Какую толщину плиты выбрать под фундамент трехэтажного дома

Как и зачем рассчитывать толщину плитного фундамента

Монолитная плита — один из самых надежных видов фундамента, если соблюдена технология монтажа. Ее используют как при возведении многоэтажных зданий на грунтах с плохими характеристиками, так и при строительстве индивидуальных домов. Отличие в этом случае будет в толщине бетонного слоя и степени армирования.

Материалы для плитного фундамента

Бетон используется для фундаментных конструкций благодаря своей самой главной характеристике — высокой прочности на сжатие. Для фундаментов не применяют материал высоких марок, достаточно приобрести бетон B15-B25 в качестве основного и B7,5-B12,5 для выравнивающей подготовки. Более прочный материал укладывать можно, но экономически не выгодно.

Минус бетона в качестве строительного материала — невысокая прочность на изгиб, которая компенсируется использованием арматуры. Стержни не дают монолитной плите растрескиваться при неравномерных нагрузках. Для фундаментов приобретают пруты класса А400(Alll — устаревшая маркировка) или ВрI.

Целесообразность проведения расчетов

Монолитная фундаментная плита рассчитывается как сложная конструкция, в которой бетон и арматура работают совместно. Основные цели расчета любого элемента в здании — проверка несущей способности и экономия материала. Благодаря предварительным вычислениям находится оптимальный вариант, обеспечивающий необходимую прочность с минимальными затратами.

Наиболее грамотное решение способен принять только специалист. Плитные фундаменты достаточно новая технология, поэтому далеко не каждый инженер-строитель способен грамотно их запроектировать. Вычисления выполняются в специальных программах, предварительно выяснив расчетные характеристики грунта. Под частный дом допустимо принимать толщину и процент армирования без расчетов, ориентируясь на нагрузку от вышележащих конструкций.

Сбор нагрузок

Исходными данными для проектирования монолитного фундамента, помимо характеристик грунта, служит сбор нагрузок. В расчете учитываются следующие значения:

1. постоянные нагрузки от стен, кровли, перекрытий;
2. временные нагрузки: (кратковременные — снеговая и длительная — нагрузка от мебели и людей).

Определение постоянной нагрузки

Важно учесть все элементы здания. Согласно пункту 1.23 «Руководства по проектированию каркасных зданий и сооружений башенного типа» на песчаных грунтах собственный вес плиты не учитывают, на глинистых его делят пополам, а на плывучих неустойчивых основаниях заводят в расчет полностью. Массу стен берут за вычетом проемов.

Получение из нормативных нагрузок расчетных производится путем умножения на коэффициенты надежности. Коэффициенты принимаются по таблице 7.1 СП «Нагрузки и воздействия». Коэффициенты, которые могут понадобиться для расчетов индивидуального дома, приведены в таблице.

Тип конструкции	Коэффициент надежности по нагрузке
Металлические	1,05
Бетонные и железобетонные средней плотностью выше 1,6 т/м 3 , каменные, кирпичные, деревянные	1,1
Бетонные и железобетонные средней плотностью 1,6 т/м 3 и ниже (например, плиты перекрытий), изоляционные слои, засыпки, стяжки изготавливаемые в заводских условиях	1,2
Бетонные и железобетонные средней плотностью 1,6 т/м 3 и ниже (например, плиты перекрытий), изоляционные слои, засыпки, стяжки изготавливаемые на строительной площадке	1,3

Определение временных нагрузок

Масса снегового покрова зависит от типа местности строительства. Нормативные значения для каждого приведены в таблице 10.1 СП «Нагрузки и воздействия». Чтобы получить расчетную величину нагрузку умножают на коэффициент надежности, для снега он составляет 1,4.

Равномерно распределенные нагрузки приведены в таблице 8.3 СП «Нагрузки и воздействия». Для жилых зданий значение принимается 150 кг/м². В эту величину включена масса мебели и оборудования. Если планируется размещение тяжелых предметов, значение принимают в индивидуальном порядке. Коэффициент надежности 1,2.

Видео по расчету плитного фундамента:

Определение толщины фундаментной плиты

Если плита проектируется с выполнением расчетов в полном объеме, то их ведут по l группе предельных состояний (расчеты по прочности) и по ll ГПС (расчеты по деформативности). Для индивидуальной застройки услуги квалифицированных специалистов зачастую недоступны из-за высокой стоимости, поэтому значения принимаются «на глаз» с учетом минимальных требований.

Приблизительные значения, какая толщина принимается для зданий из разных материалов удобнее свести в одну таблицу.

Тип здания	Толщина фундаментной плиты, мм	Армирование
Небольшие постройки (веранды, гаражи, помещения для хранения инвентаря)	100-150	сетками в один ряд
Жилые двухэтажные дома из легких материалов (каркасные, газобетонные)	200-250	объемное в два ряда
Жилые двухэтажные дома из бревен, бруса, бетона или кирпича с массивными перекрытиями	250-300	объемное в два ряда

Значения, приведенные в таблице, подходят для грунтов с достаточной несущей способностью. При плывучих болотистых основаниях толщину следует увеличить.

Минимальный диаметр арматурных стержней принимается 10 мм для легких строений на хороших фундаментах. Для армирования фундаментной плиты под кирпичный двухэтажный дом оптимально принимать пруты диаметром 12-16 мм. Ячейку сетки принимают от 10 см. Для вертикального армирования минимальное значение диаметра — 8 мм.

При использовании стержней разных диаметров, большие располагают в нижнем ряду, поскольку там плита испытывает большие нагрузки на изгиб.

Определение глубины заложения и глубины котлована

Фундаментная плита чаще относится к мелкозаглубленным фундаментам. Если планируется подвал, глубина заложения зависит от высоты помещения, в остальных случаях плиту заливают вровень с землей.

Глубину отрывки котлована можно определить, посчитав толщину подстилающих слоев.

1. Слой геотекстиля. Только для илистых грунтов, для предотвращения перемешивания песка и грунта.
2. Песчаная подушка принимается в среднем толщиной 30-50 см, при насыпных грунтах значение увеличивается. Необходимо приобрести песок средней крупности, мелкий может дать большую усадку. Обязательно послойное виброуплотнение песка слоями не более 40 см.
3. Бетонная подготовка выполняется для выравнивания и удобства укладки гидроизоляции. Для небольших строений можно ее не использовать. Для двухэтажного кирпичного дома оптимальным вариантом станет подбетонка толщиной 5-10 см из бетона B7,5.
4. Гидроизоляция фундамента. Удобнее выполнять с помощью рубероида, гидроизола и линокрома в два слоя, сначала вдоль затем поперек.

Суммарная толщина всех слоев с учетом плиты для массивного дома в среднем составляет 650-750мм.

Расчет количества материалов для двухэтажного кирпичного дома

Для примера рассмотрим здание с размерами в плане 6 на 6 метров. Толщина плиты принимается 30 см, армирование в два слоя. Рабочая арматура диаметром 14 мм с шагом 20 см. Вертикальные стержни диаметром 8 мм с шагом 20 см. Бетон плиты — B20, подготовки — B7,5. Песчаная подушка толщиной 50 см.

1. Расход бетона В20. Плита должна выходить за пределы здания на 10 см, поэтому площадь плиты равняется 6,2*6,2 = 38,44 м². Объем = 38,44*0,3 = 11,532 м³.
2. Расход рабочей арматуры. Стержни для армирования принимаются на 6 см короче размеров плиты для обеспечения защитного слоя. Длина стержня = 6200-60 = 6140 мм. Количество стержней в одном направлении = 6200/200+1 =32 шт, на одну сетку 64 шт, поскольку стороны одинаковы. На всю плиту -1 28 шт. Длина арматуры = 128*6,14 = 785,92 м. Масса рабочего армирования = 785,92*1,21 (масса 1 м арматуры заданного диаметра, по сортаменту) = 950,96 кг.
3. Расход вертикальной арматуры. Длина стержня = 300-60 = 240 мм. Количество стержней можно принять с учетом шага в 40 см = 16*16 = 256 шт. Масса вертикального армирования = (256*0,24)*0,395 = 24,27 кг.
4. Расход бетона B7,5 на подготовку = 6,2*6,2*0,05(толщина) = 1,9 м³.
5. Подушка из песка средней крупности выходит за грани плиты на 10 см. Расход песка = 6,4*6,4*0,5 = 20,5 м³.
6. Геотекстиль и гидроизоляция. Укладываются с небольшим запасом. Площадь одного слоя = 6,4*6,4 = 41 м².

Получившиеся значения для двухэтажного кирпичного дома перед закупкой материала удобно свести в таблицу.

Материал	Расчетное требуемое количество
Бетон B20	11,16 м 3
Бетон B7,5	3,72 м 3
Арматура А400 диаметром 16 мм	906,24 кг
Арматура А400 диаметром 10 мм	364,41 кг
Песок средней крупности	19,22 м 3
Геотекстиль	38,44 м 2
Гидроизол в два слоя	76,88 м 2

При покупке нужно предусматривать небольшой запас.

Предварительные расчеты позволят значительно сэкономить на возведении монолитной фундаментной плиты, заранее просчитать все затраты и обеспечить высокую надежность конструкции. Важно учесть условия проведения работ. Если фундамент остается пережидать зиму, потребуется принять меры по его консервации и утеплению во избежание появления трещин.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Источник

Толщина плитного фундамента: Пример как рассчитать толщину плиты

Толщина монолитной фундаментной плиты рассчитывается при помощи СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений. На этом этапе расчетов мы сломали головы и свернули кровь. На запрос «Как рассчитать толщину фундаментной плиты» доблестный Google выдаёт статьи с описанием алгоритма вычислений. Но очень многие из них описаны либо слишком сложным профессиональным языком, в котором трудно разобраться, либо довольно лёгким языком копирайтера, который не разобрался в теме, по пути потерял часть данных, но профессионалов кое-как пересказал.

Расчёт толщины плиты фундамента нужно начать с сопоставления суммарного давления от здания и оптимального значение нагрузки на грунт. Это если по-научному, а если по-свойски, нужно примерно посчитать, насколько тяжёлым будет здание и соотнести это с тем, насколько грунт на вашем участке хорошо справляется с нагрузкой.

Плита должна быть не слишком тяжёлой, чтобы не утяжелять общую конструкцию дома и не продавливать грунт под собой. Но и не слишком лёгкой, чтобы дом не болтался, как поплавок, в особенно мокрые периоды.

Фундаментная плита под дом: расчет толщины

Максимальный вес нашего дома – 70 тонн (вес стен, крыши, стяжки, штукатурки, окон, дверей, возможной снеговой нагрузки и т.д., но без учёта фундамента). Это максимальный-максимальный вес.

Площадь нашего плитного фундамента – 48 метров квадратных.

Чтобы высчитать с какой силой дом будет давить на грунт нужно:

70 тонн / 48 м² = 1,458 тонн/м²

Далее для удобства работы с цифрами переводим тонны в килограммы, а метры квадратные в сантиметры, ибо давление на грунт исчисляется в кг/см²

1,458 тонн/м² = 0, 145 кг/см²

Теперь сравниваем своё 0, 145 кг/см² с оптимальной нагрузкой на грунт. Так как в грузинской деревне с геологами дефицит, профессионально наш грунт никто не оценивал, но мы решили самостоятельно сделать геологию участка и на всякий случай берём коэффициент пористого и текучего суглинка (то есть грунта, который наиболее впечатлительно реагирует на нагрузку). Согласно таблицы 3, приложения 3 к СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений расчетное сопротивление пористого и текучего суглинка составит Ro = 1 кг/см2. Если вдруг сопротивление грунта будет выше в несколько раз, то страшного в этом ничего нет. Дом дольше простоит.

Находим разницу между этими величинами :

1 кг/см² – 0, 145 кг/см² = 0, 855 кг/см²

Теперь 0, 855 кг/см² умножаем на площадь фундамента – 480 000 см², чтобы определить вес плиты:

0, 855 кг/см² * 480 000 см² = 410 400 кг

Далее вес нашего фундамента делим на средний удельный вес армированного бетона – 2500 кг/м3, чтобы вычислить оптимальный объём фундамента:

410 400 кг / 2500 кг/м3 = 164,16 м3

Объём фундамента делим на площадь плиты (уже в метрах) и получаем предположительную толщину плиты

164,16 м3 / 48 м² = 3,42 м

Далее рекомендуют округлить до любого ближайшего значения кратного 5-ти, то есть в нашем случае плита может ровняться аж 3 метра 40 сантиметров.

Это не означает, что мы, как сумасшедшие должны лить 3-хметровую фундаментную плиту. Это означает, что наш грунт может вынести, куда большую нагрузку, чем наш дом.

Максимально возможную высоту монолитной плиты фундамента мы определили. Теперь пора выяснить минимальную толщину фундаментной плиты. У нас ведь нет цели закопать в землю, как можно больше бетона?

Минимальная толщина плиты фундамента

На профессиональных строительных ресурсах пишут о толщине фундаментной плиты от 10 до 35 сантиметров. Уменьшать высоту плиты не стоит, потому что есть риск раскола плиты под воздействием веса самого здания. Увеличивать – тоже нецелесообразно, потому что это влечёт за собой перерасход материалов, рабочей силы и создаёт излишнюю нагрузку на грунт.

Перекопав массу информации на форумах, мы нашли несколько отзывов о фундаментной плите от самостройщиков, которые живут с таким типом фундамента уже несколько лет, то есть рассказывают, как оно в эксплуатации.

Собрали такую информацию:

• 30 сантиметров заливают для больших тяжёлых домов, с двумя этажами, бетонным перекрытиями и так далее. Масса такого дома может достигать 700 тонн (для сравнения, наш дом – не больше 70 тонн)
• 10 сантиметров подходит для сарайчика или небольшой баньки.

Выходит, наш формат – 15-20 сантиметров толщины. Продолжаем анализ.

Минимальная толщина фундаментной плиты допустима:

1. Если глубина промерзания грунта менее 1 метра. Наш дом строится в южном климате, грунт не промерзает вовсе, не пучинится, значит, нагрузки на излом на фундамент не будет
2. Если вы используете бетон марки не ниже М300
3. Если вы строите небольшой одноэтажный дом из лёгких материалов (каркасник, газоблок, керамзитные блоки)
4. Если заложена щебёночная и песчаная подушка под плиту
5. Если нагрузка по плите распределена равномерно. Фундамент должен выдерживать нагрузку не только на сжатие, но и на изгиб. Чем больше длина наружных стен, тем выше вероятность раскалывания монолитной плиты. В нашем случае, домик небольшой, а значит переживать за это не стоит. К тому же в планировке дома мы предусмотрели дополнительную, пятую несущую стену, которая проходит в аккурат по центру дома. Это значит, что нагрузка будет максимально равномерно распределена

Таким образом, мы не нашли аргументов в пользу увеличения объёма плиты и остановились на толщине в 15 сантиметров. С учётом 30 сантиметровой щебёночной подсыпки – это должны быть достаточно надёжным основанием для нашего дома.

Задача№ 1. Дано:

Толщина плитного фундамента для дома равна 15 сантиметрам. Площадь плиты 48 метров квадратных. Вес дома (стены, крыша, стяжка, перегородки и т.д.) около 70 тонн. Какое давление на грунт оказывает этот дом?

Решение:

Вычисляем объём фундамента:

15 см * 480 000 см² = 7 200 000 см3 (7,2 м3)

Умножаем объём на средний удельный вес армированного бетона – 2500 кг/м3, чтобы получить вес фундамента:

7, 2 м3 * 2500 кг/м3 = 18 000 кг

Складываем вес дома и вес фундаментной плиты:

70 000 кг + 18 000 кг = 88 000 кг

И делим вес всего здания на площадь основания, чтобы вычислить давление всего сооружения на грунт:

88 000 кг / 480 000 см² = 0, 2 кг/см²

Ответ: Этот дом оказывает давление на грунт 0, 2 кг/см²

Задача№ 2. Дано:

Представим человека, со среднестатистическими показателями: размер стопы – 39-40, вес – 60 килограммов. Какое давление на грунт будет оказывать этот человек, стоя на одной ноге?

Стопа такого человека = 200 см² (примерно, с учётом изгибов, 8 см в ширину и 25 см в длину, измерено опытным путём)

Делим вес человека на площадь стопы, чтобы вычислить давление на грунт:

60 кг / 200 см² = 0,3 кг/ см²

Внимание вопрос! Наш дом или человек давит на грунт сильнее? Пишите в комментариях свой ответ!
Теперь вы знаете, какие задачки мы придумываем дождливыми зимними вечерами.

Источник