Плиты фундаментные железобетонные: виды – прямоугольные и плоские и армированные

Фундамент на сваях

Вычисление количества арматуры

Это еще один важный элемент, который входит в расчет плиты фундамента под ТП. Его проводят с учетом требований СНиП 52-01-2003 по определению класса, сечения и количества прута.

Каркас делают перпендикулярно, если толщина основания больше 20 см, сетку закладывают в верхнем и нижнем слоях. Без этого бетон дает трещины при изменениях грунта, что приводит к деформации и разрушению постройки.

Нужное количество определяют по простой схеме:

Для плиты размером 8х8 м со стандартным размером ячеек 0,2 м число прутьев – 40 (8:0,2) + 1 = 41.

В сетке есть перпендикулярные штыри, значит, результат умножаем на 2, получаем 82.

Перед тем как рассчитать плитный фундамент с нужным количеством арматуры, учитывайте, что он состоит минимум из 2-х слоев. Поэтому 82 умножаем на 2 = 164. Если в будущей конструкции предполагается больше слоев, увеличиваете число на их количество, а не на 2. Получаем результат: для плиты 8х8 метров нужно 164 прута.

Не забудьте об определении длины соединительных стержней и их общего метража.

Для плитного типа оснований используют арматуру с ребристой поверхностью. Под конкретную постройку выбирают шаг армирования и толщину прута.

Чтобы сделать расчеты правильно, проектировщики используют программное обеспечение. В этом им помогают:

CADProfi Архитектура и другие.

Подобный софт дает множество возможностей, таких как рассчитать нагрузку на плиту фундамента под дом, определить нужный объем материалов, создать и автоматически обновлять спецификацию материалов и 3D-прототип будущей конструкции и получить необходимую документацию.

Маркировка железобетонных изделий

Нарезанные плиты перекрытия обладают такой же стойкостью к нагрузкам как и обычные.

Что означают эти 333 кг? Поскольку вес самой плиты и напольных покрытий уже вычтен, 333 кг на 1 кв.м – это та полезная нагрузка, которую можно на ней разместить. Согласно СНиП от 1962 года, не менее 150 кг/кв. м из этих 333 кг/кв.м должно быть отведено под будущие привнесенные нагрузки: статическую (мебель и бытовые приборы), и динамическую (люди, их питомцы).

Оставшиеся 183 кг/кв.м могут быть использованы для установки перегородок или каких-либо декоративных элементов. Если вес перегородок превышает рассчитанное значение, следует выбрать более легкое напольное покрытие.

Сначала о нагрузках. По таблице 3.3 СНиП 2.01.07-85* временная нагрузка на перекрытие считается равной 150 кг/м². То есть на каждом квадратном метре перекрытия можно будет разместить 150 кг дополнительного веса сверх постоянных нагрузок. К постоянным нагрузкам относят вес самого перекрытия с напольными конструкциями и вес межкомнатных перегородок. Мебель, санитарно-техническое оборудование и вес людей относят к временным нагрузкам.

Какую величину нагрузки выбрать для устройства деревянного перекрытия? Проще всего провести аналогию с чем-то хорошо знакомым. Например, в наших квартирах используются железобетонные перекрытия с несущей способностью от 400 до 800 кг/м². В последнее время применяются в основном плиты перекрытия с несущей способностью 800 кг/м². Стоит ли принимать к расчету деревянного перекрытия такую нагрузку? Наверное, нет. Как показывает практика, нагрузка на перекрытие чаще всего, не превышает 350–400 кг/м². Однако это не исключает того, что вы, проектируя перекрытие под свои конкретные нужды, примите другую величину нагрузки. В любом случае, все возможные нагрузки лучше учесть заранее и спроектировать перекрытие с небольшим (не более 40%) запасом прочности, чем потом, при возникшей необходимости, заниматься его упрочнением.

Для подбора сечений балок перекрытия, нагрузку исчисляемую в килограммах на квадратный метр нужно перевести в нагрузку, на погонный метр длины балки. Мы легко можем представить себе, например, квадратный лист железа со сторонами длинной в 1 м. Если мы надавим на этот лист весом в 400 кг и подложим под его середину деревянную балку, то на один метр длинны этой балки будет давить сила 400 кг. Это очевидно. А если мы подложим под лист две балки и распределим их под серединами половин листа, то на метр длины балок будет давить вес по 200 кг. Это тоже очевидно. Положив под лист три балки и равномерно раздвинув их, получим нагрузку на каждую балку уже по 133 кг. Таким образом, изменяя количество балок расположенных под одним квадратным метром, мы можем изменять давящую на них нагрузку и тем самым уменьшать сечение балок. Либо наоборот, разместить под двумя (тремя, четырьмя и т.д.) квадратными метрами одну балку и увеличить ее сечение.

Балки перекрытия рассчитываются не только по несущей способности, но еще и на прогиб. Жить в доме, в котором над головой прогнулось перекрытие, будь оно хоть трижды прочным — неприятно. Нормативная величина прогиба балки не должна превышать 1/250 ее длины.

Несущая способность древесины известна, сечения и длины балок то же не составляют тайны — их тысячи раз просчитывали до нас. Поэтому для определения сечения балок при известном пролете (длине от опоры до опоры) можно применить график изображенный на рисунке 37. При использовании графика нужно задать нагрузку и ширину балки и по ним определить ее высоту, для данного пролета балки. Либо зная длину пролета балки и размеры ее сечения, определить какую нагрузку она может выдержать. Изменяя шаг установки балок добиться требуемой величине нагрузки.

Рис. 37. График для определения сечений деревянных балок

График предназначен для расчета однопролетных балок, т. е. балок лежащих на двух опорах. Также можно использовать калькулятор для расчета деревянных балок. Если будут применены двухпролетные балки (на трех опорах) или балки нестандартной длины, то можно попробовать

• Расчет железобетонной монолитной плиты перекрытия
• Первый этап: определение расчетной длины плиты
• Определение геометрических параметров железобетонного монолитного перекрытия
• Существующие виды нагрузок, сбор которых следует выполнить
• Определения максимального изгибающего момента для нормального (поперечного) сечения балки
• Некоторые нюансы
• Подбор сечения арматуры
• Количество стержней для армирования монолитной железобетонной плиты перекрытия
• Сбор нагрузок — некоторый дополнительный расчет

Что представляет собой монолитная фундаментная плита из железобетона?

Структура документа

Стандарт регламентирует комплекс требований для оснований ленточного типа и фундаментов. Главным элементом этой конструкции является усиленная стальной арматурой бетонная подушка, позволяющая увеличить ширину основания опоры, уменьшая, тем самым удельную нагрузку на единицу площади. Обязательные требования к этому ответственному элементу предусмотрены стандартом, которым регламентированы следующие основные моменты:

• Область и условия применения.
• Конструктивные особенности, технические характеристики.

Фундаментные подушки ФЛ изготавливаются в соответствии с ГОСТ 13580 и представляют собой высокотехнологичные железобетонные конструкции из тяжелого бетона

• Специфика армирования.
• Технология контроля качества.
• Методы транспортировки и хранения.

Для каких грунтов подходит монолитное основание

Расчет песчано-щебневой подушки

Песчано-гравийные подушки под фундаментами устраивают для того, чтобы:

• выровнять дно котлована;
• получить основание заданной плотности и влажности;
• заменить слабый или пучинистый поверхностный грунт на слой лучшего качества.

Для устройства подфундаментных подушек может использоваться один крупнозернистый песок, он также может быть в смеси с гравием или щебнем, или представлять собой отдельный слой, укладываемый поверх щебёночной подушки. Смесовые грунты обычно используют с целью достижения наилучшего качества уплотнения. Технологические карты рекомендуют использовать песчано-гравийные смеси, или прямо на стройке смешивать песок со щебнем в пропорциях 60:40, и укладывать на толщину 30 см.

Делать отсыпки с большей толщиной просто невыгодно. Если слой малопрочного грунта уходит на большую глубину, плиту под газобетонный дом лучше опереть на сваи или отдать предпочтение ростверку.

Что влияет на расчет толщины монолитной плиты фундамента

Монолитный фундамент возводится на нестабильных пучинистых глинистых почвах Толщина фундаментной плиты для двухэтажного дома из газобетонных блоков рассчитывается путем сопоставления следующих данных:

• Масса строения. Слагается из материала стен, перекрытий, окон, дверей, мебели и бытовой техники.
• Тип грунта. Определяется его плотность, степень пучинистости, уровни содержания щелочи и кислот. Глубина промерзания не учитывается.
• Влажность почвы и глубина залегания подземных вод. Определяет вероятность проседания и деформации грунта, подмывания основания фундамента.
• Средняя и максимальная зимняя температура, необходимость использования утеплителя и его тип.
• Несущая способность грунта. Определяется в тоннах на единицу площади. Если эти показатели низкие, монолитная железобетонная плита может иметь большие размеры, чем стены здания.

После сопоставления всех данных делается расчет площади и толщины перекрытия.

Как рассчитать диаметр арматуры

При армировании плитного фундамента, даже по схемам можно сделать примерные расчеты материала. Общую площадь сечения арматуры для монолитного основания в одном направлении берут не меньше 0.3 % от общих показателей сечения фундамента. Если длина стороны плиты меньше 3 м, подойдет диаметр стержня 1 см, при большей длине – 1,2 см. Вертикальные прутки должны быть не менее 6 см. Максимальные размеры изделий 4 см, в практическом применении используют 1.2, 1.4, 1.6 см.

Пример расчета

В исходных данных указана железобетонная поверхность 8х8 м. Рекомендованный размер шага для частных домов 20 см. В данном примере не рассматривается усиление зон, где будут расположены несущие стены. Для определения диаметров следует учитывать, что укладка будет производиться в два ряда. Потому что толщина конструкции превышает 15 см.

Арматурная сеткаИсточник slo.wikiwiex.ru

Расчет нужной площади металлических стержней производят по такой последовательности:

• вычисление площади поперечного сечения фундаментного основания: 8 м * 0.2 м = 1.6 м2; 
• расчеты минимальной площади всего арматурного материала: 1.6 м2 * 0.3 % = 0.0048 м2 (36см2); 
• показатели минимальной площади арматуры, одно направление, один ряд: 48 см2/2 = 24 см2. 

Для того чтобы правильно рассчитать количество стройматериалов рекомендуется использовать схему. При вычислении длины прутков также следует учесть: 

• толщину бетонного слоя предназначенного для защиты – 2-3 см с двух сторон; 
• допустимый нахлест; 
• вертикальное армирование; 
• количество стержней для П-образных хомутов. 

Как же сделать плиту фундамента своими руками?

Принцип такой: вырывается котлован, дно выравнивается, засыпается подушка из песка и щебня, все это трамбуется, ставится опалубка, вяжется арматура, заливается бетон, после застывания опалубка снимается – все, фундамент готов. Теперь подробнее:

1. Начинать нужно с исследования грунта на участке. Это необходимо для определения толщины песчаной подушки.
2. Далее надо расчистить площадку от растительности на несколько метров больше, чем будущий фундамент. Это обеспечит свободный доступ к нему во время строительства.
3. Разбивается площадь будущей постройки и выносятся осевые линии. При близости к поверхности грунтовых вод, производится дренаж площадки.
4. Толщина монолитной плиты и глубина ее заложения рассчитываются индивидуально. На это влияют такие факторы как состав грунта, климат, грунтовые воды, вес будущей постройки и т.д. Для такого рода расчетов лучше обратиться к специалистам.
5. Когда проект готов, начинаем выемку грунта до заданной в проекте глубины. Дно тщательно выравниваем. Далее проверяем горизонтальную плоскость с помощью уровня. Если все ровно, приступаем к следующему этапу.
6. Застилаем дно геотекстилем (Мегаизол или Дорнит) и засыпаем площадку песком. Затем его трамбуем.
7. Прокладываем еще один слой геотекстиля и засыпаем щебнем. Он тоже трамбуется. Обычно толщина получившейся подушки составляет 20-30 см.
8. Далее расстилается слой гидроизоляции, швы которого обязательно спаиваются между собой. Обычно этот слой делается на полметра длиннее по периметру, чем основание будущего фундамента. Эти края потом заворачиваются и припаиваются к торцу получившейся плиты.
9. Прокладка теплоизоляции из экструдированного пенополистирола этап опционный. Слой теплоизоляции фундамента позволит в будущем существенно сэкономить на отоплении. Сверху пенополистирол необходимо накрыть пленкой из полиэтилена.
10. Следующий этап – армирование будущего фундамента. Вяжется арматура в два уровня и ставится на весь этот «сэндвич». Как правильно это сделать, мы поговорим далее.
11. Ставится опалубка. Она собирается из прочных строительных досок. Так как давление бетона на опалубку будет велико, то по бокам, между стенкой котлована и боковиной опалубки, через каждые 50-70 см ставятся распорки.
12. Заливается необходимый объем бетона. Как он рассчитывается, поговорим позже.
13. Если заливка происходит в осенью или зимой, опалубку утепляют пенополистиролом и сверху накрывают рубероидом. Таким образом бетон не замерзает. Потом эту изоляцию можно оставить.
14. Через несколько дней опалубку можно убирать, а края гидроизоляции завернуть и запаять.
15. Строить дом на этом фундаменте можно начинать через 3-4 недели, когда бетон наберет 70-80 % своей прочности.

Иногда на нижней стороне плиты делают ребра жесткости. Они придают плите прочности и препятствуют ее сдвигам по горизонтали.

Также существуют так называемые шведские плиты. Это утепленная плита, обладающая энергосберегающими свойствами. При ее заливке используются новейшие материалы и инновационные технологии. Принцип в том, что в плиту в процессе монтажа встраиваются все коммуникации и системы теплых полов.

Она обходится дороже в производстве, но окупается потом в процессе эксплуатации дома. В России популярность такой технологии растет, но еще очень мало строительных компаний, обладающих достаточным опытом в этой сфере.

Что такое плитный фундамент?

Люди во все времена старались строить свой дом на прочном каменном основании. Именно этот подход давал надежность и долговечность построенным зданиям. И именно он привел к проектированию и строительству на плитных фундаментах.

Плитным фундаментом принято называть конструкцию основания под здание, имеющую вид железобетонной монолитной плиты, располагающейся в границах периметра здания, а чаще несколько выходящую за них.

Существует два вида таких фундаментов:

• сборные, собранные в единую плиту из готовых заводских блоков или плит;
• монолитные, изготовленные непосредственно на стройплощадке и представляющие цельную жесткую конструкцию из армированного бетона.

Сборная фундаментная плита сооружается из готовых железобетонных плит, произведенных на ЗЖБИ – заводе железобетонных изделий. Для изготовления могут применяться плиты типа:

• ПД – плита дорожная;
• ПДП – дорожная для покрытий;
• ПДГ – дорожная с рифленой поверхностью;
• ПДН – дорожная с напряженной арматурой;
• ПАГ – аэродромная и мн. др.

Сборный фундамент из плит хорошо держит нагрузку на сухих, прочных и непучинистых грунтах. А лучше всего они работают на грунтах с мелко- или крупнообломочной каменной структурой. Для этого вида оснований желательна небольшая глубина промерзания грунтов. Поэтому чаще сборные плиты используются для строительства в южных районах страны, где грунт не замерзает или глубина промерзания незначительная.

Но стоит только супесчаному, глинистому, а особенно лессовому грунту немного подмокнуть, например, от тающего снега или затяжных осенних дождей, так немедленно начинаются проседания отдельных плит и после этого трещат стены и перекрытия дома.

• Плитный монолитный фундамент является огромным искусственным плоским камнем высокой прочности. Прочность монолитного фундамента на сжатие обеспечивается использованием соответствующей марки бетона, а на изгиб – его арматурным каркасом.
• Конструкцию каркаса изготавливают из арматурных стержней нужного диаметра и марки стали, пользуясь данными ГОСТ 5781. Можно делать каркас из композитных материалов – стекло или углепластика. Часть композитной арматуры изготавливается на основе базальтового волокна.
• На месте стальной каркас сваривается электросваркой или связывается мягкой стальной проволокой. Композитный каркас только вяжется проволокой, точно так же, как и стальной.
• Арматурный каркас имеет вид пространственной конструкции, в которой арматура расположена во взаимно перпендикулярных направлениях и образует две плоскости в виде горизонтальных сеток. Его схема определяется при проектировании.
• Размер ячейки этих сеток рассчитывается при проектировании и находится в пределах 200 х 200 – 300 х 300 мм. Арматуру используют диаметром 12 – 16 мм.

Виды плитного фундамента

Каркас устанавливается на пластиковых «стульчиках» – опорах. Их высота обеспечивает точное расстояние от нижней и верхней плоскостей фундамента, и составляет 50 мм. Каркасы монтируются так, что бы расстояние от их краев до опалубки так же было по 50 мм. Этот промежуток при заливке и уплотнении бетона образует специальный слой, защищающий арматурный каркас от коррозии. После застывания бетона и набора им прочности, заданной расчетом при проектировании монолитный фундамент готов к возведению здания.

Армирование фундаментной плиты: значение процесса

Расчет плитного фундамента

Конструкция фундамента в виде бетонной плиты

Основания этого типа состоит не только из самой монолитной железобетонной конструкции, но и из насыпной подготовки, а также прослоек из тепло- гидроизоляции и утеплителя в виде экструдированного пенополистирола. Пенополистирол необходимо укладывать для того, чтобы грунт под ним не оттаивал, и не возникало его движения в зимний период.

Фундамент располагается в неглубоком котловане, глубина которого определяется так, чтобы слой гидроизоляции плиты находился чуть выше грунта. Так как эта глубина небольшая, можно строить такое основание на грунтах с очень высоким уровнем залегания грунтовых вод, что невозможно при строительстве классических ленточных оснований.

Конструкция плиты

Первый слой подошвы – песчаная подушка толщиной 30 см. Её укладывают, разравнивают и плотно утрамбовывают. Второй слой – геотекстиль. Геотекстиль необходимо укладывать так, чтобы он выходил за границы фундамента, и при засыпке его можно было бы приподнять наверх и закрыть основание с боков целиком. Третий слой – подсыпка из щебня или гравия толщиной 30-50 см.

Её также нужно утрамбовать. Затем идёт слой бетонной выравнивающей стяжки и гидроизоляция поверх неё. Как уже было сказано ранее, слой гидроизоляции плиты должен находиться выше грунта, чтобы под фундаментом не скапливалась влага. После этого идёт слой теплоизоляции из пенополистирола и далее – сама плита из железобетона толщиной 30-50 см.

Монолитное основание больших размеров может иметь конструкцию, отличную от плоской пластины. Так, например, для больших тяжёлых домов его делают с рёбрами жёсткости. Эти рёбра находятся на расстоянии 2-2,5 метра друг от друга, расположены в продольном и поперечном направлении с пересечениями, имеют в высоту от 50 до 70 см и ширину от 30 см.

Посмотрите видео, как производится полный цикл монтажа фундамента-плиты.

Для этого основания обязательно делают широкую отмостку, не менее 70 см. Сверху фундамента из бетона можно начинать строительство стен дома, или же сделать небольшой цоколь, для оборудования полупроходного подвала с коммуникациями. В таких основаниях не допускается наличие выборок для строительства подвалов ниже уровня грунта, или же они должны быть небольшого размера, для маленьких кессонов.

Определение толщины основания

Толщина основания определяется типом грунта и весом постройки

Качественное планирование заливки плиты под гараж или дом требует проведения геологических изысканий. Это позволяет узнать расположение слоев почвы, наличия «верховодки». Из этого исходят при проведении расчетов.

Разные типы грунтов характеризуются своей несущей способностью:

• у крупнообломочных, гравийных, щебневых она самая большая – 5-6 кгс/см²;
• пески крупные, гравелистые – 3,5–4,5 кгс/см²;
• мелкие и средние пески – 1–3,5 кгс/см²;
• супеси – 2–3 кгс/см²;
• суглинки – 1–3 кгс/см²;
• твердые глины – 3–6 кгс/см²;
• глины пластичные – 1–3 кгс/см².

Учитывая, что на грунтах с высокой несущей способностью возведение плиты не имеет смысла, остаются следующие значения:

• плотные или пылеватые пески – 0,35 кгс/см²
• пески средней плотности – 0,25 кгс/см²
• супеси – 0,5 кгс/см²
• суглинки – 0,35 кгс/см²
• глины твердые – 0,5 кгс/см²
• глины пластичные – 0,25 кгс/см².

На супесях возможно размещение ленточного типа, а твердые глины бывают обманчивы. При близком расположении водоносных пластов возможна резкая потеря несущей способности грунта, плита попросту утонет. Здесь может помочь свайный буронабивной фундамент. В обоих случаях требуются углубленные исследования.

Что нужно знать о плите при выполнении расчёта

Фундамент плита выглядит, как сплошной монолит, параметры которого соответствуют проекции здания. Монолитная плита может выходить за контуры стен только в том случае, когда вертикальные поверхности требуется утеплять по системе вентфасада, облицовывать кирпичом или камнем.

Основным достоинством такой конструкции является максимально увеличенная площадь опоры, делающая её очень устойчивой даже в условиях сейсмической нестабильности. Главное только придать плите правильную конфигурацию, обязательно учитывая вид и прочностные характеристики грунта, на который она будет опираться.

Для облицовки цоколя кирпичом плиту можно сделать на 10 см больше

Пространственная устойчивость здания зависит не только от того, какую толщину будет иметь плитный фундамент, но и от интенсивности её армирования. Бетон и арматура работают в совокупности, что и позволяет плите фундамента эффективно сопротивляться излому.

Можно ли уменьшить толщину плиты

В официальном проектировании с помощью увеличения арматуры в наиболее нагруженных зонах можно добиться экономии бетона путём уменьшения толщины монолита. А чтобы обеспечить наибольшую статичность и предупредить вероятность проскальзывания в подошве, актуального для строительства на глинистых почвах, плитам нередко придают ребристую форму.

Монолитные рёбра, жёстко связанные арматурой с плитой, могут быть направленными вверх, образуя ростверк (он же выполняет и функцию цоколя). Получается комбинированный фундамент, который строители называют плитно-ростверковым (его фото представлено в начале статьи). Именно этот вариант в большинстве случаев предусматривается, когда под домом проектируется цокольный этаж.

Монолитный цокольный этаж на заглублённой плите

• Данный вид плиты идеально подходит для зданий, стены которых возводятся из теплоэффективных каменных материалов, реагирующих трещинами на нестабильность грунта. Вариант с верхними рёбрами избавляет от необходимости строительства цоколя, ведь толщины плиты чаще всего недостаточно, чтобы поднять полы первого этажа выше уровня выпадающего зимой снега.
• Но в некоторых случаях рёбра проектируют не поверх плиты, а под ней. Они обязательно располагаются в толще грунта, тогда как сама монолитная плита находится выше его уровня. Рёбра жёсткости охватывают периметр дома и связывают его продольными балками. Формируются они по принципу ленты, поэтому данный вариант плиты именуют ленточно-плитным фундаментом.
• Такой конструктив плиты лучше работает на грунтах с невысокой прочностью. Ребристые плиты чаще применяют в холодных климатических зонах, на глубоко промерзающих и вечномёрзлых грунтах, с обязательной закладкой в межрёберное пространство теплоизолирующих плит экструзионного пенополистирола.
• За счёт разницы толщин утеплительного контура и формируется ребристая конфигурация, а сама плита получается более тонкой. Если обычная плоская плита под одноэтажный дом должна иметь толщину 250-300 мм, то при наличии рёбер и правильном распределении арматуры, толщина плиты может уменьшаться до 150, и даже до 120 мм.

Принцип формирования утепляемой ребристой плиты фундамента

Что дают плите рёбра, и как обойтись без них

Из вышесказанного ясно, что толщина плиты может быть уменьшена благодаря локальным утолщениям, называемым рёбрами жёсткости. Так как они предусматриваются под всеми несущими стенами и имеют полноценное объёмное армирование, основную часть нагрузок утолщения воспринимают сами, передавая лишь часть усилий плите, объединяющей балки между собой.

Это и даёт возможность не просто уменьшить толщину монолита, но и внутренний каркас горизонтальной части сделать не объёмным, а плоским.

Схема тонкой плиты фундамента с направленными вниз рёбрами

Когда монолитная плита выполняется в плоском варианте, главной задачей проектировщика является выбор такой толщины, которая обеспечит ей отличное сопротивление продавливанию. При отсутствии рёбер справиться с этой задачей лучше всего помогает подготовительная бетонная плита толщиной 100 мм (бетонная подготовка, подбетонка).

Гидроизолированная подготовительная бетонная плита

Бетонная подготовка — это слой монолита, заливаемый по грунту из тощего неармированного бетона, и выполняет она три основные функции:

• выравнивает грунт и восполняет недостаток его прочности;
• защищает базу дома от подпора грунтовых вод;
• является основанием для монтажа рулонной гидроизоляции, и уберегает её от механических повреждений.