Производим расчёт фундаментной плиты от начала до конца. Расчет плиты фундамента
Расчёт фундаментной плиты по несущей способности грунта
Когда речь заходит о строительстве дома, гаража, бани или иного сооружения, в первую очередь встает вопрос выбора типа фундамента. В большинстве случаев этот вопрос разрешается в пользу так называемого плитного фундамента, или фундаментной плиты.
Таблица расчета материалов для плитного фундамента.
Это неудивительно, поскольку данный тип является универсальным и имеет ряд неоспоримых преимуществ, а именно:
- легкость изготовления в силу простоты конструкции;
- сравнительно невысокая себестоимость;
- возможность использования на различных типах почв с разной глубиной промерзания и уровнем грунтовых вод;
- морозоустойчивость и высокие теплоизоляционные свойства.
Но для того чтобы такой тип основания в полной мере проявил все свои ценные качества, крайне важно произвести грамотный расчет фундаментной плиты. Разумеется, лучше доверить эту работу специалисту, который выполнит все расчеты в соответствии с определенными нормами и правилами. При наличии желания можно осуществить необходимые вычисления самостоятельно.
Плитный фундамент представляет собой монолитную (либо составленную из отдельных заводских плит) железобетонную плиту, располагающуюся подо всей площадью здания и размещенную на подложке из сыпучих материалов.
Наиболее часто используется монолитный плитный фундамент мелкого заложения. Расчет такого основания аналогичен расчету других типов фундамента и включает в себя:
Схема монтажа монолитного плитного фундамента.
Все перечисленные процедуры тесно взаимосвязаны, и изменение лишь одного из параметров неизбежно приведет к пересмотру всех расчетов в целом. Поэтому, приступая к рассмотрению каждого из пунктов, упустим расчет размеров, поскольку впоследствии они могут быть изменены, и примем длину и ширину фундамента равными размерам самого здания, а толщину — равной среднему рекомендуемому значению (около 25 см). Для того чтобы наиболее полно осветить все нюансы, рассмотрим простейший пример расчета монолитной плиты.
Расчет фундаментной плиты по несущей способности грунта
После того как намечены основные размеры фундамента, возникает необходимость проведения расчета конструкции по несущей способности грунта. Целью данного мероприятия является оценка способности подлежащего грунта выдерживать давление на него здания вместе с фундаментом и прочими несущими нагрузками.
Схема плитного фундамента: 1 – стены здания; 2 – монолитная армированная плита фундамента; 3 – ребра жесткости.
Давление здания на фундамент сопровождается его осадкой и смещением грунта, что может привести к катастрофическим последствиям. Надежная и безопасная эксплуатация основания возможна лишь при соблюдении следующего условия:
S>Kн×F/Kр×R, где:
- S — площадь подошвы фундамента (см²).
- Kн — коэффициент надежности, по умолчанию равный 1,2.
- F — расчетная нагрузка на основание, включающая общий вес дома с фундаментом и эксплуатационными нагрузками (кг).
- Kр — коэффициент условий работы.
- R — условное расчетное сопротивление грунта (кг/см²).
Коэффициент условий работы может иметь различные значения для разных типов грунтов и сооружений. Так, если тяжелое здание возводится на грунте, сложенном преимущественно пластичными глинами, этот коэффициент будет равен 1,0. Для слабоглинистых и мелкопесчаных почв он составит 1,2. В случае если легкое здание базируется на крупнопесчаном грунте, данное значение возрастает до 1,4. Более подробно со всеми возможными вариантами можно ознакомиться в специальных таблицах.
Расчетное сопротивление грунта также определяется при помощи таблиц, причем значения этого показателя могут варьироваться в зависимости не только от типа грунта, но и от его влажности и пористости.
Итак, если в результате произведенных вычислений уравнение оказывается верным, значит, важнейшее условие безопасной эксплуатации фундамента соблюдено и можно приступать к дальнейшим расчетам. В противном случае необходимо будет либо увеличить площадь подошвы фундамента, либо уменьшить его толщину или изменить какой-то другой параметр и заново провести расчет по несущей способности. Вот почему изначально закладываются лишь приблизительные, ориентировочные размеры фундаментной плиты.
Вернуться к оглавлению
Расчет объема плитного фундамента
Рассчитать необходимый объем бетона для заливки монолитной плиты не составит особого труда. Для этого достаточно лишь вспомнить школьный курс геометрии. Поскольку простейшая прямоугольная плита представляет собой параллелепипед, ее объем будет равен произведению периметра на высоту (толщину):
V=L×B×H; где:
- V — объем фундаментной плиты (см³).
- L — длина плиты (см).
- B — ширина плиты (см).
- H — толщина плиты (см).
Объем фундамента более сложной конфигурации производится путем сложения объемов его отдельных элементов, которые вычисляются подобным же способом.
Нередко фундаментная плита бывает усилена дополнительными ребрами жесткости, которые могут быть как прямоугольной формы, так и трапециевидного сечения. В этом случае объем ребер высчитывается отдельно, а затем складывается с общим объемом плиты.
Вернуться к оглавлению
Расчет арматуры плитного фундамента
Для фундаментов плитного типа необходимо использовать только арматуру с ребристой поверхностью и толщиной прутка не менее 10 мм. Арматура обеспечивает прочность всей конструкции, и ее значение сложно переоценить. Общая длина прутка арматуры определяется размерами здания и шагом сетки арматурного каркаса. Обычно этот шаг принимается равным 20 см. Зная этот размер, можно без труда рассчитать суммарную длину арматурного прутка, а также его вес и объем. В среднем объем армирующих конструкций составляет 5-10% от общего объема плиты.
moifundament.ru
расчет толщины, подушки и материалов
Устройство монолитной плиты в качестве базы под строящийся дом является наиболее надежным видом основания. Чтобы провести правильный расчет плитного фундамента, необходимо знать специфику работ по его организации, тип грунта на участке строительства, а также обладать некоторыми данными о характеристиках будущего здания.
Если при строительстве дома необходима максимальная надежность на нестабильном грунте, монолитный фундамент идеальный вариант.
Сбор необходимой информации
Логика подсказывает, что прежде чем начать строительство, необходимо спроектировать дом и вычислить нагрузки на фундамент.
Обычно этим занимаются в проектном бюро, и выдают уже готовые габариты устройства основания. Если вы решили провести расчет фундаментной плиты самостоятельно, ознакомьтесь с основными этапами вычислений.
Чтобы правильно рассчитать толщину основания необходимо знать следующие данные:
- тип почвы, глубины промерзания грунта;
- массу будущего строения и площадь его соприкосновения с фундаментом;
- вес возможных переменных нагрузок: снег, мебель, людская проходимость.
Особенность данного типа конструкции в том, что при строительстве на песчаных грунтах вес плиты не включается в общую массу дома, на глинистых п
fundamentaya.ru
Точный расчет толщины плиты фундамента
Ленточный фундамент – это бетонная армированная основа под какое-либо строение. Он заливается по необходимому периметру и может иметь от одной до нескольких лент, на которые будут установлены несущие стены. Но вполне возможно наличие только одного периметра. Такой фундамент обеспечивает равномерное рассредоточение немалой массы строения по поверхности земли. Обязательно должен иметь место расчет толщины плиты фундамента, так как очень тонкая плита может не выдержать массы дома.
Основные типы фундаментов
Ленточный фундамент, в зависимости от применяемого для его закладки материала, бывает трех основных типов:
- каменный, который включает такие подтипы, как кирпичный, бутовый и полубутовый;
- железобетонный, подразделяющийся в свою очередь на мололитный и сборный;
- деревянный.
Расчет толщины плиты фундамента каждого из этих типов производится индивидуально, и алгоритм его не может применяться во всех случаях одинаково.
Основные подтипы фундаментов
Выделяют следующие подтипы фундаментов.
- Цементно-грунтовой. Предназначен для легких конструкций, обычно нежилых. Идеально подойдет для беседок и небольших складских бытовок. Его монтаж возможен только на твердой и ровной площадке.
- Песчаный. Также предназначен для построек, имеющих небольшой вес. Можно применять для щитовых сараев и небольших дачных домиков. Для жилых строений использовать нельзя.
- Смешанный тип. Кирпичная лента с бутовым или бутобетонным основанием – это такого типа фундамент. Плита, расчет толщины которой точно выверяется, уже более прочна. Возможно использование этого типа фундамента для постройки дачных домиков с летним проживанием.
- Кирпичный. Монтаж такого фундамента осуществляется лишь на твердом и сухом грунте. Избыток влаги может привести к разрушению кирпичной основы и нарушить целостность постройки. Для этого типа фундамента применяется глиняный железняк. Обычно он бывает красного цвета.
- Бутовый. Идеально подходит для монтажа на пучинистых грунтах. Обычно закладывается на небольшой глубине. Бутовый камень имеет природное происхождение и большую прочность.
- Бутобетонный. Монтаж такого типа фундамента производится посредством укладки камней мелкого диаметра, которые затем заливаются раствором бетона. Перед началом монтажа необходимо наличие опалубки. Бутобетонный фундамент схож также с монолитным типом. Разница заключается только в использовании крупного заполнителя, то есть камней.
- Монолитный. Монтаж производится при наличии опалубки. На нужную площадь устанавливается арматура, которая потом бетонируется с применением специального раствора. Получается достаточно прочный фундамент. Монолитная плита, расчет толщины и глубины залегания которой являются важными моментами при заливке такого типа опоры, устойчива, если все сделано правильно.
- Железобетонный сборный. Схож по устройству с монолитным фундаментом. Единственное различие заключается в том, что производится железобетонный сборный фундамент на заводе, затем только экспортируется на место строительства. Данный тип фундамента, в свою очередь, делится на два подтипа: блоки-подушки, которые штабелируются на самый первый уровень фундамента, и блоки ФБС, которые устанавливаются поверх блоков-подушек в два-три ряда.
Особое применение железобетонного сборного фундамента
Возведение железобетонного сборного типа фундамента возможно только с применением строительного подъемного крана, так как блоки ФБС и блоки-подушки имеют очень большой вес и обычный человек их поднять не сможет. Обычно применяется для возведения больших зданий, имеющих значительный вес и подразумевающих под собой прочный фундамент. Плита, расчет толщины которой требует большой точности, должна быть выполнена только из качественного материала.
Четыре конструкции фундаментов
Все подтипы фундаментов делятся на четыре основных вида, которые различаются по своей конструкции и применяемым материалам.
- Свайный. Универсальный вид конструкции, но очень сложный в установке. Применяется на различных типах грунта, а также при больших перепадах высоты местности, где невозможно применить фундаменты других конструкций.
- Столбчатый. Располагается точечно по периметру несущих стен. Его применение рекомендуется только на устойчивом участке грунта, перепад которого составляет максимум 5 градусов.
- Плитный, или сплошной. Представляет собой плиту, функция которой заключается в рассредоточении основной массы строения на фундамент. Монолитная плита, расчет толщины которой должен быть очень точным, определяет основную несущую нагрузку, а именно повышает давление на сильные участки, убирая вес с более слабых.
- Монолитный. Имеет вид ленты сплошной заливки. По глубине залегания делится на мелкозаглубленный и заглубленный, что зависит от уровня общего промерзания грунта и основного перепада на участке.
Расчет толщины фундамента под дом
Расчет толщины плиты фундамента под дом следует производить, опираясь на данные о промерзании почвы на участке. Не стоит слушать советов близких людей и особенно соседей, о том, что они так заливали фундамент и что дом нормально стоит. Ни к чему хорошему это не приведет. Хоть участки могут находиться совсем рядом, почва на каждом из них будет разной. Вы никогда не задумывались, почему у соседей картошка мелкая, а у вас крупная, хоть поливали и удобряли вы ее одинаково? Это простое доказательство наличия разного грунта на близлежащих участках.
Формула расчета
Расчет толщины плиты фундамента в зависимости от нагрузки производится по такой формуле: S > γn · F / (γc · R0), где γc – значение основных условий работы; γn - обычно равняется 1,2 – значение надежности; F – общий вес на основание, заключенный в сумме массы дома, фундамента и других нагрузках; R0 – сопротивление почвы под периметром фундамента; S – площадь периметра фундамента, обычно измеряемая в квадратных сантиметрах. Нужно обязательно запомнить, что для постройки даже самого маленького и легкого дома необходимо производить расчет толщины плиты фундамента.
Советы по подготовке участка
Есть несколько основных советов по подготовке к монтажу фундамента. Если их выполнить, опора для дома прослужит долго и не потребует капитальных реконструкций.
- Во-первых, перед началом монтажа необходимо избавиться от верхнего растительного слоя грунта. С помощью этого у вас получится выровнять площадку под строительство дома и убрать общий уклон местности, если он есть.
- Во-вторых, необходимо обеспечить бесперебойную дренажную систему. Обычно для этого по периметру всего участка выкапываются траншеи глубиной около 50-70 сантиметров. Такая мера позволит избежать застаивания воды и, следовательно, преждевременного разрушения фундамента от влажности.
- В-третьих, на ровном участке производят монтаж котлована. Важно помнить, что любой тип фундамента устанавливается на плотную песчаную подушку.
- Далее производят точные расчеты толщины плиты фундамента. Это избавит вас от необходимости закупки лишних материалов и затрат денежных средств.
Вывод
Выбор подходящего типа фундамента будет зависеть от вида почвы и ее уклона. Применение, например, монолитного типа на болотистой местности будет глупым шагом, так как фундамент может сильно просесть и просто развалиться от воды. Расчет толщины плиты фундамента, пожалуй, может считаться одним из самых важных моментов при его возведении. Вторым таким моментом является высокое качество используемых для монтажа строительных материалов. На них лучше не экономить.
fb.ru
Расчет толщины для плитного фундамента: пошаговая инструкция, примеры
Плитный фундамент представляет собой сплошную железобетонную конструкцию, размещаемую под всей площадью здания и равномерно воспринимающей все возможные весовые нагрузки. Стандартная схема включает дренаж из утрамбованного песка и щебня, плиту из качественного раствора с объемным армированием и гидроизоляцию, в особо сложных условиях основание утепляют. Главным требованием технологии заложения является выбор правильной толщины этих слоев, точное значение определяет расчет. Исходными данными служат параметры грунта, тип и вес постройки, в ходе вычислений важно соблюдать все нормы проектных стандартов.
Оглавление:
- От чего зависит толщина основы?
- Пример расчета фундамента
- Что нужно учесть?
Факторы, влияющие на толщину плитного фундамента
Этот тип основания относится к «плавающим», т.е. способным воспринимать и равномерно перераспределять нагрузки. В частных постройках толщина варьируется от 15 до 35 см, изменение в меньшую сторону не допускается по причине риска раскола плиты под воздействием собственного веса здания, в большую – из-за экономической нецелесообразности, увеличения общей массы и потери подвижности. Главным критерием влияния служит тяжесть конструкций, при использовании кирпича или плотных стройматериалов высота плитного фундамента возрастает на 5-10 см в сравнении с домами с газобетонными или каркасными стенами.
Вторым учитываемым фактором идут размеры будущей постройки. Следует помнить, что все фундаменты выдерживают не только нагрузку на сжатие, но и на изгиб, экстремум приходит на середину. Чем больше длина наружных стен, тем выше риск раскалывания монолитной плиты. Частично эта проблема решается увеличением числа внутренних перегородок с несущими способностями, но для полного исключения риска приходится наращивать толщину самого фундамента. Как следствие, при строительстве на узких участках составление проекта и выбор основания лучше доверить специалистам.
Помимо веса и типа здания при расчете фундаментной плиты (в том числе для проверки ее целесообразности) учитываются особенности грунта: глубина промерзания, несущие способности, однородность и уровень подземных вод. При высокой плотности слоев подбирается мелкозаглубленный вариант, в этом случае для его заложения достаточно вынуть около 50-70 см земли, единственным недостатком такого исполнения является отсутствие подвала. На неустойчивых грунтах фундаментная плита размещается ниже глубины промерзания на 60 см, тогда увеличивается вес постройки и на конструкцию действуют повышенные нагрузки.
Интенсивность влияния подземных вод учитывается при подборе марки бетона, материалов гидроизоляции и толщины дренажной подушки, при значительных рисках подтапливания целесообразно выбрать другой тип основания или провести его утепление влагостойкими материалами.
Последовательность и пример расчета
В ходе вычислений придерживаются следующей схемы:
1. Проводится анализ геологического состояния участка, в зависимости от его типа из таблиц выбирается величина оптимального удельного давления на грунт для плитных фундаментов. Также на этом этапе определяется требуемая глубина заложения основания. При строительстве на супесях и твердых глинах стоит провести сравнение с другими типами, воздействие морозного пучения на них будет максимальным, что приводит к необходимости значительного увеличения толщины плиты.
2. Рассчитываются все весовые нагрузки. Удельный вес любого стройматериала несложно найти в таблицах, исходя из размеров стен, кровли и перекрытий находится масса самого здания. К полученному значению прибавляется средняя нагрузка снежного покрова, выбираемая согласно региону проживания и углу наклона кровли (на скатных крышах свыше 60° она принимается равной нулю). Также обязательно учитывается эксплуатационная (полезная) нагрузка, в среднем для цокольных и межэтажных перекрытий она составляет 210 кг/см2, жилых чердаков – 105. Этот показатель рассчитывают для каждого этажа, по окончании они все суммируются.
3. Определяется площадь монолитной плиты (длина дома умножается на ширину) и величина удельной нагрузки на 1 м2 грунта (общие весовые делятся на полученное значение).
4. Находится оптимальный объем фундамента (путем деления на средний удельный вес армированного бетона – 2500 кг/м3) и его предварительная толщина. Показатель округляют до 5 см в ближайшую сторону.
5. Далее расчет плитного фундамента повторяют с учетом полученного веса основания, его прибавляют к общим весовым нагрузкам. Величину удельного давления на грунт (п.3 выше) сравнивают с оптимальным для данного участка, его допустимое отклонение – ±25 %.
6. Исходя из ожидаемых нагрузок находится марка бетона для заливки, с учетом толщины составляется схема армирования: подбираются диаметр прутьев и частота их расположения.
При отклонении расчетной толщины такой плиты от рекомендуемого диапазона (15-35 см) рассматриваются другие типы фундаментов или варианты ее усиления (ребрами жесткости или сваями). Составление проекта в последнем случае безоговорочно доверяется специалистам. В качестве примера представлен простой расчет двухэтажного дома из газобетона D600 8×8 м высотой в 6,5 м, с монолитным ж/б межэтажном и деревянным чердачном перекрытиях, кровлей из металлочерепицы при строительстве на пластичных глинах (оптимальная нагрузка для такого типа – 0,25кг/см2). Тип плиты – мелкое заложение, цокольное перекрытие отсутствует.
При толщине стен в 40 см объем коробки – 166,4 м3, с учетом удельного веса блоков в 180 кг/м3 ее масса равняется 29952 кг. При площади межэтажного перекрытия в 60 м2 оно весит 30000 кг, чердачного в 64 м2 – 9600. Удельный вес кровли – 30 кг/м3, общий согласно данным проекта: 30×84=2520 кг. Величина полезной нагрузки первого, второго этажей и чердака: 64×210+60×210+64×105=32760 кг. Масса снежного покрова для среднего региона РФ принимается равной 100 кг/м2, в данном случае общее значение: 84×100=8400 кг. В сумме весовые нагрузки достигают: 113232 кг.
Удельная нагрузка на 1 м2 грунта – 113232/64=1770кг/м2= 0,177 кг/см2. Разница между оптимальным равняется 0,25-0,177=0,073, требуемая масса монолитной плиты – 46720 кг. Объем – 46720/2500=18,688 м3, толщина – 0,292 м или 30 см, что соответствует норме. Поверка показывает, что при ее весе в 48000 кг и общем здания (113232+48000) =161232 кг, нагрузка на грунт – 0,252 кг/см2. Это отклонение минимальное, все требования соблюдены, расчет необходимой толщины считается завершенным. Далее с помощью онлайн-калькуляторов несложно составить схему армирования, подобрать диаметр продольных и вертикальных прутьев и определить количество стройматериалов.
Что следует учесть при возведении основания данного типа?
Помимо вышеперечисленных условий плитный фундамент требует соблюдения строительных стандартов, в частности, при выборе марки бетона и арматуры и расчете дренажной системы. Наличие подушки обязательно, этот слой защищает основу от подвижек грунта и влаги. Ее толщина зависит от веса и назначения здания, в идеале проводится ее расчет. Минимум для легких щитовых построек – 15 см, 25 – для гаражей, под дома из кирпича засыпается и уплотняется от 20 см щебня и 25-30 песка. Чем выше риск подтапливания, тем надежнее нужна дренажная система, при необходимости по периметру закладываются водоотводные трубы.
Фундамент-монолитная плита для жилых домов усиливается как минимум двумя продольными сетками арматуры диаметром в пределах 12-16 мм, поддерживаемыми вертикальными прутьями (от 6 мм и выше). Рекомендуемых шаг ячеек – от 20 до 30 мм. Соединения и стыки не свариваются, а обвязываются проволокой диаметром в 0,8-1,2 мм или пластиковыми хомутами. Минимальное отступление от края бетона составляет 5 мм, его нарушение приводит к коррозии и разрушению каркаса. С целью соблюдения этого требования под нижние ряды подкладывают специальные пластиковые стаканчики, сетки размещаются равноудаленно от центра и краев. Обязательным условиям является заливка бетона единым монолитом, с виброуплотнением и обеспечением правильных условий затвердевания.
stroitel-lab.ru
Расчет плитного фундамента: определение нагрузок, примеры, цена
Плитный фундамент – дорогое удовольствие. Но можно сделать правильный расчет, чтобы не потратить лишнего. Расходы на строительство монолитной плиты будут напрямую зависеть от ее размеров, те в свою очередь – от внешних нагрузок.
Оглавление:
- Нагрузка и габариты
- Объем плиты
- Особенности армирования
- Стоимость плитного основания
Определение нагрузок и толщины
Этим занимаются специалисты после обследования участка и составления проекта дома. Но можно ограничиться самостоятельным определением веса объекта – технология несложная. Расчет нагрузки должен учитывать давление возведенного здания и силы пучения грунта. Для этого по плану будущей постройки определяют:
- общий вес строительных и отделочных материалов без фундамента;
- ориентировочную массу всей мебели и техники, проживающих людей;
- снеговые нагрузки для конкретного региона.
К примеру, после такого расчета вы получили вес постройки около 320 т, а сам дом должен опираться на плитный фундамент размером 6х8 м. Тогда давление, передаваемое на почву, в пересчете на единицу площади будет равно 0,67 кг/см2. Но вес основания здесь пока не участвует, так как мы еще не нашли его толщину.
Вопрос – сможет ли грунт выдержать такой дом с учетом массы самой плиты и не опрокинет ли его при пучении? Все зависит от мощности фундамента и состава почвы. Для разных видов слабых грунтов существуют ориентировочные цифры, увязывающие их несущую способность с внешними нагрузками, которые передает плита:
- 0,25 кг/см2 – оптимальная величина для мелкопесчаной почвы средней плотности и пластичной глины;
- 0,35 кг/см2 – такое давление должно передавать основание на пылеватые пески и суглинки.
С учетом веса бетона с армированием (2,7 кг/м3), толщина любого фундамента для указанных грунтов выбирается из нескольких возможных вариантов:
| Мощность плиты, см | Объем заливки, м3 | Вес бетона, т | Вес постройки с основанием, т | Давление на почву, кг/см2 |
| 15 | 7,2 | 19,5 | 339,5 | 0,34 |
| 20 | 9,6 | 25,9 | 345,9 | 0,35 |
| 25 | 12 | 32,4 | 352,4 | 0,35 |
| 30 | 14,4 | 38,9 | 358,9 | 0,36 |
В нашем примере оптимальный вариант для строительства на суглинке – плитное основание толщиной 20 см. Если же вы получили цифру меньше 15 либо больше 35 см, значит, монолитная плита «не вяжется» с проектом. Слишком мощная говорит о том, что можно обойтись ленточным типом. Излишне тонкая намекнет на избыточный вес дома. При таких условиях постройка просто начнет медленно уходить под землю. В обоих случаях расчет толщины фундамента лучше перепоручить профессионалам.
Многие частные застройщики вполне довольствуются ориентировочными цифрами, имеющими небольшую погрешность:
1. Для бани или гаража толщина фундамента принимается 15 см и увеличивается на 5, если строительство ведется на сильнопучинистом грунте.
2. Для одноэтажного дома из кирпича или монолитного бетона заливают основание в 20 см.
3. Коттеджи повыше потребуют устройства мощной плиты толщиной около 25-30 см.
4. Фундамент для дома из газобетона или других легких стройматериалов (OSB, дерево) допускается делать на 5 см тоньше.
По приведенной выше увязке нагрузок и толщины видно, что этими цифрами можно спокойно пользоваться.
Расчет свайно-плитного основания – отдельная задача, для которой нужно дополнительно определять несущую способность свай, завязанную на их диаметр. Результат будет сильно отличаться в зависимости от глубины погружения опор. Браться за такую работу самостоятельно не стоит, если вы не профессиональный проектировщик с полным набором нужных программ.
Объем заливки
Когда габариты определены, остается только вывести значения, которые потребуются для дальнейшего расчета плитного фундамента:
- Площадь основания: 6 х 8 = 48 м2.
- Объем плиты: 48 х 0,20 = 9,6 м3.
- Площадь боковых стенок: (6 + 8) х 2 х 0,20 = 5,6 м2.
Определение высоты плиты позволяет узнать сразу несколько параметров монолитной основы, такие как требуемое количество бетона для заливки или расстояние между поясами армирования.
Арматура
Расчет количества арматуры для армирования плитного фундамента выполняется для одного пояса, а полученная цифра потом просто удваивается. Размер ячеек, образующихся при пересечении продольных и поперечных стержней, по технологии принимается равным 20-30 см. Выберем более экономный вариант с решеткой в 300 мм.
Диаметр прутьев определяется толщиной заливки и должен составлять 5 %, то есть в нашем случае – 10 мм. При этом их длина будет на 10 см меньше соответствующей стороны основания, чтобы обеспечить стальной арматуре достаточную защиту под 5-сантиметровым слоем бетона. Для рассмотренного примера понадобятся пруты длиной 5,9 и 7,9 м.
Этих данных достаточно для подсчета количества стержней в каждом ряду армирования:
- 5900 / (300+10) + 1 = 20 шт.
- 7900 / (300+10) + 1 = 26 шт.
Для двух поясов потребуется 40 прутьев длиной 6 м и 52 – по 8 м, то есть всего 656 м. Если продавец не предоставляет услугу нарезки в размер, прутки стандартной длины придется укорачивать самостоятельно. Так как толщина фундамента по расчету принимается равной 20 см, вертикальные перемычки будут иметь длину 10 см (можно использовать часть обрезков). Количество связей определят точки пересечения стержней. Технология армирования допускает для них увеличение шага вдвое по сравнению с горизонтальными поясами – 600 мм. Тогда число перемычек будет равно 260 шт.
Стоимость строительства
Когда размеры и количество материалов определены, можно выполнить расчет стоимости плитного основания. Для большинства пунктов строительной сметы достаточно знать габариты будущей конструкции. Продолжим на том же примере для дома 6х8 м:
| Статья расходов | Расчетное количество | Принимаем для фундамента | Цена за единицу, рубли | Всего, рубли |
| Песок | 48 х 0,3 = 14,4 м3 | 15 м3 | 730 | 10 950 |
| Щебень 20-40 | 48 х 0,2 = 9,6 м3 | 10 м3 | 1750 | 17 500 |
| Теплоизоляция Пеноплекс Фундамент 50 мм | 54 м2 | 54 м2 | 235 | 12 690 |
| Гидроизоляция Пленка п/э | 48 х 2 = 96 м2 | 96 м2 | 27 | 2 590 |
| Бетон М200 с учетом усадки 2 % | 9,8 м3 | 10 м3 | 3200 | 32 000 |
| Арматура для плиты d-10 мм | 656 + 17 = 673 м | 673 м | 19 | 12 790 |
| Проволока d-1,2 мм отрезки по 0,3 м | 1040 шт | 312 м | 0,55 | 170 |
| Всего: 88 690 | ||||
Не забудьте полученные цены скорректировать с учетом стоимости доставки материалов на участок.
stroitel-list.ru
Как сделать расчет монолитного фундамента: пример
Монолитный фундамент, как и свайный идеально подходит для строительства буквально практически любого здания. Эти 2 типа оснований одинаково хорошо переносят воздействие высоких нагрузок и перемещения рыхлых грунтов.
При этом монолитные плиты чаще всего применяют при строительстве крупных торговых центров и многоэтажных домов, а сваи при возведении частного сектора из малоэтажных домов.
Монолитная плита в качестве крепкого основания строители выбирают по многим причинам, однако, для того чтобы придать ей прочность и надежность необходимо произвести грамотные расчеты.
Основные этапы расчета монолитной плиты
Как и любой строительный процесс, расчет фундамента обуславливается правилами проектирования и соответствующими статьями СНиПов. Процесс расчета разделяется на 3 основных этапа:
- Проведение замеров и изучение грунта на месте строительства,
- Расчет толщины монолитной плиты,
- Расчет количества арматуры, необходимой для создания прочного основания.
Есть специальные программы (Мономах, Лира), которые автоматизируют процесс расчета. В тоже время посчитать будущий фундамент можно и вручную.
Процесс изучения основных характеристик почвы
fundamentaya.ru
Как рассчитать фундаментную плиту: вес, деформации, осадка
Армированный бетон надежно выдерживает сжимающие усилия, поэтому испытывать на прочность плитный фундамент не имеет смысла. Армирование бетонной конструкции необходимо только для того, чтобы улучшить ее сопротивляемость растягивающим нагрузкам.
Плитный фундамент.
При этом по деформации основания (грунта) проверку необходимо выполнять обязательно. По несущей способности расчет выполняют, если:
- На основание воздействует не только вес, но и большие горизонтальные нагрузки.
- Стройку планируют на откосе или близко к его краю.
- Основание сложено медленно уплотняющимися грунтами. Это пылевато-глинистые водонасыщенные или биогенные грунты.
- В основании скальные грунты.
Расчет необходимо проводить на основании результатов геодезических, геологических и гидрометеорологических исследований. При необходимости следует проводить измерение деформаций грунта на местности.
Характеристики грунтов, важные для плитного фундамента
Расчет бетонной конструкции, какой является фундамент, учитывает характеристики грунта.
Поэтому необходимо понимать общее количество обозначений всех величин, которые могут потребоваться.
Схема гидроизоляции плитного фундамент.
Из всего многообразия характеристик грунтов укажем их виды и некоторые особенности, которые важны, чтобы рассчитать плитный вариант:
- Глинистый грунт. Это связный грунт.
- Песок. Несвязный грунт, в котором более 50% частиц имеют размеры, не превышающие 2 мм.
- Крупнообломочный грунт. Несвязный грунт, в котором более 50% частиц имеют размеры, превышающие 2 мм.
- Ил и сапропель. Насыщенный водой осадок с содержанием частиц менее 0,01 мм.
- Грунт торфованный. Песчаный и глинистый, содержащий до 50% и более (по массе) торфа.
- Набухающим называют грунт, который в условиях свободного набухания при замачивании водой, увеличивает объем и имеет относительную деформацию более 0,04.
- У некоторых видов грунта при замачивании водой даже собственный вес может дать относительную вертикальную просадку более 0,01.
- Пучинистый дисперсный грунт. Вследствие образования кристаллов льда имеет относительную деформацию более 0,01.
Вернуться к оглавлению
Требования к бетону для плитного фундамента
Бетон для строительной бетонной конструкции — это идеальный материал, так как он хорошо выдерживает сжимающие нагрузки. Но он очень плохо работает на растяжение. Этот недостаток стараются компенсировать за счет армирования бетона металлическим каркасом, помещая его внутрь. По прочности на сжатие бетон делят на классы (В3-В80) и марки М50-М1000.
Для фундаментов подходят марки не ниже М200. Это значит, что предел прочности на сжатие будет не менее 200 кгс/см². Нормируемой прочности бетон достигает примерно через 28 дней. С течением времени прочность имеет тенденцию к увеличению.
Схема устройства плитного фундамента с ребрами жесткости.
Плита требует как можно больше бетона для одноразовой заливки, поэтому ручной способ приготовления не подойдет. Необходим раствор, приготовленный на бетонном заводе, который хорошо перемешан, что очень важно для его прочности.
По морозостойкости бетон делят на марки F50-F1000, где число обозначает количество циклов замораживание-оттаивание, которое должна выдержать изготовленная из него конструкция.
Очень важной характеристикой является водонепроницаемость бетона. По этому показателю его разделяют на марки W2-W20, где число определяет давление воды (в МПа), которые выдерживает образец установленного размера. Для фундаментов рекомендуют бетон марки W6. Необходимо отметить, что для любой марки бетона гидроизоляция не помешает. Особенно это актуально для такой плитной конструкции.
Прочность основания зависит от соблюдения технологии заливки бетона. Заливать плиту следует на хорошо очищенную поверхность слоями. Для ленточного основания толщина очередного слоя не должна превышать 40 см. Плиту достаточно залить одним слоем. В нем после затвердевания не должно быть пустот, поэтому заливать бетон необходимо с высоты, не превышающей 1,5 м, и его следует хорошо утрамбовывать.
Вернуться к оглавлению
Преимущества монолитного фундамента
Разметка котлована под плитный фундамент.
- Плитный фундамент применяют на пучинистых, глинистых и грунтах с высоким залеганием грунтовых вод. Учитывая, что к глинистым относятся все грунты, содержащие глину, то получается, что каких-либо инженерно-геологических исследований в пределах стройплощадки проводить нет необходимости.
- Экономия на земляных работах. Для убедительности сравним с ленточным фундаментом, который необходимо заглублять ниже уровня промерзания грунта.
Например, в Подмосковье этот уровень составляет примерно 1,35 м. Фундамент необходимо заглублять на 20 см ниже этого уровня, то есть глубина траншеи составит примерно 1,6 м.
Для дома размером 10×10 м с двумя внутренними несущими перегородками общая длина ленточного основания составит 55,5 м. Если траншею рыть шириной 0,5 м, то общий объем извлекаемого грунта составит примерно 44 м³, не считая плодородного слоя (почвы), который обычно убирают.
Для монолитной плиты, возможно, придется убрать только плодородный слой или заглубить не более чем на 0,25 м (примерная толщина плиты). Это всего 25 м³ грунта, то есть вес грунта будет примерно в 1,8 раза меньше.
- По прочности плитный фундамент, каким является монолитная плита, не уступает другим видам, но двойное армирование, увеличивая вес, делает такую конструкцию надежной в суровые зимы (не боится пучности грунтов) и при низком залегании грунтовых вод.
- Создает намного меньшее давление на грунт. Указанный выше ленточный вариант при толщине 0,4 м будет иметь площадь основания равную Sф =55,5·0,4=22,2 м², а площадь плитного 100 м², то есть равный вес создаст как минимум в 4,5 раза меньше нагрузку на основание.
Вернуться к оглавлению
Расчет основания по деформациям
Схема возведения плитного фундамента по этапам.
Такой расчет необходим для определения и ограничения абсолютного перемещения плитного фундамента и стоящего на нем сооружения. Из всех видов деформаций рассмотрим осадки грунтов, возникающие по причине уплотнения грунта под воздействием внешних сил. Деформации могут быть также из-за изменения влажности или замерзания и оттаивания льда в порах грунта. Более сложный расчет связан с определением и ограничением горизонтальных перемещений.
В итоге расчета необходимо проверить выполнение условия
s≤su (1)
где s — деформация, которые даст расчет, то есть осадка основания;su — допускаемое предельное значение деформации.
Схема распределения нормальных напряжений по слоям соответствует изображению 1, в котором необходимо учесть изменения обусловленные особенностью плитного фундамента. На изображении обозначено:
- DL — отметка планировки;
- NL — поверхность рельефа;
- FL — уровень подошвы;
- WL — уровень грунтовых вод;
- BC — нижняя граница сжатия грунта;
- d, dn — глубины заложения от соответствующих уровней;
- b — ширина;
- р — среднее давление подошвы;
- р0 — дополнительное давление на грунт;
- σzg, σzg 0 — дополнительные напряжения (по вертикали) на глубине Z и на уровне подошвы;
- Н — глубина сжимаемой толщи.
Будем считать, что отметка планировки и поверхность рельефа совпадают, и, как следствие, уровень подошвы плитного фундамента будет не больше его толщины.
В соответствие с указанной схемой общая деформация определяется суммированием осадки отдельных слоев по формуле:
s=0,8·SUM(σzp.i·hi)/Ei, (2)
где σzp. σzp.с— среднее значение дополнительного напряжения (по вертикали) в i‑том слое; определяется как полусумма напряжений на границах этого слоя;hi — толщины i-го слоя;Ei — модуль деформации i-го слоя кПа (кгс/см²).
Значение дополнительного напряжения по центру фундамента определяется по формуле:
а в угловых точках фундамента по формуле:
Коэффициент а определяется в зависимости от формы фундамента (по подошве) и от соотношения сторон (если форма прямоугольная), или от диаметра (если форма круг) и от относительной глубины х=2z/b (z — глубина залегания слоя, b — ширина фундамента).
Вернуться к оглавлению
Расчет осадки под плитным фундаментом
Учтем допущения и особенности плитного варианта:
- Пусть отметка планировки и поверхность рельефа совпадают, а dn (уровень подошвы) определяет его толщину.
- Основание в плане имеет форму прямоугольника 10×10 м.
- Для фундамента, ширина которого больше или равна 10 м, и с указанным заглублением значение р0=р.
В таблице 1 приведены значения коэффициента для двух отношений сторон фундаментов прямоугольной формы
Таблица 1.
| x=2z/b | Соотношение сторон равно 1 | Соотношение сторон равно 1,4 | Соотношение сторон равно 1,8 |
| 0 | 1,000 | 1,000 | 1,000 |
| 0,4 | 0,960 | 0,972 | 0,975 |
| 0,8 | 0,800 | 0,848 | 0,866 |
| 1,2 | 0,606 | 0,682 | 0,717 |
Примечание. Для значений входных параметров, отличающихся от табличных, коэффициент а определяют методом интерполяции.
Предположим, что под фундаментной плитой расположены два слоя. Первый слой имеет толщину 1,5 м (150 см), представляют рыхлые пески, второй слой имеет толщину 2 м (200 см) — полутвердые глины. В таблице 2 приведены значения модуля деформации некоторых оснований.
Таблица 2.
| Вид грунта | Модуль деформации Е, Мпа (кгс/см²) | Вид грунта | Модуль деформации Е, Мпа(кгс/см²) |
| Очень мягкие глины | 0,5-5(5-50) | Опесчаненные глины | 25-200(250-2000) |
| Мягкие глины | 5-20(50-200) | Рыхлые пески | 10-20(100-200) |
| Полутвердые глины | 20-50(200-500) | Плотные пески | 25-100(250-1000) |
| Твердые глины | 50-100(500-1000) | Гравелистые грунты | 100-200(1000-2000) |
Чтобы определить значение дополнительного напряжения по центру монолитной плиты в первом слое находим отношение х=2z1/b=2·1,5/10=0,3; , то же для второго слоя х2=2·(1,5+2)/10=0,7. Методом интерполяции получаем для первого слоя:
- а1=1- 3·(1-0,96)/4=1-3·0,01=0,97;
- а2=0,96- 3·(0,96-0,8)/4=0,96-3·0,04=0,84.
Значение дополнительного напряжения по центру плиты по формуле (3) равно:
- σzp1.= а1·р0=0,97 р0;
- σzp2.= а2·р0=0,84 р0.
По таблице 2 находим значение модуля деформации для рыхлых песков Е1=15 Мпа (150 кгс/см²)(берем среднее значение) и для полутвердых глин Е2=35 Мпа (350 кгс/см²).
По формуле (2) определяем суммарную деформацию:
- s=0,8·[(σzp.1·h2)/E1+·(σzp.2·h3)/E2] =116,4· р0/E1+134,4· р0/E2.
Величины р0 и Е определяем в одинаковых единицах. Например, если общий вес сооружения с фундаментом равен 150 т =150000 кг, а фундамент имеет размеры 10×10 м или 106 см2, то р0=15·10-2кгс/см2. То есть это всего лишь 150 г/см2. Значения h подставляем в см. Тогда суммарная деформация будет равна:
- s=116,4·15·10-2/150+134,4·15·10-2/350 ≈ 0,17 см.
Монолитную фундаментную плиту характеризует прочность и надежность. Однако об этих свойствах забывают, считая такой тип фундамента самым затратным вариантом, что не совсем соответствует действительности. При основательном подходе для любого фундамента, кроме плитного, необходимо проводить квалифицированный анализ состояния грунта, что влечет за собой финансовые затраты.
moifundament.ru
