Правила выполнения расчета толщины плитного фундамента

Содержание

Продавливающая нагрузка

Плитный фундамент представляет собой конструкцию, в которой ширина и длина имеют показатели, значительно превышающие ее толщину. В этом случае сосредоточенные нагрузки могут вызвать локальное продавливание бетонного монолита, к примеру, в месте расположения массивного оборудования малой площади, сваи или одной из колонн. Точно выполненный расчет позволяет обойти подобные явления путем усиления конструкции, а именно:

  • увеличения толщины бетонной плиты, зачастую – только в местах сосредоточения нагрузок;
  • расширения подошвы опирающейся конструкции;
  • укладки дополнительных арматурных стержней и наращивания защитного слоя бетона в зоне действия точечной нагрузки;
  • повышения марки бетонного раствора.

Так как сила давления на фундаментную плиту от колонны или столба затрагивает небольшую площадь, ее показатели могут достигать значительных величин. От основания контактной поверхности вглубь фундамента сосредоточенная нагрузка распределяется под углом 45 градусов, что формирует в теле плиты опорную пирамиду, принимающую на себя основное давление от колонны. В результате, на границе между нагруженной и незадействованной частью бетонного монолита постоянно присутствуют растягивающие усилия, что губительно влияет на искусственный камень.

Чем тоньше фундаментная плита или меньше опорная площадь колонны, тем более пагубное воздействие на монолитный бетон оказывает продавливающая нагрузка.

Наглядным примером может служить человек, шагающий по неутрамбованному снегу. Нагрузка от его веса сосредотачивается то на одной, то на другой ноге, поэтому настил с легкостью продавливается. Но стоит только путнику встать на лыжи, как проблемы исчезают, так как опорная площадь увеличивается, за счет чего масса человека начинает распределяться по поверхности снега равномернее. Что касается плитного фундамента, то увеличение его толщины, также как и расширение контактной площади с колонной, приводит к более удачной дислокации нагрузок.

Рассматривая продавливание фундаментной плиты, нельзя обойти частный пример, касающийся точечных свайных опор. В этом случае на плитный ростверк тоже воздействуют сосредоточенные нагрузки, но их распределение в бетонном монолите происходит снизу вверх. Другими словами, схема, описанная выше, получается перевернутой.

Наиболее критичными для бетонной плиты считаются продавливающие нагрузки, действующие сразу в двух направлениях – снизу и сверху, но в разных плоскостях. К примеру, когда колонна расположена между сваями. В этом случае возрастает вероятность продавливания плитного ростверка сразу в нескольких местах.

Рассматриваем расчет заливки плиты на примере

Итак, предположим, что площадь загородного дома должна составить 50 м2, причем оба этажа будут одинаковы по размерам. Для нижнего изготавливается фундамент, который может быть столбчатым или ленточным (если полы будут уложены на деревянные лаги). Стены, сложенные из строительных блоков, могут выдержать различную нагрузку в зависимости от используемого материала. Так, возводя перегородки из газобетона, их лучше заключить в устроенную по периметру комнат систему вертикальных и горизонтальных железобетонных балок, которые должны выдержать нагрузку стен второго этажа.

Рассматриваем расчет заливки плиты на примере

Вертикальные балки заливаются поэтапно, порционно, иначе застывание бетона заняло бы слишком много времени. А вот горизонтальные опорные системы могут отливаться вместе с перекрытием, главное – грамотно собрать опалубку. Исходя из площади монолитного основания второго этажа, понадобится арматурная сетка соответствующей площади. Для защиты торцов будущей плиты от промерзания по внешнему периметру этажа устанавливаются борта из того же материала, какой будет использован для стен. С внутренней стороны укладывается прокладка из твердого утеплителя. Только затем монтируется армирующая сетка. Двухслойная, если толщина перекрытия больше 15 сантиметров, и однослойная, если меньше.

Рассматриваем расчет заливки плиты на примере

Теперь коснемся расхода компонентов для бетонного раствора. Объем перекрытия получаем по формуле V = S x H, где два последних параметра площадь и толщина соответственно. Чем прочнее будет основание, тем лучше, поэтому желательно получение бетона марки 400, для чего понадобится цемент марки от 400 до 600, от значения будет зависеть коэффициент водоцементного соотношения. Подробнее разобраться в тонкостях вам поможет калькулятор цемента.

Рассматриваем расчет заливки плиты на примере

Коротко о главном

Если знать, как залить монолитную плиту перекрытия, можно не только сэкономить на постройке дома, но и сделать его более надёжным и крепким. Но для этого необходимо точно рассчитать нагрузки и определиться с конструкцией плиты, её толщиной и армированием. Изготовление монолитного перекрытия начинают с устройства опалубки, в которую устанавливают стальной армирующий каркас. Его заливают качественным высокопрочным бетоном, который в процессе укладки уплотняют и выравнивают, а затем в течение нескольких дней защищают от пересыхания.

Правильный расчет монолитной плиты фундамента

От правильного расчета монолитной плиты будет зависеть прочность, долговечность и эксплуатационные характеристики дома. Перед началом строительства следует провести тщательное исследование грунта, чтобы определить нагрузку, которую он выдержит.

Среди преимуществ монолитного фундамента стоит выделить большую площадь покрытия грунта, что делает его очень надежным. Это позволяет пренебречь расчетом сопротивляемости грунта. При возведении малоэтажного строения конструкция фундамента способна выдержать значительную нагрузку, вне зависимости от типа почвы и материалов, из которых построен дом.

Расчет монолитной плиты фундамента сводится к вычислению размеров основания и количества материалов для его изготовления.

Основные расчеты

Для начала следует рассчитать нагрузку конструкции на фундамент, а также — на грунт. Учитываются как временные, так и постоянные нагрузки. Постоянные нагрузки – это вес самого строения, а также — эксплуатационные характеристики, такие как вес мебели, оборудования и количество людей, которые будут постоянно или периодически находиться в строении.

Переменные нагрузки определяются, исходя из погодных условий в определенном регионе. К примеру, средняя толщина слоя снега и сила ветра.

Расчет монолитной плиты фундамента начинается с определения площади опоры, на которой он будет устанавливаться. Не стоит забывать и про вес самого фундамента. При проведении расчетов необходимо брать во внимание, какие строительные материалы будут использоваться при его возведении. При постройке дома самостоятельно требуется хотя бы приблизительный расчет фундамента.

Это позволит равномерно распределить нагрузку строения на требуемую площадь.

Определение веса дома

Если учесть все элементы постройки, возможен расчет фундаментной плиты вручную. Для этого необходимо определить вес строения, который включает:

  • Вес фундаментной плиты.
  • Стены, потолок, цоколь дома, а также их отделка.
  • Крыша дома.
  • Вес грунта, расположенный выше подошвы фундамента.
  • Пол, который упирается на фундамент.
  • Лестницы.

Примерный вес будущего строительства следует рассчитывать по данным удельного веса строительных материалов, которые будут использоваться. Округлите полученное значение в большую сторону.

Расчет основания

Чтобы рассчитать нагрузку на грунт, следует использовать показатели веса дома и вес фундамента.

Теперь определяем размеры фундамента, которые зависят от типа постройки, ее назначения, используемых материалов и глубины залегания.

Расчет на продавливание фундаментной плиты

Для определения правильной толщины плиты фундамента следует брать во внимание ее продавливание в зонах сосредоточенных нагрузок. Это могут быть нагрузки от стен, колонн, столбов или прочих элементов строения. Если расчет на продавливание фундаментной плиты показал низкую прочность конструкции, увеличивается класс бетона либо повышается толщина плиты.

Расчет фундаментной плиты на продавливание возле стен очень важен, особенно для сложных конструкций, в которых колонны находятся недалеко от стен. В таком случае прочности фундамента должно хватать на то, чтобы выдержать сосредоточенные в этих зонах повышенные нагрузки.

При расчете следует учитывать сосредоточенный момент из плоскости стены в колонну. Если колонны расположены возле угла стен, то для вычисления продавливания используется значение продольной силы.

Если колонны расположены у края, рекомендуется использовать вязальную проволоку или пластиковые хомуты, иначе конструкция будет недостаточно прочной. Если колонны будут расположены у края конструкции, следует использовать дополнительный коэффициент на продавливание.

Таким образом, толщину фундаментной плиты придется увеличить или использовать бетон более высокого класса. Если в фундаменте имеются технологические отверстия, которые находятся достаточно далеко от колонн, то учитывать их в расчетах необязательно.

Закладка фундамента должна быть произведена согласно предварительным расчетам. При правильном расчете монолитной плиты фундамента обеспечивается дополнительный запас прочности, который позволяет повысить долговечность сооружения, а также его основные эксплуатационные характеристики.

Если в процессе проектировки и расчета фундамента будут допущены ошибки, гарантировать целостность и надежность конструкции будет невозможно.

Читайте также:  Плитный фундамент с цокольным этажом: технология обустройства

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

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;
Какие элементы входят в состав плиточного монолитного фундамента?

  • 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).

Технология установки плиты перекрытия

Для установки сборных ЖБ плит будет необходимо взять в аренду кран и 4 рабочих: машинист, стропальщик и 2 монтажника.

Несущие стены следует рассчитывать с учётом необходимости зазора 5 см со стороны улицы. В углубление укладывается утеплитель, он предотвращает сквозняк через щели в перекрытии. Износ теплоизоляции в подобных домах приводит к появлению холода, сырости и сквозняка.

Процедура установки:

  1. На приготовленную подушку из цементного раствора на опорные стены укладывается бетон слоем 15-20 мм.
  2. Краном поднимают панель и размещают сверху места монтажа.
  3. Монтажники разворачивают плиту для направления в желаемое положение. Точно разместить плиту до снятия строп помогут ломы. Правильное расположение подразумевает место соприкосновение стены и плиты не менее чем на 15 см с каждой стороны.
  4. Стропы отцепляют, и проводится окончательная проверка установки.

Какую нагрузку обычно выдерживает плита перекрытия

Отделочный материал выбирается по принципу, какую нагрузку выдерживает плита перекрытия. Этот показатель будет влиять на обустройство крыши здания. В основном, когда строится любое здание или объект, в первую очередь соблюдается жесткость каркаса, его устойчивость. Все эти характеристики напрямую зависят от прочности создаваемого перекрытия.

Основные характеризующие моменты

Установка плиты перекрытия на несущую конструкцию кровли позволяет заниматься возведением многоэтажных домов. Чтобы правильно выполнить проект здания, необходимо точно знать, какое давление выдержит выбранная плита перекрытия. Необходимо хорошо разбираться в разнообразии плит.

Прежде чем приступать к возведению многоэтажного здания, необходимо провести расчет нагрузки. От будущего веса будет зависеть подбор конструкции здания, от нагрузки зависит, какую нужно устанавливать плиту.

Полнотелые системы отличаются большой массой, они стоят очень дорого. Такая конструкция применяется в строительстве серьезных объектов, которые относятся к социально значимым.

При строительстве жилых домов в основном используется пустотная плита. Надо сказать, что основные технические параметры такой плиты соответствуют всем стандартам строительства жилого помещения:

Плиту отличает:

  • высокая надежность;
  • малый вес.
Какую нагрузку обычно выдерживает плита перекрытия

Важнейшим преимуществом этих изделий можно назвать низкую стоимость. Это дало возможность применять такую систему намного чаще, если сравнивать ее с другими.

Для расчета перекрытия учитывается местонахождение пустот. Они располагаются таким образом, чтобы несущие характеристики изделия не были нарушены. Пустоты влияют также на звукоизоляцию помещения, его теплоизоляционные свойства.

Плита изготавливается самых разных размеров. Ее длина может достигать максимально 9,7 м при максимальной ширине — 3,5 м.

Расчет на продавливание плиты межэтажного перекрытия.

При строительстве зданий чаще всего применяются конструкции с габаритами 6 х1,5 м. Этот размер считается стандартным и наиболее востребованным. Данную систему применяют для возведения:

  • высотных зданий;
  • многоэтажек;
  • коттеджей.

Так как вес данных плит не очень высок, их легко монтировать, для чего применяется пятитонный кран.

Готовые плиты или монолитные

Выполняя расчет предстоящих монтажных работ, и совершая выбор технологии возведения перекрытия между этажами, необходимо учитывать ряд факторов.

Стоит заметить, что создание единой монолитной плиты, соответствующей требованием действующих СНИП, характеризуется неоспоримыми преимуществами, а именно:

  • простота монтажа всей конструкции;
  • сравнительно небольшая себестоимость;
  • повышенная прочность и способность выдерживать нагрузки, превосходящие те, на которые делался расчет.
Читайте также:  Классификация пустотных плит перекрытия, особенности применения

Основной особенностью является то, что правильно выполненное армирование монолитной плиты перекрытия обеспечивает равномерное распределение нагрузок на все стены здания.

Если вести речь о пустотных плитах, то необходимо акцентировать внимание на том факте, что арматура, обеспечивающая жесткость, располагается в их нижней части.

Еще одним неоспоримым плюсом описываемого перекрытия является возможность его создания любого размера и необходимой формы.

Достаточно часто бывает сложно подобрать готовые плиты.

Перед началом монтажных работ и самого армирования требуется произвести полный расчет и сделать соответствующий чертеж, с учетом следующих факторов:

  • толщина перекрытия;
  • габаритные размеры плиты;
  • характеристики армопояса (шаг сетки, наличие, а также расположение усилений и прочее).

Не стоит забывать о том, что все перечисленные параметры четко устанавливает современные строительные нормы и правила (СНИП).

Расчет на продавливание

Схема пирамиды продавливания бетона.

Следует отметить, что сегодня среди специалистов согласия относительно того, как же рассчитывать прочность плиты, если на нее действует нагрузка, сосредоточенная в ограниченном контуре. Однако существуют пособия, которые помогут хозяину, решившему построить дом с колоннами, выполнить вычисления. Они и не очень простые, поэтому придется усвоить, возможно, ранее неизвестные ему термины из области сопротивления материалов.

Подходящим документом в этом отношении является дополнение к СП 52‑101‑2003, которое называется “Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры”. Оно полезно и тем, что в нем имеются примеры расчетов, которые можно использовать и для индивидуального вычисления.

Таблица нагрузки перекрытий.

На рисунке 3 представлены два варианта размещения нагруженной площадки: а) внутри плоского элемента; б), в) у края плоского элемента. На рисунке 3 обозначено: 1 – площадь нагрузки; 2 ‑расчетный контур варианта а); 2′- расчетный контур вариантов б) и в); 3 – пересечение осей X1 и Y2. определяющее центр тяжести контура; 4 ‑ пересечения осей X и Y, определяющее центр тяжести площадки нагрузки; 5 – граница (край) плоского элемента.

Здесь учитывают действующую сосредоточенную силу и изгибающий момент. Поперечное сечение, принимающее нагрузку, определяют на расстоянии h /2, где h рабочая высота плиты. Чтобы выполнить расчет, необходимо знать сопротивление бетона растяжению Rbt и сопротивление растяжению поперечной арматуры Rsw .

В качестве примера проверим на продавливание не армированную поверхность перекрытия по следующим данным:

Схема сборной плиты перекрытия.

  • толщина плиты 220 мм (в качестве рабочей толщины считаем h =190 мм);
  • сверху и снизу примыкают колонны сечением 500×800 мм;
  • нагрузка, передаваемая от нее на колонну, N=800 кН;
  • момент по верхней грани в направлении размера колонны в 500 мм равен Mx,sup = 70 кНм;
  • момент по нижней грани в направлении размера колонны в 500 мм равен Mx,inf = 60 кНм;
  • момент по верхней грани в направлении размера колонны в 800 мм равен Mx,sup = 30 кНм;
  • момент по нижней грани в направлении размера колонны в 500 мм равен Mx,inf = 27 кНм;
  • бетон класса В30. допустимая нагрузка Rbt = 1,15 МПа.

Для решения поставленной задачи необходимо проверить выполнение условия:

Схема расчета монолитного перекрытия.

  • (F/u) + (M/Wb ) ≤ Rbt ×h ;
  • F = N = 800кН – сосредоточенная сила от внешней нагрузки;
  • и – периметр расчетного контура, он находится на расстоянии, равном половине рабочей толщины плиты;
  • и = 2(а + b + 2ho ) = 2(500 + 800 + ) = 3360 мм;
  • Мх = (Mx,sup + Mx,inf )/2 = (70 + 60)/2 = 65 кНм;
  • Му = (My,sup + Му, inf )/2 = (30 + 27)/2 = 28,5 кНм;
  • Wb – момент сопротивления определяют для меньшей и большей стороны контура;
  • Wb,х = (а+h )×[ (а+h )/3+b+ h ] = (500+190)×[ (500+190)/3+800+ 190] = 841800 мм2;
  • Wb,y = (b+h )×[ (b+h )/3+a+ h ] = (800+190)×[ (800+190)/3+500+ 190] = 1009800 мм2;
  • находим сумму отношений Мх /Wb,х + Му / Wb,y = 65∙10 6 /841800 + 28,5∙10 6 /1009800 = 105,4 Н/мм;
  • находим величину F/u = 800∙10 3 /3360 = 238,1 Н/мм;
  • находим значение Rbt ×h = 1,15∙190 = 218,5 Н/мм;
  • проверяем условие (1) 238,1+105,4 = 343,5 Н/мм, что больше, чем Rbt ×h =218,5 Н/мм, то есть условие выполняется и перекрытие следует усилить арматурой.