Содержание

Калькуляторы

Калькуляторы для расчёта фундамента

Марка товарного бетона Стоимость
м200 2900
м250 3250
м300 3600
м350 3800

Принцип работы ленточного калькулятора

Все данные вводятся в метрах, если 30 см тогда Вам необходимо ввести (0.3 или 0,3)

Талибца с правильными значениями:

Что вводить в калькуляторе
10 см 0,1 или 0.1
20 см 0,2 или 0.2
30 см 0,3 или 0.3
и далее до 90 см.

Основные значения для расчёта:

  • «L» – общая длина ленточного фундамента ;
  • «S» – ширина ленточного фундамента;
  • «h» – высота ленточного фундамента.

Используемая формула для расчёта – V=L*s*h. Также в расчёте учтён дополнительный запас 25% бетона, который необходим на просадку фундамента возникающая при заливке.

Снизу под расчётом, Вам будет предложена цена на все товарные марки, которые используют для ленточного фундамента (с М-200 до М-350).

Если Вам необходим товарный бетон другой марки, просто позвоните нам по контактным телефонам.

Калькулятор для расчёта плиты фундамента и перекрытия

Калькулятор для расчёта объёма бетонных смесей, который необходим при заливке монолитного фундамента. Для точного расчёта габаритов плиты перекрытия (фундамента), количества и размера требуемой арматуры, опалубки и объёмной массы бетона, который требуется для возведения фундамента плитного типа жилых зданий и промышленных строений.

Монолитная плита (фундамент), должна располагаться под всей площадью возводимого строения. Монолитная плита оказывает самое низкое давление на грунт в отличии например от ленточного фундамента. Важно: при расчёте фундамента глубина котлована должна быть глубиной не менее 30 см, лучше 40-50 см, . Высота плиты должна быть порядка 40 см +-5 см.

На дно котлована укладывается подушка из утрамбованного песка слоем в 10 см. Также плита нуждается в гидроизоляции.

Принцип работы

Калькулятором, применяется формула для расчёта объёма прямоугольных параллелепипедов – V= a*b*h

Для получения результата, Вам необходимо ввести основные параметры вашей монолитной фундаментной плиты:

  • «a» – длина плиты (метр );
  • «b» – ширина плиты (метр);
  • «h» – высота (метр).

Объём бетона, который вы получите (V) в м3. Этих данных достаточно чтобы произвести правильный подсчёт и определить требуемое количество опалубки и арматуры, информация о составе монолитной плиты указана в СНиП 52-01-2003.

Технологии современного строительства достигли такого уровня, что построить жилой дом можно собственными силами. Нужны только деньги и желание работать. Наиболее популярными считаются каркасные постройки и сооружения из композитных стройматериалов. В число основных этапов составления проекта входит выбор фундаментного основания, так как от его прочности и долговечности зависит комфорт внутри помещений. Большинство застройщиков предпочитают плитный вариант основания, закладываемый по всей площади строящегося объекта. Чтобы основа будущего дома получилась надежной, необходимо правильно определить его параметры. Сегодняшняя тема – плитный фундамент, расчет толщины и других параметров основы.

Особенности плитных фундаментов

Основными достоинствами таких оснований считаются:

  • простая конструкция;
  • продолжительный эксплуатационный период. Монолит из железобетона способен эксплуатироваться не менее ста лет, не подвергаясь воздействиям разрушительного характера;
  • способность оперативно смещаться, реагируя на подвижки почвенного состава с одновременным сохранением устойчивости возведенного на основании объекта.

Главный недостаток такого фундамента – большие финансовые затраты. К этом следует прибавить время, необходимое бетону для набора полной прочности (не менее четырех недель). Второй негативный момент заключается в том, что бетонирование придется выполнять при соответствующих погодных условиях.

Но даже с учетом указанных недостатков, фундаментная плита считается наиболее надежным вариантом основания. Необходимо только правильно определить параметр ее высоты.

Причины необходимости выполнения расчета

С помощью предварительных расчетов мы уточняем:

  • толщину плиты фундамента. Расчетные действия зависят от почвенного состава: параметры высот песчано-гравийной подсыпки и железобетонной основы могут иметь существенные различия;

  • площадь плитного основания. На сильно подвижных и зыбких землях площадь основы может превышать аналогичный показатель объекта, чтобы обеспечивалась требуемая устойчивость;
  • количество требуемых стройматериалов, из которых планируется возведение фундаментного основания;
  • нагрузочное воздействие на плиту.

Если окончательно не определили для себя тип фундаментного основания, рекомендуем изучить все достоинства и недостатки плитного фундамента. В определенных ситуациях застройщики останавливаются на комбинированном варианте из плит и свайных опор, или отдают предпочтение универсальному методу – дорожным плитам.

Какие элементы входят в состав плиточного монолитного фундамента?

Чтобы правильно произвести расчеты по уточнению толщины плиты фундамента, следует знать, из каких основных элементов состоит такая монолитная конструкция. К ним относятся:

  • подушка, размеры которой уточняются с учетом данных глубины промерзания почвы в зимний сезон, уровня нахождения грунтовой влаги. Если последняя находится ниже уровня двух метров, то сначала насыпается слой песка (около сорока сантиметров), затем – щебень либо гравий. В противном случае засыпают щебенку (гравий), чтобы минимизировать впитывание влаги, после этого подушку выравнивают речным песком. Каждый очередной слой тщательно утрамбовывается, между ними закладывается геотекстиль, исключающий взаимопроникновение насыпных материалов;

  • укладывается гидроизоляционный материал, для которого вполне подходит полиэтиленовая пленка;
  • подбетонка – слой выравнивающего тощего бетона от пяти до десяти сантиметров, без армирования;
  • основная гидроизоляционная прослойка – рулонные материалы, уложенные в два слоя с нахлестом и обработкой стыковочных участков газовой горелкой;
  • утеплитель – часто используют экструдированный пенополистирол;
  • фундаментная плита, минимальная толщина которой составляет десять сантиметров, а максимальная – тридцать – тридцать пять;
  • армирующий каркас в один или в два яруса (зависит от толщины плитного фундамента).

Как выполнить расчет фундамента?

Толщину бетонной плиты фундамента, как и параметры прочих видов нулевых уровней, следует рассчитать. Взять этот размер из головы чревато тем, что получится слабая основа для здания, способная треснуть в первые морозы, либо чрезмерно толстый массив потребует лишних финансовых затрат.

И все же, как рассчитать толщину фундаментной плиты, если решено вести строительные работы своими силами? Алгоритм ваших действий будет выглядеть следующим образом:

  • изучается грунтовый состав. В последующих за этим расчетах определяется оптимальная высота плиты, обеспечивающая давление на почвенный состав. При превышении нагрузочных воздействий дом начнет «утопать», а когда этот показатель окажется мал, то зимними пучениями почвы основание может наклонить;
  • взяв за основу проектное задание, уточняем общую массу будущего объекта;
  • с помощью того же проекта определяем, какова будет площадь плиты фундаментного основания. Далее массу объекта необходимо разделить на значение площади, чтобы получить показатель удельной нагрузки на почву, не учитывая при этом вес самого основания. Полученную цифру следует сравнить с оптимальным показателем удельного давления, установленным стандартами, и найти разницу между этими значениями. Результат умножаем на площадь плитной основы и получаем ее вес;
  • массу плиты следует разделить на плотность железобетонного материала (2 500 кг на кубометр), что позволит найти нужный объем плиты, который следует разделить на значение площади, чтобы узнать точную толщину;
  • полученный результат округляется до ближайшего значения, кратного пяти сантиметрам. По округленным данным повторно высчитываем вес фундаментной основы, складываем его с аналогичными данными объекта, выясняем расчетное давление на почву. Разница результата при сравнении его со стандартным показателем не должна быть больше или меньше двадцати пяти процентов.

Если в ходе расчетов установлено, что плита фундамента должна иметь толщину, превышающую тридцать пять сантиметров, рекомендуется выполнить сравнение, потому что фундаменты ленточного или опорного типов могут оказаться более подходящими вариантами по надежности и стоимости. В ином случае, разрешается установить основания, усиленные ребрами жесткости, но здесь понадобятся уточненные расчетные данные.

В случае, если толщина основы не превысит пятнадцати сантиметров, здание для заданных условий может оказаться тяжелым. В таком случае придется выполнять геолого-геодезическую разведку и заказывать выполнение расчетов у профессиональных специалистов;

  • нагрузка от всего веса объекта оказывает воздействие и на бетонную основу в его низшем сечении. С учетом этого уточняется марка бетонного раствора с учетом сохранения его показателя прочности при сжатии. Как правило, это М 200, м 250, либо М 300.

Как видите, сложностей такие расчеты не вызывают. Чтобы понять, какая толщина должна быть у фундаментной плиты, достаточно владеть математическими знаниями на уровне среднего образовательного учреждения и уметь пользоваться калькулятором.

Порядок определения постоянной нагрузки

Действующими строительными нормами определено, что толщина плиточного фундамента для дома с учетом значений постоянных нагрузок определяется в зависимости от почвенного состава. Рассчитывая вес плиты строящегося объекта на песчаной местности, массу плиты не учитывают.

Если работы предстоят на глинистой почве, значение массы делится на два. Уточненное значение толщины фундаментной плиты, строящейся на плывучем основании, учитывается в расчетах полностью.

Коэффициенты, применяемые в расчетах на строительство, берутся из «Руководства», определяющего порядок проектирования каркасных зданий и башенных сооружений. Их можно найти в специальном разделе «Нагрузки и воздействия». Значение минимального коэффициента, определяющего надежность, соответствует конструкциям из металла и равен 1.03. Для бетона и железобетона, стяжек, изоляционных слоев максимальное число составляет 1.3.

Как определяются временные нагрузки?

Для выполнения таких расчетов потребуется много параметров. Под плитный фундамент можно воспользоваться разделом «Руководства» «Нагрузки и воздействия», из которого следует, что коэффициент определен показателем 1.4.

Следует также учесть, что предполагается нагрузочное воздействие от мебели. Как правило, его усредненное значение равно 150 кг на квадратный метр.

Усредненные показатели толщины фундаментной плиты

Специальной документацией, регламентирующей выполнение строительных работ, определены средние показатели толщины плитного фундамента:

  • под небольшой деревянный дом, веранду, бытовые помещения толщина плиты фундамента может составлять десять – пятнадцать сантиметров и иметь одно сетчатое армирование;

  • каркасные объекты и сооружения из газобетонного материала, предназначенные для проживания людей, в основании имеют плиту, толщина которой составляет двадцать – двадцать пять сантиметров. При этом предполагается выполнение двухрядного объемного армирования;
  • под строительство объектов из бревен, кирпичного камня, бруса или бетона, имеющих массивные перекрытия, рекомендуется устраивать фундамент, толщина плиты которого достигает двадцати пяти – тридцати сантиметров. Обязательное условие армирующий двухуровневый каркас.

Если строительные работы ведутся по болотистой или плавучей почве, параметр толщины увеличивается. Кроме того, разрешается для армирования использовать металлические прутья большего сечения.

Для небольших объектов размер их диаметра начинается от одного сантиметра, в случаях строительства крупных объектов этот показатель достигает шестнадцати миллиметров. Рекомендуется применять пруты различного диаметра, чтобы повысить показатели надежности и долговечности строящегося объекта. Стержни с большим сечением закладываются в нижний армирующий ряд.

Арматурный шаг определяется толщиной фундаментной плиты. Размеры ячеек начинаются от десяти сантиметров.

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.

Этапы строительных работ

Участок, отведенный под застройку, следует защищать от дождевой воды, для чего устраиваются водоотводящие траншеи. Потом приступают к выполнению разметки под рытье котлована.

Дно должно располагаться строго горизонтально, для чего проводится контроль с помощью нивелира. Глубина нами уже определена. Как правило, плита готового фундамента должна возвышаться над земной поверхностью сантиметров на пятнадцать или больше. Весь плодородный слой почвы удаляется, что тоже оказывает влияние га глубину устройства котлована.

На дне расстилается геотекстиль, насыпается песчаная подушка и слой щебенки. Засыпка выполняется послойно, материал смачивается и утрамбовывается, так как от этого зависит эксплуатационный срок фундамента.

Заливается слой тощего бетона, чтобы получить ровную поверхность.

После того, как растворная масса застынет, укладывается гидроизоляционный материал. Как правило, для этого применяют рулоны рубероида или жидкий битум. Полоски накладываются с напуском, участки которых обрабатываются газовой горелкой.

Устанавливается опалубочная конструкция. Высота ее не слишком большая, особых сложностей работа не вызывает. Щиты изготавливаются из досок или фанерного материала. Отдельное внимание уделяется выравниванию верхнего края по одной горизонтали.

В качестве утеплительного материала используют экструдированный пенополистирол, толщина которого достигает пяти – десяти сантиметров. Стыковочные участки проклеиваются скотчем, чтобы здесь не протекало цементное молочко.

Готовится по площади будущего основания каркас из арматуры, закладывается в опалубку двумя рядами.

Выполняется бетонирование, для чего следует заказать необходимое количество раствора на заводе с доставкой на площадку.

Плитный фундамент — расчёт и возведение своими руками.

Плитный фундамент представляет собой основание постройки в виде плоской (либо с рёбрами жёсткости) железобетонной плиты. По своей конструкции такие фундаменты можно разделить на два вида — монолитные и сборные.

Сборный — это уложенные с помощью строительной техники на предварительно выравненное и уплотнённое основание готовые заводские плиты. При этом используются дорожные (ПД, ПДН) или аэродномные (ПАГ) плиты. Данная технология имеет существенный недостаток, связанный с отсутствием цельности и следовательно с невозможностью сопротивляться даже незначительным подвижкам грунта. Поэтому сборные плитные фундаменты применяют только на непучинистых крупнообломочных или скальных грунтах для небольших, не ответственных, в основном деревянных построек в южных регионах с минимальной глубиной промерзания.

Монолитные плитные фундаменты, представляют собой одну цельную жёсткую железобетонную конструкцию, возводимую под всей площадью строения. По своей геометрической форме их можно поделить на:

  • простые — нижняя сторона фундаментной плиты ровная, плоская;
  • усиленные — на нижней стороне имеются рёбра жёсткости, расположенные в определённом специальными расчётами порядке;
  • УШП — так называемые утеплённые шведские плиты, являющиеся разновидностью усиленных фундаментных плит. При оригинальной технологии их возведения бетон заливается в специально разработанную заводскую несъёмную опалубку, позволяющую сформировать на нижней поверхности основания сетку небольших, заармированных рёбер жёсткости. Кроме этого УШП имеет систему подогрева.

В этой статье будет рассмотрен простой монолитный плитный фундамент.

О достоинствах, недостатках и критериях выбора плитного фундамента.

Наверное ни один вид фундамента не окружён таким количеством мифов, как плитный. Разберём основные из них:

1) Практически абсолютная универсальность? В интернете часто можно прочитать, что строить фундаментную плиту можно практически где угодно, хоть на болоте. И ничего с ней не произойдёт, будет она себе спокойно зимой подниматься, летом опускаться, в общем плавать. Нормальный такой «бетонный кораблик» с многотонной надстройкой в виде дома.

Всё-таки справедливее будет утверждение, что единственный фундамент, на котором можно более или менее надёжно вести строительство на заболоченных, сильнопучинистых, просадочных грунтах — это свайный, когда длины свай хватает, чтобы закрепиться в нижележащих несущих слоях грунта.

Морозное пучение, так же как и просадки при оттаивании или связанные с увлажнением грунта (например, при подъёме грунтовых вод) никогда не будут происходить под всей плитой одинаково. Всегда одна сторона смещается больше другой. Простой пример — весеннее оттаивание грунта, которое на южной стороне дома происходит гораздо интенсивнее и быстрее, чем на северной. Понятно, что плита при этом будет испытывать колоссальные нагрузки, которые, ещё не факт что она выдержит, а дом хоть и не значительно, но может накрениться. Не очень страшно, если он деревянный. А если из блоков или кирпича, что тогда, трещины на стенах?

Да действительно, плитные фундаменты позволяют строить дома на более сложных грунтах, включая среднепучинистые, с меньшей несущей способностью, чем например ленточные (обычно допускают до 1,5 кг/см² в сухом состоянии), но и переоценивать их возможности не стоит.

Кстати отсюда вытекает и второй миф, являющийся отчасти противоположностью первого:

2) Плитный фундамент не для большого дома? Распространено и такое утверждение, что на монолитной плите можно возводить только лёгкие, не особо долговечные (до 40-50 лет) дома. Это не совсем верно, ведь если условия выбраны подходящие и фундамент спроектирован и, что не менее важно, построен правильно, то выдержать он может, даже к примеру, московский ЦУМ, построенный именно на плите.

3) Высокая стоимость? Очень распространено мнение, что плитный фундамент является самым дорогостоящим из всех других видов оснований, и что его цена составляет чуть ли не 50% от всех затрат на строительство. Может быть. Если только Вы собираетесь строить на нём деревянную избушку.

Самое интересное, что адекватного сравнительного анализа никто не приводит, и никто не учитывает, то что при дальнейшем возведении дома, например, полы (имеются в виду черновые) делать уже не надо. О сравнении стоимости различных видов фундаментов, мы обязательно поговорим в отдельной статье.

4) Сложность работ? Часто звучат утверждения, что для сооружения плитного фундамента нужны очень квалифицированные работники. Хотя если немного задуматься, становится очевидным, что просто кто-то усердно «набивает себе цену». При незнании технологии, ошибок можно наворотить и в любом другом фундаменте.

Так в чём же сложность именно плитного? Выравнивание площадки? Наверное ни чуть не сложнее, чем выравнивание, например, основания заглубленного ленточного фундамента, если не наоборот. Гидроизоляция и утепление? Всё-таки наверное проще делать эти операции на ровной горизонтальной поверхности, чем на вертикальной. Вязка арматурного каркаса? Опять же сравните, что проще, вязать арматуру разложенную на ровной площадке или залезая руками в опалубку ленточного фундамента. Заливка бетона? Ну здесь скорее всё зависит не от типа фундамента, а от особенностей каждого конкретного участка, от возможности подъезда миксера к площадке и от наличия или отсутствия бетоноподающей машины.

Возведение фундаментной плиты — это физически не простая, скорее немного нудная (из-за большой площади), но уж ни как не требующая высококвалифицированных строителей процедура. И справиться с ней вполне по силам нескольким обычным «рукастым» мужикам. А правильное следование технологии должно быть всегда, хоть при плитном, хоть при столбчатом, хоть при любом другом фундаменте.

Расчёт фундаментной плиты.

Как и любой другой вид нулевого цикла, плитный требует проведения расчёта, заключающегося, прежде всего, в определении толщины фундаментной плиты. Выбор этого главного параметра наобум или как у соседа, может привести к тому, что для своего дома Вы сделаете либо слишком слабое основание, рискующее в первую же зиму треснуть, либо слишком массивное, совершенно напрасно опустошающее Ваш кошелёк.

Конечно, расчёт приведённый ниже не претендует на роль настоящего инженерного расчёта, проводимого проектными организациями, но для самостоятельного домостроя, о котором мы говорим на страницах этого сайта, его будет вполне достаточно.

I) Изучаем грунты на участке застройки. Более подробно об этом говорилось здесь…

При дальнейшем расчёте нужно будет выбрать такую толщину фундаментной плиты и соответствующую ей массу, которая обеспечит оптимальное удельное давление на наш тип грунта. Если нагрузка будет превышена, строение может начать «утопать», а если нагрузка будет слишком мала, то небольшое морозное пучение грунта может накренить плиту со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Значения оптимальных удельных давлений от плитных фундаментов для типов грунтов, на которых их обычно строят приведены в таблице 1. ниже:

Примечание: В таблице красным цветом выделены грунты, для которых при выборе типа фундамента желательно провести профессиональный сравнительный технико-экономический расчёт. Оптимальные удельные давления для них самые высокие и как мы увидим ниже, фундаментную плиту нужно будет делать более толстую и массивную.

Если на участке будет установлена высокая вероятность чрезмерного увлажнения твёрдых глин, постройка может начать «тонуть» из-за резкого падения несущей способности грунта. Тогда возможно придётся отказаться от монолитной плиты в пользу свайного фундамента.

А в случает с супесями, сравнительный расчёт может показать, что дешевле сделать ленточный фундамент.

II) Основываясь на проекте, определяем общий вес будущего дома. Приблизительная удельная масса отдельных конструктивных элементов приведена в таблице 2 ниже:

Примечание: снеговая нагрузка для всех регионов при угле наклона скатов крыши больше 60º принимается равной нулю.

III) Исходя из проекта дома рассчитывает площадь фундаментной плиты. Определенный выше вес дома делим на эту площадь и получаем удельную нагрузку на несущий грунт без учёта массы фундамента. Сравниваем эту цифру с оптимальным удельным давлением из таблицы 1 и считаем, сколько до него не хватает (разницу). Умножаем эту разницу на площадь плиты и получаем требуемую массу фундамента.

IV) Полученную массу фундаментной плиты делим на плотность железобетона 2500 кг/м³, получая тем самым требуемый оптимальный объём фундаментной плиты. Делим этот объём на площадь плиты и определяем её толщину.

V) Округляем толщину до ближайшего меньшего и ближайшего большего значений, кратных 5 см. В результате мы можем выбрать любое из них. По округлённым значениям снова пересчитываем массу фундамента и сложив её с массой дома, определяем расчётное удельное давление на грунт. Сравниваем его с оптимальным, разница не должна превышать ±25%.

Примечание: Если расчёт показывает, что фундаментная плита должна быть толщиной более 35 см, тогда желательно провести сравнительный анализ, т.к. скорее всего ленточный или столбчатый фундамент окажутся более целесообразным и дешёвым вариантом. Либо нужно делать усиленную плиту с рёбрами жёсткости, а здесь без настоящих инженерных расчётов не обойтись.

Если же плита получается менее 15 см, то дом для данных условий слишком тяжёлый. Самостоятельное строительство без геолого-геодезических изысканий и профессиональных расчётов в этом случае лучше не начинать.

VI) Удельная нагрузка от общей массы всей постройки действует и на сам бетон фундамента в его самом нижнем сечении (третий закон Ньютона — действие равно противодействию). Исходя из неё определяем допустимую для заливки марку бетона при условии сохранения его прочности на сжатие. Чаще всего выбирают между марками М200, М250 или М300.

Данный расчёт не является чем-то очень сложным. Знания математики средней школы для него более чем достаточно, но для большей наглядности рассмотрим один пример.

Пример упрощенного расчёта толщины фундаментной плиты.

Определим оптимальную толщину плитного фундамента для 2-х этажного дома размером 6×9 метров из газосиликатных блоков марки D-600 с одной несущей перегородкой. Толщина всех несущих стен 30 см, высота дома 5,5 метра, высота фронтона 1 метр. Межэтажное перекрытие — монолитное железобетонное; чердачное перекрытие — по деревянным балкам. Кровля — металлочерепица.

I) Допустим мы определили, что несущий грунт на площадке — пластичная глина. По таблице 1 принимаем для него оптимальное удельное давление равное 0,25 кг/см².

II) Считаем общий вес дома:

1. Суммарная площадь всех стен включая наружные, несущие перегородки и фронтоны за вычетом площади оконных и дверных проёмов равна примерно 182 м², а их масса 182×180=32760 кг.

2. Площадь монолитного перекрытия между 1-м и 2-м этажом за вычетом лестничного проёма около 50 м². Масса его вместе с эксплуатационной нагрузкой 50×(500+210)=35500 кг.

3. Площадь чердачного перекрытия 54 м², а масса вместе с эксплуатационной нагрузкой 54×(150+105)=13770 кг.

4. Эксплуатационная нагрузка на первом этаже (перекрытия здесь нет, его роль играет сама фундаментная плита, но эксплуатационная нагрузка есть) равна примерно 54×210=11340 кг. Здесь, конечно правильнее взять площадь по внутренним размерам комнат 1-го этажа, но мы просто немного упростили.

5. Площадь скатов крыши в нашем примере составляет 71 м². Масса её вместе со снеговой нагрузкой для средней полосы России составит 71×(30+100)=9230 кг.

6. Общий вес дома, полученный суммированием, равен 102600 кг.

Примечание! Теперь рассчитать вес дома более точно можно с помощью нашего онлайн-калькулятора, расположенного здесь…

III) Исходя из проекта площадь фундаментной плиты равна 54 м².

Делим вес дома на неё и получаем: 102600/54=1900 кг/м² или 0,19 кг/см².

До оптимального удельного давления для суглинка нам не хватает: 0,25-0,19=0,06 кг/см².

Умножаем эту цифру на площадь плиты (площадь переводим в см²): 0,06×54×10000=32400 кг. Именно такой должна быть оптимальная масса фундамента для наших условий.

IV) Делим полученную массу на плотность железобетона: 32400/2500=12,96 м³. Это требуемый объём плиты.

Соответственно оптимальную её толщину мы получим разделив объём на её площадь, т.е. 12,96/54=0,24 м или 24 см.

V) Итак, мы можем рассмотреть для нашей плиты 2 варианта: либо она будет толщиной 20 см, либо 25 см.

При толщине плиты в 20 см её масса составит 0,2×54×2500=27000 кг.

Вместе с весом дома она будет оказывать удельное давление на грунт равное: (27000+102600)/(54×10000)=0,24 кг/см²

Отклонение от оптимального удельного давления составит (0,25-0,24)×100/0,25=4% , что вполне допустимо.

Очевидно, что просчитав таким же образом плиту в 25 см, отклонение так же будет допустимым. Но нам всё же более интересен вариант с плитой в 20 см, т.к. он позволяет сэкономить значительные средства. Осталось проверить, выдержит ли плита по прочности бетона на сжатие.

Отсюда, дом массой 102600 кг (считали в пункте II) с фундаментом в 27000 кг будет оказывать удельное давление на бетон фундаментной плиты равное: (102600+27000)/10,26=12600 кг/м² или всего лишь 1,26 кг/см². По большому счёту такое давление абсолютно не страшно любой марке бетона, но всё таки ниже чем М200 для фундамента не используют. На ней и остановимся (её предел прочности 196 кгс/м²).

Таким образом, с расчётом мы более или менее определились, так что теперь о самой технологии.

Этапы возведения простого монолитного плитного фундамента.

1) В-первую очередь, если из-за рельефа участка на пятно застройки могут пробиться ручейки с дождевой водой, копаются небольшие траншеи для их отвода. Далее производится разметка будущего фундамента.

2) По разметке копается котлован. Дно его должно располагаться строго в горизонтальной плоскости, что контролируется при помощи оптического или лазерного нивелира, либо гидравлического уровня. Глубина котлована определяется в зависимости от нескольких факторов:

  • конечно-же рассчитанная толщина самой фундаментной плиты;
  • наличие или отсутствие слоя утеплителя под плитой;
  • уровень, на котором будет находиться верхняя плоскость плиты.

В обычных условиях готовая фундаментная плита немного выступает над поверхностью грунта, буквально на высоту будущей отмостки (около 15 см). Но иногда плита поднимается более высоко, либо из-за низкого рельефа участка, когда планируется дальнейшая обсыпка дома, либо из-за очень близкого к поверхности уровня грунтовых вод. Если же намечается строительство дома с цокольным этажом, глубина котлована определяется нужной глубиной подвала.

Весь органический слой грунта под будущим фундаментом должен быть удалён. При необходимости вместо него досыпается песчано-щебёночная смесь. Гумус (чернозём) имеет свойство со временем значительно уменьшаться в объёме из-за процессов перегнивания в нём. Таким образом глубина котлована также зависит от толщины плодородного слоя грунта.

3) Дно котлована застилается слоем геотекстиля и засыпается подушка из крупного песка либо из песчано-щебёночной смеси (количество щебня до 1/3 от всего объёма).

Геотекстиль предотвращает заиливание. Толщина подушки должна быть не менее 25-30 см. Это надо также учитывать при определении глубины рытья котлована. Засыпка производится послойно по 10-15 см с обязательным смачиванием и уплотнением вибрационной плитой. Без средств механизации здесь не обойтись, т.к. качество уплотнения подушки очень сильно влияет на долговечность плитного фундамента. Сейчас, к счастью, даже для тех, кто строит дом своими силами, это не проблема, виброплиту не сложно найти и взять в аренду на нужный срок.

4) Делается бетонная подготовка — заливают и разглаживают примерно 7-10-ти сантиметровый слой тощего подвижного бетона (марки М100, М150).

5) После застывания бетонной подготовки делается гидроизоляция фундаментной плиты. Для этого используются либо обмазочные, либо рулонные материалы. Часто их комбинируют. Например, очень надёжным является такой вариант — сначала на подбетонку наносят битумный праймер, а затем клеят 2 слоя рулонной гидроизоляции (один вдоль, другой поперёк).

Полосы рулонной гидроизоляции делаются с выпуском, чтобы потом их можно было загнуть и наклеить на боковую поверхность фундаментной плиты.

6) Монтируется опалубка. Высота её в данной технологии не очень большая, поэтому особых трудностей здесь не возникает. Используются либо обрезные доски, либо листы фанеры. Особое внимание нужно обратить на выравнивание верха всей опалубки в одной горизонтальной плоскости.

7) Раскладывается утеплитель — экструдированный пенополистирол толщиной 5-10 см. Можно проклеить стыки между листами обычным скотчем, чтобы через них при заливке бетона не протекало цементное молочко.

8) На всей площади фундамента вяжется арматурный каркас (диаметр арматуры 12-16 мм), представляющий собой две горизонтальные сетки с ячейками размером от 20×20 до 30×30 см. Первая сетка приподнята над утеплителем на 5 см, а вторая вяжется на те же 5 см ниже верхнего края опалубки. По краям фундамента арматура не должна доходить до опалубки также примерно на 5 см.

Выполнение качественного армирования — залог долговечности будущего фундамента, поэтому лучше не применять здесь для фиксации сеток на определённой высоте какие-то случайно попавшиеся под руку подставки, половинки кирпича и т.п. Для этого в продаже имеются специальные фиксоторы-подставки. Особенно разнообразен их выбор для нижней сетки. Подставки для верхней сетки, также можно приобрести готовые (фиксаторы-лягушки), либо нагнуть самостоятельно из той же арматуры.

9) Производится заливка бетона, причём обязательно готового заводского с миксера. Любое послойное затвердевание бетона, которое обязательно будет происходить при попытке залить плиту в ручную обычной строительной бетономешалкой, здесь не допустимо.

Самый оптимальный и более лёгкий вариант — это заливка с помощью бетоноподающей машины. Недостаток только в более высоких затратах на аренду техники. Как происходит процесс заливки можно не описывать, видео в интернете более чем достаточно.

Используйте при работе глубинный вибратор для бетона. После заливки и схватывания плиты (когда уже можно будет пройти), особенно в жаркую сухую погоду, её нужно покрыть влажной ветошью и полиэтиленовой плёнкой. При высыхании ветоши под плёнкой будет пропадать конденсат. За этим нужно следить и при необходимости снова смачивать для предотвращения образования трещин на бетоне. Длится набор прочности в зависимости от погоды примерно от 25 до 40 дней. Только после этого можно приступать к дальнейшему строительству.

На грунтах, подверженных сильному морозному пучению, рекомендуется делать утеплённую отмостку, чтобы предотвратить промерзание и подъём грунта по краям плиты и появление значительных изгибающих нагрузок.

Расчет осадки плитного фундамента методом линейно-деформируемого слоя

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2

по дисциплине «Механика грунтов»

БГТИ (филиал) ГБОУ ВПО ОГУ 270800 ______________

Преподаватель

__________________Т.А. Овчинникова

«_________»_______________201___ г.

Студент ______________ПГС группы

вариант №________________________

Нормоконтроль

«_________»________________201__ г.

201__ г.

Пользуясь результатами вычислений физических и механических характеристик грунтов основания, расчетных сопротивлений грунтов, глубины заложения фундаментов (см. контрольную работу №1) и в соответствии со Сводом правил СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*, определить:

Осадку основания плитного фундамента

1.1 методом линейно-деформируемого слоя

Осадку основания столбчатого фундамента под колонну среднего ряда

1.2 методом эквивалентного слоя 1.3 затухание осадки во времени

При внецентренном загружении столбчатого фундамента под колонну

1.4 величину крена здания 1.5 определить несущую способность грунтового основания.

2 Исходные данные для расчета:

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ СООРУЖЕНИЙ (номер варианта подбирается по заданию)

Таблица 1

№ п.п. Данные:
Общая расчетная нагрузка на плитный фундамент N, КН
Ширина подошвы плитного фундамента, b=l, м 18×18
Глубина заложения, d,м 1,8
Нагрузка на фундамент под колонну среднего ряда N, КН
Ширина подошвы столбчатого фундамента, b=l,м 1,8
Уровень грунтовых вод, — ¯ -7.5
Значение эксцентриситета для расчета крена, еl, м 0,29
Значение эксцентриситета для расчета крена, еb, м
Класс ответственности здания

Район строительства__________Волгоград______________

Номера грунтов_____________________76,77,78________________

Физические характеристики грунтов и показатели механических свойств (см. т.6 п. 1.2 контрольной работы №1) занесены в сводную ведомость

Сводная ведомость физико-механических свойств грунтов

Таблица 2

Характеристики грунтов Усл. Обоз. Ед. измер. Номера слоев
Мощность слоя hi м 5,2 3,0 4,2
Плотность грунта (природная) т/м3 2,0 1,92
Плотность твердых частиц грунта JО s т/м3 2,76 2,70 2,74
Влажность грунта (природная) ω % 0,27 0,22 0,34
Влажность на границе текучести ωL % 0,41 0,3 0,52
Влажность на границе пластичности ωρ % 0,21 0,18 0,31
Плотность сухого грунта (скелета грунта) JО d т/м3 1,57 1,57 1,44
Пористость n дол.ед 0,43 0,42 0,47
Коэффициент пористости е дол.ед 0,75 0,72 0,89
Коэффициент пористости при ω = ωL еL дол.ед 0,38 0,81 1,42
Степень влажности Sr дол.ед 1,96 0,73 0,66
Число пластичности % 0,2 0,12 0,21
Показатель текучести JL дол.ед 0,3 0,3 0,1
Показатель Jss дол.ед 0,16 0,3 0,67
Удельный вес грунта γ кН/м3 19,8 18,82 18,9
Удельный вес сухого грунта γd кН/м3 15,39 15,39 14,11
Удельный вес твердых частиц грунта γs кН/м3 27,05 26,46 26,85
Удельный вес взвешенного водой грунта γsb кН/м3 9,86 9,69 8,97
Степень неоднородности (песков) Сu 1,66 4,33
Высота капиллярного поднятия воды dcap см 65,69 102,65 251,47
Полное наименование грунта Суглинок тугопластичный,мелкий, средней пористости. Суглинок текучей мелкий, средней плотности. Глина тякучая, мелкая, рыхлаяю.
Удельное сцепление грунта СI кПа 2,15 2,15
СII
Угол внутреннего трения φΙ град. 18,26 18,26 24,35
φΙΙ
Модуль деформации Е МПа
Расчетное сопротивление грунтов основания (условное) кПа

Расчет осадки плитного фундамента методом линейно-деформируемого слоя


Метод линейно-деформируемого рекомендуется применять в случаях, если:

а) Ширина (диаметр) фундамента b≥10 м и модуль деформации грунтов основания E≥10 МПа

b) В пределах сжимаемой толщи Hc, мощность которой находится по методу послойного суммирования, залегает практически несжимаемый грунт с модулем деформации E≥50 МПа.

При большеразмерных фундаментах (случай а) мощность сжимаемой толщи определяют по эмпирической формуле

Hс=(Ho+ψ b)kp,

где Ho и ψ – соответственно равен для оснований, сложенных пылевато-глинистыми грунтами, 9 м и 0,15 , песчаными грунтами – 6 м и 0,1 ; коэффициент kp =0,8 при давлении по подошве фундамента pII=100 кПа и kp =1,2 при рII=500 кПа, а при промежуточных значениях по интерполяции.

Решение:

Примем глубину заложения плитного фундамента d=1,8

Найдем сжимаемую толщу Н по формуле H=(Ho+ψ b)kp

при Н0= 9 м,

ψ =0,15

kр=0,9 найден по интерполяции

Н= (9+13∙0,15)=9,8м,м,

Поскольку 2H/b= 19,6/18=1,1

Коэффициенты kc=1,3

km=1,5

Схема к расчету осадки методом линейно-деформируемого слоя Рисунок 1

По таблице 4, приложение 2 СНиП 2.02.01-83 определим коэффициенты ki и ki-1 для границ слоев.

Для первого (несущего) слоя

и для z1= 3,5 м,

ξ1=2z1/b=0,4

k1 =0,1

Для подстилающего слоя на верхней границе

k1= 0,1

и на нижней границе z2= 4,07 м,

ξ2=2z2/b=0,45

k2=0,1

Cреднее давление под подошвой фундамента PII=N/Af =48000/ 324= 148 КПа

Здесь площадь подошвы плитного фундамента Af=b∙l =18×18=324 (м2)

Найдем осадку основания фундамента

Расчет железобетонной плиты перекрытия.

Расчет любой строительной конструкции вообще и железобетонной плиты перекрытия в частности состоит из нескольких этапов суть которых — подобрать такие геометрические параметры поперечного (нормального) сечения, класс бетона и класс арматуры, чтобы проектируемая плита не разрушилась при воздействии максимально возможной нагрузки. Расчет будем производить для сечения, перпендикулярного оси х. Расчет на местное сжатие, продавливание, на действие поперечных сил, на кручение (предельные состояния первой группы) , на раскрытие трещин и расчет по деформациям (предельные состояния второй группы) мы производить не будем, заранее предполагая, что для обычной плоской плиты перекрытия в жилом доме таких расчетов не требуется, и как правило, так оно и есть. А ограничимся только расчетом поперечного (нормального) сечения на действие изгибающего момента. Те, кто не нуждается в пояснениях по определению геометрических параметров, выбору расчетной схемы, сбору нагрузок и расчетным предпосылкам, могут сразу переходить к примеру расчета.

Этап 1. Определение расчетной длины плиты.

Реальная длина плиты может быть какой угодно, а вот расчетная длина, другими словами пролет балки (а в нашем случае плиты перекрытия) — это совсем другое дело. Пролет — это расстояние в свету между несущими стенами. Другими словами это длина или ширина помещения, от стены до стены, поэтому определить пролет плиты перекрытия достаточно просто, нужно измерить рулеткой или другими подручными средствами это расстояние. Конечно же реальная длина плиты будет больше. Монолитная железобетонная плита перекрытия может опираться на несущие стены, выложенные из кирпича, шлакоблока, камня, керамзитобетона, газо- или пенобетона. В данном случае это не столь важно, однако если несущие стены выложены из материалов имеющих недостаточную прочность (пенобетон, газобетон, керамзитобетон, шлакоблок), то материал стены тоже нужно рассчитывать на соответствующие нагрузки. В данном примере мы рассмотрим однопролетную плиту перекрытия, опирающуюся на две несущих стены. Расчет железобетонной плиты, опирающейся по контуру, т.е. на четыре несущих стены, а также многопролетных плит здесь не рассматривается.

Чтобы вышесказанное не оставалось пустым звуком и лучше усваивалось, примем значение расчетной длины плиты l = 4 м.

Этап 2. Предварительное определение геометрических параметров плиты, класса арматуры и бетона.

Эти параметры нам пока не известны, но мы можем их задать, чтобы было, что считать.

Зададимся высотой плиты h = 10 см, и условной шириной b = 100 см. В данном случае условность означает, что мы будем рассматривать плиту перекрытия как балку высотой 10 см и шириной 100 см, это значит, что полученные результаты следует применить для всех оставшихся сантиметров ширины плиты. Т.е. если будет изготавливаться плита перекрытия с расчетной длиной 4 м и шириной 6 м, то для каждого из этих 6 метров следует принять параметры, определенные для 1 расчетного метра.

Итак принимаем значения высоты h = 10 см, ширины = 100 см, класс бетона В20, класс арматуры А400

Этап 3. Определение опор.

В зависимости от ширины опирания плиты перекрытия на стены, а также от материала и веса несущих стен плиту перекрытия можно рассматривать как шарнирно опертую бесконсольную балку, как шарнирно опертую консольную балку или как балку с жестким защемлением на опорах. Почему это имеет значение, изложено отдельно. Далее мы будем рассматривать шарнирно опертую безконсольную балку, как самый распространенный случай.

Этап 4. Определение нагрузки на плиту.

Нагрузки на балку могут быть самыми разнообразными. С точки зрения строительной механики все, что неподвижно лежит на балке, прибито, приклеено или подвешено на плиту перекрытия — это статическая и кроме того очень часто постоянная нагрузка. Все что ходит, ползает, бегает, ездит и даже падает на балку — это все динамические нагрузки. Как правило динамические нагрузки являются временными. Однако в данном примере никакого различия между временными и постоянными нагрузками делать не будем. Еще нагрузка может быть сосредоточенной, равномерно распределенной, неравномерно распределенной и так далее, но не будем так сильно углубляться во все возможные варианты сочетания нагрузок и для данного примера ограничимся равномерно распределенной нагрузкой, так как такой случай загружения для плит перекрытия в жилых домах является наиболее распространенным. Сосредоточенная нагрузка измеряется в килограммах, точнее в килограмм-силах (кгс) или в Ньютонах. Распределенная нагрузка измеряется в кгс/м.

Подробности сбора нагрузок на плиту перекрытия мы здесь опустим, скажем лишь, что обычно плиты перекрытия в жилых домах рассчитываются на распределенную нагрузку q1 = 400 кг/м2. При высоте плиты 10 см вес плиты добавит к этой нагрузке около 250 кг/м2, стяжка и керамическая плитка могут добавить еще до 100 кг/м2. Данная распределенная нагрузка учитывает практически все возможные сочетания нагрузок на перекрытия в жилых домах, тем не менее никто не запрещает рассчитывать конструкции на бóльшие нагрузки, но мы ограничимся этим значением и на всякий случай умножим полученное значение распределенной нагрузки на коэффициент надежности γ = 1.2, а вдруг мы все-таки что-то упустили:

q = (400 + 250 +100)1.2 = 900 кг/м2

так как мы будем рассчитывать параметры плиты шириной 100 см, то данная распределенная нагрузка может рассматриваться как линейная нагрузка, действующая на плиту перекрытия по оси у и измеряемая в кг/м.

Этап 5. Определение максимального изгибающего момента, действующего на поперечное (нормальное) сечение балки.

Максимальный изгибающий момент для безконсольной балки на двух шарнирных опорах, а в нашем случае плиты перекрытия, опирающейся на стены, на которую действует равномерно распределенная нагрузка, будет посредине балки:

Мmax = (q х l2) / 8 (149:5.1)

Почему это так, достаточно подробно рассказывается в другой статье.

Для пролета l =4 м Мmax = (900 х 42)/ 8 = 1800 кг·м

Этап 6.1 Расчетные предпосылки:

Расчет железобетонных элементов по предельным усилиям согласно СНиП 52-01-2003 и СП 52-101-2003 основывается на следующих расчетных предпосылках:

— Сопротивление бетона растяжению принимается равным нулю. Данное допущение делается на том основании, что сопротивление бетона растяжению намного меньше сопротивления растяжению арматуры (приблизительно в 100 раз), поэтому в растянутой зоне железобетонной конструкции образуются трещины из-за разрыва бетона и таким образом в нормальном сечении на растяжение работает только арматура (см. рисунок 1).

— Сопротивление бетона сжатию принимается равномерно распределенным по зоне сжатия, сопротивление бетона сжатию принимается не более расчетного сопротивления Rb.

— Максимальные растягивающие напряжения в арматуре принимаются не более расчетного сопротивления Rs;

Основанием для таких предпосылок служит следующая расчетная схема:

Рисунок 1. Схема усилий для приведенного прямоугольного поперечного сечения железобетонной конструкции

Чтобы не допустить эффект образования пластического шарнира и возможное при этом обрушение конструкции, соотношение ξ высоты сжатой зоны бетона у к расстоянию от центра тяжести арматуры до верха балки h0, ξ = у/ho (6.1), должно быть не более предельного значения ξR. Предельное значение определяется по следующей формуле:

(6.2)

это эмпирическая формула, основанная на опыте проектирования железобетонных конструкций, где Rs — расчетное сопротивление арматуры в МПа, впрочем на этом этапе можно вполне обойтись и таблицей:

Таблица 220.1. Граничные значения относительной высоты сжатой зоны бетона

Примечание: При выполнении расчетов не профессиональными проектировщиками я рекомендую занижать значение сжатой зоны ξR в 1.5 раза.

где а — расстояние от центра поперечного сечения арматуры до низа балки. Это расстояние необходимо для того, чтобы обеспечить сцепление арматуры с бетоном, чем больше а, тем лучше обхват арматуры, но при этом уменьшается полезное значение h0. Обычно значение а принимается в зависимости от диаметра арматуры, при этом расстояние от низа арматуры до низа балки (в данном случае плиты перекрытия) должно быть не менее диаметра арматуры и не менее 10 мм. Дальнейший расчет мы будем производить при а = 2 см.

— При ξ ≤ ξR и отсутствии арматуры в сжатой зоне прочность бетона проверяется по следующей формуле:

M < Rbbу (h0 — 0,5у) (6.3)

или

M < Rbbyho(1 — y/2ho) (6.3.2)

или

M < Rbbho2am (6.3.3)

где

am = y(1 — y/2ho)/ho = ξ(1 — ξ/2) = ξ — ξ2/2 (6.3.4)

Думаю физический смысл формулы (6.3) понятен. Так как любой момент можно представить в виде силы действующей с некоторым плечом, то для бетона должно соблюдаться вышеприведенное условие. Дальнейшие формулы получены путем простейших математических преобразований, цель которых станет понятна ниже.

— Проверка прочности прямоугольных сечений с одиночной арматурой при при ξ ≤ ξR производится по формуле:

M ≤RsAs (h0 — 0,5у) (6.4)

Суть этой формулы следующая: по расчету арматура должна выдерживать нагрузку такую же, как и бетон, так как на арматуру действует такая же сила с таким же плечом как и на бетон.

Примечание: данная расчетная схема, предполагающая плечо действия силы (h0 — 0,5у), позволяет достаточно легко и просто определять основные параметры поперечного сечения, как покажут нижеследующие формулы, логично вытекающие из формул (6.3) и (6.4). Однако такая расчетная схема не является единственной, расчет можно производить относительно центра тяжести приведенного сечения, впрочем, в отличие от деревянных и металлических балок рассчитывать железобетон по предельным сжимающим или растягивающим напряжениям, возникающим в поперечном (нормальном) сечении железобетонной балки достаточно сложно. Железобетон — это композитный, очень неоднородный материал, но и это еще не все. Многочисленные экспериментальные данные говорят о том, что предел прочности, предел текучести, модуль упругости и другие механические характеристики материалов имеют весьма значительный разброс. Например, при определении предела прочности бетона на сжатие одинаковые результаты не получаются даже тогда, когда образцы изготовлены из бетонной смеси одного замеса. Объясняется это тем, что прочность бетона зависит от множества факторов: крупности и качества (в том числе степени загрязненности) заполнителя, активности цемента, способа уплотнения смеси, различных технологических факторов и т. п. Принимая во внимание случайную природу этих факторов естественно считать предел прочности бетона случайной величиной.

Аналогичная ситуация имеет место и для других строительных материалов, таких, как древесина, кирпичная кладка, полимерные композитные материалы. Даже для классических конструкционных материалов, таких, как сталь, алюминиевые сплавы и т. п., имеет место заметный случайный разброс прочностных характеристик. Для описания случайных величин используются различные вероятностные характеристики, которые определяются в результате статистического анализа опытных данных, получаемых в процессе массовых испытаний. Простейшими из них являются математическое ожидание и коэффициент вариации, иначе называемый коэффициентом изменчивости. Последний представляет собой отношение среднеквадратичного разброса к математическому ожиданию случайной величины. Так в нормах проектирования железобетонных конструкций коэффициент изменчивости тяжелого бетона учитывается коэффициентом надежности по бетону.

В связи с этим никакая расчетная схема идеальной для железобетона не будет, впрочем, не будем отвлекаться, а вернемся к расчетным предпосылкам для данной схемы.

— Высоту сжатой зоны бетона при отсутствии в сжатой зоне арматуры можно определить по следующей формуле:

(6.5)

— Для определения сечения арматуры сначала определяется коэффициент am:

(6.6)

при аm < aR арматура в сжатой зоне не требуется, значение аR определяется по таблице 1.

— При отсутствии арматуры в сжатой зоне сечение арматуры определяется по следующей формуле:

(6.7)

где

А теперь, если Вы еще не утонули в этом море формул, посмотрим какая от этих расчетных предпосылок и формул польза:

Пример расчета монолитной железобетонной бесконсольной плиты перекрытия на шарнирных опорах, на которую действует равномерно распределенная нагрузка.

Этап 7. Подбор сечения арматуры.

Расчетное сопротивление растяжению для арматуры класса А400 согласно таблице 7 Rs = 3600 кгс/см2 (355 МПа). Расчетное сопротивление сжатию для бетона класса В20 согласно таблице 4 Rb = 117кгс/см2 (11.5 МПа). Все остальные параметры и нагрузки для нашей плиты мы определили ранее. Сначала определим с помощью формулы (6.6) значение коэффициента аm:

am = 1800/(1·0.082·1170000) = 0.24038

Примечание: так как момент был у нас определен в кг·м и размеры поперечного сечения тоже удобно подставлять в метрах, то значение расчетного сопротивления также было приведено к кг/м2 для соблюдения размерности.

Данное значение меньше предельного для данного класса арматуры согласно таблице 1 (0.24038 < 0.39), это значит, что арматура в сжатой зоне по расчету не нужна. Тогда согласно формуле (6.8) требуемая площадь сечения арматуры:

As = 117·100·8(1 — √1 — 2·0.24038) / 3600 = 7.265 см2.

Примечание: в данном случае мы использовали размеры поперечного сечения в сантиметрах и значения расчетных сопротивлений в кг/см2 для упрощения вычисления.

Таким образом для армирования 1 погонного метра нашей плиты перекрытия можно использовать 5 стержней диаметром 14 мм с шагом 200 мм. Площадь сечения арматуры при этом составит 7.69 см2. Подбор арматуры удобно производить по таблице 2:

Таблица 2. Площади поперечных сечений и масса арматурных стержней.

Также для армирования плиты можно использовать 7 стержней диаметром 12 мм с шагом 140 мм или 10 стержней диаметром 10 мм с шагом 100 мм.

Проверяем прочность бетона, согласно формуле (6.5)

у = 3600·7.69 / (117·100) = 2.366 см

117·100·2.366 (8 — 0.5·2.366) = 188709 кгсм > М = 180000 кгсм, согласно формуле (6.3)

3600·7.69 (8 — 0.5·2.366) = 188721 кгсм > М = 180000 кгсм, согласно формуле (6.4)

Таким образом все необходимые требования нами соблюдены.

Если мы увеличим класс бетона до В25, то арматуры при этом понадобится меньше, так как для В25 Rb = 148 кгс/см2 (14.5 МПа)

am = 1800/(1·0.082·1480000) = 0.19003

As = 148·100·8(1 — √(1 — 2·0.19) / 3600 = 6.99 см2.

Таким образом для армирования 1 погонного метра нашей плиты перекрытия нужно использовать все равно 5 стержней диаметром 14 мм с шагом 200 мм или продолжать подбор сечения. Впрочем, можно сильно не напрягаться, так как данная плита, рассматриваемая как шарнирно опертая балка, скорее всего не пройдет расчет по прогибу и потому лучше сразу приступать к расчетам по предельным деформациям второй группы, пример определения прогиба приводится отдельно. Здесь же скажу, что для того, чтобы плита удовлетворяла требованиям по максимально допустимому прогибу, высоту плиты придется увеличить до 13-14 см, а сечение арматуры до 4-5 стержней диаметром 16 мм.

Вот в принципе и все, как видим сам расчет достаточно прост и много времени не занимает, однако формулы при этом понятнее не становятся. Теоретически любую железобетонную конструкцию можно рассчитать, исходя из классических т.е. очень простых и наглядных формул. Пример такого расчета, как уже говорилось, приводится отдельно. Как обеспечить требуемый класс бетона при бетонировании — также отдельная тема.

Тем не менее, если вы все равно ничего не поняли, то можете посмотреть таблицы для предварительного расчета плит перекрытия, возможно что-то прояснится.

P.S. Я прекрасно понимаю, что человеку, впервые столкнувшемуся с расчетом строительных конструкций, разобраться в тонкостях и особенностях вышеизложенного материала бывает не просто, но тратить тысячи или даже десятки тысяч рублей на услуги проектной организации вы все равно не хотите. Что ж, я готов помочь. Больше подробностей смотрите в статье «Записаться на прием к доктору».

Как рассчитать фундаментную плиту?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *