Пример расчета фундаментной плиты вручную

Содержание

Фундамент плита — расчет толщины

Пример расчета фундаментной плиты вручную

Плитный фундамент относится к категории мелкозаглубленных. Он представляет собой монолитную железобетонную плиту, уложенную на подушку.

В отличие от ленточного, плитный фундамент закладывается под всей площадью будущей постройки.

Особенности плитных фундаментов

К явным преимуществам плитных фундаментов (о плюсах и минусах плитного фундамента) можно отнести следующее:

  • простота конструкции;
  • высокая степень долговечности: железобетонный монолит может простоять более сотни лет без разрушительных изменений;
  • способность быстро перемещаться в ответ на подвижки грунтов, сохраняя при этом устойчивость надземной части строения и пр.

К основным недостаткам плитного фундамента можно отнести его высокую стоимость. Кроме того, с момента его возведения и до начала строительства здания или сооружения должно пройти достаточно много времени – пока бетон не достигнет технологически оправданного показателя прочности.

Еще один минус – для выполнения работ по заливке бетона необходимы определенные погодные условия.

Несмотря на довольно обширный перечень недостатков, плитный фундамент является едва ли не самым надежным. Но данное утверждение справедливо лишь при одном условии — если правильно произведен расчет толщины плиты фундамента.

Особенности расчета толщины фундаментной плиты

В расчете толщины плитного фундамента учитываются следующие параметры конструкции:

  • расстояние (зазор) между арматурными сетками;
  • толщина слоя бетона над арматурой сеткой – верхним и нижним поясами;
  • толщина арматурных стержней.

Оптимальной толщиной монолитной плиты фундамента для большинства построек принято считать 200-300 мм. Однако на практике на этот параметр оказывает весьма существенное влияние состав грунта и равномерность залегания пород на участке застройки.

Да и габариты надземной части имеют большое значение. Чем сильнее разнесены несущие стены, тем толще должна быть монолитная плита.

Освоить методику проще на примере расчета плитного фундамента.

Определение оптимальной площади плиты

Необходимая площадь монолита зависит от величины суммарной нагрузки и расчетного сопротивления грунта.

Для обеспечения большей надежности в формулу расчета вводится коэффициент надежности по нагрузке.

Имея на руках все необходимые величины, площадь можно рассчитать по формуле:

S > Kн x F/Kp x R, где

Kн – коэффициент надежности фундамента по нагрузке (1,2);

F – полная нагрузка на плиту: включает в себя общий вес здания, оборудования, людей, мебели, а также ветровой и снеговой нагрузок;

Кр – коэффициент условий работ: зависит от типа грунта, служащего основанием для фундамента. Принимается в пределах 0,7-1,05;

R – расчетное сопротивление грунта: зависит от его типа и принимается по таблицам, содержащимся в СНиП или строительных справочниках.

Для примера приведем некоторые величины R, кгс/см2:

  • 0,35 – для мелких и пылеватых плотных песков, суглинков – пластичных и твердых;
  • 0,5 – для твердых и пластичных супесей, твердых глин;
  • 0,25 – для песков мелких средней плотности и пластичных глин.

Рассчитав общую нагрузку и площадь, можно приступать к определению давления на 1 кв. см площади плиты. Для этого надо просто поделить первую величину на вторую. Полученный результат сравниваем с табличными данными.

Приведем пример:

  • планируется построить здание общим весом 250 тонн;
  • тип грунта на строительной площадке – суглинок пластичный (R = 0,35 кгс/кв. см);
  • площадь плиты – 100 кв. м (на основании расчета по формуле, приведенной выше).

На такой площади грунт может выдержать 350 тонн нагрузки. Разница между общей нагрузкой от здания и допустимой составит 100 тонн. Это и есть максимальный вес плиты фундамента которую выдержит грунт.

Переводим эту разницу в кубы (объем плиты), исходя из того, что один кубометр железобетона весит в среднем 2,5 тонны и получаем 100 : 2,5 = 40 куб. м.

Если объем разделить на площадь, то в результате получится искомая максимальная толщина плиты:

40 : 100 = 0,4 м или 40 см.

Можно сказать, что расчет толщины плитного фундамента завершен. Мы получили максимально допустимую толщину монолита, превышать которую не позволят характеристики грунта.

Но затраты на строительство фундамента можно существенно уменьшить, если принять во внимание такой параметр, как прочность на сжатие бетона.

Он зависит от марки материала. Например, у бетона В22,5 он составляет 22,5 кг/кв. см. Чтобы узнать, какая площадь бетонной основы сможет выдержать нагрузку в 250 тонн, надо разделить ее на 22,5.

250/22,5 = 11,1 кв. м.

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:

о расчете фундаментов.

Источник: https://ks5.ru/fundament/plitnyi/raschet-tolschiny.html

Правила выполнения расчета толщины плитного фундамента

Пример расчета фундаментной плиты вручную

Технологии современного строительства достигли такого уровня, что построить жилой дом можно собственными силами. Нужны только деньги и желание работать. Наиболее популярными считаются каркасные постройки и сооружения из композитных стройматериалов.

В число основных этапов составления проекта входит выбор фундаментного основания, так как от его прочности и долговечности зависит комфорт внутри помещений. Большинство застройщиков предпочитают плитный вариант основания, закладываемый по всей площади строящегося объекта.

Чтобы основа будущего дома получилась надежной, необходимо правильно определить его параметры. Сегодняшняя тема – плитный фундамент, расчет толщины и других параметров основы.

Причины необходимости выполнения расчета

С помощью предварительных расчетов мы уточняем:

  • толщину плиты фундамента. Расчетные действия зависят от почвенного состава: параметры высот песчано-гравийной подсыпки и железобетонной основы могут иметь существенные различия;
  • площадь плитного основания. На сильно подвижных и зыбких землях площадь основы может превышать аналогичный показатель объекта, чтобы обеспечивалась требуемая устойчивость;
  • количество требуемых стройматериалов, из которых планируется возведение фундаментного основания;
  • нагрузочное воздействие на плиту.

Если окончательно не определили для себя тип фундаментного основания, рекомендуем изучить все достоинства и недостатки плитного фундамента. В определенных ситуациях застройщики останавливаются на комбинированном варианте из плит и свайных опор, или отдают предпочтение универсальному методу – дорожным плитам.

Какие элементы входят в состав плиточного монолитного фундамента?

Чтобы правильно произвести расчеты по уточнению толщины плиты фундамента, следует знать, из каких основных элементов состоит такая монолитная конструкция. К ним относятся:

  • подушка, размеры которой уточняются с учетом данных глубины промерзания почвы в зимний сезон, уровня нахождения грунтовой влаги. Если последняя находится ниже уровня двух метров, то сначала насыпается слой песка (около сорока сантиметров), затем – щебень либо гравий. В противном случае засыпают щебенку (гравий), чтобы минимизировать впитывание влаги, после этого подушку выравнивают речным песком. Каждый очередной слой тщательно утрамбовывается, между ними закладывается геотекстиль, исключающий взаимопроникновение насыпных материалов;
  • укладывается гидроизоляционный материал, для которого вполне подходит полиэтиленовая пленка;
  • подбетонка – слой выравнивающего тощего бетона от пяти до десяти сантиметров, без армирования;
  • основная гидроизоляционная прослойка – рулонные материалы, уложенные в два слоя с нахлестом и обработкой стыковочных участков газовой горелкой;
  • утеплитель – часто используют экструдированный пенополистирол;
  • фундаментная плита, минимальная толщина которой составляет десять сантиметров, а максимальная – тридцать – тридцать пять;
  • армирующий каркас в один или в два яруса (зависит от толщины плитного фундамента).

Как выполнить расчет фундамента?

Толщину бетонной плиты фундамента, как и параметры прочих видов нулевых уровней, следует рассчитать. Взять этот размер из головы чревато тем, что получится слабая основа для здания, способная треснуть в первые морозы, либо чрезмерно толстый массив потребует лишних финансовых затрат.

И все же, как рассчитать толщину фундаментной плиты, если решено вести строительные работы своими силами? Алгоритм ваших действий будет выглядеть следующим образом:

  • изучается грунтовый состав. В последующих за этим расчетах определяется оптимальная высота плиты, обеспечивающая давление на почвенный состав. При превышении нагрузочных воздействий дом начнет «утопать», а когда этот показатель окажется мал, то зимними пучениями почвы основание может наклонить;
  • взяв за основу проектное задание, уточняем общую массу будущего объекта;
  • с помощью того же проекта определяем, какова будет площадь плиты фундаментного основания. Далее массу объекта необходимо разделить на значение площади, чтобы получить показатель удельной нагрузки на почву, не учитывая при этом вес самого основания. Полученную цифру следует сравнить с оптимальным показателем удельного давления, установленным стандартами, и найти разницу между этими значениями. Результат умножаем на площадь плитной основы и получаем ее вес;
  • массу плиты следует разделить на плотность железобетонного материала (2 500 кг на кубометр), что позволит найти нужный объем плиты, который следует разделить на значение площади, чтобы узнать точную толщину;
  • полученный результат округляется до ближайшего значения, кратного пяти сантиметрам. По округленным данным повторно высчитываем вес фундаментной основы, складываем его с аналогичными данными объекта, выясняем расчетное давление на почву. Разница результата при сравнении его со стандартным показателем не должна быть больше или меньше двадцати пяти процентов.

Если в ходе расчетов установлено, что плита фундамента должна иметь толщину, превышающую тридцать пять сантиметров, рекомендуется выполнить сравнение, потому что фундаменты ленточного или опорного типов могут оказаться более подходящими вариантами по надежности и стоимости. В ином случае, разрешается установить основания, усиленные ребрами жесткости, но здесь понадобятся уточненные расчетные данные.

В случае, если толщина основы не превысит пятнадцати сантиметров, здание для заданных условий может оказаться тяжелым. В таком случае придется выполнять геолого-геодезическую разведку и заказывать выполнение расчетов у профессиональных специалистов;

  • нагрузка от всего веса объекта оказывает воздействие и на бетонную основу в его низшем сечении. С учетом этого уточняется марка бетонного раствора с учетом сохранения его показателя прочности при сжатии. Как правило, это М 200, м 250, либо М 300.

Как видите, сложностей такие расчеты не вызывают. Чтобы понять, какая толщина должна быть у фундаментной плиты, достаточно владеть математическими знаниями на уровне среднего образовательного учреждения и уметь пользоваться калькулятором.

Порядок определения постоянной нагрузки

Действующими строительными нормами определено, что толщина плиточного фундамента для дома с учетом значений постоянных нагрузок определяется в зависимости от почвенного состава. Рассчитывая вес плиты строящегося объекта на песчаной местности, массу плиты не учитывают.

Если работы предстоят на глинистой почве, значение массы делится на два. Уточненное значение толщины фундаментной плиты, строящейся на плывучем основании, учитывается в расчетах полностью.

Коэффициенты, применяемые в расчетах на строительство, берутся из «Руководства», определяющего порядок проектирования каркасных зданий и башенных сооружений.

Их можно найти в специальном разделе «Нагрузки и воздействия». Значение минимального коэффициента, определяющего надежность, соответствует конструкциям из металла и равен 1.03.

Для бетона и железобетона, стяжек, изоляционных слоев максимальное число составляет 1.3.

Как определяются временные нагрузки?

Для выполнения таких расчетов потребуется много параметров. Под плитный фундамент можно воспользоваться разделом «Руководства» «Нагрузки и воздействия», из которого следует, что коэффициент определен показателем 1.4.

Следует также учесть, что предполагается нагрузочное воздействие от мебели. Как правило, его усредненное значение равно 150 кг на квадратный метр.

Усредненные показатели толщины фундаментной плиты

Специальной документацией, регламентирующей выполнение строительных работ, определены средние показатели толщины плитного фундамента:

  • под небольшой деревянный дом, веранду, бытовые помещения толщина плиты фундамента может составлять десять – пятнадцать сантиметров и иметь одно сетчатое армирование;
  • каркасные объекты и сооружения из газобетонного материала, предназначенные для проживания людей, в основании имеют плиту, толщина которой составляет двадцать – двадцать пять сантиметров. При этом предполагается выполнение двухрядного объемного армирования;
  • под строительство объектов из бревен, кирпичного камня, бруса или бетона, имеющих массивные перекрытия, рекомендуется устраивать фундамент, толщина плиты которого достигает двадцати пяти – тридцати сантиметров. Обязательное условие армирующий двухуровневый каркас.

Если строительные работы ведутся по болотистой или плавучей почве, параметр толщины увеличивается. Кроме того, разрешается для армирования использовать металлические прутья большего сечения.

Для небольших объектов размер их диаметра начинается от одного сантиметра, в случаях строительства крупных объектов этот показатель достигает шестнадцати миллиметров. Рекомендуется применять пруты различного диаметра, чтобы повысить показатели надежности и долговечности строящегося объекта. Стержни с большим сечением закладываются в нижний армирующий ряд.

Арматурный шаг определяется толщиной фундаментной плиты. Размеры ячеек начинаются от десяти сантиметров.

Глубина размещения

В большинстве случаев закладка плитной фундаментной основы выполняется с незначительной глубиной. Если проектом не предусмотрены подвалы или подземные парковки, плиту разрешается заливать по уровню земной поверхности.

При наличии подвала или подземного яруса, глубину расположения плиты уточняют с учетом размеров запланированного помещения и значением его высоты.

Основными факторами, определяющими глубину закладки фундаментной плиты, считаются:

  • точка промерзания почвы;
  • тип почвенного состава;
  • создаваемая нагрузка на грунт;
  • расположение грунтовой влаги.

Решив возводить плитный фундамент своими руками, размеры котлована определите сами, уточнив число слоев:

  • если грунт илистый, то укладывается слой геотекстиля. В иных случаях такая работа не выполняется;
  • подушка из щебенки и песка. Значение ее толщины варьируется в пределах пятнадцати – шестидесяти сантиметров и определяется промерзанием земли и ее типовыми отличиями. Если земля промерзает на глубину более метра, следует насыпать около сорока сантиметров песка и до пятнадцати – щебенки. В случае, когда промерзание не превышает метровую отметку, общая высота подушки может составлять тридцать – сорок сантиметров;
  • толщина бетонной основы, с помощью которой формируется ровная поверхность под укладку теплоизоляционного материала. Если предстоит строительство небольшого домика, то этот вид работ разрешается не выполнять;
  • теплоизоляционный слой. Для теплых районов он достигает десяти сантиметров, для холодных – пятнадцати. Следует также учесть показатель влажности почвенного состава, от которого тоже зависит толщина теплоизоляции.

Расчеты по глубине закладки фундамента выполняются индивидуально, с учетом особенностей участка, отведенного под строительство.

В северных районах с нестабильными почвами устраивают котлованы глубиной от восьмидесяти сантиметров до одного метра, при этом вся толщина основания составляет сто – сто двадцать сантиметров.

Если строительство ведется по стабильным почвенным составам в районах с теплым климатом, глубины котлована хватит в тридцать – сорок сантиметров. При этом фундаментная основа составляет 0.5 – 0.6 м.

А какой должна быть толщина плиты фундамента на скальном участке? Достаточно двадцати сантиметров.

Этапы строительных работ

Участок, отведенный под застройку, следует защищать от дождевой воды, для чего устраиваются водоотводящие траншеи. Потом приступают к выполнению разметки под рытье котлована.

Дно должно располагаться строго горизонтально, для чего проводится контроль с помощью нивелира. Глубина нами уже определена. Как правило, плита готового фундамента должна возвышаться над земной поверхностью сантиметров на пятнадцать или больше. Весь плодородный слой почвы удаляется, что тоже оказывает влияние га глубину устройства котлована.

На дне расстилается геотекстиль, насыпается песчаная подушка и слой щебенки. Засыпка выполняется послойно, материал смачивается и утрамбовывается, так как от этого зависит эксплуатационный срок фундамента.

Заливается слой тощего бетона, чтобы получить ровную поверхность.

После того, как растворная масса застынет, укладывается гидроизоляционный материал. Как правило, для этого применяют рулоны рубероида или жидкий битум. Полоски накладываются с напуском, участки которых обрабатываются газовой горелкой.

Устанавливается опалубочная конструкция. Высота ее не слишком большая, особых сложностей работа не вызывает. Щиты изготавливаются из досок или фанерного материала. Отдельное внимание уделяется выравниванию верхнего края по одной горизонтали.

В качестве утеплительного материала используют экструдированный пенополистирол, толщина которого достигает пяти – десяти сантиметров. Стыковочные участки проклеиваются скотчем, чтобы здесь не протекало цементное молочко.

Готовится по площади будущего основания каркас из арматуры, закладывается в опалубку двумя рядами.

Выполняется бетонирование, для чего следует заказать необходимое количество раствора на заводе с доставкой на площадку.

Источник: https://betonov.com/fundament/plitnyj/plitnyj-fundament-raschet-tolshchiny.html

Расчет плитного фундамента по нагрузке с примером

Пример расчета фундаментной плиты вручную

Существует только два типа фундаментов, которые подходят для строительства практически любых зданий: свайный и плитный. Они позволяют возводить здания на грунтах с плохими характеристиками с минимальными затратами. Монолитную плиту в качестве фундамента стоит выбрать по многим причинам, но чтобы она была прочной и надежной необходимо выполнить ее грамотный расчет.

Преимущества фундаментной плиты

К достоинствам конструкции можно отнести:

  • строительство на грунтах с плохими характеристиками;
  • возможность возведения крупных объектов;
  • возможность самостоятельной заливки;
  • высокая несущая способность;
  • предотвращение локальных деформаций;
  • устойчивость к воздействию сил морозного пучения.

К слабым сторонам такого типа фундаментов относят:

  • нецелесообразность использования на участках с уклоном;
  • большой расход бетона и арматуры;
  • по сравнению с готовыми элементами фундамента, устройство монолитной плиты требует дополнительного времени на набор прочности бетоном;
  • сложный расчет.

Изучение характеристик грунта

Перед тем как приступить к расчету любого типа фундамента определяют характеристики основания под него. К основным и наиболее важным моментам относят:

  • водонасыщенность;
  • несущую способность.

При строительстве крупных объектов перед началом разработки проектной документации выполняют полноценные геологические изыскания, которые включают в себя:

  • бурение скважин;
  • лабораторные исследования;
  • разработку отчета о характеристиках основания.

В отчете предоставляются все значения, полученные в ходе первых двух этапов. Полный комплекс геологических изысканий стоит дорого. При проектировании частного дома в нем чаще всего нет необходимости. Изучение почвы выполняются двумя методами:

Отрывку шурфов выполняют вручную. Для этого лопатой выкапывают яму, глубиной на 50 см ниже предполагаемой отметки подошвы фундамента. Почву изучают по срезу, определяют примерно тип несущего слоя и наличие в нем воды. Если грунт слишком насыщен водой, рекомендуется остановиться на свайных опорах под здание.

Второй вариант изучения характеристик основания под дом выполняют ручным буром. Анализ проводят по кускам почвы на лопастях.

Важно! При проведении мероприятий необходимо выбирать несколько точек для изучения. Они должны располагаться под пятном застройки. Это позволит наиболее тщательно изучить тип почвы.

Определившись с основанием, для него выясняют оптимальное удельное давление на грунт. Величина потребуется в дальнейшем расчете, пример которого представлен далее. Значение принимают по таблице.

Тип исследуемого грунтаОптимальное удельное давление на грунт, кг/см2
Песок пылеватый и мелкий0,35
Песок средней крупности0,25
Супесь*0,50
Суглинок0,35
Пластичная глина0,25
Твердая глина*0,50

*При данном типе грунта основания более экономичным может оказаться ленточный вариант, поэтому нужно рассчитать смету на два типа фундамента и выбрать тот, который будет стоить дешевле.

Расчет толщины плиты

Расчет выполняется по СП «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» и по руководству «Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа» в два этапа:

  • сбор нагрузок;
  • расчет по несущей способности.

Сбор нагрузок включает в себя проведение работ по вычислению общей массы дома с учетом веса снегового покрова, мебели, оборудования и людей. Значения для домов из различных материалов можно взять из таблицы.

Тип нагрузкиЗначениеКоэффициент надежности
Стены и перегородки
Кирпич 640 мм1150 кг/м21,2
Кирпич 510 мм920 кг/м2
Кирпич 380 мм с утеплением 150 мм690 кг/м2
Брус 200 мм160 кг/м21,1
Брус 150 мм120 кг/м2
Каркасные 150 мм с утеплителем50 кг/м2
Перегородки гипсокартонные 80 мм30-35 кг/м21,2
Перегородки кирпичные 120 мм220 кг/м2
Перекрытия
Железобетонные 220 мм с цементно-песчаной стяжкой 30 мм625 кг/м21,2 — для сборных и 1,3 — для монолита
Деревянные по балкам150 кг/м21,1
Крыша по деревянным стропилам
С металлическим покрытием60 кг/м21,1
С керамическим покрытием120 кг/м2
С битумным покрытием70 кг/м2
Временные нагрузки
Полезная для жилых зданий150 кг/м21,2
СнеговаяВ зависимости от района строительства по п. 10.1 СП «Нагрузки и воздействия». Снеговой район определяется по СНиП «строительная климатология».1,4

Важно! В таблице уже учитывается толщина конструкций. Для вычисления массы остается лишь умножить на площадь.

Кроме этого, каждую нагрузку необходимо умножить на коэффициент надежности. Он необходим для обеспечения запаса по несущей способности конструкции из бетона и предотвращения проблем при незначительных ошибках строителей или изменениях условий эксплуатации (например, смена назначения здания). Все коэффициенты принимаются по СП «Нагрузки и воздействия».

Для различных нагрузок, коэффициент отличается и находится в пределах 1,05-1,4. Точные значения также приведены в таблице. Для фундамента из бетона по монолитной технологии принимают коэффициент 1,3.

Важно! Если уклон кровли составляет более 60 градусов, снеговую нагрузку в расчете не учитывают, поскольку при такой крутизне ската, снег не скапливается на нем.

Общую площадь всех конструкций умножают на массу, приведенную в таблице и коэффициент, после чего, складывая, получают суммарный вес дома без учета фундаментов.

Основная формула для вычислений имеет следующий вид:

P1= M1/S,

где P1 -удельная нагрузка на грунт без учета фундамента, M1 — суммарная нагрузка от дома, полученная при сборе нагрузок, S — площадь плиты из бетона.

Далее необходимо рассчитать разницу (Δ) между полученным значением и числом, приведенным в таблице выше, в зависимости от типа грунта.

Δ=P-P1,

где P — табличное значение несущей способности грунта.

M2 = Δ*S,

где М2 — требуемая масса фундамента (больше этой массы строить фундамент нельзя), S — площадь плиты из бетона.

Следующая формула:

t = (М2/2500)/S,

где t — толщина заливки бетона, а 2500 кг/м3 — плотность одного кубического метра железобетонного фундамента.

Далее толщина округляется до ближайшей большей и меньшей величины кратной 5 см. После выполняется проверка, при которой разница между расчетным и оптимальным давлением на грунт не должна превышать 25% в любую сторону.

Совет! Если при расчете получается, что толщина слоя бетона превышает 350 мм, рекомендуется рассмотреть такие типы конструкции как ленточный фундамент, столбчатый или плита с ребрами жесткости.

Помимо толщины потребуется подобрать подходящий диаметр армирования, а также выполнить расчет количества арматуры для бетона.

Важно! Если в результате расчета у вас получится толщина плиты более 35 см, это указывает на то, что плитный фундамент избыточен в данных условиях, нужно посчитать ленточный и свайный фундаменты, возможно они окажутся дешевле. Если же толщина вышла меньше 15 см, значит здание слишком тяжелое для данного грунта и нужен точный расчет и геологические исследования.

Пример расчета

Пример предусматривает следующие исходные данные:

  • одноэтажный дом с мансардой размерами в плане 8 м на 10 м;
  • стены выполнены из силикатного кирпича толщиной 380 мм, общая площадь стен (4 наружных высотой 4,5 м) равняется 162 м²;
  • площадь внутренних перегородок из гипсокартона равняется 100 м²;
  • кровля металлическая (четырехскатная, уклон 30ᵒ), площадь равняется 8 м * 10 м/cosα (угол наклона кровли) = 8 м * 10 м/0,87 = 91 м² (также понадобится при вычислении снеговой нагрузки);
  • тип грунта — суглинок, несущая способность = 0,32 кг/см² (получено при геологических изысканиях);
  • снеговая нагрузка — 180 кг/м²;
  • перекрытия деревянные, общей площадью 160 м2 (также понадобится при вычислении полезной нагрузки).

Сбор нагрузок на фундамент выполняется в табличной форме:

Нормативная нагрузкаКоэффициент надежностиРасчетная нагрузка
Стены: 162 м2 * 690 кг/м2 = 111780 кг1,1122958 кг
Перегородки: 100 м2 * 30 кг/м2 = 3000 кг1,23600 кг
Перекрытия: 160 м2 * 150 кг/м2 = 24000 кг1,126400 кг
Крыша: 91 м2 * 60 кг/м2 = 5460 кг1,16006 кг
Полезная нагрузка: 160 м2 * 150 кг/м2 = 24000 кг1,228800 кг
Снеговая: 91 м2 * 180 кг/м2 = 16380 кг1,422932 кг
ИТОГО:210696 кг

Площадь плиты под здание принимается с учетом того, что ширина плиты больше, чем ширина дома на 10 см. S = 810 см * 1010 см = 818100 см² = 81,81 м2.

Удельная нагрузка на грунт от дома = 210696 кг/818100 см2 = 0,26 кг/см2.

Δ = 0,32 — 0,26 = 0,06 кг/см2.

М = Δ*S = 0,06 кг/см2 * 818100 см2= 49086 кг.

t = (49086 кг/2500 м3)/81,81 м2 = 0,24 м = 24 см.

Толщину плиты можно принять 20 см или 25 см.

Выполняем проверку для 20 см:

  1. 0,2 м * 81,81 м2 =16,36 м3 — объем плиты;
  2. 16,36 м3 * 2500 кг/м3 = 40905 кг — масса плиты;
  3. 40905 + 210696 = 251601 кг — нагрузка от дома с фундаментом;
  4. 251601 кг/ 818100 см2 = 0,31 кг/см² — фактическое давление на грунт меньше оптимального не более чем на 25 %;
  5. (0,32-0,31)*100%/0,32 = 3% < 25%(максимальная разница).

Проверять фундамент большей толщины уже нет смысла, поскольку требующий меньшего расхода бетона и арматуры размер удовлетворил требованиям. На этом пример расчета толщины завершен. Принимаем плиту толщиной 20 см. Следующим этапом станет расчет армирования и количества арматуры.

Арматура для плитной конструкции подбирается в зависимости от толщины. Если плита с толщиной бетона толщиной 150 см и менее, укладывают одну сетку армирования.

Если толщина бетона составляет более 150 мм, необходима укладка арматуры в два слоя (нижний и верхний). Диаметр рабочих стержней 12-16 мм (самый распространенный 14 мм).

В качестве вертикальных хомутов устанавливают стержни арматуры с размерами сечения 8-10 мм.

По хорошему плиту нужно рассчитывать и на изгибающие нагрузки, но эти расчеты сложны и выполняются профессионалами на специальном ПО. Чтобы точно понять какой диаметр арматуры и ее шаг необходим в вашем случае, нужно проводить точные вычисления, либо закладывать арматуру с большим запасом по прочности и минимальным шагом, соответственно сильно переплачивая.

Расчет арматуры

Вычисление количества арматуры для рассчитанной выше плиты:

  1. плита толщиной 20 см — две рабочих сетки;
  2. диаметр стержней —  12 мм, шаг — 150 мм;
  3. стержни укладываются так, чтобы обеспечить защитный слой бетона с каждой стороны 0,02-0,03 м. Длина стержней в примере = 8,1 м — 0,02*2 = 8,06 м и 10,06 м;
  4. количество стержней в одном направлении = (8,1 м (длина стороны)/0,15 м (шаг) + 1) *2 (два слоя) = 110 шт;
  5. количество стержней в другом направлении = (10,1 м (длина стороны)/0,15 м (шаг) + 1)*2 (два слоя) = 136 шт;
  6. общая длина стержней = 110*8,06 + 136*10,06 = 886,6 м + 1368,16 = 2254,76 м;
  7. общая масса арматуры 2254,76 м * 0,888 кг/м = 2002, 2 кг.

При покупке необходимо предусмотреть запас 3-5%, чтобы избежать необходимости докупать материал. Также потребуется рассчитать объем бетона. В рассматриваемом случае он равен: 8,1м*10,1м*0,2м = 16,36 м³. Это значение потребуется при заказе бетонной смеси.

Упрощенный расчет толщины фундаментной плиты и количества материалов на нее — несложная задача, которая не потребует большого количества времени. Но выполнение этого этапа позволит обеспечить надежность без перерасхода материалов, что сэкономит нервы и деньги будущего владельца дома.

Важно! Данная статья носит исключительно ознакомительный характер. Для точного расчета фундамента необходимо геологическое исследование. Доверяйте расчет только профессионалам.

Источник: https://GidFundament.ru/plitnyj/raschet-monolitnoj-plity-primer.html

Пример расчета плитного фундамента

Пример расчета фундаментной плиты вручную

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:

  1. Проведение замеров и изучение грунта на месте строительства,
  2. Расчет толщины монолитной плиты,
  3. 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:

  1. Бурение в грунте скважин;
  2. 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:

  1. Собрать нагрузки на фундамент;
  2. Рассчитать значения несущей способности для основания.

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:

  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.

Источник: https://fundamentaya.ru/dop/raschet/monolitnogo_fundamenta_primer.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.