Расчет фундаментной плиты, вес плиты, нагрузка на плиту, толщина плиты перекрытия

От правильности выбора фундаментной конструкции зависит долговечность всей постройки, будь то баня или жилой дом. В пользу монолитной плиты чаще всего говорят особенности грунта (близкое залегание подземных вод, нестабильность слоев и т.д.). Нагрузка на плиту – суммарный вес всех стен перекрытия, внутридомовых конструкций (лестниц, каминов и иных тяжеловесных предметов интерьера). От общих значений массы каждого этажа с содержимым зависит толщина плитного фундамента в сантиметрах.

Содержание

1 Причины выбора монолитной конструкции
2 Описание типа фундамента
3 Расчет нагрузки на основание
4 Алгоритм расчета, основанный на несущей способности почвы
5 Кубатура основания
6 Как рассчитать арматуру

Причины выбора монолитной конструкции

Для определения нагрузки на основание здания требуется знать вес всех компонентов фундамента. Применяется специальная таблица (ниже), облегчающая расчет объема требуемых материалов.

Определение объема материалов на плитное основание

Предпочтение монолитной фундаментной конструкции оправдано совокупностью сразу нескольких факторов окружающей среды. Данный тип фундамента обладает массой преимуществ:

простота изготовления;
небольшая стоимость материалов;
универсальность применения (все типы грунта);
отличная теплоизоляция;
высокая устойчивость к заморозкам.

Для расчета толщины перекрытия основания здания требуется опыт и багаж определенных знаний. Специалист, к примеру, справится с этой задачей гораздо эффективнее и быстрее любителя. Но при желании освоения темы строитель может самостоятельно определить вес будущей постройки и нагрузку на все перекрытия.

Описание типа фундамента

Плитный тип фундамента – разновидность бетонной или железобетонной плиты, площадь которой полностью располагается под периметром здания. Под такое основание устраивается подушка из сыпучих инертных материалов (щебня, песка, гравия).

При этом толщина плиты зависит от того, каков общий вес всех конструктивных элементов проекта на плиту фундамента. Расчет этой нагрузки – важный этап любого строительства.

Расчет нагрузки на основание

Самый распространенный вариант плитного фундамента предполагает неглубокое его заложение в грунт. Расчет основания подразумевает выполнение последовательных операций:

1) определение размеров бетонной плиты;

2) расчет, базирующийся на определении несущей грунтовой способности;

3) определение необходимого объема бетонного раствора;

4) расчет требуемого количества арматуры.

Например, если неточно рассчитать один из параметров, это неминуемо скажется на качестве фундамента в целом. Чтобы рассмотреть данную тему более детально, стоит рассмотреть конкретный пример: ширина и длина фундамента равняется габаритам постройки, а толщина основания имеет усредненное (рекомендованное) значение в 25 см.

Опираясь на исходные данные, произведем подробный расчет нагрузки на перекрытия дома и его опору.

Алгоритм расчета, основанный на несущей способности почвы

Когда определены габариты фундаментной плиты, можно осуществить расчет этой конструкции исходя из несущей грунтовой способности. Цель этой операции – оценка состояния грунта и его способности выдерживать суммарный вес всех стен перекрытия и прочих элементов внутри здания.

Пример: сильное давление на почву приведет к чрезмерной осадке фундаментной плиты и смещению слоев грунта. Все это в комплексе станет причиной развития катастрофических последствий.

Площадь фундамента считается надежной, если она превышает следующее условие:

S > Kн × F / Kр × R,

в котором S – подошва основания дома в кв. см;

Kн – коэффициент, определяющий надежность опоры (принимается равным 1,2);

F – суммарная масса всех плит перекрытия (включая эксплуатационные нагрузки) на фундамент в кг;

Kр – коэффициент, который определяет условия работ;

R – условное значение расчетного почвенного сопротивления в кг/кв.см.

Условия работы на каждом грунте принимают различное значение.Также на коэффициент Кр оказывает влияние тип возводимого здания. К примеру, необходимо построить тяжелый дом на почве, основа которой – пластичная глина. Кр в этом случае будет равен 1. Слабоглинистые и мелкопесчаные почвы – Кр равняется 1,2. Легкая постройка на крупнопесчаной почве определяет значение Кр как 1,4. Данные значения коэффициента, определяющего условия строительства, можно взять из специальных таблиц. Найденная цифра подставляется в вышеприведенный расчет.

Таблица 2. Значения коэффициентов, определяющих условия работ при строительстве фундамента на почвах с органическими компонентами

Тип и параметры грунта	Коэффициент условий работы грунтового основания
Мелкозернистые пески, имеющие высокое водонасыщение и степень заторфованности 0,03 < I_от ≤ 0,25 0,25 < I_от ≤ 0,40	0,85 0,80
Пески пылеватые водонасыщенные при степени заторфованности: 0,03 < I_от ≤ 0,25 0,25 < I_от ≤ 0,40	0,75 0,70
Глинистые грунты водонасыщенные при степени заторфованности 0,05 < I_от ≤ 0,25 с показателем текучести: I_L ≤ 0,5 I_L > 0,5	1,05 1,0
То же, при степени заторфованности 0,25 < I_от ≤ 0,40 с показателем текучести: I_L ≤ 0,5 I_L > 0,5	0,90 0,80

Как видно из таблицы, на значение Кр оказывает влияние не только тип почвы, а также его уровень водонасыщения и пористости структуры.

Итак, расчет произведен и приведенное в формуле условие выполняется. Значит, вес перекрытия и всех несущих конструкций на плиту фундамента гарантирует безопасность эксплуатации здания. Если расчетные данные противоречат требуемому условию, необходимо увеличивать площадь бетонной опоры или изменять какой-то иной параметр.

Важно: данный расчет по несущей способности грунта должен претворять этап проектирования будущего дома. Только после завершения расчетных данных с фундаментом можно конкретно определять габариты здания.

Кубатура основания

После определения суммарного давления стен перекрытия и способности почвы выдержать данную нагрузку можно переходить к следующему этапу расчетов – расчет бетонной кубатуры на плиту.

Выполнение этого этапа сопряжено со знанием законов геометрии. Плитное основание – параллелепипед, объем которого находится по формуле:

V = L × B × H,

где V – объем плиты основания в куб. см;

L – длина конструкции в см;

B – значение ширины, см;

H – толщина фундамента в см.

Если требуется выполнить расчет кубатуры более сложной геометрической фигуры, она мысленно дробится на мелкие с простыми формами, после чего их объемы суммируются.

Важно: если монолитное основание усиливается ребрами жесткости, их объем нужно высчитать отдельно и прибавить к объему самой плиты.

Как рассчитать арматуру

Арматура применяется не только для усиления элементов перекрытия, она требуется и для повышения надежности самого фундамента.

Ключевой момент – для армирования фундаментной конструкции используется лишь материал, имеющий ребристую поверхность и диаметр сечения выше 10-им мм. Составная деталь плит перекрытия и основания дома, арматура обеспечивает нужную жесткость и надежность этих конструкций.

Чтобы определить длину арматурных прутьев, ориентируются на проектные размеры здания и шаг сетки формируемого каркаса. Среднее значение шага – 200 мм. Исходя из исходной информации, несложно определить объем арматуры и его вес.

Чаще всего масса армирующего каркаса укладывается в диапазон от 5 до 10% в общем объеме монолитной железобетонной плиты .