Нагрузка на монолитную плиту

Содержание

Расчет фундаментной плиты

Нагрузка на монолитную плиту

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.

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.

Монолитная плита в разрезе

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:

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.

Армирование монолитного основания

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 грунтаКоэффициент условийработы грунтовогооснования
Мелкозернистые пески, имеющие высокое водонасыщение и степень заторфованности0,03 < Iот ≤ 0,250,25 < Iот ≤ 0,400,850,80
Пески пылеватые водонасыщенные при степени заторфованности:0,03 < Iот ≤ 0,250,25 < Iот ≤ 0,400,750,70
Глинистые грунты водонасыщенные при степенизаторфованности 0,05 < Iот ≤ 0,25 с показателем текучести:IL ≤ 0,5IL > 0,51,051,0
То же, при степени заторфованности 0,25 < Iот ≤ 0,40с показателем текучести:IL ≤ 0,5IL > 0,50,900,80

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:

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.

Внешний вид плитного фундамента

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 .

Источник: http://rfund.ru/raschet/raschet-fundamentnoj-plity.html

Расчет монолитной плиты перекрытия на примере квадратной и прямоугольной плит, опертых по контуру

Нагрузка на монолитную плиту

При создании домов с индивидуальной планировкой дома, как правило, застройщики сталкиваются с большим неудобством использования заводских панелей. С одной стороны, их стандартные размеры и форма, с другой – внушительный вес, из-за которого не обойтись без привлечения подъемной строительной техники.

Для перекрытия домов с комнатами разного размера и конфигурации, включая овал и полукруг, идеальным решением являются монолитные ж/б плиты.

Дело в том, что по сравнению с заводскими они требуют значительно меньших денежных вложений как на покупку необходимых материалов, так и на доставку и монтаж.

К тому же у них значительно выше несущая способность, а бесшовная поверхность плит очень качественная.

Почему же при всех очевидных преимуществах не каждый прибегает к бетонированию перекрытия? Вряд ли людей отпугивают более длительные подготовительные работы, тем более что ни заказ арматуры, ни устройство опалубки сегодня не представляет никакой сложности. Проблема в другом – не каждый знает, как правильно выполнить расчет монолитной плиты перекрытия.

Преимущества устройства монолитного перекрытия ↑

Монолитные железобетонные перекрытия причисляют к категории самых надежных и универсальных стройматериалов.

  • по данной технологии возможно перекрывать помещения практически любых габаритов, независимо от линейных размеров сооружения. Единственное при необходимости перекрыть больших пространств возникает необходимость в установке дополнительных опор;
  • они обеспечивают высокую звукоизоляцию. Несмотря на относительно небольшую толщину (140 мм), они способны полностью подавлять сторонние шумы;
  • с нижней стороны поверхность монолитного литья – гладкая, бесшовная, без перепадов, поэтому чаще всего подобные потолки отделывают только при помощи тонкого слоя шпаклевки и окрашивают;
  • цельное литье позволяет возводить выносные конструкции, к примеру, создать балкон, который составит одну монолитную плиту с перекрытием. Кстати, подобный балкон значительно долговечнее.
  • К недостаткам монолитного литья можно отнести необходимость использования при заливке бетона специализированного оборудования, к примеру, бетономешалок.

Внимание!

Устраивать монолитное перекрытие в доме из газобетона можно исключительно после установки дополнительных опор из бетона или железа. Что же касается деревянных построек, то использование такого типа литья запрещено.

Для конструкций из легкого материала типа газобетона больше подходят сборно-монолитные перекрытия. Их выполняют из готовых блоков, к примеру, из керамзита, газобетона или других аналогичных материалов, после чего заливают бетоном. Получается, с одной стороны, легкая конструкция, а с другой – она служит монолитным армированным поясом для всего строения.

Виды ↑

По технологии устройства различают:

  • монолитное балочное перекрытие;
  • безбалочное – это один из самых распространенных вариантов, расходы на материалы здесь меньше, поскольку нет необходимости закупать балки и обрабатывать перекрытия.
  • имеющие несъемную опалубку;
  • по профнастилу. Наиболее часто такую конструкцию используют для создания терасс, при строительстве гаражей и других подобных сооружений. Профлисты играют роль несгибаемой опалубки, на которую заливают бетон. Функции опоры будет выполнять каркас из металла, собранный из колонн и балок.

Обязательные условия получения качественного и надежного монолитное перекрытие по профнастилу:

  • чертежи, в которых указаны точнейшие размеры сооружения. Допустимая погрешность – до миллиметра;
  • расчет монолитной плиты перекрытия, где учтены создаваемые ею нагрузки.

Профилированные листы позволяют получить ребристое монолитное перекрытие, отличающееся большей надежностью. При этом значительно сокращаются затраты на бетон и стержни арматуры.

На заметку

Все монтажные работы выполняются по специально составленным технологическим картам на устройство монолитного перекрытия. Его еще называют основным технологическим документом, предназначенным как для строительных организаций и проектных бюро, так и для мастеров , непосредственно связанных с выполнением монолитных ж/б работ.

Расчет безбалочного перекрытия ↑

Перекрытие этого типа представляет из себя сплошную плиту. Опорой для нее служат колонны, которые могут иметь капители. Последние необходимы тогда, когда для создания требуемой жесткости прибегают к уменьшению расчетного пролета.

Полезно

Экспериментально было установлено, что для безбалочной плиты опасными нагрузками можно считать сплошную, оказывающую давление на всю площадь и полосовую, распределенную через весь пролет.

Параметры монолитной плиты ↑

Понятно, что вес литой плиты напрямую зависит от ее высоты.

Однако, помимо собственно веса она испытывает также определенную расчетную нагрузку, которая образуется в результате воздействия веса выравнивающей стяжки, финишного покрытия, мебели, находящихся в помещении людей и другое.

Было бы наивно предположить, что кому-то удастся полностью предугадать возможные нагрузки или их комбинации, поэтому в расчетах прибегают к статистическим данным, основываясь на теории вероятностей. Таким путем получают величину распределенной нагрузки.

К примеру:

Здесь суммарная нагрузка составляет 775 кг на кв. м.

Одни из составляющих могут носить кратковременный характер, другие – более длительный. Чтобы не усложнять наши расчеты, условимся принимать распределительную нагрузку qв временной.

Как рассчитать наибольший изгибающий момент ↑

Это один из определяющих параметров при выборе сечения арматуры.

Напомним, что мы имеем дело с плитой, которая оперта по контуру, то есть, она будет выступать в роли балки не только относительно оси абсцисс, но и оси аппликат (z), и будет испытывать сжатие и растяжение в обеих плоскостях.

Как известно, изгибающий момент по отношению к оси абсцисс балки с опорой на две стены, имеющей пролет ln вычисляют по формуле mn = qnln2/8 (для удобства за ее ширину принят 1 м). Очевидно, что если пролеты равны, то равны и моменты.

Если учесть, что в случае квадратной плиты нагрузки q1 и q2 равны, возможно допустить, что они составляют половину расчетной нагрузки, обозначаемой q. Т. е.

Иначе говоря, можно допустить, что арматура, уложенная параллельно осям абсцисс и аппликат, рассчитывается на один и тот же изгибающий момент, который вдвое меньше, нежели тот же показатель для плиты, которая в качестве опоры имеет две стены. Получаем, что максимальное значение расчетного момента составляет:

Что же касается величины момента для бетона, то если учесть, что он испытывает сжимающее воздействие одновременно в перпендикулярных друг другу плоскостях, то ее значение будет больше, а именно,

Как известно, для расчетов требуется единая величина момента, поэтому в качестве его расчетного значения берут среднее арифметическое от Ма и Мб, которое в нашем случае равно 1472.6 кгс·м:

Как выбрать сечение арматуры ↑

В качестве примера произведем расчет сечения стержня по старой методике и сразу отметим, что конечный результат расчета по любой другой дает минимальную погрешность.

Какой бы способ расчеты вы ни выбрали, не надо забывать, высота арматуры в зависимости от ее расположения относительно осей x и z будет различаться.

В качестве значения высот предварительно примем: для первой оси h01 = 130 мм, для второй – h02 = 110 мм. Воспользуемся формулой А0n = M/bh20nRb. Соответственно получим:

Из представленной ниже вспомогательной таблицы найдем соответствующие значения η и ξ и посчитаем искомую площадь по формуле Fan= M/ηh0nRs.

Получаем

  • Fa1 = 3,275 кв. см.
  • Fa2 = 3,6 кв. см.

Фактически, для армирования 1 пог. м необходимо по 5 арматурных стержня для укладки в продольном и поперечном направлении с шагом 20 см.

Для выбора сечения можно воспользоваться нижележащей таблицей. К примеру, для пяти стержней ⌀10 мм получаем площадь сечения, равной 3,93 кв. см, а для 1 пог. м она будет в два раза больше – 7,86 кв. см.

Сечение арматуры, проложенной в верхней части, было взято с достаточным запасом, поэтому число арматуры в нижнем слое можно уменьшить до четырех. Тогда для нижней части площадь, согласно таблице составит 3,14 кв. см.

На заметку

Для расчета подобной плиты в панельном доме согласно имеющимся методикам расчета обычно применяют корректирующий коэффициент для учета также пространственной работы конструкции. Он позволяет примерно на 3–10 процентов сократить сечение.

Однако многие специалисты считают, что, в отличие от заводских, для монолитных плит его использование не столь уж обязательно, поскольку при таком подходе возникает необходимость в ряде дополнительных расчетов, к примеру, на раскрытие трещин и прочих.

И потом, если центральную часть армировать стержнями большего диаметра, то прогиб посередине будет изначально меньше. При необходимости его можно достаточно просто устранить или скрыть под финишной отделкой.

Пример расчета монолитной плиты перекрытия в виде прямоугольника ↑

Очевидно, что в подобных конструкциях момент, действующий по отношению к оси абсцисс, не может равняться его значению, относительно оси аппликат. Причем чем больше разброс между ее линейными размерами, тем больше она будет похожа на балку с шарнирными опорами. Иначе говоря, начиная с какого-то момента, величина воздействия поперечной арматуры станет постоянной.

На практике неоднократно была показана зависимость поперечного и продольного моментов от значения λ = l2 / l1:

  • при λ > 3, продольный больше поперечного в пять раз;
  • при λ ≤ 3 эту зависимость определяют по графику.

Допустим, требуется рассчитать прямоугольную плиту 8х5 м. Учитывая, что расчетные пролеты это и есть линейные размеры помещения, получаем, что их отношение λ равно 1.6. Следуя кривой 1 на графике, найдем соотношение моментов. Оно будет равно 0.49, откуда получаем, что m2 = 0.49*m1.

Далее, для нахождения общего момента значения m1 и m2 необходимо сложить. В итоге получаем, что M = 1.49*m1. Продолжим: подсчитаем два изгибающих момента – для бетона и арматуры, затем с их помощью и расчетный момент.

Теперь вновь обратимся к вспомогательной таблице, откуда находим значения η1, η2 и ξ1, ξ2. Далее, подставив найденные значения в формулу, по которой вычисляют площадь сечения арматуры, получаем:

  • Fa1 = 3.845 кв. см;
  • Fa2 = 2 кв. см.

В итоге получаем, что для армирования 1 пог. м. плиты необходимо:

  • продольная арматура:пять 10-миллиметровых стержней, длина 520 -540 см, Sсеч. – 3.93 кв. см;
  • поперечная арматура: четыре 8-миллиметровых стержня, длина 820-840 см, Sсеч. – 2.01 кв.см.

© 2019 stylekrov.ru

(7 votes, average: 3,43 5)

Источник: http://stylekrov.ru/raschet-monolitnoj-plity-perekrytiya.html

Монолитная плита перекрытия: классификация, формулы для расчетов, расчет плиты перекрытия

Нагрузка на монолитную плиту

Плита перекрытия — это горизонтальная строительная конструкция, которая разделяет этажи друг от друга. Эта конструкция является несущей, она распределяет нагрузки и обеспечивает жесткость здания. Монолитная плита перекрытия — это конструкция, изготовленная на месте строительства здания путем заливки арматуры бетонной смесью.

Нельзя изменять проект дома без согласования с архитектором, потому что эти плиты проектируются специально для конкретного здания, так как для них нужно определить расположение арматуры и способ опоры.

Сталь намного прочнее бетона, именно потому арматурная сетка находится внизу плиты. Эта сетка не должна быть впритык к опалубке, расстояние между арматурой и опалубкой должно быть больше 3 см. Арматуру используют сечением 8−12 мм.

Бетон должен иметь толщину не менее 10 см. Плита должна быть забетонирована за один раз. Опалубка выполняется в виде дна и стен будущей плиты. Для долговечности, прочности и надежности перекрытия используют бетона марки М200 и выше.

Для этого лучше покупать готовую бетонную смесь на заводе.

Этот тип перекрытий имеет преимущества перед готовыми железобетонными плитами:

  • монолитное перекрытие используют в тех случаях, когда сложно организовать работу подъемного крана на стройплощадке, а также если здание имеет нестандартные размеры и архитектурные формы;
  • благодаря прочной связи элементов плиты обеспечивается высокая жесткость конструкции;
  • экономия денежных средств на электроэнергию, погрузочно-разгрузочные работы, сварочные работы по устранению стыков, меньшие затраты на материалы;
  • все необходимые материалы есть в свободной продаже;
  • нижняя поверхность плиты гладкая и ровная, поэтому проводить штукатурные работы легче;
  • отсутствие стыков повышает звукоизоляцию здания;
  • материал не горит и не подвержен гниению;
  • такой метод построения здания позволяет делать выносные конструкции (балконы), основание которых — единая плита с межэтажным перекрытием. Это повышает прочность и надежность балкона.

Главный недостаток такого типа перекрытия состоит в повышенной сложности работ в холодное время года. Необходимая прочность достигается через 28 дней.

Из-за высокой влажности и пониженной температуры бетон будет застывать дольше, что увеличивает сроки строительства.

Для исполнения монолитного перекрытия требуются специалисты высокого класса, так как плиты надо усиливать дополнительными опорами.

Еще один недостаток заключается в том, что перед тем, как заливать арматуру бетоном, нужно сделать опалубку. Обычно это занимает много времени и древесного материала. В настоящее время этого недостатка можно избежать. На рынке стройматериалов продают или сдают в прокат готовые элементы щитовой опалубки (фанерные плиты).

Классификация монолитных плит перекрытия

Монолитное перекрытие бывает балочным, безбалочным и ребристым (кессонным).

Балочное перекрытие укладывают двумя способами, в зависимости от типа плиты: ребристая она или гладкая. Если плита ребристая, то балки укладывают перпендикулярно ребрам. Если гладкая, то для достижения большей жесткости балки укладывают перпендикулярно друг другу.

Используют два типа балок: главные (с большим диаметром сечения) и второстепенные (с меньшим диаметром). Балки делают стальными или монолитными. Монолитные балки, в свою очередь, могут иметь разные схемы устройства.

Они могут быть уложены в несколько рядов или слоев. Иногда плиту дополнительно усиливают в месте балки дополнительной арматурной сеткой. Стальные балки подпирают само перекрытие или могут находиться в самой монолитной плите.

Несущий элемент в балке — двутавр.

При устройстве безбалочного перекрытия используют колонны с капителями. Последние выполнены в виде перевернутой пирамиды. Сечение арматурных штырей 8−12 мм.

Капители имеют выпуски штырей с двух сторон, которые входят в сами плиту и укрепляют конструкцию. Плиты имеют каркас в два слоя арматуры. В этом случае плиты имеют толщину от 1/35 до 1/30 длины пролета.

В последнее время распространена технология одновременного бетонирования колонн и плит.

Кессонное перекрытие отличается от ребристого количеством направлений ребер: они располагаются в обоих направлениях. Преимущества такого устройства перекрытия в легкости конструкции и прочности на изгиб из-за сетки ребер.

При строительстве широкого пролета на месте стыка колонны и перекрытия устанавливается дополнительное арматурное усиление. Штыри колонны проникают в полость опалубки. Кессонное устройство предполагает верхний ряд сплошной арматурной сетки.

Диаметр сечения штырей 8 мм.

Расчет параметров монолитной плиты перекрытия

Проект стоит доверить проверенным специалистам, которые грамотно его составят. В проекте приведены расчеты максимальной нагрузки на поперечное сечение плиты. Расчеты будут производиться с учетом индивидуальных предпочтений хозяина будущего здания. Помимо расчетов, в проекте специалисты предоставят свои рекомендации, какие материалы использовать.

Очень важно не допустить ошибку в проекте, поскольку от прочности перекрытия зависит надежность строения. Перекрытие может выдержать определенную нагрузку, выраженную в килограммах на один квадратный метр. Поэтому важно не изменять самостоятельно проект без согласования с архитектором.

Любой перенос внутренних перегородок может негативно повлиять на распределение нагрузки на плиту перекрытия. Если превысить нагрузку, то бетон может не выдержать и треснуть, и появится риск обрушения основания этажа.

Поэтому в расчетах учитываются характеристики используемых материалов, их общий вес, а также закладывается запас прочности монолитного перекрытия.

В случае усиления монолитного перекрытия железобетонными балками, которые пропускают под перекрытием, рассчитывают такие параметры, как высота, длина и ширина. Для расчетов параметра плиты необходимо знать толщину и площадь заливки бетона.

Расчеты монолитного перекрытия состоят из расчетов его отдельных элементов. В первую очередь делается опалубка. Она должна быть качественной с ровным дном и боковыми стенками. Лучше всего использовать толстую ламинированную фанеру. Для подпорок используют брус сечением 10 на 10 см.

На втором этапе делается армирующая сетка. Для нее используют металлические прутки сечением 8−12 мм, которые перевязывают проволокой. Размер ячеек должен быть 20 см. Ячейки не должны быть частыми, поскольку это увеличивает массу плиты.

Запас прочности рассчитывается исходя из характера эксплуатации здания: нагрузка на перекрытие у частного дома и промышленного здания совершенно разная.

Разработаны специальные компьютерные программы для расчета перекрытий. Однако они не учитывают характеристик используемых материалов. Поэтому прибегнуть к помощи проектировщика придется в любом случае. Это позволит правильно сделать все расчеты и не переплатить за строительство.

Прочность перекрытия рассчитывается исходя из двух факторов: нагрузки плиты и прочности арматуры. Причем прочность арматуры должна быть больше нагрузок на плиту.

Нагрузка на 1 квадратный метр перекрытия рассчитывается исходя из следующих данных:

  • собственный вес перекрытия;
  • временная нагрузка на перекрытие.

В качестве наглядного примера будут приведены расчеты для жилого помещения размерами 6 на 10 метров. Балки расположены на расстоянии 2,5 метра друг от друга. Толщина перекрытия будет равна 80 мм, что отвечает требованиям формулы L/35 (где L — шаг балок): 2,5/35=0,071 (71 мм).

Временная нагрузка для жилого дома по нормативам составляет 150 кг/м2. Коэффициент запаса 1,3. Итого получается нагрузка 195 кг/м2.

Нагрузка от собственного веса перекрытия рассчитывается таким образом: толщина плиты 20 см умножается на величину 2500 — получается 500 кг/м2.

Максимальная нагрузка на монолитную плиту будет равна q=195+500=695 кг/м2.

После получения этих данных просчитывается шаг балок. Это необходимо для оптимального использования материалов (бетона и металла) и правильного распределения нагрузок на балки.

Балки должны укладываться через равные расстояния. Обязательно надо выполнять следующее условие: L 1 /L 2 >2, где L 1 — это длина балки, а L 2 — расстояние (шаг) между балками. Длина балок 6 метров.

Условие выполнено: 6/2,5=2,4.

Для расчета максимального изгибания плиты необходимы такие данные:

  • расчетное сопротивление бетона R b = 7,7 МПа;
  • арматура класса А400С;
  • расчетное сопротивление арматуры R s = 365 МПа.

Расстояние от арматуры до края плиты 35 мм.

Максимальный изгибающий момент рассчитывается так:

М = q*L 2 2/11. М=695*2,52/11=395 кг/м.

Перекрытие с нижней армированной сеткой должно выполнять следующее условие: a m 0,440.

В противном случае, когда a m >a r, надо повышать марку бетона или увеличивать сечение арматуры.

При значении am=0,042 коэффициент, а равен 0,98.

Площадь рабочей арматуры

Аs = М/(R s * а*h 0) = 395/(36500000*0,98*0,045) = 0,000245 м2 =2,45см2.

На один метр монолитной плиты приходится 5 стержней диаметром 80 мм и площадью 2,45см2.

Погонная нагрузка на балку

695*2,5=1737,5 кг/м.

Балки опираются на стену на 20 см. Расчетная длина балки 6+2*0,2=6,4 м.

Требуемый момент сопротивления

Wтр=Мр/(1,12*R).

Wтр=8896/(1,12*21)=378 см3.

Для такого сопротивления подходит двутавр № 27 с моментом сопротивления W=371 см3 и инерцией I=5010 см4.

Прочность балки проверяется таким образом:

R=Mp/1,12*Wtp

R=8896/(1,12*378)=21.

Расчетная R равна нормативной, что говорит о хорошей прочности балки.

Все константы и формулы можно найти в пособии к СНиП 2.03.01−84 «Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры».

Как видно, все формулы достаточно сложные и требуют определенных знаний, поэтому правильным решением будет обратиться к проверенной фирме, которая имеет высококвалифицированных специалистов в области проектирования и строительства.

Источник: http://plita.guru/raboty/perekrytiya/kak-proizvesti-raschet-monolitnoy-plity-perekrytiya.html

Перед тем как строить фундамент плиту: расчет толщины и других размеров самостоятельно

Нагрузка на монолитную плиту

Развитие современных строительных технологий привело к тому, что строительство собственного дома на земле вполне осуществимо собственными силами.

Конечно же при наличии желания и финансовой возможности.

Большой популярностью пользуются каркасные дома и дома из композитных материалов.

Одним из основных этапов проектирования будущего дома является выбор типа фундамента. От того, насколько основание будет прочным и долговечным, зависит комфортность проживания в доме.

В этом вопросе многие застройщики отдают предпочтение плитному основанию благодаря его впечатляющим эксплуатационным характеристикам.

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.

Исходные данные

Плитный фундамент: расчет нагрузки проводится при наличии следующих необходимых исходных данных:

  1. Тип и характеристика грунта. Определяется опытным путем при помощи подручных материалов. Для этого копается яма глубиной полтора метра. Почва тщательно изучается на наличие влаги, определяются основной состав и примерная плотность.
  2. Материал, из которого планируется возведение дома.
  3. Выбрав плитный фундамент: расчет толщины проводится и для снежного покрова в данной местности (максимальная толщина снега).
  4. Марка цемента для заливки опоры под каркасный дом.

После проведения всех расчетов будут получены необходимые данные для изготовления конструкции: удельная нагрузка дома и фундамента на грунт, допустимая толщина плиты опоры, глубина залегания.

Важно! Для получения надежных результатов следует выкопать несколько таких ям в разных частях участка для строительства.

Последовательность

1. Если вы выбрали плитный фундамент: схема работы гласит, что первым делом определяется тип грунта методом, описанным выше.

По таблице выясняется для него допустимое значение удельного давления.

2. Вычисляется общая нагрузка конструкций, планируемых к строительству на фундаменте, на единицу площади. Сюда включаются нагрузка от несущих стен будущего дома, нагрузка межкомнатных перегородок, потолочных перекрытий, окон, дверей, крыши, мебели и возможного снежного настила на крыше.

Для этого рассчитывается площадь всех поверхностей и перемножается с показанием нагрузки одного квадратного метра материала, взятого из данной таблицы.

Фундамент монолитная плита: расчет толщины (параметры нагрузки):

Важно! Данные по нагрузке других материалов можно найти в нормативных документах по строительству.

Третий столбец «Коэффициент надежности» в данной таблице показывает на какую величину нужно перемножить итоговую нагрузку для обеспечения необходимого запаса прочности фундамента.

Итоговая формула для вычисления общей нагрузки на грунт выглядит так:

P1=M1/S,

где М1 – суммарная нагрузка строения, полученная путем сложения нагрузки всех элементов конструкции, умноженная на коэффициент надежности, S – площадь основания фундамента.

3. Вычисляем разницу между нормативным значением допустимой нагрузки из таблицы и общей нагрузкой дома:

Δ=Р-Р1,

где Р – табличное значение нагрузки.

4. Находим максимальную массу фундамента, превышение которой может иметь неблагоприятные последствия в виде проседания всей плиты и строения:

М2= Δ*S,

где S – площадь плиты из бетона.

5. Следующим этапом является нахождение максимальной толщины бетонной плиты для фундамента:

t = (М2/2500)/S,

где t – толщина слоя бетона, 2500 – плотность железобетона, выраженная в килограммах на кубический метр.

Полученный результат округляется до величины, кратной 5-ти в меньшую сторону.

6. Выполняем соответствие толщины плиты условиям, при которых разница между полученным давлением и табличным давлением на грунт не должна превышать 25 %.

Важно! Если по расчетным данным толщина железобетонной плиты получается больше 35 сантиметров, стоит рассмотреть вариант с сооружением ленточного или свайного основания, так как монолитный в данном случае будет избыточным.

Пример расчета плитного фундамента

Что необходимо, чтобы правильно выполнить расчет плитного фундамента: пример.

Рассчитаем плитный фундамент для постройки каркасного дома 6 на 8 метров, с межкомнатными перегородками из гипсокартона общей площадью 70 квадратных метров, крышей с металлической кровлей площадью 80 кв. м.

Межэтажные перекрытия – деревянные, площадью 40 кв. м. Снеговая нагрузка – 50 кг/кв. Тип грунта – суглинок.

Руководство по проектированию плитных фундаментов подразумевает следующий порядок расчета:

  1. Удельное сопротивление грунта P – 0,35 кг/см2.
  2. Делаем расчет общей нагрузки всего строения на монолитную плиту фундамента, P:
    • Стены: 48 м (длина по периметру) * 2,5 м (высота стен) * 50 кг/м2 (табличное значение нагрузки стены каркасного дома) * 1,1 (коэффициент надежности из таблицы) = 6600 кг;
    • Перегородки: 70 м2 (общая площадь) * 35 кг/м2 (из таблицы) * 1,2 (коэффициент надежности) = 2940 кг;
    • Перекрытия: 40 м2 * 150 кг/м2 * 1,1 = 6600 кг;
    • Крыша: 80 м2 * 60 кг/м2 * 1,1 = 5280 кг;
    • Полезная нагрузка: 48 м2 * 150 кг/м2 = 7200 кг;
    • Снеговая нагрузка: 80 м2 * 50 кг/м2 = 4000 кг;
    • Общая нагрузка всего строения, M1: 32620 кг, или P = 32620кг/480000 см2 = 0,07 кг/см2.
  3. Находим разницу Δ: Δ=0,35-0,07=0,28 кг/см2. Эта та нагрузка, которую может оказывать фундамент на почву без каких-то последствий.
  4. Масса основания М2: 0,28 кг/см2 * 480000 см2 = 134400 кг.
  5. Толщина плиты железобетона, t: (134400 кг / 2500кг/м3) / 48 м2 = 1,12 м.

Как можно сразу заметить, общая нагрузка каркасного дома на плиту очень мала и составляет менее 10% допустимой в данном случае. В этом причина большого результата. Стоит подумать о монтаже ленточного основания, который будет намного экономичнее.

Какой должна быть толщина плитного фундамента в этом случае? Для строительства такого каркасного дома размерами 6 на 8 метров достаточно минимальной толщины плиты в 20 см при расстоянии между рядами арматуры в 10 см.

Нагрузка на грунт в случае использования плиты толщиной 0,2 м будет составлять:

  • М = 0,2 м (толщина бетона) * 48 м2 (площадь основания) = 9,6 м3 (объем плиты);
  • 9,6 м3 * 2500 кг/м3 = 24000 кг (масса плиты);
  • 24000 кг + 32620 кг = 56620 кг (общая масса основания и дома);
  • 56620 кг / 480000 см2 = 0,12 кг/см2 (общая нагрузка основания и дома на грунт).

При максимально разрешенной нагрузке в 0,35 кг/см2 фактическая нагрузка составит 0,12 кг/см2. Какая толщина плиты фундамента должна быть? Отсюда делаем вывод, что монолитной железобетонной плиты толщиной в 20 см будет более чем достаточно для постройки каркасного дома с выбранными параметрами.

Глубина заложения

Глубина залегания основания из монолитной железобетонной плиты не так сильно влияет на выполнение им своей основной функции, как данная характеристика у других типов опор.

Тем не менее определение глубины заложения плитных фундаментов мелкого и глубокого заложения может варьироваться в зависимости от нескольких факторов:

  • от глубины промерзания грунта;
  • от типа грунта;
  • от общей нагрузки на грунт;
  • от уровня грунтовых вод.

Высота котлована и толщина монолитной плиты фундамента для различных типов почв указана в соответствующих нормативных документах, например, СНиП 2.02.01-83 и СНиП IIБ.1-62.

Ниже приведены примерные рекомендации при монтаже:

  1. Высота песчаной-щебневой подушки. Толщина может колебаться от 15 до 60 см и зависит от глубины промерзания почвы в данной местности и типа почвы. Если глубина промерзания почвы более одного метра, рекомендуется насыпать 40–45 см песка и 15–20 см щебня. Общая толщина составит 60 см. Если же глубина промерзания от 50 до 100 см, достаточно подушки общей толщиной 30–40 см.
  2. Толщина слоя теплоизоляции должна быть не менее 10 см в теплых регионах и 15 см в северных. Здесь необходимо учитывать, что чем выше влажность почвы, тем толще должен быть теплоизоляционный слой.
  3. Высота железобетонного основания не должна быть меньше 15 см. Такой слой используется при строительстве одноэтажных каркасных домов или хозяйственных построек. При возведении кирпичного или монолитно-бетонного строения толщину слоя рекомендуется делать 25–30 см.

Таким образом, расчет глубины залегания и толщины производится индивидуально на конкретно выбранном участке.

Для северных районов с нестабильными грунтами необходим котлован глубиной 80–100 см при общей толщине основания в 100–120 см, для строительства на стабильных грунтах в теплых или умеренных климатических условиях достаточно глубины 30–40 см при толщине «пирога» в 50–60 см.

Важно! На скальных стабильных грунтах глубина залегания минимальна и может составлять 20 см.

Количество арматуры

Расчет количества арматуры для плитного фундамента – еще один необходимый параметр: подбираются размер и количество необходимой арматуры в зависимости от толщины железобетонной плиты.

Согласно СНиП, при высоте плиты до 15 см используется один ряд арматурной сетки, от 15 см до 30 см – два ряда, свыше 30 см – три и более рядов.

Для железобетонных оснований используется арматура диаметром 12–16 мм, чаще всего 14 мм. Поперечные соединения рядов производятся с помощью прутков диаметром 8–10 мм.

Шаг арматуры может быть различным, в зависимости от того, какая толщина плиты фундамента: до 25 см используют шаг 15 см, если толщина плитного фундамента свыше 25 см – 10 см.

Фундамент плита: расчет толщины и других размеров арматуры для плиты толщиной 20 см при шаге в 150 см и диаметре прутьев в 12 мм для основания размерами 6*8 м на конкретном примере:

  1. Длина стержней составит 6 м и 8 м соответственно.
  2. Количество стержней по ширине: 6 м / 0,15 м (шаг арматуры) * 2 (слоя) = 80 шт.
  3. Количество стержней по длине: 8 м / 0,15 м * 2 = 106 шт.
  4. Суммарная длина стержней: 80 шт * 8 м + 106 шт * 6 м = 640 м + 636 м = 1276 м.
  5. Общая масса материала: 1276 м * 0,888 кг/м (из справочника) = 1133 кг.

Важно! При закупке материалов всегда необходимо учитывать запас в 5–10 % от необходимого количества. Это избавит от траты времени на посещение магазинов в процессе постройки.

Наглядно расчет монолитного плитного основания показан на видео ниже:

Выводы

В процессе строительства жилого дома необходимо производить примерный расчет нагрузки на монолитную плиту фундамента.

Это не такая сложная задача, как может показаться на первый взгляд.

Затратив некоторое количество времени на вычисления в процессе планирования, можно не только обрести уверенность в надежности сооружения, но и существенно сэкономить на материалах.

Источник: https://ochag.online/konstrukciya/fundament/plitnyj/samostoyatelnyj-raschet.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.