Расчет толщины фундаментной плиты пример

В этой статье:

Как определить необходимую толщину фундаментной плиты?

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.

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.

Источник: http://stroitel-lab.ru/kak-opredelit-neobxodimuyu-tolshhinu-fundamentnoj-plity.html

План фундаментной плиты, сбор нагрузок на плиту

Одной из причин такого наплевательского отношения к компьютерам, существующим теориям и методикам расчета, программному обеспечению и прочим достижениям современной науки и техники являются небольшие размеры дома, ведь мы все-таки не завод собрались строить. А потому некоторый запас по прочности, получаемый при упрощенном расчете, и соответственно перерасход материалов могут обойтись дешевле, чем заказ расчета у специалистов.

Пример расчета монолитной фундаментной плиты

Далее будет рассматриваться расчет сплошного фундамента для некоего условного дома размерами 8.8х13.2 м, у которого также есть внутренние стены. Таким образом требуется рассчитать не просто некоторую плиту, опертую по контуру, а некую статически неопределимую конструкцию с дополнительными опорами посредине. При этом план первого этажа выглядит так:

Рисунок 345.1. Примерный план 1 этажа для расчета фундаментной плиты.

Несколько необходимых пояснений:

План 2 этажа не приводится, предполагается, что он приблизительно такой же как и план 1 этажа. Отметка верха фундаментной плиты -0.400 м. Отметка пола 1 этажа +0.100 м. Таким образом подземная часть стен (или часть фундамента под стены) составляет 0.

5 м (конструктивные аспекты устройства фундамента под стены в данной статье не рассматриваются). Пол 1 этажа — доски по лагам, перекрытие 1 и 2 этажа — металлические балки (см. рис. 345.1.б). Поэтому при расчете монолитной плиты используется приведенный план 1 этажа (рис. 345.1.

в) на котором показаны нагрузки от стен на фундамент с учетом перераспределения нагрузок, при условии, что под дверными проемами фундамент под стены также делается. В итоге под оконными проемами с учетом того, что расстояние от низа проема до верха фундаментной плиты составляет 0.8 (от пола до подоконника) + 0.

5 = 1.3 м, нагрузку от стен можно принимать равномерно распределенной по всей длине стены.

Все стены дома планируются из газобетона D600, толщина всех стен составляет 40 см. Над перекрытием 2 этажа планируется двухскатная кровля из профнастила по деревянным стропилам. Предполагаемое место строительства — живописное село под Киевом.

Бурение скважин и прочие мероприятия, связанные с геологоразведкой, не планируются. Ожидаемый уровень грунтовых вод в весеннее время -0.

500 м, определен опять таки не бурением скважин, а по рассказам жителей села, у которых весной затапливает подвалы.

Так как геологов в селе никогда не видели, тем не менее даже глинобитные хаты, простоявшие лет 100, в селе имеются, то даже если основанием дома будет самая пористая глина, расчетное сопротивление грунта составит Ro = 1 кг/см2 (согласно таблицы 3, приложения 3 к СНиП 2.02.01-83* «Основания и сооружения»).

Конечно, можно воспользоваться формулами, приведенными в том же СНиП, и вычислить расчетное сопротивление грунта более точно, но с учетом того, что основание определено нами на глаз (как минимальное из возможных), не будем слишком углубляться в теорию оснований и сооружений, а перейдем к расчету плиты. Даже если действительное сопротивление грунта будет в 2 или даже в 3 раза больше, ничего страшного в этом нет, только дом будет стоять еще дольше.

Сбор нагрузок на фундамент

1.1 При ориентировочной толщине плиты 30 см плоская равномерно распределенная нагрузка на грунт от веса плиты составит:

qфунд.плиты = 2500х1.2х0.3 = 900 кг/м2 (0.09 кг/см2)

где 2500 — объемный вес железобетона, принимаемый для расчета при проценте армирования до 1% (вряд ли у нашей плиты процент армирования будет больше)

1.2 — коэффициент надежности по нагрузке

1.2. Нагрузку от пола 1 этажа (доски по лагам, выставленным на каменные столбики) можно считать условно равномерно распределенной, так как столбиков будет много, к тому же в теле фундамента плиты нагрузка от столбиков будет дополнительно перераспределяться. Таким образом расчетная нагрузка от пола 1 этажа составит:

qпол1эт. = 500х1.2 = 600 кг/м2 (0.06 кг/см2)

где 500 — нагрузка на пол и собственный вес пола

Общая равномерно распределенная нагрузка составит:

qф = 900 + 600 = 1500 кг/м2

Все остальные нагрузки будут рассматриваться как линейные равномерно распределенные, так как будут передаваться через стены на фундаментную плиту. А при рассмотрении метра ширины или длины плиты нагрузки, передаваемые стенами, могут рассматриваться, как сосредоточенные.

2.1. Нагрузка от подземной части стен (бетон) на расчетный метр ширины или длины плиты составит:

Qфунд.части стен = 2500х1.2х0.5х0.5 = 750 кг

2.2. Нагрузка от стен из газобетонных блоков марки D600 при общей высоте стен 6 м составит:

Qстен = 600х1.3х6х0.4 = 1872 кг

В данном случае коэффициент надежности по нагрузке (γ =1.3) дополнительно учитывает отделку стен внутри и снаружи здания.

2.3.1. Нагрузка от перекрытий на наружные стены составит:

Qнар.стен = 600х1.2х3 + 300х1.2х3 = 3240 кг

где 600 = 400 + 200 — нагрузка на перекрытие 1 этажа (200 — возможный вес конструкции перекрытия)

300 = 150 + 150 — нагрузка на перекрытие 2 этажа (чердачное перекрытие)

2.3.2. Нагрузка от перекрытий на внутреннюю стену составит:

Qвн.стены = (600 + 300)1.2х6 = 6480 кг

Снеговая нагрузка для Киева — 160 кг/м2. Вес кровли и стропильной системы — около 20 кг/м2. При этом распределение снеговой нагрузки и веса стропильной системы будет зависеть от конструктивного решения стропильной системы. В данной статье эти вопросы не рассматриваются, более подробно с принципами расчета стропильных систем можно ознакомиться здесь.

При устройстве стропильной системы с подкосами большая часть этой нагузки будет передаваться внутренней стене (если таковая имеется), на которую опирается лежень и подкосы. Однако в нашем случае (см. рис. 345.1.в) в большом помещении такой внутренней стены нет, а стена в правой части здания имеет достаточно широкий дверной проем.

В итоге нагрузка на стены, как наружные так и внутренние, в правой и левой частях дома будет разной. Распределение нагрузок на стены мы сделаем на основании следующего примера.

Конечно с точки зрения расчетов было бы проще планировать дом с симметричными правой и левой частью, однако с точки зрения бытовых удобств план дома может быть еще более сложным, чем показано на рис. 345.1.

3.1.1. Для всего здания нагрузка от кровли на наружные стены (на рис.345.1.в) показаны более светлым цветом) составит:

Qкровли на нар.стены = (160 + 20)х1.2х4.5х0.25 = 243 кг

где 4.5 — длина горизонтальной проекции стропил, м.

0.25 — коэффициент, учитывающий перераспределение нагрузки при стропильной системе с подкосами.

3.1.2. Для левой части здания нагрузка от кровли на наружную и внутреннюю стены (на рис.345.1.в) показаны более темным цветом) составит:

Qлкровли на стены = (160 + 20)х1.2х4.5х0.75/2 = 364.5 кг

где 0.75 — коэффициент, учитывающий перераспределение нагрузки при стропильной системе с подкосами

2 — коэффициент, учитывающий распределение нагрузки на 2 стены

3.1.3. Для правой части здания нагрузка от кровли на внутреннюю стену (с большим дверным проемом) составит:

Qпкровли на вн.стену = (160 + 20)х1.2х4.5х0.75 = 729 кг

Теперь можно приступать к расчету фундаментной плиты, но сначала не мешает ознакомиться с основными положениями, принимаемыми при подобном расчете.

Источник: http://DoctorLom.com/item345.html

Пример расчета плитного фундамента

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

Отбор почвы для анализа

Перед проведением расчетов любого из типов фундамента, для начала необходимо определить базовые характеристики основания на местности под будущее здание или сооружение. Главные показатели, значения которых влияют на расчет фундамента следующие:

Показатель водонасыщенности;
Несущая способность грунта.

Для строительства крупного объекта, перед проведением этапа разработки всего комплекса проектной документации, нужно дополнительно провести процедуру геологических изысканий. Данное обследование включает в себя операции:

Бурение в грунте скважин;
Проведение лабораторных исследований с грунтом.

В результате заказчик получается разработанный отчет, в котором помечают все особенности и основные характеристики грунта. Однако проведение полного комплекса геологических изысканий грунта обходится застройщикам довольно дорого. Именно по этой причине для проектирования частных домов скважины не бурят, этап изучения грунта проводят с применением шурфов.

Что такое шурфы и для чего они нужны?

Отрывка шурфа

Отрывка шурфов необходима для изучения состава грунта. Шурфы представляют собой ямы, которые выкапываются строителями вручную. Для этого с помощью лопаты откапывается шурф, который должен на 50 см быть глубже, чем будут располагаться подошвы основания. Состав почвы в свою очередь изучается по полученному срезу.

Благодаря шурфам определяется примерный тип несущего слоя на участке строительства, а также соотношение грунта и воды в нем.

Если по итогам обследования грунт перенасыщен водой, то частные дома строят либо на плите, либо опорах из свай.

Во время проведения мероприятий на этапе исследования и оценки почвы нужно обязательно выкапывать шурфы или делать скважины в нескольких точках площадки.

Простой пример: для многоэтажных домов нормой считается бурение 5 скважин на каждые 100 м2 площади будущего здания.Располагаются скважины точно под пятном будущей застройки, которая описана на генплане.

Как только с монолитным основанием определились, останется выяснить только оптимальные удельные значения давления на грунт. Эта информация берется из таблицы в соответствующем разделе СНиПа.

Пример расчета толщины монолитной плиты

Монолитная плита основания

Правила расчета монолитной плиты полностью описаны в строительных правилах (нормах)по проектированию и устройству монолитных оснований и фундамента для зданий и сооружений. Этап расчета толщины плиты состоит из двух операций:

При сборе нагрузки необходимо провести работы, связанные с вычислением общей массы здания вместе с учетом предполагаемого веса снеговой нагрузки в указанном регионе. Кроме того, при подсчете нагрузки от веса учитывается вес мебели, кровли, установленного оборудования и переменный вес людей в доме.

Данные показатели берутся из таблицы в зависимости от материала, который будет применяться при возведении несущих стен, перегородок и перекрытий. Также при расчете необходимо учитывать коэффициент надежности – в среднем 1,3.

Показания по снеговой нагрузке берутся из строительных норм по строительной климатологии и определаются в зависимости от снегового района, где будет возводиться сооружение.

При выборе значений из таблицы необходимо также учитывать толщину конструкций.

В итоге, общая масса здания формируется как сумма всех нагрузок на грунт, умноженная на общую площадь будущего здания. При этом обязательно учтите, что каждая из указанных при расчете нагрузок должна быть умножена на нормированный коэффициент надежности. Таким образом, проектировщики обеспечивают запас прочности по несущим способностям конструкции из монолитного бетона.

Основные формулы и коэффициенты при расчете толщины подошвы

Различные нагрузки имеют определенные коэффициенты надежности, которые нормируются СНиПом. Как правило, значения указываются в пределе от 1,05 до 1,4 в зависимости от типа нагрузки. Для монолитного основания из бетона строителями принимается коэффициент равный 1,3.

При уклоне кровли здания больше 60 градусов, можно давление от снеговой нагрузки в расчет не учитывать. При указанной крутизне ската кровли снег не будет скапливаться на поверхности крыши.

Расположение подушки фундамента

Формула для расчета подошвы и нагрузок на нее записывается в следующем виде:

Значения удельной нагрузки на почву без учета веса фундамента вычисляются, как P/S,

где под Р подразумевается сумма всех нагрузок на здание, а S — это проектная площадь будущей монолитной плиты из бетона.

Таким образом, узнав удельную нагрузку по таблице из строительных норм, вы подберете подходящую ширину подошвы.

Общий пример расчета для одноэтажного частного дома

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

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

Нагрузка от стен вычисляется: 108*160*1,1 = 19008 кг,
Нагрузка от гипсокартонных перегородок: 75*30*1,2 = 2750 кг,
Нагрузка от деревянных перекрытий: 72*150*1,1 = 11880 кг,
Давление металлической кровли: 42*60*1,1 = 2772 кг,
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:

Выбрана плита с общей толщиной в 15 см,
Будет использовано 2 рабочие сетки,
Диаметр металлических стержней выбран в 12 мм, а шаг стержней на расстоянии 150 мм,
По количеству стержней получаем следующее количество штук (для двух слоев): 84*2=168 штуки,
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.

Источник: http://FundamentAya.ru/dop/raschet/monolitnogo_fundamenta_primer.html

Монолитный плитный фундамент: расчет, толщина и особенности

Плитный фундамент – сплошное основание из армированного бетона, которое укладывается под всей площадью здания. Фундаменты данного типа очень прочные и оказывают наименьшее давление на грунт.

Но указанными преимуществами может обладать только тот плитный фундамент, толщина которого рассчитана с учетом характера грунта, глубины закладки и нагрузок, которые будет нести само основание во время его эксплуатации.

Особенности расчета толщины плитного фундамента

При проведении расчета толщины монолитной фундаментной плиты необходимо учитывать следующие величины:

промежуток между арматурными сетками;
толщина бетонного слоя над верхней и под нижней арматурной сеткой;
толщина арматуры.

Самый простой расчет толщины плитного фундамента осуществляется путем суммирования всех этих показателей, при этом оптимальным значением принято считать толщину плиты в 20-30 см. Конечный результат расчета во многом определяется составом грунта и равномерностью залегания пород.

Помимо габаритов плиты основания при обустройстве фундамента необходимо учитывать ширину дренажного слоя и песчаной подушки. Для установки плитного фундамента снимается верхний слой грунта и роется котлован глубиной около 0,5 м. Данная величина определяется с учетом того, что щебень укладывается слоем примерно в 20 см, песок – около 30 см.

В итоге простого суммирования получается, что минимальная толщина всего плитного фундамента не может быть меньше 60 см. Но этот показатель может значительно варьироваться в зависимости от изменений характеристик грунта и веса всей будущей постройки, под которую данное основание сооружается.

Так, плитный фундамент для кирпичного здания должен быть на 5 см толще такого же основания для постройки из пенобетона.

При этом при наличии второго этажа в кирпичном доме толщина монолитной фундаментной плиты возрастает до 40 см (или больше — в зависимости от веса и конфигурации строения), а при строительстве двухэтажной постройки из пенобетона – как минимум до 35 см.

Данные цифры приведены в качестве примера для понимания того, насколько толщина плитного основания зависит от типа постройки, под которую оно закладывается. Точные показатели для конкретного здания определяются путем расчетов, которые рекомендуется поручать специалистам.

Зачем измерять толщину плитного фундамента

Все указанные расчеты должны выполнятся в соответствии с нормами соответствующих СНиП и ГОСТ. Зная, какая толщина плитного фундамента наиболее подходит для сооружаемой постройки, можно не только обеспечить прочное основание под строящееся здание, но и определить количество необходимых материалов для его закладки.

Помимо толщины для расчета плитного фундамента нужно определить:

периметр (длину всех сторон) основания;
площадь плиты, включая термо- и гидроизоляцию;
площадь боковой поверхности;
количество бетона;
вес бетона;
нагрузку на почву;
диаметр арматуры в сетке;
диаметр вертикальных прутьев арматуры;
размер ячейки сетки;
нахлест арматуры;
общую длину арматурных прутьев;
общий вес арматуры.

Для расчета количества бетона, необходимого для заливки плитного фундамента, из общего объема вычитается объем закладываемой термоизоляции.

Подушка под плитный фундамент: определяем толщину

Подушка под плитное основание укладывается по всей площади. Она состоит из слоя щебня и слоя песка, которые наносятся на предварительно выровненное дно котлована. Сначала насыпается щебень, как правило, слоем в 20 см, а затем песок – слоем в 30 см. Таким образом, наиболее распространенная толщина подушки под плитный фундамент составляет примерно 0,5 м.

Следует учитывать, что толщина каждого из двух слоев песчано-щебеночной подушки может варьироваться в довольно значительных пределах.

Данный показатель зависит от нескольких факторов, среди которых основными являются характеристики грунта и вес постройки.

Например, для легких деревянных строений будет достаточно подушки толщиной 15 см, для гаража – 25 см, а полуметровый слой лучше всего подойдет для больших кирпичных зданий.

Щебень в данном случае компенсирует пучинистость и невысокую плотность грунта, а также является отличным дренажом, особенно на глинистых почвах с высоким уровнем грунтовых вод. Песок при этом обеспечивает равномерность нагрузки на грунт.

Пример расчета толщины и объема плитного фундамента

Расчет плитного фундамента выполняют для определения количества бетона, необходимого для его заливки. Для этого площадь подошвы следует умножить на ее толщину (высоту).

Проще всего разобраться с расчетом на конкретном примере, который можно использовать для других случаев, поменяв соответствующие цифры. Допустим, будет возводиться дом размером 10х10 метров и монолитный плитный фундамент, толщина которого составляет 0,25 м.

Объем плиты в данном случае составит 25 кубических метров (10х10х0,25). Столько же бетона потребуется для заливки фундамента. Необходимо учесть и установку ребер жесткости, служащих для повышения устойчивости к деформациям.

Они располагаются с шагом в три метра вдоль и поперек плиты, создавая в ней квадраты.

Для расчета плитного фундамента следует определиться с длиной и высотой ребер жесткости. Первый показатель устанавливается в соответствии с длиной каждой стороны основания и в рассматриваемом примере составляет 10 метров. Всего потребуется 8 ребер, поэтому общая длина составит 80 метров.

Поперечное сечение выполняется в форме трапеции или прямоугольника. По стандарту, ширина ребра должна составлять 0,8 от высоты. Для прямоугольных ребер общий объем составит 0,25х0,8х80 = 16 кубометров.

У трапециевидных ребер нижнее основание равно 1,5 толщины фундамента, верхнее – 0,8.

В рассматриваемом примере площадь трапециевидного поперечного сечения будет равна (0,8+1,5)/2х0,25=0,15 квадратных метров, а объем всех ребер составит 0,15х80=12 кубических метров.

Из рассмотренного примера видно, что для заливки монолитного плитного фундамента толщиной 25 см и размером 10х10 метров потребуется 25 кубических метров бетона. Эту величину совсем несложно рассчитать самостоятельно, чтобы определиться с затратами, которые потребуются для обустройства фундамента.

Толщина плитного фундамента – очень важный показатель, обеспечивающий его прочность и надежность. Она зависит от многих факторов и может изменяться на разных грунтах или для разных построек. Поэтому, чтобы возвести действительно крепкий дом, необходимо с повышенным вниманием отнестись к расчету толщины его плитного основания.

Источник: http://FundamentProfi.ru/vidyi-fundamenta/tolschina/

Как правильно рассчитать толщину фундаментной плиты

Плитный фундамент широко используется при строительстве малоэтажных зданий. Монолитная конструкция надежно защищает сооружение от проникновения грунтовых вод. Большая площадь опирания предотвращает просадку и деформацию грунта. Жесткая система армирования предохраняет основание от разрушения.

Принцип строения монолитного фундамента

Основой конструкции плитного фундамента служит монолитный бетонно-армированный слой. Подобная конструкция позволяет равномерно распределять усилия от здания на дно котлована.

При просадке и перемещении грунта фундамент компенсирует изменения. Это свойство называют «плавучестью» основания.

Для его изготовления используют высококачественный бетон. Высоту конструкции определяют расчетным способом. Основными критериями для подсчета являются характеристика грунта и проектная нагрузка от сооружения.

Конструкция монолитного фундамента

Плитный фундамент имеет следующую конструкцию:

Устройство монолитной плиты фундамента

Котлован.
Дренажная система.
Опалубка.
Песчаная подушка.
Слой геотекстиля.
Щебеночный слой.
Бетонная подготовка.
Гидроизоляция.
Теплоизоляция.
Арматура.

Котлован

Для устройства фундаментной плиты выкапывают котлован. Размеры котлована в плане должны превышать размеры будущего дома на 1–2 метра. Увеличенные размеры служат для укладки дренажа и устройства отмостки.

Дренажная система

Дренаж служит для отвода поверхностных вод от внешних стен здания. Состоит из системы перфорированных труб и приемного колодца. Трубы укладывают с небольшим уклоном. Для защиты от проникновения песка трубы оборачивают 1–2 слоями геотекстиля.

Дренаж для монолитного фундамента

Опалубка

Для изготовления опалубки используют деревянные доски или водостойкую фанеру. Все элементы соединяют с помощью саморезов и стальной проволоки.

Пример опалубки плитного фундамента

Песчаная подушка

Для устройства песчаной подушки используют крупнозернистый песок. Песок позволяет воспринимать и равномерно распределять усилия на плавающую плиту.

Песчаная подушка под фундамент

Геотекстиль

Между щебнем и песком укладывают слой геотекстиля. Он защищает состав от перемешивания и нарушения дренирующих свойств щебня.

Щебень

Служит для восприятия и передачи усилий на песчаную подушку. Щебень применяют в качестве дополнительной дренирующей системы. Вода при прохождении ослабляет напор и теряет способность к вымыванию песка.

Щебень для монолитного фундамента

Бетонная подготовка

На песчано-щебневое основание укладывают бетонную подготовку. Высота конструкции составляет 50–150 мм. Подготовку выполняют из бетона низких марок.

Бетонная подготовка:

защищает бетон от утечки цемента;
равномерно распределяет нагрузку;
делает удобным монтаж стального каркаса.

Состав бетонного раствора для фундамента

Гидроизоляция

На бетонную подготовку укладывают слой гидроизоляции. В качестве материалов используют полимерно-битумные вещества. Гидроизоляционный материал служит для защиты фундаментной плиты от проникновения грунтовой влаги.

Гидроизоляция фундаментов

Теплоизоляция

Теплоизоляция служит для защиты основания от промерзания. В качестве утеплителя используют экструдированный пенополистирол. Высоту слоя принимают 10–15 см.

На теплоизоляцию укладывают полиэтиленовую пленку. Она служит защитой от проникновения жидких компонентов бетонной смеси в утеплитель.

Схема теплоизоляции плиты фундамента пенополистиролом

Арматура

Опорные элементы зданий армируются стальными каркасами. Сетка изготавливается из ребристых стальных стержней диаметром 12–18 мм. Они связаны в единый пространственный каркас с помощью стальной тонкой проволоки.

Размер ячеек каркаса зависит от величины проектируемых усилий на основание. Размер ячеек определяется расчетным путем и составляет от 10 до 25 сантиметров.

Схема армирования монолитной плиты

Расчет высоты фундамента

Целью расчета толщины плитного фундамента являются:

Определение размеров опорной плиты.
Вычисление нагрузок на дно котлована.
Подсчет необходимых материалов.

Исходные данные:

Вид и характеристика грунта основания.
Материал элементов здания.
Проектируемые усилия.

Расчет толщины плитного фундамента

При расчете учитывают два типа усилий:

Устройство плитного фундамента — размеры

статические;
динамические.

Статические силы являются постоянной величиной. Они вызваны весом элементов здания.

Динамические усилия изменяются во времени и в значениях. Они оказываются людьми, мебелью, оборудованием и влиянием атмосферных осадков.

При подсчете нагрузок постоянного действия используют повышающие коэффициенты надежности конструкций. Эти коэффициенты зависят от размеров и материала элементов здания. Значения коэффициентов приведены в нормативных документах.

Подсчет динамических усилий ведут с учетом условий местности, типов используемой мебели, оборудования, планируемой заселенности дома.

В качестве результатов расчета получают следующие данные:

Удельная нагрузка на 1 м2 грунта основания.
Допустимая толщина конструкции.
Глубина залегания фундамента.

Определение объема материалов на плитное основание

Последовательность расчета

В процессе расчета плитного фундамента выполняют следующие действия:

Технология устройства плитного фундамента

Вычисляют суммарные усилия от фундамента и основной части сооружения. Значение определяют сложением сил постоянного и временного действия.
Определяют допустимую нагрузку. Величину определяют по нормативным документам в зависимости от типа грунта.
Определяют максимальную массу основания.
Вычисляют максимальную толщину опорной плиты. Полученное значение округляют в меньшую сторону до значения, кратного 5 мм.
Повторяют решение задачи с принятой толщиной опоры.

Для автоматизации процесса используются специальные компьютерные программы.

Анализ результатов расчета

В процессе подсчета получают следующую высоту фундамента, мм:

Глубина ленточного фундамента

менее 150;
от 150 до 350;
более 350.

В первом случае монолит не подходит в качестве опоры. Требуются дополнительные обследования и принятие решений для укрепления грунтов.

Во втором случае бетон подходит в качестве основания. Полученный результат округляют до ближайшего значения, кратного 50 мм.

В третьем случае бетон не подходит в качестве опорной части. Требуется принимать другой вариант опор (ленточный или столбчатый).

Глубина залегания фундамента

Глубину залегания плитного фундамента определяют по уровню поверхностных вод и толщине основания.

Глубина залегания зависит от следующих факторов:

типа грунта;
глубины промерзания;
суммарных нагрузок;
уровня грунтовых вод.

Правильный способ закладки фундамента

Рекомендуемая глубина котлована приведена в нормативных строительных документах. Она может составлять, см:

в северных регионах – от 80 до 100;
в центральных и южных районах – от 30 до 70;
в горных районах – до 20.

Требования к глубине заложения фундамента

Что можно рассчитать, зная толщину фундамента?

По вычисленной толщине плиты рассчитывают следующие параметры:

объем бетонной смеси;
расход арматуры.

Пример расчета расхода материалов для фундамента на монолитной плите

Расчет необходимого количества основной арматуры

Арматуру располагают равномерно по всей плавающей плите. В зависимости от толщины плиты каркас устанавливают в один или несколько рядов. Нормативное количество ярусов арматурной сетки при толщине плиты составляет:

Расчет расхода арматуры для плитного фундамента

до 15 см – 1 ряд;
от 15 до 30 см – 2 ряда;
более 30 см – 3 и более ряда.

Для продольных сеток рекомендовано использовать стержни диаметром 12–18 мм. Диаметр стержней поперечных сеток принимают 8–12 мм.

Шаг стержней зависит от толщины плиты. При ее высоте до 25 см шаг стержней принимают 15 см. При высоте плиты 25 см и более шаг стержней 10 см.

Пример расчета

Цель:

Рассчитать высоту фундамента.
Определить расход материалов.

Расчет бетона на фундамент

Исходные данные:

Удельное нормативное сопротивление грунта – 0,350 кг/см2.
Размеры здания в плане – 4*8 м (320000 см2).
Общий вес конструкций – 24000 кг.
Размеры опорной плиты в плане – 6*10 м.
Плотность бетонной смеси – 2500 кг/м3.
Вес 1 погонного метра стальной арматуры — 1,210 кг/м.
Шаг основной арматуры – 100 мм.
Диаметр прутьев – 14 мм.

Расчет:

Суммарная нагрузка на фундамент 24000/320000=0,075≈0,08 кг/см2.
Разница между допустимым и фактическим давлением на плиту Δ=0,350-0,075=0,275 кг/см2.
Масса основания М=0,275*320000=88000 кг.
Толщина фундаментной плиты Н= (88000/2500)/32=1,1 м.
Длина стержней продольной арматуры 10 м, поперечной – 6 м.
Количество стержней поперечной арматуры: 6/0,10 *2 (слоя)=120 шт.
Количество продольной арматуры: 10/0,10*2=200 шт.
Суммарная длина стержней: 120*6 + 200*10=720 + 2000=2720 м.
Общая масса материала: 2720*1,210=3292 кг.

по теме: Фундамент под дом — монолитная плита, расчет и армирование

Источник: https://SpecNavigator.ru/strojka/fundament/raschet-tolshhiny-fundamentnoj-plity.html