонение

, n - размер выборки, а z * - соответствующее значение z * от стандартного нормального распределения для желаемого уровня достоверности.

z * - значений для различных уровней достоверности
Уровень доверия z * -значение
80% 1,28
90% 1,645 (по договоренности)
95% 1,96
98% 2,33
99% 2,58

В таблице выше приведены значения z * для заданных уровней достоверности.Обратите внимание, что эти значения взяты из стандартного нормального (Z-) распределения. Область между каждым значением z * и отрицательным значением этого значения z является процентом достоверности (приблизительно). Например, область между z * = 1,28 и z = -1,28 составляет приблизительно 0,80. Следовательно, эта диаграмма может быть расширена до других процентов доверия. Диаграмма показывает только наиболее часто используемые доверительные проценты.

В этом случае данные либо должны поступать из нормального распределения, либо, если нет, то n должно быть достаточно большим (не менее 30 или около того) для применения центральной предельной теоремы, позволяющей вам используйте z * - значений в формуле.

Для расчета КИ для среднего (среднего) населения в этих условиях выполните следующие действия:

  1. Определите уровень достоверности и найдите соответствующее значение z * .

    Обратитесь к таблице выше.

  2. Найти среднее значение выборки

    для размера выборки ( n ).

    Примечание: Стандартное отклонение населения считается известным значением,

  3. умножить z * на

    и разделить это на квадратный корень из n .

    Этот расчет дает вам погрешность.

  4. возьми

    плюс или минус погрешность для получения CI.

    нижний предел CI составляет

    минус погрешность, тогда как верхний предел CI составляет

    плюс предел погрешности.

Например, предположим, что вы работаете в Департаменте природных ресурсов и хотите с 95% достоверностью оценить среднюю (среднюю) длину всех мальков судака в пруду для разведения рыбы.

  1. Поскольку вам нужен 95% доверительный интервал, ваше значение z * равно 1,96.

  2. Предположим, вы взяли случайную выборку из 100 мальков и определили, что средняя длина составляет 7,5 дюймов; Предположим, стандартное отклонение населения составляет 2,3 дюйма. Это значит

  3. Умножьте 1,96 на 2,3, деленное на квадратный корень из 100 (что равно 10). Таким образом, погрешность составляет

  4. Ваш 95% доверительный интервал для средней длины мальков судака в этом рыбоводном пруду составляет

    (нижний предел интервала равен 7.5 - 0,45 = 7,05 дюйма; верхний конец составляет 7,5 + 0,45 = 7,95 дюйма.)

После того, как вы вычислите доверительный интервал, убедитесь, что вы всегда интерпретируете его словами, которые понятен не статистику. То есть, говорить о результатах с точки зрения того, что пытается выяснить человек в проблеме - статистики называют это интерпретацией результатов «в контексте проблемы». В этом примере вы можете сказать: «С уверенностью 95%, средняя длина мальков судака во всем этом пруду для разведения рыбы составляет 7.05 и 7,95 дюйма, на основе моих данных выборки ». (Обязательно указывайте соответствующие единицы.)

Об авторе книги

Дебора Дж. Рамси, доктор философии, - профессор статистики и специалист по статистическому образованию в Университете штата Огайо. Она является автором учебника по статистике для чайников, статистики II для чайников, и вероятности для чайников .

,

Как выполнить обучение с помощью R

Укрепление обучения в R

Алгоритмы машинного обучения были в основном разделены на и три основных категорий.

  • контролируемых алгоритмов обучения
  • Алгоритмы обучения без присмотра
  • Алгоритмы обучения армированию

Мы несколько раз освещали алгоритмы контролируемого обучения и неконтролируемого обучения в наших статьях блога. В этой статье вы узнаете о третьей категории алгоритмов машинного обучения.Какие алгоритмы обучения подкрепления.

Прежде чем двигаться дальше, давайте быстро посмотрим на оглавление.

Содержание:

  • Пример обучения усиленному обучению в реальной жизни
    • Типичный процесс усиления
  • Укрепление учебного процесса
  • Усиление обучения внедрению в R
    • Предварительная реализация фона
    • MDP ящик для инструментов
    • Использование учебного пакета Github
    • Как изменить среду
    • Полный код
  • Заключение
  • Похожие курсы
Усиление обучения с R Click To Tweet

Пример обучения усиленному обучению

Современная система образования следует стандартному образцу обучения студентов.Учитель рассказывает о концепциях, которые необходимо охватить, и подкрепляет их примерами. После объяснения темы и процесса с несколькими решенными примерами, студенты должны сами решить подобные вопросы из своей тетради.

Этот способ обучения также принят в алгоритмах машинного обучения как отдельный класс, известный как обучение с подкреплением. Хотя легко понять и понять, как работает подкрепление, эту концепцию сложно реализовать.

Типичный процесс усиления

В типичном процессе подкрепления машина действует как «ученик», пытающийся изучить концепцию.

Чтобы учиться, машина взаимодействует с «учителем», чтобы узнать классы конкретных точек данных и выучить их. Это обучение руководствуется назначением наград и штрафов за правильные и неправильные решения соответственно. По пути машина делает ошибки и исправляет себя, чтобы максимизировать вознаграждение и минимизировать штраф.

Поскольку он учится методом проб и ошибок и постоянным взаимодействием, алгоритм строится на основе алгоритма. Поскольку он очень похож на человека, он используется в определенных аспектах в отрасли, где предопределенные данные обучения недоступны.Некоторые примеры включают в себя головоломки навигации и игры в крестики-нолики.

Укрепление учебного процесса

Прежде чем разрабатывать алгоритм обучения подкреплению с использованием R, нужно разбить процесс на более мелкие задачи. В терминологии программирования Разделяй и властвуй.

Разделяй и властвуй: ломая процесс обучения подкреплению

Следуя пошаговому подходу, нужен набор «политик», которым должна следовать машина. Набор правил вознаграждения и штрафа для машины, чтобы оценить, как она работает.Предел обучения, определяющий опыт проб и ошибок, который машина использует для обучения.

Теперь давайте начнем с игрушечного примера: переход к выходу в матрице 3 на 3 . Допустим, у нас есть следующая матрица.

Усиление обучения: Image01

В этом примере машина может перемещаться в в 4 направлениях .

С «Старт», , цель состоит в том, чтобы достичь «Выход» без прохождения «Ямы».Единственный путь к Выход из Старт - нижеприведенная последовательность.

  1. UP
  2. UP
  3. СЛЕВА
  4. СЛЕВА
Но как машина узнает это?

Здесь политики - это набор действий (ВВЕРХ, ВНИЗ, ВЛЕВО, ВПРАВО) с правилами, которые не доступны для действия, если его выбор выводит вас за границу или в блок с именем «Стена».

Тогда у нас есть матрица наград, где каждый шаг - маленький штраф, попадание в яму - большой штраф, а достижение выхода - вознаграждение.Заключительная часть - способ, которым рассчитан опыт.

В этом случае сумма всех действий. Назначение небольшого штрафа для каждого шага будет полезно для машины, чтобы минимизировать количество шагов. Назначение большого штрафа яме должно заставить машину избегать этого, и награда за цель привлечет машину к ней. Так тренируется машина.

Давайте теперь поймем то же самое с точки зрения кодирования, прежде чем мы попробуем это с помощью R!

Реализация усиленного обучения в R

Прежде чем приступить к обучению с подкреплением на языке программирования R, давайте разберемся с некоторыми базовыми концепциями реализации.

Укрепление себя - Изучение фона до фактической реализации

Чтобы сделать навигацию возможной, машина будет постоянно взаимодействовать с головоломкой и пытаться выучить оптимальный путь. Со временем он начнет искать награду и избегать ямы. Когда оптимальный путь получен, выходные данные предоставляются в виде набора выполненных действий и вознаграждений, связанных с каждым из них.

Во время обучения машина выполняет итерации, выполняя каждое из возможных действий и изменение вознаграждения после каждого действия.Обычно это выполняется с использованием «Марковского процесса» , который подразумевает, что решение, принимаемое машиной в любом данном состоянии, не зависит от решений, принятых машиной в предыдущих состояниях.

В результате машина прибывает со следующими пятью элементами обучения подкреплению.

  • Возможный набор состояний, с
  • Набор возможных действий, A - Определен для алгоритма
  • Награды и штрафы - R
  • Политика
  • , 𝝅 ; и
  • Value, v

В определенных терминах мы хотим исследовать набор возможных состояний с , предпринимая действия, A и придумать оптимальную политику 𝝅 *, которая максимизирует значение, против на основе вознаграждений и штрафов. R .

Теперь, когда мы поняли концепцию, давайте попробуем несколько примеров, используя R.

Обучение ребенка ходить - пакет инструментов MDP

Пакет «MDPtoolbox» в R - это простой марковский процесс принятия решений, который использует марковский процесс для изучения подкрепления. Это хороший пакет для решения таких проблем, как пример с игрушкой, продемонстрированный в этой статье ранее.

Давайте сначала загрузим пакет.

# Обучение ребенка ходить - пакет MDPtoolbox # Установка и загрузка пакета # установить.пакеты ( "MDPtoolbox") библиотека (MDPtoolbox)

# Обучение ребенка ходить - пакет MDPtoolbox

# Установка и загрузка пакета

# install.packages ("MDPtoolbox")

Библиотека

(MDPtoolbox)

Определить элементы усиленного обучения. Нам нужно назначить метку каждому из состояний в матрице навигации.Для простоты возьмем урезанную версию навигационной матрицы 2 * 2, которая выглядит следующим образом:

Усиление обучения: изображение 02

Я пометил каждый блок как состояние от S1 до S4. S1 - это начальная точка, а S4 - это конечная точка. Из-за стены нельзя перейти непосредственно от S1 до S4. На S1 мы видим, что нет способа достичь S4. Можно только перейти к S2 или остаться в S1.

Следовательно, нижняя матрица будет иметь вероятности только для S1 и S2 в первом ряду.Аналогичным образом мы можем определить вероятности для каждого действия в каждом состоянии.

Давайте определим действия сейчас.

# 1. Определение набора действий - влево, вправо, вверх и вниз для матрицы 2 * 2 # Помните! Это будет матрица вероятностей, поэтому мы будем использовать функцию matrix () так, чтобы сумма вероятностей в каждой строке равнялась 1 #Up Action вверх = матрица (с (1, 0, 0, 0, 0,7, 0,2, 0,1, 0, 0, 0,1, 0,2, 0,7, 0, 0, 0, 1), nrow = 4, Ncol = 4, byrow = TRUE), #Down Action вниз = матрица (с (0.3, 0,7, 0, 0, 0, 0,9, 0,1, 0, 0, 0,1, 0,9, 0, 0, 0, 0,7, 0,3), nrow = 4, Ncol = 4, byrow = TRUE), # Левое действие слева = матрица (с (0,9, 0,1, 0, 0, 0,1, 0,9, 0, 0, 0, 0,7, 0,2, 0,1, 0, 0, 0,1, 0,9), nrow = 4, Ncol = 4, byrow = TRUE), # Правое действие справа = матрица (с (0,9, 0,1, 0, 0, 0,1, 0,2, 0,7, 0, 0, 0, 0,9, 0,1, 0, 0, 0,1, 0,9), nrow = 4, Ncol = 4, byrow = TRUE), # Комбинированная матрица действий Действия = список (вверх = вверх, вниз = вниз, влево = влево, вправо = вправо)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

140003

160003

14000000

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

9

30

9 000 000 000

# 1.Определение набора действий - влево, вправо, вверх и вниз для матрицы 2 * 2

# Помните! Это будет матрица вероятностей, поэтому мы будем использовать функцию matrix () так, чтобы сумма вероятностей в каждой строке составляла 1

#Up Действие

up = matrix (c (1, 0, 0, 0,

0,7, 0,2, 0,1, 0,

0, 0,1, 0,2, 0,7,

0, 0, 0, 1),

nrow = 4, ncol = 4, byrow = TRUE)

# Действие вниз

вниз = матрица (с (0.3, 0,7, 0, 0,

0, 0,9, 0,1, 0,

0, 0,1, 0,9, 0,

0, 0, 0,7, 0,3),

nrow = 4, ncol = 4, byrow = ИСТИНА)

# левое действие

слева = матрица (c (0,9, 0,1, 0, 0,

0,1, 0,9, 0, 0,

0, 0,7, 0,2, 0,1,

0, 0, 0,1, 0,9),

nrow = 4, ncol = 4, byrow = TRUE)

# Правое действие

справа = матрица (c (0.9, 0,1, 0, 0,

0,1, 0,2, 0,7, 0,

0, 0, 0,9, 0,1,

0, 0, 0,1, 0,9),

nrow = 4, ncol = 4, byrow = ИСТИНА)

# Комбинированная матрица действий

Действия = список (вверх = вверх, вниз = вниз, влево = влево, вправо = вправо)

Второй элемент - функция вознаграждений и штрафов. Единственный штраф - маленький штраф за каждый дополнительный шаг. Давайте оставим это -1.

Награда получается при достижении состояния S4. Давайте сохраним вес до +10. Следовательно, наша матрица вознаграждений R может быть получена

# 2. Определение наград и штрафов Награды = матрица (с (-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 10, 10, 10, 10), nrow = 4, ncol = 4, byrow = TRUE)

# 2.Определение наград и штрафов

Награды = матрица (c (-1, -1, -1, -1,

-1, -1, -1, -1,

-1, -1, -1, -1,

10, 10, 10, 10),

nrow = 4, ncol = 4, byrow = TRUE)

Вот и все! Теперь алгоритм должен определить оптимальную политику и ее ценность.

Функция mdp_policy_iteration () используется для решения проблемы в R.Функция требует действий, вознаграждений и скидок в качестве входных данных для расчета результатов.

Скидка используется для уменьшения значения текущего вознаграждения или штрафа при выполнении каждого из шагов.

Давайте посмотрим, может ли указанная проблема быть правильно решена пакетом.

# 3. Решение навигации решатель = mdp_policy_iteration (P = акции, R = вознаграждения, скидки = 0,1)

# 3.Решение навигации

solver = mdp_policy_iteration (P = Действия, R = Награды, скидка = 0.1)

Результат дает нам политику, значение на каждом шаге и, кроме того, количество итераций и затраченное время. Как известно, политика должна диктовать правильный путь для достижения конечного состояния S4. Мы используем функцию policy, чтобы узнать матрицы, используемые для определения политики, а затем имена из списка действий.

# 4.Получение политики решатель $ policy # 2 4 1 1 names (Actions) [solver $ policy] # "вниз" "вправо" "вверх" "вверх"

# 4. Получение политики

solver $ policy # 2 4 1 1

names (Actions) [solver $ policy] # "вниз" "вправо" "вверх" "вверх"

Значения содержатся в V и показывают вознаграждение за каждый шаг.

# 5.Получение значений на каждом этапе. Эти значения могут быть разными в каждом прогоне решатель $ V # 58.25663 69.09102 83.19292 100.00000

# 5. Получение значений на каждом этапе. Эти значения могут быть разными в каждом прогоне

solver $ V # 58.25663 69.09102 83.19292 100.00000

iter и время могут быть использованы, чтобы узнать итерации и время, чтобы отслеживать сложность.

# 6. Дополнительная информация: Количество итераций решатель $ iter # 2

# 6. Дополнительная информация: Количество итераций

solver $ iter # 2

# 7. Дополнительная информация: Время потрачено. Это время может быть разным в каждом прогоне решатель $ time # Разница во времени 0,009523869 с

с

# 7.Дополнительная информация: Время потрачено. Это время может быть разным в каждом прогоне

.
Краш-курс: Укрепление знаний 101 & Deep Q Networks за 10 минут | Shaked Zychlinski

Теперь помните, что некоторые состояния являются терминальными состояниями. Когда агент достигает единицы, никакие действия или переходы состояния невозможны. Итак, если будущее состояние s ' является состоянием терминала, у нас остается:

Q Изучение правила обновления для состояния терминала s'

Пока не сделано - у нашего жадного алгоритма есть серьезная проблема: если вы продолжаете выбирать то же самое лучшее - действия, вы никогда не попробуете ничего нового, и вы можете пропустить более полезный подход только потому, что никогда не пробовали.

Чтобы решить эту проблему, мы используем подход ε-жадный : для некоторых 0 <ε <1 , мы выбираем жадное действие (используя нашу таблицу) с вероятностью p = 1-ε или случайное действие с вероятностью p = ε. Таким образом, мы даем возможность агенту исследовать новых возможностей.

Этот алгоритм известен как Q Learning (или Q-Table ). Поздравляем! Вы только что узнали свой самый первый алгоритм обучения армированию!

Вы, возможно, спросили себя, как масштабируется Q Learning - и если вы этого не сделали, давайте спросим вместе: что происходит, когда число состояний и действий становится очень большим? На самом деле это не так уж редко - даже простая игра, такая как Tic Tac Toe, имеет сотни различных состояний (попробуйте рассчитать это), и не забывайте, что мы умножаем это число на 9, которое является числом возможных действий.Итак, как мы решим действительно сложных проблем?

Войдите в глубокое обучение! Мы объединяем Q Learning и Deep Learning, что дает Deep Q Networks . Идея проста: мы заменим таблицу Q Learning на нейронную сеть, которая пытается приблизить значения Q. Обычно его называют аппроксиматором или аппроксимирующей функцией и обозначают как Q (s, a; ), где представляет обучаемые веса сети.

Теперь имеет смысл использовать только уравнение Беллмана в качестве функции стоимости - но что именно мы будем минимизировать? Давайте еще раз посмотрим на это:

Знак «=» обозначает присвоение , но есть ли какое-либо условие, которое также удовлетворяет равенству ? Ну, да - когда значение Q достигло своего сходящегося и окончательного значения. И это , а именно наша цель - поэтому мы можем минимизировать разницу между левой и правой сторонами - и альтом! Наша функция стоимости:

Функция стоимости DQN

Это выглядит знакомо? Вероятно - это функция среднеквадратичной ошибки, где текущее значение Q является прогнозом ( y ), а непосредственные и будущие награды являются целью ( y '):

функция среднеквадратичной ошибки

Вот почему Q (s ', a; θ ) обычно упоминается как Q-target .

Переезд: тренировка. В обучении подкреплению тренировочный набор создается по ходу дела; мы просим агента попытаться выбрать наилучшее действие с использованием текущей сети - и мы записываем состояние , действие , вознаграждение и следующее состояние , в котором оно закончилось. Мы выбираем размер пакета b , и после того, как каждый раз b новых записей записываются, мы выбираем b записей в случайном порядке (!!) из памяти и обучаем сеть.Используемые буферы памяти обычно называют Experience Replay. Существует несколько типов таких запоминающих устройств, одним из которых является буфер циклической памяти. Это гарантирует, что Агент продолжает обучение своему новому поведению, а не вещам, которые могут больше не иметь значения.

Вещи становятся реальностью, поэтому давайте поговорим об архитектуре: если имитировать таблицу, сеть должна получать в качестве входных данных состояние и действие и выводить значение Q:

Хотя это правильно, эта архитектура очень неэффективна с технической точки зрения. Посмотреть.Обратите внимание, что для функции стоимости требуется максимальное значение Q в будущем, поэтому нам потребуется несколько сетевых прогнозов для расчета единой стоимости. Таким образом, вместо этого мы можем использовать следующую архитектуру:

Здесь мы предоставляем сети только состояние с в качестве входных данных и одновременно получаем значения Q для всех возможных действий. Намного лучше.

И что вы знаете - вот и все. Поздравляю еще раз! Вы только что узнали, как проектировать Deep Q Network!

Прежде чем закончить, расскажем еще кое-что: несколько абзацев назад мы сравнили функцию стоимости Deep Q Network со среднеквадратичной ошибкой.Но MSE сравнивает прогнозы y с истинными метками y ’- , и истинные метки постоянны на протяжении всей процедуры обучения. Очевидно, что это не так в Deep Q Networks: и y , и y ’ предсказываются самой сетью и поэтому могут меняться на каждой итерации. Влияние очевидно.

Представляем: Double Deep Q Network, которая использует полупостоянные метки во время обучения. Как? Мы храним две копии Q Network, но обновляется только одна - другая остается на месте.Время от времени, тем не менее, мы заменяем постоянную сеть копией обученной Q-сети, поэтому мы называем ее «полупостоянной». И так:

Функция стоимости DDQN

Здесь, 000 представляет полуконстантные веса, поэтому Q (s ’, a; 000) означает значение Q, предсказанное полупостоянной сетью. Вот и все, вы поняли.

Я лично считаю, что лучший способ понять новые концепции - это попытаться реализовать их самостоятельно. Чтобы попробовать Q Learning и Deep Q Networks, я составил простую игру: доска с 4 слотами, которую должен заполнить агент.Когда Агент выбирает пустой слот, он получает вознаграждение +1, и слот заполняется. Если он выбирает незаполненный слот, он получает награду -1. Игра заканчивается, когда вся доска заполнена.

Сделайте попытку и попытайтесь внедрить Агента, который учится осваивать эту игру, используя оба метода. Вы можете найти мои попытки прямо здесь.

Удачи, и в третий раз сегодня - Поздравляем!

Готовы попробовать подкрепление? Вот другой блог, который я написал с некоторыми практическими советами.

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о