Расход арматуры на 1 м³ бетона: что надо знать, чтобы рассчитать правильно

В частном строительстве вопрос расчета арматурных изделий встает при любых работах с бетоном, и придерживаться норм здесь так же важно, как и при возведении крупных промышленных и жилых объектов. Нормированный расход арматуры на 1 м³ бетона делает возможным создание бетонной конструкции, сохраняющей свои свойства на долгие годы. Разбираемся, сколько арматуры на куб бетона считается правильным количеством, и какая несложная методика поможет определить норму для конкретной конструкции.

Для чего нужно знать количество арматуры

Бетон является одним из основных строительных материалов. Изначально вязкий, после укладки он быстро набирает прочность и в процессе эксплуатации с легкостью выдерживает нагрузки, действующие сверху. Прочность на сжатие – главная характеристика бетона (по ней материал делится на классы).

Однако на готовые бетонные конструкции, кроме сил сжатия действуют еще и силы растяжения. С ними бетон самостоятельно справиться не может, и без поддержки разрушается. Поддержкой выступает армирование металлическими прутьями; именно оно увеличивает несущие способности материала, из-за чего возрастает прочность и срок службы изделия.

Вопрос, сколько арматуры на 1 м³ бетона потребуется в том или ином случае, нельзя решать «на глазок». Если арматуры будет недостаточно, снизится прочность изделия, а, значит, и всей конструкции. Перерасход материала обернется бесполезной тратой средств: прочности не добавится, а скорость строительства снизится.

Нужное количество арматурных стержней высчитывают с заданной точностью, исходя из того, какой объем бетонной смеси будет затрачен, а также с учетом других параметров.

Особенности ж/б конструкций в частном строительстве

Для строительства частных домов используются железобетонные конструкции (ЖБК) двух типов:

• Сборные. Изделия изготавливают в заводских условиях, затем их монтируют непосредственно на стройплощадке. Насчитывается свыше двух сотен ЖБИ, применяющихся в частном строительстве, но самыми популярными остаются готовые плиты перекрытия и блоки для фундамента.
• Монолитные. Распространенные виды монолитных ж/б конструкций – это стяжка (промежуточный слой, прочная основа для финишного покрытия), ленточный и плитный фундамент, изготавливаемые заливным методом. Все ЖБК в обязательном порядке армируются.

Случается, что плиты перекрытия также изготавливают монолитным способом. Это происходит, когда, например, необходимо перекрыть помещение необычной конфигурации, и сделать это при помощи прямоугольной плиты не получится. Конструкции также выполняются монолитным способом, когда загородный участок не может похвастать подходящими для подъемного крана подъездными путями.

К изготовлению таких ЖБИ подходят ответственно, поэтому расход арматуры на 1 м³ бетона монолитной плиты рассчитывают по нормативным документам и соблюдают при вязке и заливке крайне внимательно. У сборки конструкций из арматуры для частного дома имеется важная особенность: их рекомендуется монтировать при помощи стальной вязальной проволоки. Использование сварки увеличивает бюджет, при этом есть вероятность снижения качества полученного каркаса (сварка пережигает сечение), что негативно отразится на надежности.

Какие факторы определяют расход материала

Понятно, что расход арматуры на куб бетона – величина непостоянная, зависящая от нескольких величин. Существует понятие оптимальной плотности армирования, и на эту величину влияют следующие факторы:

• Плотность бетонного раствора. Плотностью (или удельным весом) называют соотношение массы к объему, и оно характеризует качество состава. Чем ниже удельный вес, тем больше арматурных изделий потребуется, чтобы сохранить нужное качество. Можно пойти по одному из двух путей: оставить каркас прежним, но увеличить диаметр стержней, или нарастить количество стержней.

• Тип почвы. Для проблемной (слабонесущей глинистой) почвы необходима арматура большего сечения, чем для стабильного песчаного грунта. Сечение увеличивают в 1,5-2 раза и доводят с 10 до 14-16 мм.
• Параметры дома и фундамента. Чем больше дом и тяжелее строительные материалы стен и перекрытий, тем больше габариты основания, и больше должно быть сечение стержня. Не стоит экономить на арматуре – постройка, возведенная на каркасе из арматурного материала диаметром менее 10 мм, будет недолговечной, так как фундамент не выдержит нагрузок.
• Тип фундамента. Плитный фундамент (который выбирают для домов без подвала), если сравнивать его с другими типами, нуждается в более прочном каркасе. Рекомендуется диаметр не менее 14 мм; при этом стоит знать, что в частном строительстве материал диаметром больше 40 мм не применяется.
• Особенности самих прутьев. Сечение и вид поверхности помогают определить вес одного метра материала.

Что регулируют нормативные документы

Чтобы определить нужное количество арматуры на 1 м³ бетона для фундамента, делают индивидуальный расчет для каждого объекта с учетом выбранного типа основания и класса бетонной смеси (то есть, входящих в ее состав наполнителей).

Вместе с тем, удельный расход (на кубометр) регулируется следующими документами:

• Государственными стандартами (ГОСТ) и техническими условиями (ТУ).
• Сборниками федеральных единичных расценок (ФЕР).
• Выпусками элементных сметных норм (ГЭСН).

Все документы предоставляют усредненные значения количество арматуры для разных типов фундаментов. В индивидуальных расчетах можно отталкиваться от следующих значений:

• Для ленточного основания требуется 20 кг на кубометр бетонной смеси.
• Для свайного – 10 кг.
• Для плитного (толщиной от 15 см) – 50 кг (расход металла увеличен для конструкции с двумя арматурными поясами).

Если необходимо провести более тщательные вычисления, привлекаются дополнительные данные, обычно тип используемой арматуры.

Учитываем особенности арматуры

Ошибочный выбор арматуры для каркаса фундамента оборачивается множеством неприятных последствий, самые безобидные из которых – это плохо закрывающееся окно или дверь, осыпающаяся штукатурка и отклеивающиеся обои. Хуже, когда появляются трещины на стенах, деформируются инженерные коммуникации (трубы, электрические провода).

Арматура призвана компенсировать силы растяжения, действующие на фундамент. Она имеет вид длинных круглых стержней разного сечения; материалом изготовления служит сталь (90% бетонных конструкций в России) или стеклопластик. Арматурная продукция маркируется по ГОСТ индексом «А» и следующей за ней цифрой (класс; чем больше значение, тем прочнее материал).

Арматурный прокат классифицируют по нескольким параметрам, что помогает определить расход арматуры на 1 м³ бетона для фундамента. По профилю поверхности стержни делятся на две группы: с рифленой и гладкой поверхностью. Периодический профиль (насечки) есть у арматуры класса А2 и выше. Рисунок профиля бывает кольцевым, такая поверхность обеспечивает максимальное сцепление с бетоном, арматура используется для капитальных ЖБИ.

Стержни с серповидным профилем подходят для тонкостенных конструкций. Производятся и стержни со смешанным профилем. Прокат с гладкой поверхностью для армирования фундаментов не подходит. Его роль заключается в фиксации арматурных каркасов; также используется для создания архитектурных деталей, не несущих значительных нагрузок.

Другой способ классификации арматурного проката – по назначению, когда выделяют следующие виды арматуры:

• Рабочая. Ответственна за прочность фундамента, основная растягивающая нагрузка приходится именно на нее. Поэтому в плитных конструкциях ее располагают горизонтально, а в свайных – вертикально.
• Распределительная. В арматурном каркасе может располагаться и горизонтально, и вертикально. Ее роль сводится к равномерному распределению нагрузки по конструкции.
• Монтажная. Помогает сохранить заданную форму каркаса во время заливки бетонным раствором (или во время перемещения).

Следует заметить, что у рабочей и распределительной арматуры поверхность всегда периодическая (профильная). Для монтажного проката наличие рифления не принципиально.

Важным параметром прокатных изделий является диаметр (сечение). Толщина рифленой арматуры находится в пределах 6-80 мм; для частных построек выбирают материал сечением 8-24 мм. На практике диаметр рабочих прутьев выбирают порядка 12-16 (иногда 18) мм, распределительных: 8-10 мм, монтажных: 6 мм.

Как рассчитать арматуру

На строительстве крупных объектов количество прутьев для закладки фундамента определяют в соответствии с государственными стандартами, руководствуясь нормативными документами. Данные закладываются на этапе проектирования и помогают получить прочную и надежную конструкцию.

Если строительство ведется на частной территории, чаще всего приходится иметь дело с закладкой ленточного основания. Чтобы определить пропорцию бетона и прутьев, используют данные по его габаритам (площадь и толщина), весу, характеристикам прутьев (сечение, вес), учитывают тип почвы.

С методикой расчета удобнее разобраться на конкретном примере. Пусть необходимо узнать, сколько нужно арматуры на 1 куб бетона для фундамента плитного типа со следующими габаритами: толщина 10 см, размер 6х6 м.

По нормативам СНИП 52-01-2003 для изготовления каркаса понадобятся стержни сечением 10 мм, их устанавливают с шагом в 20 см. Для плитного основания 6х6 м понадобится 31 стержень для поперечной раскладки, и 31 – для продольной (в данном случае размер продольной и поперечной раскладка совпадает из-за пропорций плиты). Далее вычисления проводят по следующей схеме:

• Определяем общее количество арматуры: 62 стержня, каждый длиной по 6 м.
• Определяем общую длину арматуры: 62×6= 372 м.
• Рассчитываем бетон на плиту по формуле объема (по габаритам): 6х6х0,1=3,6 кубометра. Столько бетона понадобится для заливки данной плиты.
• Определяем, сколько арматуры пойдет на погонный метр (вычисляем распределение по объему): 372/3,6 = 62 м арматурного проката.
• Теперь необходимо узнать, сколько весят эти 62 м. По таблице узнаем удельный коэффициент прута, который зависит от его диаметра и марки стали. Если, например, выбрана арматура с сечением 10 мм, то удельный коэффициент составляет 0,617.
• Вычисляем вес: 0,617х62=38 кг. То есть, на 1 кубометр бетона плитного фундамента 6х6 м необходимо использовать 38 кг арматурных стержней.

Коротко о главном

Вопрос о расходе арматуры на кубометр бетона нельзя игнорировать, если вы хотите получить по-настоящему надежную и долговечную конструкцию. На выбор арматурных изделий влияет несколько параметров, нормы которых прописаны в регулирующих документах: ГОСТ, ФЕР и ГЭСН.

Армированный каркас собирается из продольных и поперечных прутьев с рифленой поверхностью. Их диаметр, количество и шаг установки определяется параметрами фундамента (габаритами и объемом), маркой бетона и особенностями почвы. При расчетах нужного количества арматурного проката пользуются табличными значениями, например, удельным коэффициентом прута, связывающим его сечение и марку стали.