Определить глубину заложения и тип фундаментов для 4-этажного 3- пролетного промышленного здания с сеткой колонн 6х6 м, с размерами по крайним осям 18х60 м, возводимого в г. Самара.
Физико-механические характеристики грунтов площадки
приведены в табл. 5.1. Подземные воды залегают на глубине 5 м.
Нагрузки на обрез фундаментов от крайних колонн:
нормативные – 2220 кН;
расчетные – 2500 кН;
от внутренних колонн:
нормативные – 3750 кН;
расчетные – 4150 кН.
Поперечное сечение колонн – 400 х 600 мм.
Характеристика грунтов площадки
тугопластичный (IL = 0,35)
Песок пылеватый средней плотности (e=0,59)
Минимально возможная глубина заложения фундамента определяется только возможностью морозного пучения грунтов, поскольку в здании не предусмотрена подвальная часть.
Нормативная глубина промерзания по формуле ([2], основная литература)
dfn = d0 = 23·6,4 = 147 см,
где d0 = 23 см, т.к. до предполагаемой глубины промерзания залегают суглинки.
BC: Расчет фундаментной плиты на упругом основании. Scad + КРОСС
По приложению 1, табл. П.1.4 определяем коэффициент влияния теплового режима h = 0,6, принимая в здании без подвала полы на грунте и температуру воздуха в помещениях первого этажа 15 °С.
Расчетная глубина промерзания по формуле ([2, 3], основная лите-ратура):
df = 0,6·1,47 = 0,88 м.
Согласно приложению 1, табл. П.1.5, глубина заложения фундаментов по условиям сезонного промерзания грунтов должна быть не менее df = 0,88 м, поскольку подземные воды залегают на глубине 5 м, т.е. dw = 5 м > df + 2 = = 0,88 + 2 = 2,88 м, а промерзающий грунт – суглинок с IL> 0,25.
В этих грунтовых условиях возможно применение фундаментов на естественном основании или свайных.
Опыт проектирования показывает, что для промышленных зданий целесообразны свайные фундаменты, если глубина фундаментов мелкого заложения для каркасных промышленных зданий превышает 4. 7 м или если слой слабого грунта под ростверком до кровли более прочного слоя песка меньше 2,5 м. Таким образом, следует принять фундаменты на естественном основании.
Нагрузка на уровне обреза фундамента на внутреннюю колонну составляет 3750 кН, табличное условное расчетное сопротивление несущего слоя R0 = 195 кПа. Следовательно, площадь подошвы фундамента А под среднюю колонну в первом приближении составит
A = = 22,11 м 2 .
Здесь собственный вес фундамента и грунта на его обрезах принят в размере 15 % от нагрузки на колонну. Так как грузовая площадь на одну среднюю колонну составляет 6×6 = 36 м , площадь фундаментов может достигнуть площади застройки. В этих условиях целесообразно принять плитный фундамент, причем глубина заложения плиты регламентируется только соображениями конструктивного оформления таких фундаментов.
Прорезка сравнительно слабого слоя суглинка с заложением отдельно стоящих фундаментов на глубину 4,0…4,5 м в песчаном слое представляется более трудоемким и дорогостоящим решением по сравнению с плитным фундаментом. Дополнительные трудности может вызвать наличие подземных вод вблизи подошвы фундамента.
При выполнении курсового проекта достаточно ограничиться приближенным расчетом, т.е. определить габаритные размеры плиты в соответствии с рекомендациями нормативов и выполнить расчет основания по второй группе предельных состояний. В дипломном проекте при разработке плитного фундамента необходимо выполнить автоматизированный расчет этой конструкции с применением, например, универсального программного комплекса «ЛИРА».
Принимаем бетон плиты класса В20 с Rb = 10000 кПа, Rbt = 950 кПа. Консольные выступы плиты в поперечном и продольном направлениях, от крайних осей здания, принимаем равными 0,25 пролета 6 м, получаем размеры плиты в плане 21 х 63 м. При этом учитывается требование к унификации опалубочных и арматурных изделий – размеры в плане кратны 300 мм.
Глубина заложения фундаментной плиты в данных условиях определяется ее конструктивным оформлением. Принимаем плоскую монолитную плиту со сборными подколонниками-башмаками. Для колонн сечением 400 х 600 мм сборные башмаки серийно не производятся. Примем башмаки стаканного типа, основываясь на конструктивных решениях элементов по ГОСТ 24476-80. Задаемся размерами башмака в плане 1300 х 1500 мм, высоту примем 1050 мм, вес G = 35,2 кН. Толщиной плиты задаемся, учитывая следующие требования:
- толщина плиты должна быть ≥ 400 мм и кратна 100 мм;
- для плоских плит многоэтажных зданий толщина плиты составляет 1/6 …1/9 длины пролета, а толщина ребристых плит – 1/8… 1/9 пролета в осях колонн каркаса;
- при назначении высоты сечения плиты должно быть гарантировано ее непродавливание колонной или подколонником.
С учетом этих требований предварительно принимаем высоту сечения плиты 0,7 м.
В первом приближении считаем, что контактные напряжения под подошвой плиты распределяются равномерно. Определяем среднее расчетное давление под подошвой плиты от 18 средних и 26 крайних колонн:
Рабочая высота плиты:
где γb = 0,9 – коэффициент условий работы бетона, полагая, что условия эксплуатации конструкции не благоприятны с точки зрения наращивания прочности бетона.
Учитывая защитный слой 0,05 м и необходимость унификации размеров, принимаем толщину плиты 0,6 м.
Таким образом, глубину заложения подошвы плиты от планировочной отметки по требованиям расчета и конструктивного оформления данного типа фундамента назначаем: d1 =0,6 + 1,05 = 1,65 м, где 1,05 – высота подколонника-башмака.
При принятой глубине заложения фундамента в качестве несущего слоя используется суглинок с характеристиками:
сII = 18 кПа; φ II = 19°; γ II= 18,5 кН/м 3 .
Определяем расчетное сопротивление грунта основания для фундаментной плиты шириной b = 21 м по формуле:
R1 = Yc1Yc2 / k[Mrkz·B·γII + Mqd1·γ 1 II+(Mq–1) ·db· γ 1 II+MccII]= = 1,2·1,0/1,0[0,47·0,51·21·18,5+2,88·1,65·17,5+5,57·18] = 331 кПа,
где kz = z/b + 0,2 = 8/21 + 0,2 = 0,51, при отсутствии подвала db = 0.
Для проверки правильного выбора размеров подошвы фундаментной плиты определяем нормативное среднее давление под подошвой плиты:
Условие рср< R выполняется, размеры фундамента приняты верно. Толщина hпл = 0,6 м обеспечивает непродавливание фундамента колонной, а при размерах подошвы 21×63 м фактическое давление меньше расчетного сопротивления грунта основания.
Для окончательной корректировки размеров подошвы фундаментной плиты необходимо определить осадку.
Источник: studfile.net
Расчет фундаментной плиты – Онлайн калькулятор
Калькулятор монолитного плитного фундамента: расчет бетона, арматуры, опалубки. Расчет материалов и стоимости фундамента. БЕСПЛАТНО!
Все калькуляторы
Также можно рассчитать
- Другие варианты расчета
- Расчёт
- Сохранить
- Справка
- Материалы
- Виджет на сайт
- Комментарии
Запуск приложения
Выберите способ сохранения
Скачать PDF
Скачать расчёт с выбранными параметрами в формате PDF — чертежи + данные.
Поделиться
Поделиться ссылкой на расчёт в Facebook, ВКонтакте, Google+ и т.д.
Сканировать QR-код
Получить ссылку на расчет с параметрами через сканирование QR-кода
Разместите калькулятор у себя на сайте БЕСПЛАТНО
Расчет фундаментной плиты
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»
Наш калькулятор расчета плиты фундамента поможет рассчитать необходимое количество материалов и расходы при будущем строительстве – быстро, просто и точно!
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.
Калькулятор позволяет облегчить расчет, но не предоставляет рекомендации по выбору параметров и не показывает допустимые ошибки.
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.
Если вас интересует более подробная справочная информация, ознакомиться с ней вы можете чуть ниже. Всем остальным – удачных расчетов и легкого строительства!
Монолитный фундамент своими руками
Главная 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.
Поэтому перед тем, как выбрать определиться с типом фундамента для частного дома нужно провести подробную геолого-гидрологическую экспертизу подстилающего грунта, а для этого, желательно, воспользоваться помощью профильных организаций. Если же вам интересно самостоятельно провести анализ почвы, рекомендуем вам ознакомиться с нашей статьей – классификация грунтов.
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.
Калькулятор фундамента – монолитная плита, позволяет изготовить качественное основание, так как алгоритм обладает высокой точностью расчетов.
Устройство монолитного фундамента
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).
Финальной стадией строительства фундамента является заливка бетона. Рекомендуется использовать бетонный раствор марки не ниже M-200 (В15) для жилых домов, так как применение смеси меньшей прочности чревато преждевременными деформациями и разрушением всей конструкции. Наиболее оптимальным при частном строительстве считается раствор М300 (B22,5). Если вы собираетесь изготавливать бетонную смесь своими руками, то вам будет полезна следующая таблица:
| 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.
Данное правило применимо при использовании качественного бетона марки М300. Дальнейшее увеличение толщины фундамента экономически нецелесообразно, для сложных грунтов, рекомендуется использовать другие варианты, например свайные или столбчатые основания.
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.
Если ожидаются продолжительные высокие температуры, то примерно раз в сутки основание необходимо поливать водой, причем делать это нужно с помощью крупного садового пульверизатора и ни в коем случае не струей, так как может повредиться поверхность. Наоборот, при продолжительной холодной погоде, необходимо перекрыть весь фундамент с опалубкой слоем утеплителя.
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:
- Площадь фундамента: 10 м × 10 м = 100 м 2
- Объем фундамента: 100 м 2 × 0,3 м = 30 м 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 м 3 .
- 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.
- 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 м 2 , тогда общая площадь опалубки 3 м 2 × 4 = 12 м 2 .
- Площадь одной доски 6 м × 0,15 м = 0,9 м 2 , необходимое количество узнаем исходя из общей площади опалубки 12 м 2 / 0,9 м 2 = 13,3 = 14 досок.
- Объем пиломатериалов для опалубки: 14 × (0,025 м × 0,9 м 2 ) = 0,315 м 3 .
- 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 м 3 , объем нижней подпорки 0,4 м × 0,15 м × 0,025 м = 0,0015 м 3 , объем верхней подпорки 0,5 м × 0,15 м × 0,025 м = 0,0019 м 3 .
- Объем пиломатериалов для одной подпорочной конструкции 0,0045 м 3 .
- 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 м 3 × 80 = 0,36 м 3 или 0,36 м 3 / 0,0225 м 3 = 16 досок.
Используйте наш онлайн-калькулятор расчета фундаментной плиты и вы получите надежные точные значения, которые можно применять при строительстве дома.
Источник: kalk.pro
Расчет плитного фундамента по нагрузке с примером
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 грунта | Оптимальное удельное давление на грунт, кг/см 2 |
| Песок пылеватый и мелкий | 0,35 |
| Песок средней крупности | 0,25 |
| Супесь* | 0,50 |
| Суглинок | 0,35 |
| Пластичная глина | 0,25 |
| 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 нагрузки | Значение | Коэффициент надежности |
| Стены и перегородки | ||
| Кирпич 640 мм | 1150 кг/м 2 | 1,2 |
| Кирпич 510 мм | 920 кг/м 2 | |
| Кирпич 380 мм с утеплением 150 мм | 690 кг/м 2 | |
| Брус 200 мм | 160 кг/м 2 | 1,1 |
| Брус 150 мм | 120 кг/м 2 | |
| Каркасные 150 мм с утеплителем | 50 кг/м 2 | |
| Перегородки гипсокартонные 80 мм | 30-35 кг/м 2 | 1,2 |
| Перегородки кирпичные 120 мм | 220 кг/м 2 | |
| Перекрытия | ||
| Железобетонные 220 мм с цементно-песчаной стяжкой 30 мм | 625 кг/м 2 | 1,2 — для сборных и 1,3 — для монолита |
| Деревянные по балкам | 150 кг/м 2 | 1,1 |
| Крыша по деревянным стропилам | ||
| С металлическим покрытием | 60 кг/м 2 | 1,1 |
| С керамическим покрытием | 120 кг/м 2 | |
| С битумным покрытием | 70 кг/м 2 | |
| Временные нагрузки | ||
| Полезная для жилых зданий | 150 кг/м 2 | 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 |
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:
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.
где P — табличное значение несущей способности грунта.
где М2 — требуемая масса фундамента (больше этой массы строить фундамент нельзя), S — площадь плиты из бетона.
где t — толщина заливки бетона, а 2500 кг/м 3 — 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 м 2 (также понадобится при вычислении полезной нагрузки).
Сбор нагрузок на фундамент выполняется в табличной форме:
| Нормативная нагрузка | Коэффициент надежности | Расчетная нагрузка |
| Стены: 162 м 2 * 690 кг/м 2 = 111780 кг | 1,1 | 122958 кг |
| Перегородки: 100 м 2 * 30 кг/м 2 = 3000 кг | 1,2 | 3600 кг |
| Перекрытия: 160 м 2 * 150 кг/м 2 = 24000 кг | 1,1 | 26400 кг |
| Крыша: 91 м 2 * 60 кг/м 2 = 5460 кг | 1,1 | 6006 кг |
| Полезная нагрузка: 160 м 2 * 150 кг/м 2 = 24000 кг | 1,2 | 28800 кг |
| Снеговая: 91 м 2 * 180 кг/м 2 = 16380 кг | 1,4 | 22932 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 м 2 .
Удельная нагрузка на грунт от дома = 210696 кг/818100 см 2 = 0,26 кг/см 2 .
Δ = 0,32 — 0,26 = 0,06 кг/см 2 .
М = Δ*S = 0,06 кг/см 2 * 818100 см 2 = 49086 кг.
t = (49086 кг/2500 м 3 )/81,81 м 2 = 0,24 м = 24 см.
Толщину плиты можно принять 20 см или 25 см.
Выполняем проверку для 20 см:
- 0,2 м * 81,81 м 2 =16,36 м 3 — объем плиты;
- 16,36 м 3 * 2500 кг/м 3 = 40905 кг — масса плиты;
- 40905 + 210696 = 251601 кг — нагрузка от дома с фундаментом;
- 251601 кг/ 818100 см 2 = 0,31 кг/см² — фактическое давление на грунт меньше оптимального не более чем на 25 %;
- (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:
- плита толщиной 20 см — две рабочих сетки;
- диаметр стержней — 12 мм, шаг — 150 мм;
- 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;
- количество стержней в одном направлении = (8,1 м (длина стороны)/0,15 м (шаг) + 1) *2 (два слоя) = 110 шт;
- количество стержней в другом направлении = (10,1 м (длина стороны)/0,15 м (шаг) + 1)*2 (два слоя) = 136 шт;
- общая длина стержней = 110*8,06 + 136*10,06 = 886,6 м + 1368,16 = 2254,76 м;
- 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.
комментариев 6 Добавить комментарий
Василий 07.02.2018 в 12:45
Здравствуйте. При расчетах монолитного фундамента есть две нагрузки на грунт. Первая Р — зависит от вида грунта. Вторая Р1 — расчетная. Так вот есть случаи когда Р1 больше Р. И дельта получается с отрицательным значением.
Что делать в этом случае?
Редакция 01.03.2018 в 12:53
Если у вас дельта получается отрицательной, то это значит, что ваш дом слишком тяжелый для данного грунта. Т.е. удельная расчетная нагрузка P1 превышает оптимальное значение для данного типа грунта. Нужно пересматривать конструкцию дома или фундамента. Но есть одно но, значение P вы берете из таблицы, а тип грунта определяете «на глаз», из-за этого могут быть существенные неточности, чтобы все было точно, нужно делать геологическое исследование и измерять реальную несущую способность вашего грунта.
Александр 18.04.2018 в 10:17
Если в примере нагрузку от дома увеличить на 20 тон, то по вашим расчетам нужна плита толщиной 16 см. То есть чем тяжелее дом, тем тоньше плита? Где подвох?
Редакция 18.04.2018 в 11:13
Никакого подвоха нет. В данной статье речь идет о расчете максимальной нагрузки от фундамента с домом на грунт.
Т.е. масса дома вам известна (при заданных размерах и конструкции), несущую способность на грунт вы знаете (предположительно), в статье же просто вычисляется максимальная масса плитного фундамента при заданной массе дома и известной несущей способности грунта, из массы вычисляется максимальная толщина которую вы можете применить. Если толщина слишком маленькая (менее 15 см), то вам нужен точный расчет на изгибающие нагрузки.
Если слишком большая (более 35 см), то скорее всего плитный фундамент избыточен в вашем случае. Если у вас получилась толщина более 15 см но менее 35 см, то вы можете избежать расчета, сильно перестраховавшись (две сетки арматуры большого диаметра с маленьким шагом, высокая марка бетона). Чтобы не переплачивать за материалы, нужен точный расчет, сами вы его правильно не сделаете.
Расчет лучше делать при любых условиях, потому что сами вы не сможете точно определить несущую способность грунта (лишь приблизительно), для этого проводят геологические изыскания. Эта статья служит только для прикидки, подойдет ли в вашем случае плитный фундамент или стоит обратить внимание на другую конструкцию. В статье об этом сказано.
Помните о том, что фундамент не несет ваш дом, он лишь распределяет и передает нагрузку от строения на грунт. А с грунтом может быть много сюрпризов. Он может быть насыпной, а вы этого не знаете, могут быть скрытые полости от старой застройки и много чего еще.
Игорь 18.02.2019 в 09:35
Подскажите, пожалуйста, в каком СП посмотреть таблицу с оптимальным удельным давлением на грунт?
Если это из приложения Б, СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений, то что-то не сходятся расчетные сопротивления в СП и вашей таблице.
Александр 18.03.2019 в 22:50
Скажите пожалуйста, если у меня 1 метр насыпного грунта (утрамбованный ПГС, под пятном застройки с запасом по 2 метра в стороны), то какое оптимальное удельное давление на грунт, кг/см мне использовать для просчета плиты?
Источник: gidfundament.ru