Расчет диаметра арматуры
Расчеты, связанные с монолитной плитой, достаточно сложны и требуют особых знаний. Далеко не каждый конструктор может их правильно выполнить. Для индивидуального строительства можно руководствоваться минимальными значениями, принимаемыми по пособию «Армирование элементов монолитных железобетонных зданий».
Требования для монолитной плиты представлены в приложении 1, раздел 1. Общая площадь сечения рабочей арматуры в одном направлении принимается не менее 0,3% от общего сечения фундамента. Минимальный диаметр стержней назначается 10 мм при стороне плиты менее 3 м и 12 мм при большей длине стороны. Диаметр вертикальных стержней должен составлять не менее 6 мм, но также необходимо учитывать условия свариваемости. Максимальный размер рабочего армирования 40 мм, на практике чаще используют 12, 14 и 16 мм.
Пример расчета
В качестве исходных данных имеется железобетонная плита 6 на 6 м. Толщина для частного дома принимается 200 мм. Необходимо правильно армировать конструкцию. В примере не рассмотрено усиление железобетона на участках опирания стен.
Определение диаметров
В первую очередь определяется, что сетки будут укладываться в два ряда, поскольку толщина конструкции больше 150 мм. Далее производится расчет требуемой площади стальных прутьев.
- Площадь поперечного сечения фундамента = 6 м * 0,2 м = 1,2 м²;
- Минимальная площадь всей арматуры = 1,2 м² * 0,3% = 0,0036 м² = 36 см²;
- Минимальная площадь арматуры в одном направлении для одного ряда = 36 см²/2 = 18 см².
Далее необходимо воспользоваться сортаментом арматурных стержней, который приведен в ГОСТ 5781-82*. В этом документе приведена площадь сечения одного прута. Для удобства можно найти расширенную версию сортамента. По нему определяется, что для данного сечения в одной сетке необходимо использовать один из следующих вариантов:
- 16 стержней диаметром 12 мм;
- 12 стержней диаметром 14 мм;
- 9 стержней диаметром 16 мм;
- 8 стержней диаметром 18 мм;
- 6 стержней диаметром 20 мм.
Выбираем вариант с двенадцатым диаметром. Чтобы правильно разложить элементы необходима схема. Чертеж поможет рассчитать шаг прутов. Для стороны длинной 6 м шаг 16-ти стержней получается примерно 400 мм. Назначаем максимальное расстояние 300 мм исходя из условия СП 63.13330.2012 п.10.3.8.
Вертикальное армирование для надежности принимается 8 мм с шагом 300 мм.
Расчет количества
Недавно у нас появился калькулятор плитного фундамента, для удобства можете воспользоваться им.
Для того, чтобы не ошибиться при закупке материалов, необходимо заранее рассчитать их количество. Если имеется схема плиты, сделать это не сложно. При вычислении длин стержней необходимо учитывать толщину защитного слоя бетона 20-30 мм с каждой стороны.
Расчет рабочего армирования.
- Длина одного стержня = 6000 — 30*2 = 5940 мм;
- Количество стержней в одном направлении = 5940/300 = 19,8, принимаем 20 шт;
- Количество стержней в обоих направлениях для верхней и нижней сетки = 20*2*2 = 80 шт;
- Длина одного стержня для П-образных хомутов = 200 мм + (200 мм * 2)*2 = 1 м;
- Количество стержней для П-образных хомутов = 20*2 = 40 шт;
- Общая длина арматуры диаметром 12 мм = 80*5,94 м +40*1 м = 515,2 м;
- Масса стержней диаметром 12 мм = 515,2*0,888 кг (находится по сортаменту) = 457,5 кг.
Расчет вертикального армирования.
- Длина одного стержня = 200 — 20*2 = 140 мм;
- Количество стержней = кол-во горизонтальных прутов в одном направлении*кол-во прутов в другом = 20*20 = 400 шт;
- Общая длина стержней диаметром 8 мм = 400*0,14 = 56 м;
- Масса стержней диаметром 8 мм = 56*0,395 = 22,12 кг.
Все получившиеся значения удобно свести в таблицу.
| Диаметр | Длина | Масса |
| 12 мм | 515,2 м | 457,5 кг |
| 8 мм | 56 м | 22,12 кг |
При расчете расходов стоит учитывать стандартную длину одного прута – 11,7 м, это означает, что, например, стержней 8 диаметра понадобится 5-6 штук с небольшим запасом. А при большой длине рабочей арматуры требуется увеличить суммарную длину на 10-15% для соединения стержней внахлест.
Грамотный выбор диаметра, шага и соблюдение технологии монтажа обеспечат надежность и долговечность фундамента при минимально возможных затратах.
Рекомендуем: Технология строительства плитного фундамента.
Расчет материалов для монолитного фундамента
Фундаментальная основа дома
Плитный фундамент является самым прочным и надежным основанием. Он закладывается под всей площадью строения и представляет собой сплошную бетонную конструкцию с усиленным армирующим каркасом. Основание в виде монолитной железобетонной плиты имеет несложную конструкцию, сравнительно низкую себестоимость, высокие теплоизоляционные характеристики и морозоустойчивость. Чтобы фундаментальная основа дома была качественной, крепкой и долговечной, необходимо правильно рассчитать параметры этой части. Одним из основных параметров является толщина плитного основания.
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
Общие сведения по результатам расчетов
1. Периметр плиты — Длина всех сторон фундамента
2. Площадь подошвы плиты — Равняется площади необходимого утеплителя и гидроизоляции между плитой и почвой.
3. Площадь боковой поверхности — Равняется площади утеплителя всех боковых сторон.
4. Объем бетона — Объем бетона, необходимого для заливки всего фундамента с заданными параметрами. Так как объем заказанного бетона может незначительно отличаться от фактического, а так же вследствие уплотнения при заливке, заказывать необходимо с 10% запасом.
5. Вес бетона — Указан примерный вес бетона по средней плотности.
6. Нагрузка на почву от фундамента — Распределенная нагрузка на всю площадь опоры.
7. Минимальный диаметр стержней арматурной сетки — Минимальный диаметр по СНиП, с учетом относительного содержания арматуры от площади сечения плиты.
8. Минимальный диаметр вертикальных стержней арматуры — Минимальный диаметр вертикальных стержней арматуры по СНиП.
9. Размер ячейки сетки — Средний размер ячеек сетки арматурного каркаса.
10. Величина нахлеста арматуры — При креплении отрезков стержней внахлест.
11. Общая длина арматуры — Длина всей арматуры для вязки каркаса с учетом нахлеста.
12. Общий вес арматуры — Вес арматурного каркаса.
13. Толщина доски опалубки — Расчетная толщина досок опалубки в соответствии с ГОСТ Р 52086-2003, для заданных параметров фундамента и при заданном шаге опор.
14. Кол-во досок для опалубки — Количество материала для опалубки заданного размера.
Усредненные показатели толщины фундаментной плиты
Строительная документация предлагает усредненные показатели толщины фундаментной плиты:
- Небольшие постройки, бытовые или летние домики, веранды, могут иметь в своем основании плиты с одним рядом сетчатого армирования высотой 100-150 мм.
- Каркасные или газобетонные жилые дома могут иметь в своем основании плиты 200-250 с объемным армированием в два ряда.
- При строительстве дома из бруса, бревен, кирпича, бетона с массивными перекрытиями рекомендовано использование плит в 250-300 мм с объемным армированием в два ряда.
Толщина должна быть дополнительно увеличена при проведении строительства на плавучих или болотистых грунтах. А также может увеличиваться диаметр используемых прутов арматуры.
Для легких строений их диаметр начинается от 10 мм и при строительстве массивных домов на неустойчивых почвах этот показатель может составлять до 16 мм. Возможно использование стержней разного диаметра. Это дополнительно повышает надежность и долговечность выполняемого строительства. При выборе использования стержней разного диаметра, вниз кладутся те, что имеют больший показатель.
Шаг арматуры выбирается в зависимости от того, какова будет толщина плиты фундамента будущего дома, для вертикального армирования от 8 мм. Размер ячейки сетки может быть от 10 см.
Последовательность расчета толщины будущей плиты
К исходным данным относят: все весовые нагрузки, включая снеговые, удельное давление на грунт для данного типа фундамента (справочная величина, зависит от типа почвы), площадь постройки. Вес самой монолитной плиты игнорируется благодаря ее размещению на песчаной подушке. Основные этапы расчета при этом:
Анализ и грунта и определение оптимального удельного давления на фундамент.
Расчет массы постройки. Суммируется вес стен (включая отделку и утеплитель), перекрытий, кровельных конструкций, мебели, снега на крыше зимой.
Определение удельной нагрузки на грунт путем деления веса дома на площадь и сравнение ее с нормативным значением
Полученная разница умножается на размеры плитного фундамента, итоговое число соответствует его требуемой массе.
Расчет оптимального объема (деление предыдущего значения на плотность бетона) и толщины монолита.
Округление до ближайшей величины, кратной 5 (не важно в какую сторону).
Перерасчет массы монолитного фундамента и сравнение его с рекомендуемой, расхождение не должно превышать ±25 %.
Следующим шагом является определение оптимальной глубины заложения и толщины подушки из щебня и песка, эти факторы напрямую зависят от типа почвы. Минимальная высота траншеи – 60 см, но такая закладка допустима лишь на устойчивых грунтах. Во всех остальных случаях плитный фундамент размещается на 60 см ниже уровня промерзания. Толщина засыпки зависит от веса постройки, минимум составляет:
- Для гаража – 25 см.
- Легких щитовых конструкций – 15 см.
- Фундамента для дома из бруса – 25-30 см.
- Для здания из кирпича и бетона – 50 см (из ни 20 – щебень, 30 – песок).
Этот слой обеспечивает равномерность распределения весовой нагрузки, на сложных почвах его увеличивают на 5 см как минимум.
Самостоятельный расчет объема монолитного плитного основания
Плитное основание – это монолитная железобетонная конструкция, располагающаяся по всей площадью строения. Такой фундамент в большинстве случаев выполнен в форме прямоугольника или квадрата. Следовательно, основными параметрами также считаются длина, ширина и высота железобетонной конструкции. Расчет объема выполняется по формуле:
V = S*H.
В этой формуле буквой «S» обозначена площадь основания, а буква «H» — это высота плиты.
Например, нужно определить объем бетона, который потребуется для заливки монолитной плиты размером 8*8 метров и высотой 0,3 метра.
Вначале определяем площадь основания:
S = 8*8 = 64 м 2 .
https://youtube.com/watch?v=pJkLoqCvt1Y
Теперь высчитываем объем бетона, необходимый для заливки монолитной плиты указанного размера:
V = 64*0,3 = 19,2 м 3 .
Очень часто монолитное плитное основание имеет ребра жесткости, в этом случае объем высчитывают отдельно каждого участка, суммируют полученные значения, а затем добавляют к общему результату.
Выполняя расчет кубатуры фундамента, важно понимать, что неправильный результат может привести не только к перерасходу строительных материалов, но и стать причиной деформации и разрушения основания и всего строения. Поэтому необходимо ответственно подойти к процессу, а лучше всего доверить выполнение расчетов квалифицированным специалистам
Что такое плитный фундамент?
Люди во все времена старались строить свой дом на прочном каменном основании. Именно этот подход давал надежность и долговечность построенным зданиям. И именно он привел к проектированию и строительству на плитных фундаментах.
Плитным фундаментом принято называть конструкцию основания под здание, имеющую вид железобетонной монолитной плиты, располагающейся в границах периметра здания, а чаще несколько выходящую за них.
Существует два вида таких фундаментов:
- сборные, собранные в единую плиту из готовых заводских блоков или плит;
- монолитные, изготовленные непосредственно на стройплощадке и представляющие цельную жесткую конструкцию из армированного бетона.
Сборная фундаментная плита сооружается из готовых железобетонных плит, произведенных на ЗЖБИ – заводе железобетонных изделий. Для изготовления могут применяться плиты типа:
- ПД – плита дорожная;
- ПДП – дорожная для покрытий;
- ПДГ – дорожная с рифленой поверхностью;
- ПДН – дорожная с напряженной арматурой;
- ПАГ – аэродромная и мн. др.
Сборный фундамент из плит хорошо держит нагрузку на сухих, прочных и непучинистых грунтах. А лучше всего они работают на грунтах с мелко- или крупнообломочной каменной структурой. Для этого вида оснований желательна небольшая глубина промерзания грунтов. Поэтому чаще сборные плиты используются для строительства в южных районах страны, где грунт не замерзает или глубина промерзания незначительная.
Но стоит только супесчаному, глинистому, а особенно лессовому грунту немного подмокнуть, например, от тающего снега или затяжных осенних дождей, так немедленно начинаются проседания отдельных плит и после этого трещат стены и перекрытия дома.
- Плитный монолитный фундамент является огромным искусственным плоским камнем высокой прочности. Прочность монолитного фундамента на сжатие обеспечивается использованием соответствующей марки бетона, а на изгиб – его арматурным каркасом.
- Конструкцию каркаса изготавливают из арматурных стержней нужного диаметра и марки стали, пользуясь данными ГОСТ 5781. Можно делать каркас из композитных материалов – стекло или углепластика. Часть композитной арматуры изготавливается на основе базальтового волокна.
- На месте стальной каркас сваривается электросваркой или связывается мягкой стальной проволокой. Композитный каркас только вяжется проволокой, точно так же, как и стальной.
- Арматурный каркас имеет вид пространственной конструкции, в которой арматура расположена во взаимно перпендикулярных направлениях и образует две плоскости в виде горизонтальных сеток. Его схема определяется при проектировании.
- Размер ячейки этих сеток рассчитывается при проектировании и находится в пределах 200 х 200 – 300 х 300 мм. Арматуру используют диаметром 12 – 16 мм.
Виды плитного фундамента
Каркас устанавливается на пластиковых «стульчиках» – опорах. Их высота обеспечивает точное расстояние от нижней и верхней плоскостей фундамента, и составляет 50 мм. Каркасы монтируются так, что бы расстояние от их краев до опалубки так же было по 50 мм. Этот промежуток при заливке и уплотнении бетона образует специальный слой, защищающий арматурный каркас от коррозии. После застывания бетона и набора им прочности, заданной расчетом при проектировании монолитный фундамент готов к возведению здания.
Информация по назначению калькулятора
Онлайн калькулятор монолитного плитного фундамента (плиты) предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента домов и других построек. Перед выбором типа фундамента, обязательно проконсультируйтесь со специалистами, подходит ли данных тип для ваших условий.
Плитный фундамент (ушп) – монолитное железобетонное основание, закладываемое под всю площадь постройки. Имеет самый низкий показатель давления на грунт среди других типов. В основном применяется для легких построек, так как с увеличением нагрузки существенно возрастает стоимость данного типа фундамента. При малом заглублении, на достаточно пучинистых грунтах, возможно равномерное приподнимание и опускание плиты в зависимости от времени года.
Обязательно наличие хорошей гидроизоляции со всех сторон. Утепление может быть как подфундаментное, так и располагаться в стяжке пола, и чаще всего для этих целей применяется экструдированный пенополистирол.
Главным преимуществом плитных фундаментов является относительно низкая стоимость и простота возведения, так как в отличии от ленточного фундамента нет необходимости в проведении большого количества земляных работ. Обычно достаточно выкопать котлован 30-50 см. в глубину, на дне которого размещается песчаная подушка, а так же при необходимости геотекстиль, гидроизоляция и слой утеплителя.
Обязательно необходимо выяснить какими характеристиками обладает грунт под будущим фундаментом, так это это является основным решающим фактором при выборе его типа, размера и других важных характеристик.
Глубина размещения
В большинстве случаев закладка плитной фундаментной основы выполняется с незначительной глубиной. Если проектом не предусмотрены подвалы или подземные парковки, плиту разрешается заливать по уровню земной поверхности.
При наличии подвала или подземного яруса, глубину расположения плиты уточняют с учетом размеров запланированного помещения и значением его высоты.
Основными факторами, определяющими глубину закладки фундаментной плиты, считаются:
- точка промерзания почвы;
- тип почвенного состава;
- создаваемая нагрузка на грунт;
- расположение грунтовой влаги.
Решив возводить плитный фундамент своими руками, размеры котлована определите сами, уточнив число слоев:
- если грунт илистый, то укладывается слой геотекстиля. В иных случаях такая работа не выполняется;
- подушка из щебенки и песка. Значение ее толщины варьируется в пределах пятнадцати – шестидесяти сантиметров и определяется промерзанием земли и ее типовыми отличиями. Если земля промерзает на глубину более метра, следует насыпать около сорока сантиметров песка и до пятнадцати – щебенки. В случае, когда промерзание не превышает метровую отметку, общая высота подушки может составлять тридцать – сорок сантиметров;
- толщина бетонной основы, с помощью которой формируется ровная поверхность под укладку теплоизоляционного материала. Если предстоит строительство небольшого домика, то этот вид работ разрешается не выполнять;
- теплоизоляционный слой. Для теплых районов он достигает десяти сантиметров, для холодных – пятнадцати. Следует также учесть показатель влажности почвенного состава, от которого тоже зависит толщина теплоизоляции.
Расчеты по глубине закладки фундамента выполняются индивидуально, с учетом особенностей участка, отведенного под строительство. В северных районах с нестабильными почвами устраивают котлованы глубиной от восьмидесяти сантиметров до одного метра, при этом вся толщина основания составляет сто – сто двадцать сантиметров. Если строительство ведется по стабильным почвенным составам в районах с теплым климатом, глубины котлована хватит в тридцать – сорок сантиметров. При этом фундаментная основа составляет 0.5 – 0.6 м.
А какой должна быть толщина плиты фундамента на скальном участке? Достаточно двадцати сантиметров.
Виды и строение плитного фундамента
Под плитным фундаментом понимают основание, выполненное в форме плоской плиты из бетона и арматуры. Выделяют два типы конструкций (с подвидами), различающихся по несущей способности. Они приведены в таблице.
Таблица – Классификация плитных оснований с их характеристикой
| № | Монолитный | Сборный |
|---|---|---|
| 1 | цельная железобетонная конструкция, занимающая всю площадь под возводимым сооружением | создается из готовых стандартизированных заводских изделий |
| 2 | делится на такие виды: простые плиты, шведские утепленные (УШП), усиленные | их укладывают на ровную, предварительно уплотненную, поверхность при помощи специального оборудования |
| 3 | у простых – нижняя плоскость ровная | такие конструкции неустойчивы к подвижкам почвы, даже небольшим |
| 4 | у усиленных – она содержит расположенные в расчетном порядке ребра жесткости, а шведские плиты – это разновидность усиленного типа | подходят в качестве опоры для деревянного сооружения на стабильных грунтах (непучинистых, каменистых) |
При почвенных подвижках движется полностью все возведенное здание, что сводит к минимуму возможность деформации отдельных его частей. Поэтому плитные основания называют плавающими и применяют в следующих случаях:
- при слабых почвах;
- когда грунтовые воды проходят близко к поверхности;
- если на возведенное сооружение действуют большие нагрузки.
Толщина монолитного плитного фундамента состоит из нескольких частей:
- подушки, расчет высоты которой происходит по геологическим характеристикам грунта;
- железобетонного слоя, параметры его вычисляются, исходя из существующих нагрузочных воздействий.
Применение плитного основания под дом требует расчета толщины фундамента и количества рабочего материала.
Преимущества плитных фундаментов
Использование такого основания предполагает наличие достоинств и недостатков. К плюсам относят:
большую площадь опоры, позволяющую монтировать ее на любой грунт;
отличную жесткость и высокую надежность – минимальна возможность размытия грунтовыми водами, деформирования;
отсутствие трещин, усадки постройки, так как цоколь – это единая конструкция с фундаментом и плитой первого этажа;
увеличение полезной площади за счет подвального помещения, подземного гаража;
долговечность – срок службы составляет до 150 лет;
при подвижках грунта дает равномерную осадку, что позволяет пользоваться им даже в сейсмически активных и зонах с глубоким промерзанием почвы;
расчет нагрузки плитного фундамента проводят для мало- и многоэтажного строительства.
При выборе такого вида основания рассматривают и его недостатки. К ним относят:
Высокие материальные и трудовые затраты (для глубокозаглубленного типа). Технология возведения требует качественных дорогих материалов и большого количества рабочих – на строительство уходит около 50% всего бюджета.
Обязательна солнечная и сухая погода для быстрого схватывания бетона.
Дополнительные расходы – при возведении на участке, где имеется склон, нужно заливать одновременно с плитой еще дополнительные железобетонные ребра или сваи с целью предотвращения сползания его по склону.
Расширение помещения в дальнейшем за счет сооружения технического подпола или подвального этажа – это сделать будет невозможно.
Так что стоит сразу обратить внимание на предпроектный этап – оценить расположение участка, его рельеф, а также создать предварительный план дома, чтобы учесть все нужды на те или иные помещения
