Расчет фундаментной плиты: видео-пример и калькуляторы

Расчет фундаментной плиты: видео-пример и калькуляторы

Плита – разновидность монолитного фундамента. Этот вариант идеально подходит, если планируется строительство тяжелого, массивного здания в условиях нестабильного, неустойчивого грунта. Проектирование плитного фундамента и его расчеты лучше всего доверить профессионалам. Однако провести предварительный расчет можно и самостоятельно, воспользовавшись специальными инструкциями онлайн-калькуляторами.

Виды монолитного плиточного фундамента

Перед расчетом требуемой толщины монолитного фундамента из плиты, рассмотрим виды этих самых плит и методы возведения.

Сравнение плит для строительства фундамента.

Первый метод — это возведение основания с помощью изготовленных промышленным способом железобетонных плит или блоков. Они производятся в специальных цехах и заводах в соответствии с ГОСТ и с заданной толщиной ЖБ плит. Их соединение в монолитное основание происходит по специфической технологии, путем заливки цементного раствора в свободное пространство между блоками.

Ко второму методу можно отнести строительство монолитного фундамента самостоятельно, прямо на месте. Технология, помимо прочего, включает в себя проведение расчета количества необходимых материалов: арматуры класса А400 (Bpl), бетона B15-B25, толщины плиты.

Сложность технологии производства такого основания заключается в том, что необходимо рассчитать не только количество требуемого материала, но и оптимальные параметры толщины и высота слоя фундамента.

При осуществлении выбора между этими двумя вариантами, желательно учесть советы специалистов: первый вид подойдет только для почв, которые не являются пучинистыми и не промерзают на большую глубину. В противном случае фундамент начнет лопаться в местах соединения плит. Второй вид является более надежным, так как сама конструкция будет монолитной и однородной.

Порядок операций при вычислении толщины монолитного основания

Чтобы выполнить плитного фундамента расчет толщины, следует вычисления проводить поэтапно. В процессе необходимо учитывать справочные показатели. Последовательность действий такова:

  • изучают свойства грунта участка и по справочным таблицам определяют его несущие показатели;
  • по проекту высчитывают массу возводимого здания, снеговую нагрузку на него, квадратуру фундаментной плиты;
  • делением веса постройки на площадь основания рассчитывают удельное давление на почву;
  • высчитывают массу, объем монолита;
  • определяют размеры песчаной подушки;
  • считают количество требуемой для создания металлического каркаса арматуры;
  • высчитывают толщину монолитной плиты.

Подушка из песка предназначена для защиты основания от действия почвенных вод. Она, запрессовываясь, создает достаточно крепкий слой. При определении нужной ее высоты принимают во внимание ряд особенностей:

  • высота подушки зависит от отметки промерзания, типа почвы, уровня залегания грунтовых вод на строительном участке и составляет 0,15-0,6 м;
  • тщательная утрамбовка песка вызывает его усадку на несколько сантиметров;
  • можно засыпать дополнительно всю площадь слоем мелкого щебня толщиной 0,05-0,1 м (этот прослоек входит в общую высоту подушки).

Устройство монолитного фундамента

Получается, что при промерзании грунта более чем на метр, наличии нестойких, пучинистых почв (с близким к поверхности расположением подземных вод), для создания фундаментов используют слой песка в 60 см. В других более стабильных условиях подушку делают толщиной 0,2-0,3 м.

Арматурный каркас создают из двух слоев, которые уложены в виде сетки. Расстояние между ними около 50 мм.

На высоту монолитной плиты фундамента оказывают влияние такие факторы:

  • размер промежутка между слоями арматурной сетки;
  • диаметр армирующих стержней;
  • под металлическую сетку и на нее укладывают достаточно толстые защитные слои бетона (минимум 5 см).

Сумма этих показателей даст необходимую (по минимуму) толщину фундаментной плиты. Для определения общей высоты основания к ней прибавляют уровень песчаного слоя.

Для фундамента плиты расчет толщины сводится к простым действиям. Следует учитывать, что минимальная высота монолита должна составлять 0,15 м, а максимальная – не должна превышать 0,35 м (иначе это будет неэффективный пример создания фундамента).

Особенности расчета толщины фундаментной плиты

В расчете толщины плитного фундамента учитываются следующие параметры конструкции:

  • расстояние (зазор) между арматурными сетками;
  • толщина слоя бетона над арматурой сеткой – верхним и нижним поясами;
  • толщина арматурных стержней.

Оптимальной толщиной монолитной плиты фундамента для большинства построек принято считать 200-300 мм. Однако на практике на этот параметр оказывает весьма существенное влияние состав грунта и равномерность залегания пород на участке застройки.

Да и габариты надземной части имеют большое значение. Чем сильнее разнесены несущие стены, тем толще должна быть монолитная плита.

В противном случае величина изгибающего момента приведет к появлению трещин в фундаменте.

Освоить методику проще на примере расчета плитного фундамента.

Определение оптимальной площади плиты

Необходимая площадь монолита зависит от величины суммарной нагрузки и расчетного сопротивления грунта.

Для обеспечения большей надежности в формулу расчета вводится коэффициент надежности по нагрузке.

Имея на руках все необходимые величины, площадь можно рассчитать по формуле:

S > Kн x F/Kp x R, где

Kн – коэффициент надежности фундамента по нагрузке (1,2);

F – полная нагрузка на плиту: включает в себя общий вес здания, оборудования, людей, мебели, а также ветровой и снеговой нагрузок;

Кр – коэффициент условий работ: зависит от типа грунта, служащего основанием для фундамента. Принимается в пределах 0,7-1,05;

R – расчетное сопротивление грунта: зависит от его типа и принимается по таблицам, содержащимся в СНиП или строительных справочниках.

Для примера приведем некоторые величины R, кгс/см 2 :

  • 0,35 – для мелких и пылеватых плотных песков, суглинков – пластичных и твердых;
  • 0,5 – для твердых и пластичных супесей, твердых глин;
  • 0,25 – для песков мелких средней плотности и пластичных глин.

Рассчитав общую нагрузку и площадь, можно приступать к определению давления на 1 кв. см площади плиты. Для этого надо просто поделить первую величину на вторую. Полученный результат сравниваем с табличными данными.

Приведем пример:

  • планируется построить здание общим весом 250 тонн;
  • тип грунта на строительной площадке – суглинок пластичный (R = 0,35 кгс/кв. см);
  • площадь плиты – 100 кв. м (на основании расчета по формуле, приведенной выше).

На такой площади грунт может выдержать 350 тонн нагрузки. Разница между общей нагрузкой от здания и допустимой составит 100 тонн. Это и есть максимальный вес плиты фундамента которую выдержит грунт.

Переводим эту разницу в кубы (объем плиты), исходя из того, что один кубометр железобетона весит в среднем 2,5 тонны и получаем 100 : 2,5 = 40 куб. м.

Если объем разделить на площадь, то в результате получится искомая максимальная толщина плиты:

40 : 100 = 0,4 м или 40 см.

Можно сказать, что расчет толщины плитного фундамента завершен. Мы получили максимально допустимую толщину монолита, превышать которую не позволят характеристики грунта.

Но затраты на строительство фундамента можно существенно уменьшить, если принять во внимание такой параметр, как прочность на сжатие бетона.

Он зависит от марки материала. Например, у бетона В22,5 он составляет 22,5 кг/кв. см. Чтобы узнать, какая площадь бетонной основы сможет выдержать нагрузку в 250 тонн, надо разделить ее на 22,5.

250/22,5 = 11,1 кв. м.

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.

Читайте также  Демпферная лента для отмостки

Пример расчета плитного фундамента

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.

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.

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.

Расчет толщины фундаментной плиты

При расчете бетонной плиты основную трудность представляет детальное моделирование нагрузок, создающих изгиб, и наиболее вероятных направлений крена. Опираясь на такие данные, можно точнее всего оценить размеры конструкции и сказать, нужно ли ее армировать. Наиболее качественные вычисления получаются при использовании заточенных под эти задачи программных комплексов. Чтобы их получить, нужно заказать расчет плитного фундамента в профильной фирме.

На практике в частном строительстве этим могут пренебрегать, ориентируясь на приблизительные значения. Наибольшую опасность представляет ситуация с недостаточной толщиной плиты: в этом случае изгибающий момент настолько высок, что фундамент может треснуть. Избыточность габаритов приводит к перерасходу ресурсов.

Зачастую оказывается, что для того или иного здания возможны разные значения размеров фундамента, если гибко варьировать параметры армирования. К примеру, для одноэтажного дома при толщине 0,2 м требуется дополнительное укрепление областей, несущих наибольшую нагрузку, а при 0,3 м расходуется много бетона. При этом во втором случае сэкономить на арматурных прутьях не выйдет, но плиту вполне можно сделать немного тоньше без ущерба для надежности конструкции. При показателе 0,25 м и равномерной плотности расположения прутьев эксплуатационные качества не пострадают, при этом не будет и перерасхода ресурсов.

Странный интернет-расчет плитного фундамента

В принципе, достаточно ввести в поисковик гугло-яшки «Расчет толщины плитного фундамента», как перед вами откроется сотня сайтов с … онлайн калькулятором. Эх, найти бы того, кто придумал такую «умную» программу, да по «тырнету» размножил, считая всех застройщиков наивными простачками.

Ведь там рассчитывается не толщина плитного фундамента, а количество материалов, необходимых на его постройку. Собственно, с этим справится семиклассник, который на физике выяснил, как рассчитать объем, зная массу и плотность. А уж перемножить длину, высоту, ширину и сосчитать объем сможет даже средний ученик третьего класса начальной школы, если ему подскажут, что нужно умножать.

Поэтому давайте все же поймем, как считать эту самую толщину плитного фундамента. За расчётом объёма нужного для его постройки бетона обратитесь к внучку или сыночку, а не к онлайн калькулятору: школьнику практика, вам же радость от умного дитяти.

Итак, напомним, что плитный фундамент – дело хорошее, но трудоемкое и затратное. Поэтому строить его нужно там, где присутствие такого основания действительно обосновано:

  • на проблемных грунтах (глиняных, песчаных и т.д.)
  • если горизонт грунтовых вод высок;
  • если почвы пучинистые.

Вот когда хотя бы одно из этих трех условий совпало с имеющимися на вашей стройплощадке, самое то приступать к расчету плитного фундамента, а конкретнее – к его толщине. Потому что два других размера – ширину и длину вы уж сами придумайте. Ведь это как раз они определят наружную площадь будущего дома. Тем более, что такая «парочка» основополагающих габаритов зависит только от вашего желания, финансовых возможностей и дальновидности (дом-то строится не для одного поколения).

Экономическая сторона

Необоснованно завышенные массы фундамента приведут к удорожанию цены за работу, а занижение может быть чревато непредвиденными последствиями. Задачей проектирования является подыскивание компромисса между тратами на стройку и укладку прочного основания, которое может принимать нагрузку от массы.

Вклады в начальный цикл куда больше при строительстве маленьких зданий, нежели многоэтажных построек. При построении кирпичных домов чаще используют ленточные основания.

Получается, что технологии применяются те же, что и в строительстве промышленного типа. Как результат, по сравнению с многоэтажными домами, себестоимость 1 квадратного метра существенно возрастает. Уменьшать ее получится при грамотном выборе технологии обустройства основания и его габариты.

Заключение

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что хоть плитный фундамент и имеет весьма высокую стоимость, он обладает высокой прочностью, жесткой конструкцией, длительным сроком службы и другими положительными эксплуатационными свойствами. Монтаж такого рода основания – задача непростая. Но Подсчет материалов на плитный фундамент, расчет толщины плит и других составляющих основания порой затрачивает куда больше времени, чем ожидалось. Поэтому для предварительных расчётов разумно воспользоваться онлайн-калькулятором, а полноценное проектирование и монтаж доверить специалистам в этой сфере, чтобы получить действительно качественный и надежный фундамент.