Расчет плитного фундамента по нагрузке с примером

Общий пример расчета для одноэтажного частного дома

Проведем пример. При расчете будем использовать следующие исходные данные об объекте:

1. Здание представляет собой конструкцию одноэтажного частного дом с небольшой мансардой и общей площадью 36 кв. м.;
2. Материал для возведения несущих стен – бруса, толщина которого 200 мм;
3. Общее значение площади стен (4 стены с наружной высотой равной 4,5 м) равно 108 кв.м.;
4. Внутренние перегородки выполнены из гипсокартона и составляют 75 кв.м. площади;
5. На крыше используется образец металлической четырехскатной кровли, с уклоном в 30ᵒ;
6. При исследовании грунт оказался пластичным, а качественный состав показал глину;
7. Значения снеговой нагрузки для выбранного региона равняется 180 кг/м²;
8. Перекрытия в частном доме будут из дерева, общая площадь составит 72 кв.м.

Пример сбора нагрузки для здания

Любой сбор нагрузки на будущее бетонное осуществляется с учетом всех конструкций, а также снеговой и ветровой нагрузки. Все данные заносятся в табличную форму. Посмотрите видео, как рассчитать все нагрузки, а также возвести монолитный фундамент.

При расчете необходимо учитывать нормативную и расчетную нагрузку в совокупности с коэффициентом надежности. Для нашего примера получим такие результаты:

1. Нагрузка от стен вычисляется: 108*160*1,1 = 19008 кг,
2. Нагрузка от гипсокартонных перегородок: 75*30*1,2 = 2750 кг,
3. Нагрузка от деревянных перекрытий: 72*150*1,1 = 11880 кг,
4. Давление металлической кровли: 42*60*1,1 = 2772 кг,
5. Полезная и снеговая нагрузки: 72*150*1,2 + 42*180*1,4 = 23544 кг.

В итоге, в данном примере, мы получаем общую нагрузку здания в районе 59904 кг (это с учетом коэффициента надежности). Ширина подошвы бетонного основания вычисляется с учетом условия, что его ширина на 20 см больше, чем у дома. Таким образом, общая площадь основания равна 372100 кв. см.

Статья по теме: Когда снимать опалубку после заливки бетона

Высчитываем удельную нагрузку на почву под домом по формуле: 59904 кг: 372100 кв.см. = 0,16 кг/см². Сравниваем полученные и заданные при расчете значения — Δ = 0,25 — 0,16 = 0,09 кг/см². Высчитываем массу будущего здания — М = Δ*S = 0,09*372100 = 33489 кг. Получаем в итоге толщину подошвы: t = 33489/2500 = 13,4 см. Так как значение не целое, за толщину бетонного основания принимают либо 10 см, либо 15 см.

При проверке на наименьший расход бетонного раствора и массы арматуры требованиям расчета удовлетворило значение толщины в 15 см. Остается посчитать лишь расход арматуры на монолитный фундамент выбранного одноэтажного дома для нашего примера.

Расчет арматуры на плиту

Дальнейшие расчеты примера по количеству арматуры основаны на следующих данных:

1. Выбрана плита с общей толщиной в 15 см,
2. Будет использовано 2 рабочие сетки,
3. Диаметр металлических стержней выбран в 12 мм, а шаг стержней на расстоянии 150 мм,
4. По количеству стержней получаем следующее количество штук (для двух слоев): 84*2=168 штуки,
5. В результате, общую массу арматуру считаем по формуле: 1018,08 м * 0,888 кг/м = 905 кг.

Упрощенный расчет вручную необходимой толщины фундаментного основания и общего количества (веса) арматуры является несложной задачей, требующей небольшого количества свободного времени. Самое главное не запутаться в формулах и учесть всех коэффициенты.

Плитный фундамент расчет толщины. Общая информация

Плитный фундамент представляет собой монолитную железобетонную плиту , смонтированную на песчано-гравийном основании с применением гидроизолирующего слоя и утеплителя.

Конструкция такого основания под строением обеспечивает надежность, комфортность и большой срок эксплуатации на любых типах грунтов в любых климатических условиях практически без какого-либо вмешательства извне.

Как, выбрав плитный фундамент: расчет толщины и армирования производить правильно, и поговорим дальше в статье.

Основание, являясь опорой любого сооружения, должно без нареканий выполнять свою функцию весь эксплуатационный срок. К плитному фундаменту это требование предъявляется особо ввиду невозможности его модернизации без сноса основного строения.

Именно поэтому перед закупкой материалов и началом стройки необходимо произвести более-менее точный расчет монолитной плиты фундамента.

Расчет выполняется:

1. Для определения толщины несущей плиты . Расчет плиты фундамента зависит от типа грунта: толщина песчано-гравийной подушки и толщина слоя железобетона могут существенно отличаться.
2. Для определения площади плиты . В случае особо подвижных и зыбких грунтов площадь основания может быть больше, чем площадь дома для достижения необходимой устойчивости.
3. Для определения количества материалов , необходимых для постройки основания.
4. Для определения нагрузки на основание.

Если решение еще не принято, и вы находитесь на этапе выбора типа основания, вам могут пригодиться плюсы и минусы плиты . В некоторых случаях выбор делают в пользу комбинированных видов, например, свайно-плитный или универсальных, например, из дорожных плит .

Конструкция монолитного фундамента

Плитный фундамент имеет следующую конструкцию:

Устройство монолитной плиты фундамента

• Котлован.
• Дренажная система.
• Опалубка.
• Песчаная подушка.
• Слой геотекстиля.
• Щебеночный слой.
• Бетонная подготовка.
• Гидроизоляция.
• Теплоизоляция.
• Арматура.

Котлован

Для устройства фундаментной плиты выкапывают котлован. Размеры котлована в плане должны превышать размеры будущего дома на 1–2 метра. Увеличенные размеры служат для укладки дренажа и устройства отмостки.

Чертеж котлована

Дренажная система

Дренаж служит для отвода поверхностных вод от внешних стен здания. Состоит из системы перфорированных труб и приемного колодца. Трубы укладывают с небольшим уклоном. Для защиты от проникновения песка трубы оборачивают 1–2 слоями геотекстиля.

Дренаж для монолитного фундамента

Опалубка

Для изготовления опалубки используют деревянные доски или водостойкую фанеру. Все элементы соединяют с помощью саморезов и стальной проволоки.

Пример опалубки плитного фундамента

Песчаная подушка

Для устройства песчаной подушки используют крупнозернистый песок. Песок позволяет воспринимать и равномерно распределять усилия на плавающую плиту.

Песчаная подушка под фундамент

Геотекстиль

Между щебнем и песком укладывают слой геотекстиля. Он защищает состав от перемешивания и нарушения дренирующих свойств щебня.

Щебень

Служит для восприятия и передачи усилий на песчаную подушку. Щебень применяют в качестве дополнительной дренирующей системы. Вода при прохождении ослабляет напор и теряет способность к вымыванию песка.

Щебень для монолитного фундамента

Бетонная подготовка

На песчано-щебневое основание укладывают бетонную подготовку. Высота конструкции составляет 50–150 мм. Подготовку выполняют из бетона низких марок.

Бетонная подготовка:

• защищает бетон от утечки цемента;
• равномерно распределяет нагрузку;
• делает удобным монтаж стального каркаса.

Состав бетонного раствора для фундамента

Гидроизоляция

На бетонную подготовку укладывают слой гидроизоляции. В качестве материалов используют полимерно-битумные вещества. Гидроизоляционный материал служит для защиты фундаментной плиты от проникновения грунтовой влаги.

Гидроизоляция фундаментов

Теплоизоляция

Теплоизоляция служит для защиты основания от промерзания. В качестве утеплителя используют экструдированный пенополистирол. Высоту слоя принимают 10–15 см.

На теплоизоляцию укладывают полиэтиленовую пленку. Она служит защитой от проникновения жидких компонентов бетонной смеси в утеплитель.

Схема теплоизоляции плиты фундамента пенополистиролом

Арматура

Опорные элементы зданий армируются стальными каркасами. Сетка изготавливается из ребристых стальных стержней диаметром 12–18 мм. Они связаны в единый пространственный каркас с помощью стальной тонкой проволоки.

Размер ячеек каркаса зависит от величины проектируемых усилий на основание. Размер ячеек определяется расчетным путем и составляет от 10 до 25 сантиметров.

Схема армирования монолитной плиты

Причина необходимости выполнения расчет толщины фундаментной плиты

Большой выбор разных видов фундамента для строительства зданий помогает выбрать оптимальный вариант для будущего строения любого размера, возводимого на различных типах почв.

Толщина монолитной плиты рассчитывается вне зависимости от вида этого типа основания для здания. При строительстве может использоваться:

• Использование изготовленных в промышленных условиях блоков и плит.
• Самостоятельная заливка монолитного основания для будущего здания, требующая умение использовать калькулятор и самостоятельно выполнить расчет количества материалов, которые будут использоваться. Какой толщины будут плиты фундамента, какое потребуется количество арматуры и какой тип бетона оптимально использовать.

Какие элементы входят в состав плиточного монолитного фундамента?

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

подушка, размеры которой уточняются с учетом данных глубины промерзания почвы в зимний сезон, уровня нахождения грунтовой влаги. Если последняя находится ниже уровня двух метров, то сначала насыпается слой песка (около сорока сантиметров), затем – щебень либо гравий. В противном случае засыпают щебенку (гравий), чтобы минимизировать впитывание влаги, после этого подушку выравнивают речным песком. Каждый очередной слой тщательно утрамбовывается, между ними закладывается геотекстиль, исключающий взаимопроникновение насыпных материалов;

• укладывается гидроизоляционный материал, для которого вполне подходит полиэтиленовая пленка;
• подбетонка – слой выравнивающего тощего бетона от пяти до десяти сантиметров, без армирования;
• основная гидроизоляционная прослойка – рулонные материалы, уложенные в два слоя с нахлестом и обработкой стыковочных участков газовой горелкой;
• утеплитель – часто используют экструдированный пенополистирол;
• фундаментная плита, минимальная толщина которой составляет десять сантиметров, а максимальная – тридцать – тридцать пять;
• армирующий каркас в один или в два яруса (зависит от толщины плитного фундамента).

Что учитывают при расчете фундамента

При расчете фундамента «монолитная плита» учитывают совокупную нагрузку, которая включает:

• вес здания, включая отделочные материалы;
• вес самой плиты;
• оборудование инженерных систем;
• коммуникации;
• мебель и бытовую технику;
• давление ветра и снега.

Атмосферные нагрузки носят временный характер, но их учитывают как постоянные. Они определяются как статистические характеристики, приведенные для каждого региона в таблицах нормативных документов. Пренебрегать ими нельзя – в некоторых районах ветровые нагрузки и давление снега имеют большие значения, и в пересчете на квадратный метр основания сопоставимы с удельным весом оборудования, бытовой техники и мебели.

Такой слой снега – это серьезное испытание для любого домаИсточник bgderab.ru

«Самодеятельные» застройщики практикуют более простой метод расчета толщины плиты. Он исходит из положения, что для малоэтажного дома необходим армирующий каркас из двойной сетки. Расстояния от нижней и верхней поверхности плиты до арматуры принимают равным 50 мм, расстояние между поясами – более 70 мм, диаметр прутка лежит в пределах 12-16 мм. И формула расчета сводится к следующей сумме: 2х50+70+4х(12-16)=218-234 мм. А так как толщину округляют в большую сторону кратно 50 мм, то получается, что она равна 250 мм. Окончательно «регулируют» несущие способности фундамента за счет выбора диаметра арматуры и марки бетона.

Но надо еще раз подчеркнуть, что это весьма приблизительный метод, и в каких-то случаях он может не «сработать», поэтому все расчеты должны проводить специалисты.

Формула расчета нагрузки на фундамент

Основной формулой, использующейся для определения значений, является : Н = Нф + Нд.

Где: Н — искомое значение (суммарная нагрузка на фундамент); Нф — нагрузка фундамента; Нд — общая нагрузка от строения (нагрузка дома).

Расчет нагрузки дома на фундамент (Нд) Готовые расчеты специалистов: Каркасные строения, с толщиной стен и изоляции не больше 150 мм — до 50 кг/м2; Стены из красного кирпича толщиной до пятнадцати сантиметров — 270 кг/м2; Бревенчатый сруб и стены из массива дерева — около 100 кг/м2; Железобетонные стены до 15 см толщиной — 350 кг/м2; Перекрытия с использованием железобетонных конструкций — до 500 кг/м2; Перекрытия с использованием деревянных балок и утеплителя с плотностью 200-500 кг на метр кубический от 90 до 300 кг/м2; Кровля из различных материалов может давать от 30 до 50 кг/м? (кровля из рубероида и шифера до 50 кг/м2, листовая сталь до 30 кг и черепица до 80 кг.).

Посчитав площадь элементов строения, не сложно найти искомое значение.За временную нагрузку, создаваемую снегом, берут значения от 190 кг/м2 для холодных северных регионов и 50 кг/м2 для южных областей. Нагрузку ветра можно вычислить таким образом: Нв = П х (40 + 15 х Н).

Здесь в формуле: Нв — нагрузка ветра; П — площадь строения; Н — высота дома.

Просуммировав все полученные значения, можно легко определить необходимую величину давления, создаваемую домом в тоннах.

Нагрузка фундамента (Нф)

Нагрузка фундамента Чтобы произвести расчет нагрузки, создаваемой непосредственно фундаментом, нужно воспользоваться следующей формулой: Нф = Vф х Q.

Здесь: Vф — объем фундамента, полученный путем умножения общей его площади на высоту; Q — плотность материалов, используемых при строительстве, данное значение можно получить из таблиц или других справочных материалов. Для свайных фундаментов тоже справедлива эта формула, с той лишь разницей, что полученный результат нужно умножить на количество свай и добавить вес пояса, если он применяется. Вес пояса можно рассчитать умножением его общего объема на плотность использованных материалов. Использование свай в обустройстве фундамента является одним из наиболее приоритетных направлений. Это объясняется тем, что они проникают на глубину гораздо большую, чем промерзание грунта, а значит являются более надежным основанием для любого здания.

Удельные значения нагрузки на грунт Эта величина показывает какое максимальное давление может выдерживать определенная площадь грунта без смещений и проседания. Для разных типов почвы и различных климатических зон удельное давление может быть различным, но в качестве усредненного принимают 2кг/см2.

Подсчитав общую площадь фундамента, которой он контактирует с почвой и умножив его на усредненное удельное давление получим максимально возможную величину нагрузки на грунт.

Технология расчета

Калькулятор для расчета плитного фундамента прост в применении, поэтому его можно использовать людям без особых строительных навыков, главное правильно ввести все необходимые данные:

• параметры плиты (длина, ширина, высота);
• габариты доски для опалубки (длина, ширина, толщина);
• величина арматуры (ширина и длина ячейки, диаметр, число ячеек);
• состав бетонной смеси ( количество мешков с цементом, вес мешка);
• пропорции бетонной смеси (соотношение цемента, щебня и песка);
• стоимость всех вышеперечисленных материалов (песок, цемент, щебень, арматура, доска).

Даже если вы собираетесь нанять профессионалов для строительных работ, полезно знать приблизительную сумму, которая уйдет на строительство плиточного фундамента.

Расчет нагрузки на фундамент

От правильности расчета нагрузки на фундамент зависит стойкость будущего здания.

Чтоб произвести точный расчет, необходимы такие ведомости:

габариты будущего здания ( этажность дома, толщина стен, материал)

На данном этапе важно узнать общую массу стен дома;
нагрузка на фундамент от перекрытий (стоит учитывать что перекрытия бывают разные: деревянные, металлические, железобетонные, выполнены с пустотных плит);
нагрузка, зависящая от вида кровли (для расчета необходимо выбрать тип крыши и материал);
на следующем этапе предстоит узнать нагрузку от фундамента (нужно выбрать тип фундамента и задать все соответствующие параметры);
для того, чтоб рассчитать отделку стен внутри, нужно задать все виды материалов, используемые для отделки, после чего программа произведет расчет, исходя из предыдущих данных;
на заключительном этапе необходимо ввести полезную нагрузку (нагрузка от находящихся в доме предметов, мебели, людей и т. д.)

Также следует учитывать нагрузку от снега, чтоб предотвратить проседание фундамента.

Нагрузка на фундамент рассчитывается только после утверждения проекта здания и всех нюансов стройки.
Сделать расчеты вы сможете здесь: http://prostobuild.ru/onlainraschet/204-raschet-nagruzki-na-fundament.html

Определение площади фундамента под дом

Чтоб определить площадь фундамента под дом, необходимо произвести такие расчеты:

• несущая способность грунтовой поверхности на строительном участке;
• ориентировочная деформация почвы.

Расчет грунта, обладающего несущими способностями немного проще, поэтому вполне реально осуществить его самостоятельно.

Определить площадь фундамента под домом можно в два этапа:

1. Высчитать вес конструкции постройки, выяснить снеговую и полезную нагрузку;
2. Точный расчет размеров плитного фундамента.

Количество бетона

Плитный фундамент — это монолитная плита, которая укладывается, исходя из площади будущего дома. Чтоб узнать количество необходимого бетона, нужно рассчитать объем будущей плиты (умножьте площадь на толщину монолитной плиты).

Порядок расчета плитного фундамента

Расчет плитного фундамента производится учитывая параметры здания и происходит в несколько этапов:

• строительные материалы для создания подушки (песок, щебень) рассчитываются таким образом: толщина слоя засыпки множится на площадь;
• теплоизоляционный слой равняется площади фундаментной плиты;
• гидроизоляционный слой равняется площади фундамента и ширине нахлестов по бокам (приблизительно 15 см);
• высчитывается количество бетона вышеуказанным способом;
• количество необходимой арматуры зависит от размеров ячеек;
• проволка для связки арматуры рассчитывается 30см на одно связывание арматур. Для того, чтоб узнать количество проволочных отрезков, необходимо высчитать количество арматурных пересечений;
• общая длина щитов для опалубки должна ровняться периметру фундаментной плиты.После подсчетов количества строительных материалов будет куда проще подсчитать общую стоимость постройки.

Но кроме стройматериалов не забывайте о расходах на доставку, аренду строительной техники или помощь специалистов.

Как рассчитать плитный фундамент

Расход стройматериалов подсчитывается исходя из размеров строения. В учет берутся следующие материалы:

• Песок, а также щебень, которые необходимы для подушки, рассчитываются путем умножения толщины засыпаемого слоя на площадь засыпки.
• Количество теплоизоляции равно площади плиты.
• Количество гидроизоляции — площадь плиты плюс ширина боковых нахлестов (около 15 см).
• Количество бетона считается путем перемножения площади фундамента на его высоту. Дается поправка на усадку бетонного раствора.
• Необходимое количество арматуры зависит от размера ячейки. Укладывается два арматурных пояса — верхний и нижний. Каждый из них состоит из продольных и поперечных прутьев. Кроме того, добавляется нужное количество вертикальных прутьев, которые связывают пояса между собой.
• Если фундамент свайно-плитный, то длина свай подсчитывается индивидуально, в зависимости от того, насколько глубоко они будут уходить в грунт.
• Проволока для вязки арматуры. В расчет берется 30 см на одну вязку. Подсчитывается количество пересечений арматуры друг с другом. Такое количество проволочных отрезков потребуется.
• Щиты для опалубки. Они должны быть выше, чем предполагаемая высота плиты, а их суммарная длина равна периметру плиты.

Пример расчета плитного фундамента

Допустим, необходимо залить плиту размером 9 х 9 м. Количество теплоизоляции будет равно 81 кв. м. Гидроизоляции потребуется вдвое больше (так как будет 2 слоя). Плюс запас для нахлеста. Если ячейка каркаса равна 15 см, то число поперечных прутков одного пояса равно 9 м : 15 см = 60 шт. Количество продольных прутков также равно 60 шт. Всего — 120 шт. Два пояса — 240 прутков длиной 9 м. Сюда же добавляются вертикальные прутки в нужном количестве.

Проволоки потребуется такое количество: 60 х 60 = 3600 шт. по 30 см. С учетом второго пояса потребуется 7200 шт.

Чтобы подсчитать расход бетона, необходимо площадь основания (у нас 9 х 9 = 81 м) умножить на высоту плиты (например, 30 см). 81 х 0,3 м = 24,3 кубометра. Добавляем коэффициент на усадку, равный 1,02. Получаем: 24,3 х 1,02 = 24,8 кубометра.

Расчет стоимости плитного фундамента

Когда вы подсчитали необходимое вам количество стройматериалов, вы без труда сможете составить смету, то есть, подсчитать стоимость всего строительства. Помимо чистой стоимости материалов также принимайте в учет транспортные расходы по их доставке. Также учитывайте работу строительной техники на участке. Например, аренду миксера, электрической бетономешалки или вибрационной машины.

Правила выбора материала

От типа арматуры и качества сборки армирующего каркаса напрямую зависит срок службы плитного основания. В задачи инженера при проектировании фундамента входит выбор материала арматуры, а также ее типа и размера сечения. Между стальными и композитными прутьями эксперты советуют делать выбор в пользу первых изделий, поскольку технология их использования достаточно изучена и проверена временем.

Композитные аналоги начали использовать при закладке плитных фундаментов не так давно, при этом производители гарантируют высокие прочностные характеристики изделий, несмотря на их легкий вес. Особого внимания заслуживает стеклопластиковая арматура с поперечными надсечками, прочность которой, согласно заявленным качествам, в 10 раз превышает стальные стержни.

Металл

Основные преимущества стали доказаны временем, поэтому большинство строителей отдают предпочтение этому варианту. Качество металлопроката регламентируется правилами ГОСТ 5781-82.

По типу поверхности металлическая арматура делится на такие типы:

1. Рифленые прутки – за счет наличия выпуклых элементов, расположенных под углом, поверхность металла надежно схватывается с бетоном.
2. Гладкие прутки – изделия имеют одинаково круглое сечение по всей длине.

По способу изготовления арматура может быть напрягаемой и ненапрягаемой. В первом случае в процессе изготовлены арматуру подвергают предварительному растяжению. Это позволяет частично или полностью устранить растягивающее напряжение от нагрузки.

При проектировании основания сооружения уточняют состав и класс стали. Так, рифленую ненапрягаемую арматуру класса Alll используют в качестве продольных элементов каркаса. При монтаже силовой конструкции напрягаемую гладкую арматуру класса Al применяют в качестве поперечных и П-образных конструктивных элементов.

Помимо класса, учитывают марку арматуры, которая может быть от С1 до С8. Увеличение марки свидетельствует о росте прочностных характеристик за счет добавления легирующих компонентов в состав стали.

Диаметр прутков выбирают, исходя из проектных нагрузок:

• от 10 до 12 мм – при проектировании каркасно-щитовых, деревянных сооружений и домов из пенобетона;
• от 14 до 16 мм – при возведении тяжеловесных конструкций.

Композит

Композитный материал состоит из волокон различного происхождения, которые связаны в одну структуру за счет полимерной пропитки.

По типу задействованного сырья арматура для фундамента может быть таких типов:

• стекловолоконной;
• базальтопластиковой;
• углеводородной;
• арамидной и т.д.

Поверхность композитной арматуры может быть двух типов:

• условно гладкой – с нанесением мелкозернистого кварцевого песка;
• периодической – с обмоткой стержня полимерным канатам с последующим покрытием термореактивной смолой.

Заключение

Технология допускает не армировать бетонную плиту только в том случае, если она располагается на поверхности земли и ничто не грозит стойкости ее конструкции. Как правило, на практике фундамент подвергается сжимающим и растягивающим нагрузкам, которые воздействуют на материал и разрушают его структуру.

Чтобы избежать преждевременного выхода из строя силовой конструкции, в тело плиты помещают арматурный каркас. К качеству и размеру материала предъявляют особые требования, поэтому проектировщик должен быть ознакомлен с ГОСТ 5781-82 для металлической арматуры и ГОСТ 31938-2012 – для композитных прутков.