Расчет монолитной плиты перекрытия пример подбор армирования. Онлайн калькулятор расчета монолитного плитного фундамента (плиты, ушп)

Ни для кого не секрет, что основой любого сооружения является фундамент. Для того, чтобы дом или любая другая постройка простояли не одно десятилетие, необходим качественный и надежный фундамент. Для этого стоит серьезно подойти к вопросу армирования. Самым надежным вариантом станет устройство фундаментов из армированных плит. Несмотря на множество стереотипов, армирование плиты фундамента можно выполнить самостоятельно.

Такие плиты, сделанные самостоятельно или при помощи подрядчика, отлично подойдут для построения обычного фундамента, а также для фундаментов домов в несколько этажей. Помимо этого, именно армированные плиты рекомендуют использовать при формировании цокольного этажа. При правильном подходе такой фундамент станет достойным основанием любого дома.

Что такое армированная фундаментная плита?

Армирование плиты фундамента своими руками, по сути, превращает легко разрушаемый бетон в прочное и долговечное изделие. Это обеспечивается хорошей связкой металлических элементов и цементной массы. Однако все элементы металла должны быть качественно соединены между собой. Для этой цели их можно сварить при помощи сварки или крепко связать проволокой – все зависит от проектируемого сооружения: чем оно больше, тем качественнее стоит соединять арматуру.

Армирующая сетка

Армированные плиты – это единое основание дома, которое является монолитным. По большому счету – это большая железобетонная конструкция, на которую и устанавливается сооружение. Именно такой фундамент, способен выстоять на слабом грунте и грунте, склонном к деформации. Благодаря тому, что плита проходит под всем сооружением, даже при смещении почвы не происходит растрескивания стен и разрушения самого фундамента.

Таким образом, если регион строительства имеет довольно рыхлые почвы – это единственно правильный выход. Хотя применение армирования фундамента будет уместно в каждом случае, когда застройщик хочет получить качественное сооружение на долгие годы.

Самостоятельный расчет плиты перекрытия: считаем нагрузку и побираем параметры будущей плиты

Даже для классических конструкционных материалов, таких, как сталь, алюминиевые сплавы и т. 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. Таким образом формула 6.

Этап 2. Определение размеров плиты, класса арматуры и бетона

А теперь, если Вы еще не утонули в этом море формул, посмотрим какая от этих расчетных предпосылок и формул польза:. Все остальные параметры и нагрузки для нашей плиты мы определили ранее. Сначала определим с помощью формулы 6. Данное значение меньше предельного для данного класса арматуры согласно таблице 1 0. Тогда согласно формуле 6. Таким образом для армирования 1 погонного метра нашей плиты перекрытия можно использовать 5 стержней диаметром 14 мм с шагом мм.

Площадь сечения арматуры при этом составит 7. Подбор арматуры удобно производить по таблице Также для армирования плиты можно использовать 7 стержней диаметром 12 мм с шагом мм или 10 стержней диаметром 10 мм с шагом мм. Таким образом для армирования 1 погонного метра нашей плиты перекрытия нужно использовать все равно 5 стержней диаметром 14 мм с шагом 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.

Что необходимо для армирования фундаментной плиты

Для устройства фундамента на основе армированной плиты, потребуются:

Арматура, диаметром от 12 мм;
Цементная масса;
Гидроизоляционный материал;
Песок для засыпки основания плиты;
Гравий. Является вторым слоем в засыпке основания;
Опалубка.

Теперь стоит отдельно разобрать каждый из элементов, все они имеют ряд требований при заливке фундамента.

Армированная плита

Арматура должна соответствовать проектируемому сооружению.

Если сооружение небольшое, и нагрузка на плиту будет достаточно низкой, то диаметр арматуры может быть и 12 мм. Однако, если сооружение крупное, и подразумевает несколько этажей, то и толщина арматуры должна быть гораздо больше. То же самое и с количеством прутов, его можно рассчитать исходя из площади конструкции.

Здесь тоже многое зависит от самого здания и от грунта основания – именно они определяют размер ячейки в сетке каркаса.

Помимо толщины, арматура должна соответствовать еще одному требованию – быть ребристой. Это является очень значимым пунктом, поскольку именно пруты с неоднородной текстурой прочно связываются с бетоном и обеспечивают максимальную устойчивость фундамента.

Цементная масса применяется в стандартных пропорциях.

Марку цемента для такого сооружения стоит выбрать не менее М350, а лучше, если это масштабное строительство, М400. Также стоит обратить внимание на показатели влагостойкости – не менее W8, и морозостойкости – не менее F200.

Гидроизоляционные материалы также во многом зависят от региона строительства.

При нормальном грунте с глубоким залеганием грунтовых вод достаточно использовать специальную рулонную гидроизоляцию. Ее размер можно рассчитать, умножив площадь плиты на два, не забыв прибавить запас на толщину конструкции. А вот при наличии большого количества воды в грунте, стоит применить более надежный способ. К таким способам сегодня относят два вида гидроизоляций – обмазочную и проникающую. Первая обеспечивает высокую влагостойкость плиты за счет использования битумных мастик. Вторая – за счет химических веществ, которые при столкновении с влагой отталкивают ее, не давая проникнуть в бетон.

Арматура для фундамента

Остальные материалы не требуют отбора по особым критериям, достаточно просто хорошего качества продуктов и их пригодности для строительства.

Расчет толщины плиты

Расчет выполняется по СП «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» и по руководству «Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа» в два этапа:

сбор нагрузок;
расчет по несущей способности.

Сбор нагрузок включает в себя проведение работ по вычислению общей массы дома с учетом веса снегового покрова, мебели, оборудования и людей. Значения для домов из различных материалов можно взять из таблицы.

Тип нагрузки	Значение	Коэффициент надежности
Стены и перегородки
Кирпич 640 мм	1150 кг/м2	1,2
Кирпич 510 мм	920 кг/м2
Кирпич 380 мм с утеплением 150 мм	690 кг/м2
Брус 200 мм	160 кг/м2	1,1
Брус 150 мм	120 кг/м2
Каркасные 150 мм с утеплителем	50 кг/м2
Перегородки гипсокартонные 80 мм	30-35 кг/м2	1,2
Перегородки кирпичные 120 мм	220 кг/м2	1,2
Перекрытия
Железобетонные 220 мм с цементно-песчаной стяжкой 30 мм	625 кг/м2	1,2 — для сборных и 1,3 — для монолита
Деревянные по балкам	150 кг/м2	1,1
Крыша по деревянным стропилам
С металлическим покрытием	60 кг/м2	1,1
С керамическим покрытием	120 кг/м2
С битумным покрытием	70 кг/м2
Временные нагрузки
Полезная для жилых зданий	150 кг/м2	1,2
Снеговая	В зависимости от района строительства по п. 10.1 СП «Нагрузки и воздействия». Снеговой район определяется по СНиП «строительная климатология».	1,4

Важно! В таблице уже учитывается толщина конструкций. Для вычисления массы остается лишь умножить на площадь.

Кроме этого, каждую нагрузку необходимо умножить на коэффициент надежности. Он необходим для обеспечения запаса по несущей способности конструкции из бетона и предотвращения проблем при незначительных ошибках строителей или изменениях условий эксплуатации (например, смена назначения здания). Все коэффициенты принимаются по СП «Нагрузки и воздействия».

Для различных нагрузок, коэффициент отличается и находится в пределах 1,05-1,4. Точные значения также приведены в таблице. Для фундамента из бетона по монолитной технологии принимают коэффициент 1,3.

Важно! Если уклон кровли составляет более 60 градусов, снеговую нагрузку в расчете не учитывают, поскольку при такой крутизне ската, снег не скапливается на нем.

Общую площадь всех конструкций умножают на массу, приведенную в таблице и коэффициент, после чего, складывая, получают суммарный вес дома без учета фундаментов.

Основная формула для вычислений имеет следующий вид:

P1= M1/S,

где P1 -удельная нагрузка на грунт без учета фундамента, M1 — суммарная нагрузка от дома, полученная при сборе нагрузок, S — площадь плиты из бетона.

Далее необходимо рассчитать разницу (Δ) между полученным значением и числом, приведенным в таблице выше, в зависимости от типа грунта.

Δ=P-P1,

где P — табличное значение несущей способности грунта.

M2 = Δ*S,

где М2 — требуемая масса фундамента (больше этой массы строить фундамент нельзя), S — площадь плиты из бетона.

Следующая формула:

t = (М2/2500)/S,

где t — толщина заливки бетона, а 2500 кг/м3 — плотность одного кубического метра железобетонного фундамента.

Далее толщина округляется до ближайшей большей и меньшей величины кратной 5 см. После выполняется проверка, при которой разница между расчетным и оптимальным давлением на грунт не должна превышать 25% в любую сторону.

Совет! Если при расчете получается, что толщина слоя бетона превышает 350 мм, рекомендуется рассмотреть такие типы конструкции как ленточный фундамент, столбчатый или плита с ребрами жесткости.

Помимо толщины потребуется подобрать подходящий диаметр армирования, а также выполнить расчет количества арматуры для бетона.

Важно! Если в результате расчета у вас получится толщина плиты более 35 см, это указывает на то, что плитный фундамент избыточен в данных условиях, нужно посчитать ленточный и свайный фундаменты, возможно они окажутся дешевле. Если же толщина вышла меньше 15 см, значит здание слишком тяжелое для данного грунта и нужен точный расчет и геологические исследования.

Этапы строительства армированной фундаментной плиты

Устройство плиты фундамента – процесс достаточно сложный, поскольку вся конструкция отвечает за крепость всего сооружения в дальнейшем. Как сделать армирование плиты фундамента качественно, разберем по пунктам.

Итак, весь процесс можно разделить на следующие этапы:

Устройство котлована (при заглубленной конструкции плиты);
Укладка и утрамбовка подсыпки из песка;
Укладка и утрамбовка подсыпки из гравия;
Заливка тонкого слоя бетона;
Устройство гидроизоляционного слоя;
Установка армирующих сеток;
Установка опалубки;
Заливка основной плиты;
Верхняя гидроизоляция плиты.

Устройство котлована требуется только в том случае, если фундамент углублен, или проектируется создание цокольного этажа. Небольшое заглубление плиты также добавляет конструкции прочность. Однако необходимость такого способа напрямую зависит от внешних факторов и индивидуальных пожеланий.
Армирование своими руками
Укладка и утрамбовка подсыпки из песка и гравия необходима для подготовки основания фундамента. Такой подход позволяет избежать неблагоприятного воздействия грунтовых вод и деформации конструкции. Оба слоя должны быть не просто засыпаны, а качественно утрамбованы. Это придаст сооружению дополнительную крепость.
Заливка тонкого слоя бетона необходима для качественного обустройства гидроизоляционного слоя. Данный слой бетона может быть толщиной около 10 см.
Устройство гидроизоляционного слоя, как было указано выше, напрямую зависит от наличия грунтовых вод. Однако, какой бы способ не был выбран, стоит подходить к этому этапу очень серьезно, поскольку наличие влаги в фундаменте может привести к необратимым разрушениям, даже самой качественной конструкции.
Установка армирующих сеток – это наиболее важный этап во всем строительстве фундамента. Именно от качества этой работы зависит крепость сооружения.

Здесь стоит правильно рассчитывать размер ячейки в армирующей сетке, поскольку, чем больше масштаб строительства, тем мельче должны быть ячейки. Определившись с частотой укладки прута, можно приступать к созданию самих решеток.

Прутья между собой можно сваривать или связывать проволокой, но здесь необходимо учитывать класс арматуры. Если арматура имеет класс с маркировкой С, то ее вполне можно сваривать, если же нет, то лучше связывать, поскольку свойства металла других классов теряются при термическом вмешательстве. Также стоит обратить внимание на качество арматуры, она должна быть чистой – без следов грязи и пыли, поскольку наличие загрязнений существенно ухудшает сцепку металла с бетонной массой.

Армировать плиту фундамента нужно при помощи двух готовых решеток, которые должны быть скреплены между собой на определенном расстоянии. Стоит заметить, что перед началом установки армирующих сеток, следует предусмотреть места для проведения коммуникаций, поскольку, не предусмотрев их сразу, можно столкнуться с проблемой их подведения после завершения устройства фундамента.

Рассмотренный выше вариант описывает армирование монолитной плиты фундамента, однако, существует и другой способ устройства фундамента при помощи армирования плит. Этот способ подразумевает создание фундамента частями и называется ленточным.

Армирование плиты ленточного фундамента производится при помощи отдельных секций армирующих сеток. Однако заливать их лучше разом, чтобы получить монолитный бетон.

Установка опалубки может производиться как до установки армирующего материала, так и после. Главным требованием к этому этапу является хорошее прилегание элементов опалубки друг к другу, поскольку через имеющиеся трещины может происходить вытекание бетонного молока, которое важно для связки бетона. Устанавливать опалубку необходимо очень качественно, чтобы избежать смещения ее частей и деформации фундаментной плиты.
Заливка фундаментной плиты должна производиться только после того, как все детали армирующей сетки и опалубки качественно закреплены. Этот процесс очень важен, поскольку от него зависит качество монолита. Всю заливку, даже если площадь достаточно большая, стоит производить непрерывно, иначе есть риск получения слоеной плиты, что сильно скажется на качестве. Перерыв в заливке более одного часа способен негативно повлиять на состояние плиты.
Верхняя гидроизоляция плиты является завершающим этапом в строительстве армированных фундаментных плит. Этот этап гарантирует изоляцию от влаги уже не фундамента, а непосредственно здания.

Устройство монолитного фундамента: составляющие элементы

Монолитный фундамент в виде плиты представляет собой массивную железобетонную конструкцию, не требующую заглубления в грунт в отличие от остальных типов.

Рисунок 1. Конструктивная схема классического плитного основания

Уплотненный грунт – хорошо утрамбованное дно котлована (обычно земляные работы предполагают только снятие верхнего плодородного слоя почвы).
Подушка – традиционно делается из песка либо его смеси с щебнем или гравием. Она служит для гашения вибраций и минимизирует воздействующие снизу на основание нагрузки, а также для отведения грунтовых вод.
Полотно геотекстиля – чаще применяется дорнит, который защищает подушки от заиливания и армирует ее. Дополнительно может укладываться между слоями песка и щебня для повышения прочностных характеристик.
Бетонная подготовка – называется еще выравнивающим слоем. Выполняется из бетона, толщина обычно не превышает 50 мм. Служит для более качественной гидроизоляции и правильной установки армирующего каркаса.
Гидроизоляционный слой – водонепроницаемая мембрана защищает фундамент от капиллярного подсоса влаги. Классический материал – рулонные битумные холсты, укладываемые в несколько слоев.
Армирующий каркас – обеспечивает высокую несущую способность основания и устойчивость к изгибающим нагрузкам, предупреждая растрескивание бетона.
Бетонная основа – непосредственно основание, толщина которого определяется в зависимости от предполагаемых нагрузок, высоты здания и используемых стеновых материалов.

Однако «пирог» может включать и другие элементы – все зависит от разновидности основания. Так, устройство фундамента типа УШП (утепленная шведская плита) предполагает необходимость применение экструдированного пенополистирола, поверх которого уже сооружается бетонное основание.

Рисунок 2. «Пирог» утепленной шведской плиты

Какие существуют разновидности монолитных бетонных плит?

сплошная плита одинаковой толщины по всей площади;
с верхними ребрами;
с нижними ребрами.

Монолитная конструкция с одинаковой толщиной наиболее простая в устройстве, но близкое расположение верхнего ее края к земле является причиной постоянного воздействия влаги на стеновые материалы (особенно актуально для деревянных стен или каменных, но без отделки). Увеличение ее толщины по всей площади ведет к значительным дополнительным финансовым затратам, которые можно исключить путем устройства плиты с ребрами, уходящими вниз или вверх.

Конструкция с верхним расположением ребер или монолитная «чаша» имеет плоское основание с выступающей монолитной железобетонной лентой по периметру и под внутренними несущими стенами.

Фото 5. Железобетонный плитный фундамент с верхними ребрами

Фундамент плита своими руками: пошаговая инструкция

Для устройства основания многие привлекают подрядчиков, но сделать монолитный фундамент можно и своими руками. Для человека, знакомого со стройкой это не составит особого труда. Главное здесь – поэтапно распланировать все операции, придерживаться составленного плана и соблюдать технологию.

Изначально участок очищается от мусора, кустов и деревьев, которые будут препятствовать работам. Затем размечается место под котлован – в процессе работ важно обеспечить идеально ровные углы. Проверка прямолинейности выполняется путем измерения разности диагоналей.

Согласно выполненной разметке снимается верхний слой грунта (плодородный). Традиционно это делается с учетом предполагаемой толщины песчаной и щебневой (если она предусмотрена) подушки, бетонной подготовки и предусмотренной проектом глубины залегания плиты.

Фото 8. Готовый котлован для плитного основания

Котлован должен получиться с идеально ровным дном относительно горизонтальной плоскости. Далее грунт надо качественно утрамбовать. Во избежание заиливания и вымывания песка на дно котлована необходимо уложить полотно геотекстиля с укрытием стенок котлована и обеспечением нахлеста 300 мм между отдельными листами.

Фото 9. Настил геотекстиля в котловане

На дно котлована равномерными слоями по 100-120 мм насыпается песок, смачивается водой и тщательно утрамбовывается с помощью специальной виброплиты. Минимальная толщина подушки – 200 мм.

Фото 10. Трамбование песка виброплитой

Обычно при устройстве плитных фундаментов песчаную подушку перекрывают слоем щебня (можно использовать гравий) толщиной 100-150 мм – он позволяет отсечь капиллярный подсос влаги из грунта. Разграничить песчаную и щебневую подушки тоже можно геотекстилем – это предупредит их перемешивание между собой.

Фото 11. Щебневая подушка под плиту

Также на этапе устройства подушки нужно подвести все необходимые инженерные коммуникации, которые будут выводиться через толщу плитного основания (канализация, водоснабжение и др.).

Гидроизоляция

В соответствии с разметкой по контуру будущего фундамента устанавливаются щиты опалубки, жесткость которой будет обеспечиваться распорками, смонтированным по ее наружной стороне.

После монтажа и закрепления опалубки выполняется подбетонка – тонкий (50-70 мм) слой бетона невысокой марки (достаточно М100) для выравнивания горизонтальной поверхности и более качественной гидроизоляции основания.

Фото 12. Бетонная подготовка основания

Затем осуществляется настил гидроизоляционного материала. Для этих целей чаще используется специализированная полимерная профильная мембрана или классический битумный рулонный материал, настилаемый в 2-3 слоя.

Фото 13. Гидроизоляция плитного основания

Поскольку зимы в нашей стране холодные, теплоизоляция фундамента – стандартная процедура. Для утепления плитного основания применяется экструдированный пенополистирол (ЭППС) повышенной плотности.

Плоская – ЭППС кладется ровным слоем.
Фото 14. Укладка утеплителя ровным слоем
С нижними ребрами (УШП) – пенополистирол раскладывается «островками» с обеспечением своего рода приямков по контуру основания и под внутренними несущими стенами.
Фото 15. Раскладка ЭППС «островками»

Армирование

Изготовление армирующего каркаса начинается с нижнего ряда, соединение прутков между собой выполняется с помощью вязальной проволоки. Для обеспечения защитного слоя бетона 30-50 мм устанавливаются специальные пластиковые подставки под арматурную сетку.

Фото 16. Смонтированный 1-й ряд каркаса

Для обеспечения необходимого расстояния между двумя рядами каркаса применяются специальные подставки «пауки», которые изготовляются самостоятельно из обрезков арматуры. Их количество – 2 штуки на 1 кв. м.

Фото 17. Готовый армирующий 2-рядный каркас