Правила выполнения расчета толщины плитного фундамента

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 нагрузки	Значение	Коэффициент надежности
Стены и перегородки
Кирпич 640 мм	1150 кг/м2	1,2
Кирпич 510 мм	920 кг/м2
Кирпич 380 мм с утеплением 150 мм	690 кг/м2
Брус 200 мм	160 кг/м2	1,1
Брус 150 мм	120 кг/м2
Каркасные 150 мм с утеплителем	50 кг/м2
Перегородки гипсокартонные 80 мм	30-35 кг/м2	1,2
Перегородки кирпичные 120 мм	220 кг/м2
Перекрытия
Железобетонные 220 мм с цементно-песчаной стяжкой 30 мм	625 кг/м2	1,2 — для сборных и 1,3 — для монолита
Деревянные по балкам	150 кг/м2	1,1
Крыша по деревянным стропилам
С металлическим покрытием	60 кг/м2	1,1
С керамическим покрытием	120 кг/м2
С битумным покрытием	70 кг/м2
Временные нагрузки
Полезная для жилых зданий	150 кг/м2	1,2
Снеговая	В зависимости от района строительства по п. 10.1 СП «Нагрузки и воздействия». Снеговой район определяется по СНиП «строительная климатология».	1,4

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.

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.

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

Расчет материалов для заливки монолитного плитного основания

Зная основные параметры плиты фундамента, можно точно рассчитать количество бетонного раствора и элементов армирования, необходимых для возведения основания дома.

Для наглядности можно разобрать пример: расчет материалов для плитного фундамента размером 8*8 метров, армированного каркасом из прута диаметром 14 мм. Расстояние между верхней и нижней сеткой 20 см, толщина бетона над сеткой и под ней составляет 5 см.

Вначале определяется толщина плиты, для этого суммируют известные параметры: 20+1,4*2+5*2=32,8

Следовательно, плита будет иметь высоту 33 см. Согласно этому значению рассчитываются основные материалы для плитного фундамента.

Расчет бетона

Чтобы правильно определить количество бетонного раствора, нужно выполнить расчет объема будущей плиты. Для этого следует использовать простую математическую формулу: Д*Ш*В, при этом к длине и ширине плиты добавляют по 0,2 м. Результат следующий: 8,2*8,2*0,33=22,19.

Для заливки фундамента с приведенными параметрами требуется 22-23 м 3 бетона.

Если плита основания имеет сложную форму, то выполняют расчет каждого элемента конструкции и суммируют полученные значения.

Расчет арматуры

Выполнять расчет арматуры немного сложнее, но если придерживаться рекомендаций мастеров, можно самостоятельно рассчитать количество материала для создания каркаса плитного основания.

Расчет арматуры под плиту

Вначале определяют длину одного горизонтального стержня. В процессе создания каркаса обеспечивается защита арматуры бетонным слоем сверху, снизу и по краям конструкции. В приведенном примере защитный слой составляет 5 см, следовательно, из общей длины плиты нужно убрать по 5 см с двух сторон. В результате получится длина одного прута: 820-5*2=810 см.

Далее рассчитывают количество горизонтальных стержней каркаса с ячейкой 20*20 см. Ширину плиты делят на размер ячейки и получают число прутьев одного направления: 820:20=41.

Прутья будут расположены в двух направлениях и уложены в два ряда, значит, общее количество будет следующим: 41*2*2=164.

Теперь можно рассчитать общую длину стержней: 8,1*164=1328,4 метра.

Теперь необходимо выполнить расчет вертикальных стержней. Их длина с учетом защитного слоя бетона будет равна: 33-5*2=23 см.

Шаг между вертикальными стержнями составляет примерно 40 см, значит, в одном ряду будет 820:40=21 стержень.

В двух направления получается 21*21=441 стержень.

Для создания каркаса потребуются вертикальные стержни общей длиной 441*0,23=101,43 метра.

Правильно выполненные расчеты параметров плитного основания являются залогом прочности, надежности и долговечности возводимого строения.

Инструкция

Начинать закладку монолитного фундамента следует с разметки, причем основание должно быть идеально ровное. Для этого:

Снимите подручным материалом верхний слой грунта, выровняйте основание при помощи нивелира.
Засыпаем дренажную подушку под будущий монолит: песок и щебень общей высотой около 12 см. отдельно следует утрамбовать щебень, а потом песок. Подушку равномерно поливаем водой.
На этом этапе можно провести необходимые коммуникации, канализацию.
Теперь можно переходить к стяжке плиты: обработка бетонной смесью и битумной смолой.
Обработать плиту гидроизоляционным слоем из любого подходящего для этих работ материала. Швы спаивают лампой или горелкой

Обратите внимание: слой должен свисать с монолита на 50-70 см, так преследуется и вторая цель: защита боков фундамента.
Это необязательное, но желательное действие: утеплить основу монолитного фундамента. Можно использовать долговечные материалы из пенопласта.
Теперь нужно оборудовать опалубку: в нее устанавливаются арматурные штыри, диаметром около 15 мм, и ячеистая сетка с размером ячеек около 20 мм

Нижний край сетки следует опустить от плиты вниз примерно на 5 см, а верхний поднять на то же расстояние.
Подготовительные работы окончены, можно заливать бетонной смесью монолит.
После полного высыхания опалубку снимают, а в целях гидроизоляции ее покрывают защитным слоем.

Конечно, обустройство монолитного фундамента наиболее сложный, по сравнению с другими типами, и несоблюдение порядка и последовательности может привести к плачевным результатам. Но если все сделать правильно, с соблюдением наших советов, то остальных проблем с перекосом окон и дверей у вас не будет никогда.

Схема расположения элементов плитного фундамента

Устройство плитного фундамента

Строительство любого дома, начинается с фундамента. Он делается заранее, и только по плану будущего дома. Перед тем, как приступить к сооружению, необходимо закупить необходимые материалы, а также знать схему основания. Схема плитного основания следующая:

сначала располагается песчано гравийная подушка, которая нивелирует все почвенные колебания, и является надежной подстилкой для плитного фундамента;
слой утеплителя, который должен защищать основание от излишнего воздействия влаги и грунтовых вод;
непосредственно монолитная плита, которая делается с железобетона;
слой гидроизоляции и утеплителя, которые предохраняют конструкцию дома от влаги и холода;
сюда также можно отнести дренажную систему, которая прокладывается по периметру фундамента и служит для того, чтобы отводить излишнюю воду от основания.

Минимальная толщина

Размеры монолитной плиты для фундамента Пенобетон относится к классу легких пористых стеновых материалов, однако готовая конструкция создает ощутимую нагрузку на опорную систему. К весу блоков добавляются перекрытия, массивные окна и двери, довольно тяжелая кровельная система.

С противоположной стороны на опорную систему воздействуют нагрузки от пучинистого, разбухающего и ссыхающегося при изменении влажности грунта. Из-за этого возникает эффект плавающей плиты, когда она приподнимается и опускается синхронно с деформирующимся грунтом.

Исходя из анализа таких факторов получается, что основным критерием расчета параметров основания является сила скручивания и изгибания. Чтобы этому эффективно противостоять, монолитная плита фундамента для дома из газобетона должна иметь толщину не менее 20 см при условии возведения одного этажа, и по 5 см дополнительно на каждый новый этаж или мансарду. Тонкая плита просто треснет из-за разницы в нагрузках по площади, а более тяжелое основание повлечет неоправданные расходы.

Определение размеров основания: пример

Вычисления включают в себя следующие шаги:

подбор геометрических параметров;
расчет бетона на фундамент;
и расчет армирования ленточного фундамента.

Для расчета фундамента возьмем двухэтажный кирпичный дом с наружной стеной 510 мм, суммарная высота наружной стены —4,5 м. Внутренних стен нет. Он расположен в г.Москва, грунт на участке — среднезернистый песок (R = 5 кг/см2). Перекрытия (2 шт., над подвалом и над первым этажом) из плит ПК, перегородки гипсокартонные высотой 2,7 м и общей протяженностью 20 м.

Тип нагружения	Вычисления
Фундамент монолитный (предварительно шириной 0,6 м по периметру здания, равному 36 м)	36м0,6м2м2500кг/м31,3 = 140400 кг
Стена из кирпича	6м4,5м4шт.920 кг/м21,3 = 129168 кг
Гипсокартонные перегородки	20м2,7м30кг/м2*1,1 = 1782 кг
Перекрытия	2шт6м6м625 кг/м21,2 = 54000 кг
Крыша	6м6м60кг/м2*1,05 = 2268 кг2268 кг/cos30° = 2607 кг
Полезное	2 перекрытия36м2150кг/м2*1,2 = 12960 кг
Снеговое	36м2180кг/м21,4 = 9072 кг
Сумма	349 989 кг

В = Р/(L*R) = 349989кг/ (36000см*5кг/см2) = 1,94м. Конструкция рассчитана.

Рассчитанный размер ширины округляем до 2 м. Для ширины по всей высоте это много, достаточно будет 50 см под стены 51 см. Свес 1 см допускается (максимальный составляет 4 см в одну сторону). Ширина подошвы больше той, которая использована в расчете, но по всей высоте размер меньше первоначального. По этой причине нет необходимости переделывать вычисления с новой массой подземной конструкции.

Подсчет бетона

Перед покупкой смеси должна быть вычислена ее необходимая кубатура. Для этого потребуется просто найти объем ленты. К количеству бетона для ленточного фундамента рекомендуется прибавить запас в 5—7%.

Армирование

Арматура для ленточного фундамента нужна, чтобы скомпенсировать изгибающие воздействия. Какую арматуру использовать правильно для армирования? Здесь все зависит от высоты подземной части и ее длины. Чтобы понять, какая арматура нужна в качестве рабочей, делают простые вычисления. Расчет количества арматуры выполняется так, чтобы ее суммарное сечение составляло 0,1% от сечения бетонной конструкции. При этом есть минимальные конструктивные требования:

Какая арматура нужна для конструкции с длиной стороны менее 3 м? Ответом будет сечение 10 мм.
При длине стороны более 3 м потребуется 12-ти миллиметровая арматура для фундамента.

Армирование фундамента компенсирует изгибающие воздействия

Дальше требуется рассчитать количество для хомутов. Они соединяют рабочие детали каркаса между собой. Раскладка арматуры в ленточном фундаменте предполагает наличие вертикальных и горизонтальных хомутов. Их изготавливают из стержней диаметром 8 мм. Шаг назначают в пределах 20—30 см. В углах шаг уменьшают в два раза.

Вычисление количества арматуры для ленточного фундамента помогает сэкономить время и деньги. Зная точное количество арматуры для каждого диаметра и ее шаг можно легко выполнить усиление ленты и закупить материалы.

Схема с размерами ленточного основания

Теперь можно приступать к расчету необходимого для заливки фундамента бетона. Количество арматуры чаще всего не считают, так как ее пойдет минимум, учитывая массу бани. Поэтому принимают за единственно верный показатель − объем бетона. Для бани площадью 100 м 2, ширина бетонной ленты 0,4 м и глубина 0,6 м, необходимое количество бетона будет составлять 100 х 0,4 х 0,6=24 м 3. Это тот объем бетона, который нужно изначально подготовить, чтобы одновременно залить ленточный фундамент для бани.

Нередко используют несъемную опалубку, которая обеспечивает дополнительную несущую способность основанию и делает поверхность максимально гладкой. В этом случае, вертикальные прутья должны быть спрятаны в бетоне, интервал между поясами составляет 50−60 см. Все соединения следует делать только с помощью проволоки или зажимов, сварку лучше не использовать.

Рекомендуется делать расчеты ленточных оснований для любого здания, даже небольшого гаража или хозяйственной постройки. Так как только после правильного расчета нулевого уровня, выбора оптимальных строительных материалов и конструкций будет гарантия того, что сооружение прослужит максимально возможный срок.

Расчет материалов Вы так же можете произвести на нашем онлайн калькуляторе доступном в меню.

Расчет плитного фундамента

Расчет толщины плиты производят, ориентируясь на три фактора:

расстояние между верхним и нижним слоем арматуры;
толщину слоя бетона ниже и выше арматуры;
диаметр арматуры.

Наиболее просто произвести расчет толщины фундаментной плиты можно, сложив показатели этих характеристик – в идеале должна получиться высота, равная 20-30 сантиметрам. Однако эти числа оптимальны только для твердого и равномерного грунтового основания.

Когда размеры плиты просчитаны, принимаются за расчет размеров слоя дренажа и песка: чтобы залить плиту, нужно вырыть котлован глубиной около полуметра с учетом размера слоя песка в 30 см и слоя щебня в 20 см.

Толщина и фракция гравийного слоя определяет способность фундамента пропускать под собой грунтовые воды без смещения и ущерба прочности

Минимальная толщина монолитной плиты фундамента не может быть менее 60 см, но и этот минимум нужно просчитывать индивидуально, опираясь на вес строящегося здания после окончания работ и свойства грунта.

Также учитывается материал, из которого построено здание: монолит для строения из кирпича должен быть на 5-6 см толще, чем монолит для аналогичного здания, но построенного из пенобетона. Наличие второго этажа прибавляет к расчету толщины фундамента плиты от 40 см и более в зависимости от тяжести и конфигурации второго этажа в кирпичном доме, в пенобетонном к фундаменту нужно будет добавить от 35 см.

Расчет материалов для заливки монолитного плитного основания

Зная основные параметры плиты фундамента, можно точно рассчитать количество бетонного раствора и элементов армирования, необходимых для возведения основания дома.

Для наглядности можно разобрать пример: расчет материалов для плитного фундамента размером 8*8 метров, армированного каркасом из прута диаметром 14 мм. Расстояние между верхней и нижней сеткой 20 см, толщина бетона над сеткой и под ней составляет 5 см.

Вначале определяется толщина плиты, для этого суммируют известные параметры: 20+1,4*2+5*2=32,8

Следовательно, плита будет иметь высоту 33 см. Согласно этому значению рассчитываются основные материалы для плитного фундамента.