Плитный фундамент

Расчет площади несущих стен

Осталось подсчитать площадь несущих стен здания и сравнить ее с полученным выше результатом. Если она меньше, толщину плиты можно уменьшить, например, до 25 см и повторно произвести расчет.


Таким образом вы выйдете на оптимальную толщину монолита. При этом следует придерживаться следующей рекомендации: если вы строите дом самостоятельно, не следует при определении толщины плиты выходить за рамки диапазона 15-35 см.

Если Вас интересуют другие виды фундаментов, то читайте статьи в соответствующих разделах по ссылкам ниже:

  • статьи о свайном фундаменте;
  • статьи о столбчатом фундаменте;
  • статьи о ленточном фундаменте.

Видео о расчете фундаментов.

https://youtube.com/watch?v=S33UTty4_Z0

Особенности поведения фундамента

На пучинистых, просадочных и водонасыщенных грунтах основным способом обеспечить устойчивость постройки считается устройство плавающего фундамента. Основная идея такого основания заключена в том, что грунт обладает хоть и малой, но при этом относительно равномерной плотностью. Из-за этого вероятностью сосредоточения нагрузок, как правило, пренебрегают. Однако не следует забывать, что хотя почва под фундаментом оказывает равномерное противодействие, сама нагрузка от стен при любых условиях будет сосредоточенной.

Именно поэтому при расчёте монолитной плиты в качестве фундамента следует обеспечить как минимум её конструкционную прочность на прогиб под воздействием стен по периметру. При грамотном и ответственном планировании для плиты закладывается запас надёжности порядка 20–30% на случай непредвиденного изменения гидрогеологической обстановки. При наиболее скрупулёзном подходе учитываются все нагрузки и воздействия согласно СП 20.

  1. Постоянные: вес строительных конструкций, в том числе и самой плиты, эксплуатационная нагрузка зданий (150–200 кг/м2), вес установленного оборудования или транспорта.
  2. Временные: снеговые, вес строительных материалов, складируемых внутри здания до завершения строительства, силы морозного пучения грунта и вызванные ими сосредоточения постоянных нагрузок.
  3. Особенные: перегрузки фундамента из-за необратимых изменений структуры грунта, сейсмические, а также напряжения, возникающие под действием пламени пожара.

Основными двумя способами увеличить устойчивость плитного фундамента к нагрузкам является наращивание его толщины и увеличение содержания армирующих элементов. Монолитная плита — это фундамент мелкозаглубленного или вообще незаглубленного типа, а значит, её реальная устойчивость ограничивается опорной способностью грунта на глубине расположения подготовительного слоя. Если нагрузка для здания превышает произведение опорной способности на площадь основания, никакие ухищрения с усилением плиты не помогут — здание неизбежно будет проседать до тех пор, пока не упрётся в достаточно плотный слой осадочных пород. Равномерность осадки при таком поведении предсказать невозможно, даже наоборот — появление крена при течении таких процессов практически гарантировано.

Схема плитного фундамента: 1 — уплотнённый грунт; 2 — геотекстиль; 3 — песчаная подушка; 4 — геотекстиль; 5 — гравийная подушка; 6 — гидоизоляция; 7 — теплоизоляция (пенополистирол); 8 — армирование; 9 — монолитная плита

Расчёт монолитной плиты фундамента на прочность можно выполнить точно таким же образом, как и для плиты перекрытия при условии, что приложенная нагрузка принимается за распределённую. Плита фундамента вне зависимости от размеров не может иметь толщину менее 200 мм — это минимальный показатель для обеспечения верхнего и нижнего слоёв бетона и правильного разнесения армирования от центра. Прочности такой плиты с лихвой хватит для строительства одноэтажного дома с мансардой из легковесных блоков или ещё более лёгкой каркасной постройки. Для двухэтажных строений толщину принято брать в диапазоне 220–230 мм с соответствующим увеличением размера армирующих прутьев, при наличии цокольного этажа — 300 мм. Также увеличить жёсткость плиты можно без наращивания толщины, но за счёт более выгодной пространственной конфигурации, например, с размещением рёбер жёсткости под несущими стенами.

Как перевести вес погонного метра арматуры в тонны?

Это значение равносильно 1 м изделия, независимо от высоты и ширины. Наиболее простой метод определения линейных размеров— это от цельного куска отрезать 100 см элемента и определить массу. Для определения сколько в 1 т погонных метров необходимо разделить тонну (или 1000 кг) на определенный вес 1 метра необходимого вида металла, опираясь на нормативные документы.

Таблица соотношения веса и погонного метра арматуры

Количество метров в тонне арматуры зависит и от ее диаметра. Если арматурные элементы тонкие, то тем их больше в переводе на большой вес. Пример: Задача решается путем умножения массы и количества метров. После математических вычислений получим килограммы определяемого материала, таким образом, стальные прутки Ø 12 мм умножаем на вес 0,617 кг. В результате получаем 74,04 кг на м. Переводим эту цифру в тонны делением на 1 тыс.: 74,04/1000=0,07404 т. Выполняя все подсчеты согласно существующим правилам можно точно определять количество арматуры на 1 м3 бетона фундамента.

Калькулятор бетона на фундамент в виде монолитной плиты

Планируя забетонировать монолитную плиту, застройщики сталкиваются с проблемой, как рассчитать количество бетона на фундамент.

Калькулятор позволяет быстро определить расход бетонной смеси после введения в соответствующие графы программы следующих параметров:

  • длины плитной основы;
  • ширины фундаментной плиты;
  • высоты железобетонной базы.

Выполняя вычисления вручную, можно пренебречь объемом, который занимает арматурный каркас. Необходимо просто перемножить размеры конструкции и получить ее объем, который примерно соответствует потребности в бетонном составе. Для получения точных значений необходимо использовать программные методы.

Этап 4: Определение предполагаемой нагрузки на плиту

Балка может испытывать самые разнообразные нагрузки. Строительная механика «гласит», что все неподвижное, прибитое, приклеенное или другим способом устроенное на плите перекрытия становится статистической и в тоже время постоянной нагрузкой. А все что движется (что передвигается разными способами) по балке становится динамической (как правило временной) нагрузкой. Все это к тому, что в данном примере нами будут убраны различия между этими видами нагрузок.

Расчет плиты перекрытия в жилых домах, как правило, нацелен на определение распределительной нагрузки q1=400 кг/м². Вес плиты высотой 100 мм добавит к этому типу нагрузи около 250 кг/м². А стяжка и чистовое покрытие (возьмем керамическую плитку) приплюсуют сюда еще дополнительных 100 кг/м².

В приведенной выше распределительной нагрузке учитывается большая часть из тех нагрузок, которые имеют отношение к перекрытиям в жилых домах. Однако это ни в коей мере не означает, что расчет конструкции с учетом более значимых нагрузок не может иметь место. Отнюдь, просто в нашем случае взятые значения являются усредненными. В тоже время мы в любом случае подстрахуемся и умножим итоговое значение нагрузки на так называемый коэффициент надежности γ=1.2.

q=(400+250+100)1.2=900 кг/м²

Поскольку наши расчеты опираются на плиту шириной 1 м, то нагрузка являющаяся распределительной, может быть рассмотрена как плоская (работающая на плиту перекрытия по оси «y» и измеряемая в кг/м).

Достоинства и минусы, критерии выбора

Первое достоинство – практически совершенная универсальность. Иногда в сети можно повстречать статьи, в которых говорится, что фундаментную плитку строить можно везде.

Получается своеобразный «бетонный корабль», у которого сверху надстройка из целого дома.

И все же здесь будет справедливым следующее замечание: единственный фундамент, позволяющий производить довольно надежное возведение на посадочных и сильнопучинистых грунтах, включая заболоченный тип почвы, – свайный фундамент. Такой тип фундамента используется, когда у свай вполне хватает собственной длины для закрепления в самых нижних несущих грунтовых слоях.

Морозный тип пучения, включая просадку, во время оттаивания либо проседания фундамента вследствие увлажнения грунтовой поверхности (к примеру, во время подъема грунтовых вод) происходить под поверхностью всей плитки одинаково не могут. В любом случае только одна из сторон сместится больше. Простым примером может стать весеннее оттаивание грунтовой поверхности. Процесс оттаивания будет протекать намного быстрее и с большей интенсивностью на южной стороне дома, нежели на северной. Тем временем плитка будет подвержена огромным нагрузкам, которые, кстати, она не всегда выдерживает. Все это скажется на строении: дом просто может накрениться. Будет не так страшно, если это строение деревянное. А если оно возводилось из кирпича либо блоков, могут появиться трещинки на стенках.

Плитный фундамент позволяет возводить дома даже на самых сложных грунтах, куда относят и среднепучинистый вид почвы, который обладает наименьшей несущей способностью, нежели, к примеру, ленточный грунт. Вот только переоценивать данную возможность не нужно.


Используют ли плитный фундамент во время возведения больших строений? Некоторые утверждают, что на монолитной плите можно выстраивать только самые легкие и вместе с этим недостаточно долговечные строения. Данное утверждение не совсем верное, поскольку при выборе благоприятных условий и верно спроектированном фундаменте с грамотным проведением строительной работы, плитный фундамент способен выдержать даже столичный ЦУМ. Кстати, здание это как раз и строилось на плите.

Слишком высокая цена. Такое мнение почему-то распространено. Практически все уверены, что плитный тип фундамента очень дорогой, дороже существующих видов основания. Также почему-то большинство считает, что стоимость составит около половины от имеющихся затрат на все последующие строительные работы.

При этом никто и никогда никакого сравнительного анализа не проводил. Также почему-то многие не учитывают, что во время строительства дома, например, делать полы не придется. Конечно, здесь говорится о черновой напольной поверхности.

Сложность самой работы. Часто слышится такое утверждение: «Для строительства фундамента плитного типа понадобится опыт квалифицированных работников». И все же, если прикинуть, станет понятным, что такие «мастера» сильно завышают расценки за свою работу. На самом деле только незнание технологии обычно приводит к ошибкам, а наворотить можно и с любым другим фундаментом.

Так с какими именно сложностями можно столкнуться во время работы с плитным фундаментом? При выравнивании площадки? Нет, здесь все также и ничуть не сложнее, нежели при разравнивании заглубленного ленточного фундаментного основания. Может, сложность с гидроизоляцией или с утеплением? Здесь, скорее, лучше совершать данные операции на ровной горизонтальной поверхности, нежели на вертикальных плоскостях.

Может, дело в вязке арматурного каркаса? Опять же нужно сравнить и понять, что проще, к примеру, можно взять арматуру, разложенную на площадке ровной, либо залезть руками в сам ленточный фундамент с его опалубкой. Может, дело в заливке самой бетонной смеси? В данном варианте все зависит не от выбранного фундамента, а, скорее, от особенностей отдельного участка, от того, сможет ли миксер подъехать к строительной площадке или придется мешать бетон вручную.

На самом деле возводить фундаментные плиты – физически непростая задача. Из-за достаточно большой площади возведения данную работу можно назвать нудной, но здесь не говорится, что потребуется помощь квалифицированных строителей. Поэтому с делом таким смогут справиться обычные «рукастые» мужчины. К тому же, если правильно следовать технологии строительства и СНиП столбчатого, плитного и другого фундамента – обязательно все получится.

Глубина заложения

не так сильно влияет

Тем не менее определение глубины заложения плитных фундаментов мелкого и глубокого заложения может варьироваться в зависимости от нескольких факторов:

  • от глубины промерзания грунта;
  • от типа грунта;
  • от общей нагрузки на грунт;
  • от уровня грунтовых вод.

Высота котлована и толщина монолитной плиты фундамента для различных типов почв указана в соответствующих нормативных документах, например, СНиП 2.02.01-83 и СНиП IIБ.1-62.

Ниже приведены примерные рекомендации при монтаже:

  1. Высота песчаной-щебневой подушки. Толщина может колебаться от 15 до 60 см и зависит от глубины промерзания почвы в данной местности и типа почвы. Если глубина промерзания почвы более одного метра, рекомендуется насыпать 40–45 см песка и 15–20 см щебня. Общая толщина составит 60 см. Если же глубина промерзания от 50 до 100 см, достаточно подушки общей толщиной 30–40 см.
  2. Толщина слоя теплоизоляции должна быть не менее 10 см в теплых регионах и 15 см в северных. Здесь необходимо учитывать, что чем выше влажность почвы, тем толще должен быть теплоизоляционный слой.
  3. Высота железобетонного основания не должна быть меньше 15 см. Такой слой используется при строительстве одноэтажных каркасных домов или хозяйственных построек. При возведении кирпичного или монолитно-бетонного строения толщину слоя рекомендуется делать 25–30 см.

Таким образом, расчет глубины залегания и толщины производится индивидуально на конкретно выбранном участке. Для северных районов с нестабильными грунтами необходим котлован глубиной 80–100 см при общей толщине основания в 100–120 см, для строительства на стабильных грунтах в теплых или умеренных климатических условиях достаточно глубины 30–40 см при толщине «пирога» в 50–60 см.

Важно! На скальных стабильных грунтах глубина залегания минимальна и может составлять 20 см

Бутобетонный ленточный фундамент.

Из раствора с наполнителем выкладывается бутобетонный фундамент, который чуть проще и менее прочнее. В зависимости от грунта и его влажности, в качестве наполнителя могут быть гравий, остатки битого кирпича, мелкий бутовый камень или щебень, а в качестве раствора применяется или цементно-известковый, или цементный раствор.

В подготовленной для фундамента траншее делают опалубку, или вертикальные её стены закрываются толью, рубероидом, чтобы земля не осыпалась и не перемешивалась с раствором.

Нижний слой – наполнитель (10-20 см), который тяжёлой трамбовкой уплотняется и заливается следующим слоем – раствором. Третий слой – песок, который также заливается раствором.

Расчет арматуры ленточного фундамента

Расчет арматуры для фундамента.

Стандартная ширина ленты составляет 0,3-0,4 м, при высоте 0,7 м, то есть ее сечение достаточно небольших размеров. Поэтому диаметр применяемой арматуры обычно не превышает 12-14 мм. выполняется в виде двух поясов. Арматура располагается в верхней и нижней его частях в 4 прутка. Диаметр арматуры рассчитывают на основании данных о параметрах фундамента и используемых для его строительства материалах.

Следует помнить, что при возведении массивного дома или выполнении строительства на подвижных, слабых грунтах продольная арматура укладывается по 3-4 прутка в каждом поясе.

Низ основания в поперечном сечении испытывает нагрузку на изгиб, которую берет на себя поперечная арматура. Вертикальное армирование обеспечивает жесткость всего каркаса, при этом позволяет избежать в будущем наклонных трещин в теле фундамента.

Пример расчета арматуры для ленточного фундамента

Схема монтажа фундамента.


Проведем для фундамента ленточного типа здания размером 6 х 6 м, ширина ленты – 40 см, высота – 70 см. Длина несущей стены – 6 м.

Для продольного армирования используют прутки класса А-III с ребристой поверхностью, диаметр которых составляет 12 мм. Стержни укладываются продольно в 4 прута вдоль ленты по всему периметру и под несущей стеной (по 2 прута в нижнем и верхнем поясах). Общая длина ленты составляет 30 м, где 24 м – это длина периметра и 6 м под несущей стеной. Общее количество арматуры, диаметр которой 12 мм, составляет 120 м. Вес 1 м арматуры такого сечения – 0,888 кг, следовательно, для армирования всего монолитного основания понадобится 106,56 кг.

Так как поперечные и вертикальные стержни не испытывают существенной нагрузки, то для армирования достаточно будет применить гладкую арматуру класса А-I, диаметр которой составляет 6 мм. Поперечные и вертикальные прутки устанавливают с шагом 0,5 м, отступ от поверхности фундамента должен составлять 5 см. С учетом этого количество стержней диаметром 6 мм на одно соединение составляет 1,8 м. Всего таких соединений 61, следовательно, общая длина прутков составит 109,8 м. Вес 1 м арматуры, диаметр которой соответствует 6 мм, составляет 0,222 кг. Следовательно, ее общее количество, необходимое для армирования, составит 24,38 кг.

Выбираем диаметр вязальной проволоки и способ вязки каркаса

Количество вязальной проволоки на одну связку составляет 0,3 метра, всего таких связок в одном соединении 4. Умножив на общее количество соединений – 61, получаем, что понадобится 73,2 м вязальной проволоки. Диаметр проволоки, которая применяется для связки стержней в углах каркаса, составляет 0,8-1,2 мм. При изготовлении арматурного каркаса используется именно вязка стальной проволокой, что гарантирует долговечность всей конструкции. Категорически нельзя применять сварку, чтобы избежать коррозии металла в местах соединения арматуры.

Технология вязки заключается в следующем: на пересечении прутков проволоку вначале затягивают, а затем оставшиеся концы скручивают плоскогубцами. Кроме того, для применяется и специальный пистолет, который значительно сокращает трудозатраты. Недостатком является достаточно высокая стоимость этого инструмента.

Диаметр и количество применяемой арматуры напрямую зависит от массивности сооружения, от вида грунта на строительном участке, а также от типа ленточного фундамента (мелкозаглубленный или заглубленный). Процесс расчета арматурного каркаса должен осуществляться еще на этапе проектирования всего здания. Только строгое соблюдение требований проектной документации, технологии строительства и профессионального выполнения строительных работ могут гарантировать срок службы ленточного фундамента не менее 150 лет.

Этап 6: Расчетные допущения

Согласно СНиП 52-01-2003 и СП 52-101-2003 в основе расчета ж/б элементов лежит следующая информация:

  • Сопротивление бетона растяжению принимается нулевым значением. Причиной такого допущения является разница в сопротивлении растяжения между бетоном и арматурой. Значение сопротивления арматуры к таким нагрузкам превосходит бетон приблизительно в 100 раз. В итоге получается, что на растяжении работает только арматура.
  • Сопротивление бетона сжатию принимается значением определенным равномерным распределением по существующей зоне сжатия. В итоге данное сопротивление бетона не должно приниматься более чем расчетное сопротивление Rb.
  • Значение максимального растяжения в арматуре не должно превышать значение расчетного сопротивления Rs..

Чтобы устранить возможность образования эффекта пластического шарнира (где значение изгибающего момента отдалена от нуля, вследствие чего происходит обрушение конструкции) соотношение ξ сжатой зоны бетона «y» расстоянию от центра тяжести арматуры до верха балки h0, ξ=у/ho (6.1) не должно превышать предельное значение ξR.

Для определения предельного значения используется следующая формула:

Формула (6.2) является эмпирической (опирающейся на непосредственное наблюдение) и выведена при проектировании железобетонных конструкций. Значение Rs — это сопротивление арматуры измеряемое в мПа (миллипаскалях). В тоже время, данный этап работ допускает использование таблицы 1.

Значение aR обозначает расстояние от центральной точки поперечного сечения арматуры до нижнего уровня балки. С увеличением этого расстояния (его минимальное значение не должно быть не меньше диаметра самой арматуры и не меньше 10 мм) усиливается сцепление арматуры с бетоном. Однако вместе с этим уменьшается полезное значение h0.

Таблица 1. Граничные значения относительной высоты сжатой зоны бетона:

Класс арматуры A240 A300 A400 A500 B500
Значение ξR 0,612 0,577 0,531 0,493 0,502
Значение aR 0,425 0,411 0,390 0,372 0,376

В нашем случае, а=200 мм.

Если ξ ≤ ξR или же в сжатой зоне отсутствует арматура, для проверки прочности бетона используется следующая формула:

Смысл данной формулы следующий: поскольку любой момент может быть представлен в виде силы работающей с плечом, то в отношении бетона должно быть применено вышеприведенное условие.

При том же ξ ≤ ξR для проверки прочности прямоугольных сечений с одиночной арматурой используется следующая формула:

Смысл данной формулы следующий: согласно расчету, арматура должна выдерживать нагрузку равную той, что выдерживает бетон. Поскольку как первый, так и последний испытывает действие одинаковой силы с аналогичным плечом.

Данная расчетная схема не является единственной, расчет может быть произведен относительно центра тяжести приведенного сечения. Но стоит заметить, что железобетон является композитным (искусственно созданным сплошным материалом с неоднородным составом) материалом, за счет чего его расчет по предельным напряжениям (при сжимании или растяжении) возникающим в поперечном сечении ж/б балки достаточно непростая задача. В тоже время железобетон в этом не одинок. Разброс прочностных характеристик встречается у таких конструкционных материалов как сталь, алюминий и т.п. Сюда же можно отнести древесину, кирпич, а также полимерные композитные материалы.

Для определения высоты сжатой зоны бетона при отсутствии в ней арматуры используется следующая формула:

Для возможности определения сечения арматуры нужно определить коэффициент am:

Если аm < aR тогда необходимость наличия арматуры в сжатой зоне полностью отпадает. В свою очередь для определения аR используется таблица 1.

В случае отсутствия арматуры в сжатой зоне, для определения сечения арматуры используется следующая формула:


Пример расчета монолитной железобетонной плиты перекрытия

Обратите внимание, расчет будет проводиться на примере железобетонной бесконсольной плиты, которая находится на опорах шарнирного типа и подвергается равномерно распределительной нагрузке

Этап 7: Подбор сечения арматуры

Согласно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» расчетное сопротивление растягивающим усилиям в отношении арматуры класса А400 составляет Rs=3600 кгс/см² (355 МПа). Согласно тому же СНиПу, расчетное сопротивление сжимающим нагрузкам для бетона класса B20 имеет значение Rb=117кгс/см² (11.5 МПа). Другие необходимые для расчета параметры и нагрузки в отношении плиты, нами были определены ранее.

Используя формулу (6.6) определим значение коэффициента аm: аm=1800/(1·0.08²·1170000)=0.24038

Согласно таблице 1 полученное в результате расчетов значение является ниже предельного (0.24038 < 0.39), из этого исходит, что такие обстоятельства не требуют наличия арматуры в сжатой зоне. Получается, что по формуле (6.8) необходимая площадь сечения арматуры: As=117·100·8(1-√‾(1-2·0.24038))/3600=7.265 см².

Примечание: с целью упрощения вычисления, значения поперечного сечения были представлены в сантиметрах, а величины расчетных сопротивлений в кг/см².

Получается, что для армирования одного погонного метра понадобится 5 стержней Ø14 мм и с ячейкой 200 мм. Совместно с этим площадь сечения арматуры будет равняться 7.69 см². Тут же стоит отметить, что для повышения продуктивности подбора арматуры можно использовать таблицу 2:

Диаметр, мм Площадь поперечного сечения, см², при числе стержней
1 2 3 4 5 6 7 8 9 Масса 1 пог. м, кг
Проволочная и стержневая арматура
3 0.071 0,14 0,21 0,28 0,35 0,42 0,49 0,57 0,64 0,052
4 0,126 0,25 0,38 0,5 0,63 0,76 0,88 1,01 1,13 0,092
5 0,196 0,39 0,59 0,79 0,98 1,18 1,37 1,57 1,77 0,144
6 0,283 0,57 0,85 1,13 1,42 1,7 1,98 2,26 2,55 0,222
7 0,385 0,77 1,15 1,54 1,92 2,31 2,69 3,08 3,46 0,302
8 0,503 1,01 1,51 2,01 2,51 3,02 3,52 4,02 4,53 0,395
9 0,636 1,27 1,91 2,54 3,18 3,82 4,45 5,09 5,72 0,499
10 0,785 1,57 2,36 3,14 3,93 4,74 5,5 9,28 7,07 0,617
12 1,313 2,26 3,39 4,52 5,65 6,79 7,92 9,05 10,18 0,888
14 1,539 3,08 4,62 6,16 7,69 9,23 10,77 12,31 13,85 1,208
16 2,011 4,02 6,03 8,04 10,05 12,06 14,07 16,08 18,1 1,578
18 2,545 5,09 7,63 10,18 12,72 15,27 17,81 20,36 22,90 1,998
20 3,142 6,28 9,41 12,56 15,71 18,85 21,99 25,14 28,28 2,466
22 3,801 7,6 11,4 15,2 19,0 22,81 26,61 30,41 34,21 2,984
25 4,909 9,82 14,73 19,63 24,54 29,45 34,36 39,27 44,13 3,853
28 6,158 12,32 18,47 24,63 30,79 36,95 43,1 49,26 55,42 4,834
32 8,042 16,08 24,13 32,17 40,21 48,25 56,3 64,34 72,38 6,313
36 10,18 20,36 30,54 40,72 50,9 61,08 71,26 81,44 91,62 7,99
40 12,56 25,12 37,68 50,24 62,8 75,36 87,92 100,48 113,04 9,87
45 15,904 31,81 47,71 63,62 79,52 95,42 111,33 127,23 143,13 12,49
50 19,635 39,27 58,91 78,54 98,18 117,81 137,45 157,08 176,72 15,41
55 23,76 47,52 71,28 95,04 118,8 142,56 166,32 190,08 213,84 18,65
60 28,27 56,54 84,81 113,08 141,35 169,62 197,89 226,16 254,43 22,19
70 38,48 76,96 115,44 153,92 192,4 230,88 269,36 307,84 346,32 30,32
80 50,27 100,55 150,81 201,08 251,35 301,62 351,9 402,15 452,43 39,46
Семипроволочные канаты класса К-7
4,5 0,127 0,25 0,38 0,51 0,64 0,76 0,89 1,01 1,14 0,102
6 0,226 0,45 0,68 0,9 1,13 1,36 1,58 1,81 2,03 0,181
7,5 0,354 0,71 1,06 1,41 1,77 2,12 2,48 2,83 3,18 0,283
9 0,509 1,02 1,53 2,04 2,54 3,05 3,56 4,07 4,58 0,407
12 0,908 1,82 2,72 3,63 4,54 5,45 6,35 7,26 8,17 0,724
15 1,415 2,83 4,24 5,66 7,07 8,49 9,9 11,32 12,73 1,132

Используя формулу (6.5) даем оценку прочности бетона: у=3600·7.69 / (117·100) = 2.366 см

ξ=2.366/8=0.29575 — полученное значение ниже граничного 0.531 и согласно формуле (6.1), а также таблице 1, ниже рекомендуемого 0.531/1.5=0.354 что удовлетворяет необходимые требования.

  • 117·100·2.366(8 — 0.5·2.366)=188709 кгс·м > М=180000 кгс·м, по формуле (6.3);
  • 3600·7.69(8 — 0.5·2.366)=188721 кгс·м > М=180000 кгс·м, по формуле (6.4).

Выходит, что все соответствует нужным требованиям.

При увеличении класса бетона до В25, снижается количество требуемой арматуры, поскольку для В25 Rb=148 кгс/см² (14.5 МПа).

  • am=1800/(1·0.08²·1480000)=0.19003;
  • As=148·100·10(1-√‾(1-2·0.19))/3600=6.99 см².

Из этого исходит, что для армирования 1 погонного метра плиты перекрытия понадобится всего 5 стержней диаметром 14 мм с шагом 200 мм (допускается продолджение подбора сечения). Также стоит заметить, что с целью удовлетворения требованиям по максимально допустимому прогибу, высота плиты завышается до 130-140 мм, при этом сечение арматуры составляет 4-5 стержней Ø16 мм.

Общий пример расчета для одноэтажного частного дома

Проведем пример. При расчете будем использовать следующие исходные данные об объекте:

  1. Здание представляет собой конструкцию одноэтажного частного дом с небольшой мансардой и общей площадью 36 кв. м.;
  2. Материал для возведения несущих стен – бруса, толщина которого 200 мм;
  3. Общее значение площади стен (4 стены с наружной высотой равной 4,5 м) равно 108 кв.м.;
  4. Внутренние перегородки выполнены из гипсокартона и составляют 75 кв.м. площади;
  5. На крыше используется образец металлической четырехскатной кровли, с уклоном в 30ᵒ;
  6. При исследовании грунт оказался пластичным, а качественный состав показал глину;
  7. Значения снеговой нагрузки для выбранного региона равняется 180 кг/м²;
  8. Перекрытия в частном доме будут из дерева, общая площадь составит 72 кв.м.

Пример сбора нагрузки для здания

Любой сбор нагрузки на будущее бетонное осуществляется с учетом всех конструкций, а также снеговой и ветровой нагрузки. Все данные заносятся в табличную форму. Посмотрите видео, как рассчитать все нагрузки, а также возвести монолитный фундамент.

При расчете необходимо учитывать нормативную и расчетную нагрузку в совокупности с коэффициентом надежности. Для нашего примера получим такие результаты:

  1. Нагрузка от стен вычисляется: 108*160*1,1 = 19008 кг,
  2. Нагрузка от гипсокартонных перегородок: 75*30*1,2 = 2750 кг,
  3. Нагрузка от деревянных перекрытий: 72*150*1,1 = 11880 кг,
  4. Давление металлической кровли: 42*60*1,1 = 2772 кг,
  5. Полезная и снеговая нагрузки: 72*150*1,2 + 42*180*1,4 = 23544 кг.

В итоге, в данном примере, мы получаем общую нагрузку здания в районе 59904 кг (это с учетом коэффициента надежности). Ширина подошвы бетонного основания вычисляется с учетом условия, что его ширина на 20 см больше, чем у дома. Таким образом, общая площадь основания равна 372100 кв. см.

Высчитываем удельную нагрузку на почву под домом по формуле: 59904 кг: 372100 кв.см. = 0,16 кг/см². Сравниваем полученные и заданные при расчете значения — Δ = 0,25 — 0,16 = 0,09 кг/см². Высчитываем массу будущего здания — М = Δ*S = 0,09*372100 = 33489 кг. Получаем в итоге толщину подошвы: t = 33489/2500 = 13,4 см. Так как значение не целое, за толщину бетонного основания принимают либо 10 см, либо 15 см.

При проверке на наименьший расход бетонного раствора и массы арматуры требованиям расчета удовлетворило значение толщины в 15 см. Остается посчитать лишь расход арматуры на монолитный фундамент выбранного одноэтажного дома для нашего примера.

Расчет арматуры на плиту

Дальнейшие расчеты примера по количеству арматуры основаны на следующих данных:

  1. Выбрана плита с общей толщиной в 15 см,
  2. Будет использовано 2 рабочие сетки,
  3. Диаметр металлических стержней выбран в 12 мм, а шаг стержней на расстоянии 150 мм,
  4. По количеству стержней получаем следующее количество штук (для двух слоев): 84*2=168 штуки,
  5. В результате, общую массу арматуру считаем по формуле: 1018,08 м * 0,888 кг/м = 905 кг.

Упрощенный расчет вручную необходимой толщины фундаментного основания и общего количества (веса) арматуры является несложной задачей, требующей небольшого количества свободного времени. Самое главное не запутаться в формулах и учесть всех коэффициенты.

Пример расчета плитного фундамента

Что необходимо, чтобы правильно выполнить расчет плитного фундамента: пример.

Рассчитаем плитный фундамент для постройки каркасного дома 6 на 8 метров, с межкомнатными перегородками из гипсокартона общей площадью 70 квадратных метров, крышей с металлической кровлей площадью 80 кв. м.

Межэтажные перекрытия – деревянные, площадью 40 кв. м. Снеговая нагрузка – 50 кг/кв. Тип грунта – суглинок.

Руководство по проектированию плитных фундаментов подразумевает следующий порядок расчета:

  1. Удельное сопротивление грунта P – 0,35 кг/см2.
  2. Делаем расчет общей нагрузки всего строения на монолитную плиту фундамента, P:
    • Стены: 48 м (длина по периметру) * 2,5 м (высота стен) * 50 кг/м2 (табличное значение нагрузки стены каркасного дома) * 1,1 (коэффициент надежности из таблицы) = 6600 кг;
    • Перегородки: 70 м2 (общая площадь) * 35 кг/м2 (из таблицы) * 1,2 (коэффициент надежности) = 2940 кг;
    • Перекрытия: 40 м2 * 150 кг/м2 * 1,1 = 6600 кг;
    • Крыша: 80 м2 * 60 кг/м2 * 1,1 = 5280 кг;
    • Полезная нагрузка: 48 м2 * 150 кг/м2 = 7200 кг;
    • Снеговая нагрузка: 80 м2 * 50 кг/м2 = 4000 кг;
    • Общая нагрузка всего строения, M1: 32620 кг, или P = 32620кг/480000 см2 = 0,07 кг/см2.
  3. Находим разницу Δ: Δ=0,35-0,07=0,28 кг/см2. Эта та нагрузка, которую может оказывать фундамент на почву без каких-то последствий.
  4. Масса основания М2: 0,28 кг/см2 * 480000 см2 = 134400 кг.
  5. Толщина плиты железобетона, t: (134400 кг / 2500кг/м3) / 48 м2 = 1,12 м.

Как можно сразу заметить, общая нагрузка каркасного дома на плиту очень мала и составляет менее 10% допустимой в данном случае. В этом причина большого результата. Стоит подумать о монтаже ленточного основания, который будет намного экономичнее.

Какой должна быть толщина плитного фундамента в этом случае? Для строительства такого каркасного дома размерами 6 на 8 метров достаточно минимальной толщины плиты в 20 см при расстоянии между рядами арматуры в 10 см.

Нагрузка на грунт в случае использования плиты толщиной 0,2 м будет составлять:

  • М = 0,2 м (толщина бетона) * 48 м2 (площадь основания) = 9,6 м3 (объем плиты);
  • 9,6 м3 * 2500 кг/м3 = 24000 кг (масса плиты);
  • 24000 кг + 32620 кг = 56620 кг (общая масса основания и дома);
  • 56620 кг / 480000 см2 = 0,12 кг/см2 (общая нагрузка основания и дома на грунт).

При максимально разрешенной нагрузке в 0,35 кг/см2 фактическая нагрузка составит 0,12 кг/см2. Какая толщина плиты фундамента должна быть? Отсюда делаем вывод, что монолитной железобетонной плиты толщиной в 20 см будет более чем достаточно для постройки каркасного дома с выбранными параметрами.


С этим читают