Расчёт фундаментной плиты на прочность

Расчет продавливания фундаментной плиты

Расчет продавливания фундаментной плитыПроводя расчет плиты фундамента на продавливание, можно с точностью определить габариты монолитного блока и обеспечить нужный уровень прочности фундамента (с запасом).

Основная цель проведения расчетов – добиться оптимальных прочностных показателей основания, определив минимально необходимое количество материалов, марку бетонной смеси, способ армирования. Это позволит быть уверенным в эксплуатационных показателях сооружения, потратив наименьшую сумму (насколько это возможно).

Способ исчисления зависит от особенностей сооружения будущей конструкции, поэтому в каждом случае его следует проводить в соответствии с имеющимися показателями.

Размещение плит с колоннами внутри периметра

Монолитное основание с колонной

Проводя расчет основания на продавливание колонной (столбами), нужно учитывать вид его конструкции:

• Плита расположена между столбами.
• Столб установлен на основание.
• Все элементы фундамента взаимно сопряжены.

Для всех перечисленных видов конструкции основания существует общее условие: показатель сосредоточенного усилия нагрузки должен быть меньше, чем уровень выдерживаемой силы используемого бетонного раствора (С < С макс).

В случае если плита расположена между колоннами, расчет силы на продавливание проводится так:

С = С пр2 – С пр1 – Д сила.

С пр2 – продольные силы под столбами.

С пр1 – продольные силы над столбами.

Д сила – Действие нагрузки + показатель нормального разгружающего усилия от массы фундаментной конструкции (догружающая сила массы перекрытия).

Учтите, что зона продавливания всегда больше сечения колонны на 0.5.

Чтобы вычислить продавливание, а точнее, его площадь, применяется формула:

П прод = В пл (С сеч1 + С сеч2 + В пл).

В пл – высота основания.

С сеч1 и С сеч – 2 стороны сечения колоны.

Схема отдельного основания под колонну

Уровень разгружающей силы фундаментной конструкции плитного типа равен производимой нагрузке собственной массой, которую ограничивает контур площади. Как найти первую уже известно, поэтому ищем вторую:

Н см = (С сеч1 + В пл)(С сеч2 + В пл).

С = С сеч – Д сила.

Если конструкция подразумевает сопряжение элементов (основание и колонну), следует применять формулу:

С = С сеч – Д сила – Р усил.

Р усил – уровень усиления разгружающего типа от давления на поверхность почвы.

Для значительного увеличения прочности перекрытий применяется поперечное армирование. Качественное восприятие нагрузок армопоясом практически равно этому показателю бетона. Проводить расчет на продавливание актуально только для плитного основания, так как применение ленточного подразумевает равномерное распределение нагрузок.

Плита с колоннами у края

Прочность продавливания нижней ступени

Еще при проектировании фундамента определяется способ армирования. Арматура, расположенная вертикально, делает конструкции более прочной. Распространенная практика – создание пространственного каркаса, который состоит из 2 горизонтальных поясов арматуры, скрепленных вертикальными прутьями. Для скрепления элементов нужно использовать хомуты из пластика или специальную проволоку – это позволит избежать образования очагов коррозии, появление которых провоцирует внутреннее напряжение во время сварочных работ. Избежав коррозии, ресурс основания становиться значительно больше.

Уменьшить стоимость фундаментной перегородки можно за счет использования вертикального армирования исключительно в местах давления колонн.

Расчет продавливания плитного основания

Проводя расчет для колонн, расположенных у края основания, должен учитываться самый неблагоприятный показатель. Рассчитать продавливание в таком случае можно по формуле:

1 > М у / М макс + М х / М ульт + С / С макс.

М у / М макс – показатели сосредоточенных моментов, которые действуют в конкретных направлениях

М ульт – значение предельных моментов, которые способно выдерживать перекрытие в конкретных направлениях.

Проводя расчет площади, исчисляя придавливание, стоит учесть промежуток между гранями колонны, ширину монолитного основания (Ш осн), размер колонны (С сеч1 и С сеч2), расстояние между колонной и краем фундамента (Р):

П прод = 0.5 В пл (С сеч1 + С сеч1 (Ш осн / 0.5 В пл) + 2 С сеч2 + 2Р + В пл).

Рассчитывая продавливание, нужно взять во внимание отверстия в основании для коммуникационных узлов, ревизионных люков и т. п. Если такие элементы находятся от колонны на расстоянии, меньшем 6В пл – проводятся исчисления с учетом этих моментов. Пример формул в таком случае аналогичен предыдущим, но стоит учесть некоторые особенности:

• К краям отверстия проводятся 2 прямые линии от центра колонны.
• Фундаментную плиту рассчитывают без учета сектора, находящегося между этими линиями.

Пример расчета

Как пример, возьмем случай, когда на поверхность перекрытия действует установленная колонна – сосредоточенное давление (действует на определенный участок поверхности). В этом случае нужно определить силу продавливания.

Основные данные:

• Ширина основания (Ш осн): 220 см.
• Класс бетона: В25 (Р бт = 9.7 кг/см2).
• Нижняя грань перегородки от оси армопояса находится на расстоянии 0.25 мм.
• Сила продавливания С прод = 3.5 Т.
• Площадь продавливания (П род): 0.3 х 0.4 м.
• Рабочая высота (Р выс): 2 м.

Линии пирамиды продавливания

С прод распределяется по площадке 0.3 х 0.4, на которою воздействует максимальное давление. Теперь нужно найти геометрию пирамиды продавливания. Для начала находятся параметры ее основания. Для этого нужно:

300 + 2 Р выс = 700 мм.

400 + 2 Р выс = 800 мм.

Теперь можно приступать к расчетам.

Для этого используем формулу:

С прод = К бет Х Р бт Х П пер Х Р выс

К бет < коэффициент бетона, зависящий от его вида (тяжелый, легкий и т. д.)

Схема образования пирамиды продавливания

П пер – среднее значение периметров нижнего и верхнего оснований пирамиды давления (в пределах рабочей высоты). Это значение ищем таким образом:

2 (300 + 400) = 1400 мм = 1.2 м.

2 (700 + 800) = 3000 мм = 3 м.

Ищем среднее значение: (1.2 + 3) / 2 = 2.1 м.

Теперь можно совершать подсчет:

1 (для тяжелого бетона) х 9.7 х 2.1 х 0.2 = 4.074 Т.

Теперь посмотрим, выполнены ли все необходимые условия:

3.5 Т < 4.074 Т – есть небольшой запас и нет необходимости проводить дополнительное армирование.

Используя формулы, проводить расчет достаточно просто. Учитывайте все необходимые моменты при исчислениях и используйте для большей точности требования СНиП.

Источник: http://rfund.ru/plitnyj/raschet-plity-na-prodavlivanie-plity.html

Калькулятор монолитной плиты фундамента KALK.PRO

Фундамент, выполненный в виде монолитной плиты (фундаментной плиты), является самым дорогостоящим из всех видов оснований. Но несмотря на высокую цену, обусловленную значительными расходами на бетонную смесь и изоляционные материалы, это тип конструкции является одним из наиболее популярных среди частных застройщиков. Монолитный фундамент обладает самыми высокими эксплуатационными показателями, подходит для сложных грунтов, ему не страшен высокий уровень подземных вод, силы морозного пучения и он способен выдержать нагрузки от домов из тяжелых строительных блоков.

Сервис KALK.PRO предлагает вам воспользоваться простым и эффективным онлайн-калькулятором расчета плиты фундамента совершенно бесплатно. Вы получите подробную смету на материалы (арматуры, бетона, щебня, цемента, опалубки) и узнаете стоимость всей конструкции. В ближайшее время планируется добавить чертежи фундамента и адаптивную 3D-модель – добавляйте наш сайт в закладки!

Правильный расчет фундамента напрямую влияет на долговечность вашего сооружения, поэтому важно использовать только проверенные программы расчета. Наш сервис использует только актуальные нормативные и справочные данны, алгоритм работы ведется на основании положении СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП 3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции» и ГОСТ Р 52086-2003 «Опалубка. Термины и определения»

Расчет плитного фундамента

С помощью нашего вы можете произвести расчеты в автоматическом режиме, от вас требуется лишь ввести начальные данные. Точность расчетов напрямую зависит от введенных вами значений, поэтому мы рекомендуем вам внимательно перепроверять все вводимые величины. Также вы должны понимать, что итоговые данные представляют собой лишь математически верный расчет, но программа не учитывает поправки реальных ситуаций, поэтому полученные значения стоит использовать только в качестве ориентировки.

Инструкция

• Размеры фундамента. Укажите габариты закладываемого основания – высоту, длину и ширину. Более подробно, как выполнить расчет толщины плиты фундамента вручную, смотрите ниже.
• Армирование. Введите размеры ячейки армированного каркаса, а также выберите используемый диаметр арматуры.
• Опалубка. Для получения объема пиломатериалов, введите параметры имеющейся доски.
• Бетонная смесь. Вы можете самостоятельно указать пропорции бетона. Например, бетон марки М300 имеет пропорции 1 : 1,9 : 3,7 при использовании цемента марки ПЦ 400 и 1 : 2,4 : 4,3 – при цементе ПЦ 500. Более подробно, в справке чуть ниже.
• Стоимость материалов. Введите стоимость отдельных материалов, для получения итоговой стоимости фундамента под ключ.

Затем нажмите кнопку «Рассчитать».

Результат расчета

• Площадь плиты. Это значение может потребоваться для определения объема земляных работ.
• Объем бетона. Параметр показывает необходимое количество бетонной смеси для отливки фундамента.
• Арматура. Количество стержней для горизонтальных и вертикальных рядов, а также общая длина и масса.
• Опалубка. Здесь отображается площадь опалубки и эквивалентный объем пиломатериалов, который потребуется для создания контура.
• Материалы. Блок для вывода количества и стоимости всех видов сырья.

Монолитный фундамент своими руками

проблема плитного фундамента – это высокая стоимость материалов, но его возведение обходится значительно меньшими силами. В стандартных условиях с данной работой могут легко справиться две пары умелых рук без привлечения специальной техники.

Перед закладкой основания вы должны получить необходимые экспертные заключения на счет геологических и гидрологических особенностей участка. От этих данных напрямую зависит, как характеристики самого фундамента, так и объем песчано-гравийной подушки, виды геотекстиля, расчет гидроизоляции и дренажной системы. Как уже упоминалось, всю эту информацию можно получить в специализированных организациях или же самостоятельно ознакомиться в справочниках, СНИПах и рассчитать коэффициенты вручную.

Плитный фундамент – Плюсы и минусы

Плитный фундамент — представляет собой монолитное бетонное армированное основание или нескольких независимых, но соединенных между собой железобетонных плит, располагающихся под коробкой здания.

Его главным преимуществом является самый низкий показатель удельного давления на грунт, то есть происходит равномерное распределение нагрузки на подстилающую поверхность, внезависимости от типа вышележащей конструкции. Таким образом, получается, что сооружения на монолитном фундаменте можно строить практически на всех видах почв, в том числе на сложных грунтах, сильнопучинистых и с высоким уровнем залегания подземных вод.

В силу своих качественных характеристик, плита применяется повсеместно при строительстве, как для легких построек из газо- пенобетона и дерева, так и при сооружении массивных многоэтажных конструкций из кирпича. Тем не менее использование этого типа основания не всегда оправдано, особенно если есть возможность создания более простых типов фундамента, например ленточного или свайного.

Суть проблемы заключается, в том что при увеличении массы дома, соответственно увеличивается толщина платформы, и следовательно непропорционально сильно возрастают затраты на материалы. В некоторых случаях, стоимость основания может превысить стоимость дома.

Подводя итог, необходимо отметить, что если вы все же настоятельно решились обзавестись плитным фундаментом, готовьтесь потратить значительную сумму денег. Однако взамен вы получите уверенность в будущем, при соблюдении остальных правил строительства и ухода, дом гарантировано простоит эксплуатационный срок.

Этапы работ

Закладка основания начинается с земляных работ. В большинстве случаев достаточно выкопать 40-60 см в глубину и разровнять получившуюся поверхность. На дне котлована создается песчаная или песчано-гравийная подушка, которая должна состоять из отдельных слоев песка и гравия, причем первым, в любом случае должен быть песок. Между слоями рекомендуется укладывать геотекстильную ткань, чтобы избежать перемешивания слоев. Затем все тщательно трамбуется вручную или с помощью вибрационной плиты.

Для придания формы будущего фундамента и во избежания вытекания бетона за его пределы, по периметру котлована создается каркас (опалубка) из подручных материалов, деревянных досок, пенополистерола или ОСБ-плит. Чтобы недопустить деформацию конструкции и возникновения больших зазоров между элементами их стягивают болтами, шпильками и/или подпираются балками. Также нужно отметить, что верхний край опалубки должен быть чуть выше предполагаемой высоты фундамента, обычно берут запас в 2-3 см.

При закладке дома в низменности, пойме или рядом с водоемами, обязательно наличие хорошей гидроизоляции. Она должна закрывать фундамент со всех сторон и быть чуть выше опалубки. В качестве горизонтальной гидроизоляции (которая будет укладываться на дно котлована), использую геотекстиль или полиэтиленовую пленку, вертикальные поверхности обрабатывают битумной мастикой или жидкой резиной. В зависимости от климатической зоны, дополнительно может применяться утеплитель, чаще всего экструдированный пенополистирол.

Предпоследний этап создания фундамента предполагает установку армирующей сетки. Для большинства одно- и двухэтажных домов подойдет 14-16 мм пруты в два слоя, с размером ячейки около 20-30 см на сторону.

Армирование фундамента толщиной в 10-15 см производится в один слой сетками, толщиной 20-30 см производится в два слоя и соответственно увеличивается при больших величинах. Многие специалисты советуют использовать витую арматуру или проволоку для фиксации, взамен сварки.

Стянутые элементы являются более подвижными и уберегут основание от неравномерной нагрузки. Более подробно об армировании монолитного фундамента можно ознакомиться в СНиП 52-01-2003 (СП 63.13330.2010).

Марка бетонаМарки портландцемента

400	500
Пропорции по массе, Цемент : Песок : Щебень
100	1 : 4,6 : 7,0	1 : 5,8 : 8,1
150	1 : 3,5 : 5,7	1 : 4,5 : 6,6
200	1 : 2,8 : 4,8	1 : 3,5 : 5,6
250	1 : 2,1 : 3,9	1 : 2,6 : 4,5
300	1 : 1,9 : 3,7	1 : 2,4 : 4,3
400	1 : 1,2 : 2,7	1 : 1,6 : 3,2
450	1 : 1,1 : 2,5	1 : 1,4 : 2,9

Расчет толщины фундаментной плиты

Следующей важной задачей при строительстве является – расчет толщины плитного фундамента. Нет четких формул, как можно рассчитать данную величину, однако существуют справочные данные, в которых указаны ориентировочные значения, которые проверены многолетней практикой.

• 100-150 мм. Легкие постройки, хозяйственные и садовые сооружения, бани, гаражи.
• 150-250 мм. Каркасные дома, а также одноэтажные постройки из дерева и пористых материалов (газобетон, пенобетон, газосиликат).
• 250-350 мм. Двухэтажные дома из дерева и пористых материалов, а также одноэтажные сооружения из кирпича или бетона.
• 350-500 мм. Двух- или трехэтажные постройки из тяжелых материалов.

Смесь равномерно распределяют от углов к центру. Для утрамбовки используются специальные вибрационные машины, они позволяют удалить воздух и увеличить показатель текучести бетона. При отсутствии данного оборудования, постарайтесь залить фундамент равномерными горизонтальными слоями без разрывов.

Для того чтобы основание приобрело свою максимальную прочность, согласно строительным нормам, его необходимо выдерживать не менее месяца при влажности в 90-100% и температуре более +5 °C. Для этого плиту (в том числе опалубку) покрывают брезентом, а стыки проклеивают скотчем. Это позволяет защитить бетон от попадания прямых солнечных лучей и неблагоприятных метеоусловий – ветра, дождя, града.

Во избежание появления вертикальных швов и в дальнейшем трещин, плиту необходимо залить в течение одного дня. Для этого необходимо заранее договориться с поставщиком, так потребуются большие объемы за короткий срок.

Расчет фундаментной плиты – Пример расчета

Для большей наглядности, мы приведем пример расчета фундаментной плиты размером 10 на 10 метров для частного одноэтажного дома из пенобетона. Предположительная толщина плиты – 30 см. Примем за условие, что будет использоваться арматура диаметром 14 мм, с размером сетки в 20 см и укладываться она будет в два слоя. Выбираем бетонную смесь марки М-250 (соответствует классу прочности B20). Доска для опалубки имеют длину 6 м, ширину 150 мм, толщину 25 мм.

Решение:

1. Площадь фундамента: 10 м × 10 м = 100 м2
2. Объем фундамента: 100 м2 × 0,3 м = 30 м3
3. Расчет бетона:
• Объем бетона равен объему фундамента за исключением арматуры, но из-за того что ее процент в общей кубатуре настолько ничтожен, эти значения приравниваются.
• Объем бетона равен 30 м3.
4. Расчет арматуры на плиту:
• Количество на 1 направление при шаге 20 см: 10 м / 0,2 м = 50 штук. Так как у нас 2 направления в 2 слоя, то 50 × 4 = 200 штук.
• Общая длина: 200 × 10 м = 2000 м. На всякий случай, введем поправочный коэффициент запаса 2%, тогда общая длина будет равна 2040 м.
• Масса 1 метра арматуры 14 диаметра равняется 1,21 килограмма. Таким образом, масса всего армокаркаса будет равна: 2040 м × 1,21 кг = 2468,4 кг.
5. Расчет опалубки:
• Длина одной доски 6 м, ширина 0,15 м, толщина 0,025 м. Для того чтобы рассчитать количество досок, узнаем площадь стороны фундамента: 10 м × 0,3 м = 3 м2, тогда общая площадь опалубки 3 м2 × 4 = 12 м2.
• Площадь одной доски 6 м × 0,15 м = 0,9 м2, необходимое количество узнаем исходя из общей площади опалубки 12 м2 / 0,9 м2 = 13,3 = 14 досок.
• Объем пиломатериалов для опалубки: 14 × (0,025 м × 0,9 м2) = 0,315 м3.
6. Расчет пиломатериалов для подпорки опалубки (используем те же доски 6000х150х25):
• Шаг между стойками будет 0,5 м.
• Подпорочную конструкцию выполним в виде египетского треугольника со сторонами 3 : 4 : 5, тогда при высоте 0,3 м, нижняя сторона будет 0,4 м, а верхняя – 0,5 м.
• Объем стойки равен 0,3 м × 0,15 м × 0,025 м = 0,0011 м3, объем нижней подпорки 0,4 м × 0,15 м × 0,025 м = 0,0015 м3, объем верхней подпорки 0,5 м × 0,15 м × 0,025 м = 0,0019 м3.
• Объем пиломатериалов для одной подпорочной конструкции 0,0045 м3.
• Длина стороны фундамента 10 м, при шаге в 0,5 м, получим 10 м / 0,5 м = 20 подпорок на одну сторону, а для всего фундамента 20 × 4 = 80 штук.
• Объем пиломатериалов для всех подпорочных конструкций 0,0045 м3 × 80 = 0,36 м3 или 0,36 м3 / 0,0225 м3 = 16 досок.

Источник: https://kalk.pro/concrete-base/solid-plate-foundation/

Расчет фундаментной плиты, армирование и устройство плитного фундамента дома

Монолитная фундаментная плита – это плита из бетона с арматурным укреплением. Правильный расчет фундаментной плиты является основой крепкого и прочного дома. Этот тип фундамента в основном применяют при строительстве не особо тяжелых зданий на размываемых грунтах. Чтобы правильно провести расчет фундаментной плиты, нужно определить вид и качество грунта в том месте, где будет строиться дом.

Что учесть при расчете фундаментной плиты

Защитить от продавливания и обеспечить прочность основания поможет расчет фундаментной плиты. Устройство плитного фундамента требует правильного расчета для того, чтобы узнать марку и класс бетона, количество арматуры внутри плиты. При проектировке здания на плиту опирают либо колонны, либо стены. Именно поэтому для каждого отдельно взятого объекта расчёты индивидуальны.

Итак, чтобы провести армирование фундаментной плиты, нужно учесть, что расчет монолитной плиты – это вычисление размеров основания и установление количества материалов для изготовления фундамента. Преимущества монолитного фундамента в том, что площадь покрытия грунта достаточно велика.

Устройство плитного фундамента имеет некоторые особенности, которые стоит учесть: промежуток между сетками арматуры, толщину бетонного слоя и толщину арматуры.

Самый простой способ рассчитать толщину плитного фундамента – это суммировать все показатели. От состава грунта зависит конечный результат и решение, какую схему армирования выбрать. Путем несложных подсчетов получается, что минимальная толщина фундамента должна быть приблизительно 60 см.

Этот показатель неокончательный и зависит от веса будущей постройки и характеристик грунта. Конкретные показатели можно вычислить путем точного расчета, который лучше доверить профессиональным строителям.

Основные расчёты

Узнать, что такое фундамент, плита своими руками можно самостоятельно, как и научиться проводить расчеты фундамента.

Первым делом необходимо рассчитать нагрузку всего строения на фундамент. Кроме постоянных нагрузок, учесть нужно и временные, такие как погодные условия. К постоянным нагрузкам относится вес здания и его эксплуатационные характеристики: количество жильцов, мебели и других предметов, которые будут постоянно проживать и находиться в доме.

Начинается расчет монолитной плиты с определения площади опоры. Стоит учесть, какие строительные материалы планируют использовать при возведении фундамента и самого дома. Зная, что такое фундамент, плита своими руками вполне реальный процесс для непрофессиональных строителей. Но, возводя дом самостоятельно, нужно иметь хотя бы приблизительные расчеты.

Такие расчёты можно производить даже вручную. Для этого нужно определить вес будущего дома, который включает в себя такие элементы, как фундаментальные плиты, стены, потолок, цоколь, крыша, пол и наличие лестниц.

Зная данные удельного веса стройматериалов для возведения всех этих элементов, можно рассчитать примерный вес строения и округлить сумму, которая вышла в большую сторону.

Нагрузка на грунт рассчитывается с помощью показателей веса фундамента и самого дома. Размер и вес фундамента напрямую зависят от типа постройки.

Итак, подводя итог, можно выделить такие основные направления расчета:

1. Рассчитывается нагрузка на фундамент.
2. Примерный вес здания.
3. Нагрузка на грунт.
4. Расчёт на продавливание.

Армирование плитного фундамента

Плитный фундамент – это лучший выбор для слабого грунта. Такой тип фундамента имеет свои преимущества: защищает стены от микротрещин, от грызунов и насекомых и не требует больших денежных вложений.

Слой утрамбованного щебня или песка называют подушкой или основой для фундамента. Устройство плитного фундамента предусматривает укладку арматуры и заливку бетона.

В этом случае она будет полноценно выполнять свои функции — не даст стенам строения разрушаться и предотвратит изменения в грунте. Таким образом, устройство плитного фундамента имеет следующую схему: так называемая подушка (песок либо щебень), армирование и сама плита.

Ошибки, которые допускаются при армировании фундамента

Армирование новичками в строительном деле влечет за собой возможные допущения различных ошибок и недочетов. Это может привести к негативным последствиям, поэтому рассмотрим самые распространенные ошибки:

• Отсутствие полиэтиленовой пленки. Этой пленкой после заливки обязательно покрывать конструкцию, иначе цемент может вытечь.
• Не утрамбовывается перед заливкой подушка или же подушка вообще не выполняется, что ведет к деформации фундамента.
• Не устраняются щели при устройстве опалубки.
• Отсутствие слоя гидроизоляции.
• Не устанавливается защитный слой в торцы плитного фундамента.

Если не допускать таких ошибок и подойти к процессу ответственно, то вполне реально уложить фундамент самостоятельно. Главное в этом деле качественная подготовка и точные расчеты.

Нажмите на иконку требуемой социальной сети, так вы поделитесь ссылкой со своим окружением:

Источник: https://funddom.ru/plitnyjj-fundament/raschet-fundamentnojj-plity-armirovan/

Расчет монолитной плиты фундамента — калькулятор и примеры

› Плитный фундамент ›

Как мы уже писали, монолитный плитный фундамент – это цельная конструкция из армированного бетона, имеющая заданную жесткость на изгиб и прочность на сжатие. Численные величины прочности и жесткости обычно получают в результате расчета плитного фундамента при его проектировании.

Что такое плитный фундамент?

Люди во все времена старались строить свой дом на прочном каменном основании. Именно этот подход давал надежность и долговечность построенным зданиям. И именно он привел к проектированию и строительству на плитных фундаментах.

Плитным фундаментом принято называть конструкцию основания под здание, имеющую вид железобетонной монолитной плиты, располагающейся в границах периметра здания, а чаще несколько выходящую за них.

Существует два вида таких фундаментов:

• сборные, собранные в единую плиту из готовых заводских блоков или плит;
• монолитные, изготовленные непосредственно на стройплощадке и представляющие цельную жесткую конструкцию из армированного бетона.

Оба вида этих оснований имеют свои плюсы и минусы, и применяются при разных условиях строительства.

Сборная фундаментная плита сооружается из готовых железобетонных плит, произведенных на ЗЖБИ – заводе железобетонных изделий. Для изготовления могут применяться плиты типа:

• ПД – плита дорожная;
• ПДП – дорожная для покрытий;
• ПДГ – дорожная с рифленой поверхностью;
• ПДН – дорожная с напряженной арматурой;
• ПАГ – аэродромная и мн. др.

Сборный фундамент из плит хорошо держит нагрузку на сухих, прочных и непучинистых грунтах. А лучше всего они работают на грунтах с мелко- или крупнообломочной каменной структурой. Для этого вида оснований желательна небольшая глубина промерзания грунтов. Поэтому чаще сборные плиты используются для строительства в южных районах страны, где грунт не замерзает или глубина промерзания незначительная.

Но стоит только супесчаному, глинистому, а особенно лессовому грунту немного подмокнуть, например, от тающего снега или затяжных осенних дождей, так немедленно начинаются проседания отдельных плит и после этого трещат стены и перекрытия дома.

• Плитный монолитный фундамент является огромным искусственным плоским камнем высокой прочности. Прочность монолитного фундамента на сжатие обеспечивается использованием соответствующей марки бетона, а на изгиб – его арматурным каркасом.
• Конструкцию каркаса изготавливают из арматурных стержней нужного диаметра и марки стали, пользуясь данными ГОСТ 5781. Можно делать каркас из композитных материалов – стекло или углепластика. Часть композитной арматуры изготавливается на основе базальтового волокна.
• На месте стальной каркас сваривается электросваркой или связывается мягкой стальной проволокой. Композитный каркас только вяжется проволокой, точно так же, как и стальной.
• Арматурный каркас имеет вид пространственной конструкции, в которой арматура расположена во взаимно перпендикулярных направлениях и образует две плоскости в виде горизонтальных сеток. Его схема определяется при проектировании.
• Размер ячейки этих сеток рассчитывается при проектировании и находится в пределах 200 х 200 – 300 х 300 мм. Арматуру используют диаметром 12 – 16 мм.

Каркас устанавливается на пластиковых «стульчиках» – опорах. Их высота обеспечивает точное расстояние от нижней и верхней плоскостей фундамента, и составляет 50 мм. Каркасы монтируются так, что бы расстояние от их краев до опалубки так же было по 50 мм. Этот промежуток при заливке и уплотнении бетона образует специальный слой, защищающий арматурный каркас от коррозии. После застывания бетона и набора им прочности, заданной расчетом при проектировании монолитный фундамент готов к возведению здания.

У застройщиков бытует мнение, что монолитная плита фундамента подходит для любого вида грунта. Это не так. Ведь для болотистых и сильно промерзающих, а значит пучинистых грунтов, лучше использовать сваи. Слабо и среднесыпучие грунты монолитные плиты фундамента выдерживают хорошо.

Производим расчет плитного фундамент

Самым важным моментом в расчете является определение толщины плиты основания здания. Полный и наиболее точный расчет производит профессиональный строитель, имеющий соответствующий уровень знаний, опыта проектирования. Но на это нужно время, деньги и наличие профессионала. Частному непрофессиональному застройщику с небольшим превышением материалоемкости и меньшей точностью может быть достаточно более простого расчета фундаментной плиты.

1. Начинается расчет с определения типа грунта под будущим зданием

Например, у вас пески мелкие со средней плотностью. Они выдерживают удельное давление фундамента в 0,35 кг/см2.

Таблица определения типа грунта

2. Рассчитываем общую массу будущего дома

• Зная размеры дома, места окон, дверей, проемов, материал стен, перекрытий, их конфигурацию и толщину конструкций и, учитывая удельный вес материалов, определяем вес отдельных частей здания.
• Просуммировав найденные величины, получаем общую массу здания.
• Имея площадь здания, рассчитываем его снеговую нагрузку, связанную с углом наклона крыши и региона строительства.

Расчет плитного фундамента

3. Рассчитываем удельное давление здания на грунт

Рассчитанная общая масса здания делится на площадь фундаментной монолитной плиты. Получаем удельное давление здания на грунт (без веса фундамента). Определяем необходимый вес плиты.

4. Рассчитываем оптимальный объем и толщину фундамента

Массу плиты делим на плотность железобетона, равную примерно 2500 кг/куб. м. Объем делим на площадь плиты, получаем ее толщину.

5. Округляем полученную толщину

Округляем полученную толщину до большего и меньшего значений, кратных размеру строительного шага 50 мм. Выбираем подходящее значение и, учитывая его, пересчитываем массу фундаментной плиты. Сложив полученную массу с массой дома, рассчитываем удельное давление на грунт.

Затем сравниваем полученные цифры с табличными характеристиками грунта площадки. Разброс должен быть менее ± 25%.

6.Выбираем марку бетона

По результатам расчетов выбираем необходимую марку бетона.

Упростить расчеты плитного фундамента можно, применив калькулятор фундамента.

Конечная цель проектирования

Результатом проектирования должен быть:

• сборочный чертеж монолитного фундамента;
• текстовые документы – расчеты и обоснования проекта;
• план разметки фундамента и привязка его к местности;
• план отрывки котлована;
• план сооружения опалубки;
• план размещения материалов на строительной площадке;
• планы доставки и заливки бетона, согласованные по времени.

Один из способов расчета параметров фундамента – метод конечных разностей, который показывает, как рассчитать характеристики плитного фундамента.

Расчет фундаментной плиты можно провести методом конечных элементов.

Но проще всего рассчитать фундаментную плиту, используя калькулятор расчета. В нем заложены все нужные формулы и методики.

Некоторые калькуляторы помогают рассчитать нужное количество песка, цемента, щебня, общее количество и стоимость материалов.

По результатам расчётов разрабатывается сборочный чертеж монолитного фундамента и все детализированные чертежи:

• закладных деталей;
• сборочный чертеж и деталировка арматурного каркаса;
• рассчитанная схема размещения готовых каркасных сеток;
• примерное устройство одноразовой опалубки из досок или устройство металлической многоразовой опалубки и схема ее использования т. п.

Профессионально спроектированный и построенный фундамент будет надежным основанием любого здания.

Расчет плитного фундамента Ссылка на основную публикацию

Источник: https://rumydom.ru/plitnyj/raschet-plitnogo-fundamenta.html

Расчет фундаментной плиты на прочность и продавливание

• Конструирование плит с колоннами внутри периметра
• Расчет плит с колоннами у края
• Расчет на продавливание возле стен

Расчет фундаментной плиты на продавливание позволяет обеспечить запас прочности основания, вычислить размеры монолитного блока. На изготовление основания затрачивается треть бюджета строительства, поэтому естественным желанием заказчика является максимальная экономия средств.

Расчет фундаментной плиты на прочность необходим для того чтобы знать марку бетона, количество арматуры, а также толщину самой плиты.

При проектировании зданий на плиту опирают либо стены по периметру, либо колонны, на которые крепятся материалы стен. Поэтому расчеты всегда индивидуальны для каждого объекта.

Конструирование плит с колоннами внутри периметра

Толщина монолитного фундамента под колонну в этом случае рассчитывается исходя из конструктивных особенностей основания:

Схема устройства плитного фундамента.

• плита может находиться между колоннами;
• колонна опирается на монолит сверху;
• ж/б элементы основания сопрягаются друг с другом.

Общим условием является меньшее значение сосредоточенной силы от нагрузок, чем усилия, воспринимаемого бетоном данного сечения (F < Fmax).

При расположении монолитного фундамента между колоннами сосредоточенная сила вычисляется по формуле:

F = N2 – N1- Fq

При этом учитываются продольные силы N2, N1 (под и над колонной соответственно), нормальные разгружающие усилия от веса плиты, действия нагрузки, суммирующиеся в Fq. Зона продавливания всегда больше сечения колонны на величину 0,5, ее площадь вычисляется по формуле:

Aq = h (a + b + h), где h, b, a – высота плиты, стороны сечения колонны

Разгружающая сила от веса плиты равна произведению нагрузке от своего веса, ограниченной контуром площади. Если первый показатель известен, второй вычисляется по формуле:

A = (a + h)(b + h)

Расчет фундамента под колонну, расположенную над плитой, происходит по формуле:

F = N – Fq (где Fq – догружающая сила от веса плиты под колонной)

Если плита сопрягается с колонной, используется другая формула:

F = N – Fq + Fg (где Fg – разгружающее усилие от реактивного давления на почву)

При использовании поперечного армирования прочность плиты многократно увеличивается, поскольку армопояс качественно воспринимает нагрузки от колонны наравне с бетоном. В этом случае учитывается площадь арматуры в зоне продавливания. Для ленточного фундамента подобные вычисления используются редко, поскольку нагрузка от стен по периметру здания расположена равномерно.

Расчет плит с колоннами у края

Схема армирования плитного фундамента.

Коэффициент армирования закладывается при проектировании основания. Вертикальное расположение арматуры повышает прочность конструкции. На практике осуществляют изготовление пространственного каркаса с двумя горизонтальными армопоясами, связанными с вертикальными стержнями в единое целое. Высокий ресурс монолитного фундамента наблюдается лишь при использовании пластиковых хомутов либо вязальной проволоки. При использовании сварки для соединения прутьев арматуры внутри железобетонной плиты возникают внутренние напряжения, очаги коррозии.

Для сокращения бюджета плитного фундамента вертикальная арматура может распределяться концентрированно в местах установки колонн, по радиальным направлениям.

Для колонн у края учитывается самый неблагоприятный результат, формула вычисления фундаментной плиты на продавливание выглядит следующим образом:

1 > My/Mmax + Mx/Mult + F/Fmax

При вычислении расчетной площади продавливания учитываются расстояния между гранями колонны, краем плиты (c), размеры сечения (b, a), толщина монолита (h):

A = 0,5h(a + a(c/0,5h) + 2b + 2c + h)

Фундамент часто имеет технологические, эксплуатационные люки, проемы, отверстия. Специальные расчеты проводятся лишь при малом их удалении от места положения колонн (меньше 6h). В вычислениях оперируют сосредоточенными моментами, нормальными силами, они полностью идентичны предыдущим вариантам. Однако имеются специфические особенности расчетов:

• от центра сечения проводят две прямые к краям отверстия;
• расчет фундаментной плиты производят без учета получившегося между ними сектора.

Таким образом, расчет фундамента обеспечивает запас прочности для повышения ресурса основания здания, сооружения.

Расчет на продавливание возле стен

При расположении в сложных конструкциях колонн вблизи стен прочности фундамента должно хватать для выдерживания сосредоточенных в этих зонах нагрузок. Поэтому в данном случае используются дополнительные вычисления. Правила расчета при этом не изменяются, однако учитывается сосредоточенный момент лишь в одном направлении (из плоскости стены в колонну). Его принимают равным половине разности моментов изгиба монолитного основания.

Расчет плитного фундамента, в котором колонна находится возле угла стен, не учитывает момент, берется лишь значение продольной силы. Вычисления на отрыв присутствуют в схемах подвешивания плиты к стене, они проводятся в дополнение к вышеуказанным. Отгибы арматуры в зоне опирания колонны принимаются за концентрированное продольное армирование. В этом случае в расчет на прочность добавляется поперечное сечение отгибов, угол их наклона к плите.

В качестве поперечной концентрированной арматуры также рассматриваются элементы из профилированной стали. Расчет плиты проводится согласно общим правилам, площадь сечения вычисляют в зависимости от толщины полок, стенок профиля.

Существуют методики экспериментального продавливания кусков ж/б плит специальными штампами, повторяющими форму основания колонн (крестообразное, угловое, квадратное сечение). При эксперименте исключается разрушение от изгибающих нагрузок, для чего задаются необходимые параметры армирующего слоя (шаг, диаметр стержней), образцы плит берутся равными 20 см в толщину. Толщина пластин штампов также равна 20 см.

Сложность моделирования поведения железобетона заключается в нелинейности материалов, анизотропности бетона. Касательные напряжения внутри монолитных оснований с опиранием на них колонн имеют следующие изометрические линии. Пример расчета по методике конечных элементов для 20 см плиты с нижней, верхней армосетками из прутков класса А400С диаметром 1 см с шагом в перпендикулярных направлениях 15 см показал:

• разрушение происходит на шестой ступени приложения продавливающей нагрузки;
• предельно-полезная нагрузка для заданных условий не превышает 27 кН на квадрат;
• пределы прочности железобетона равны: растяжения – 1,05 МПа, сжатия – 14,5 МПа;
• модуль упругости равен 30 ГПа.

В большинстве случаев расчеты показывают, что трещинообразование в монолитном бетоне происходит в направлении 45 градусов от осей, арматурным стержням присущи пластические деформации.

Источник: http://remont-master-info.ru/951-raschet-fundamentnoy-plity-na-prodavlivanie-koeffitsient-armirovaniya.html