Расчет плиты

Для строительства частных и загородных домов часто используется плитный фундамент. Он отличается надежностью и высоким качеством. Но только в том случае, если правильно провести расчет фундаментной плиты, подобрать ее, исходя из особенностей, технических параметров будущего строения. Рассмотрим, как провести расчет фундаментной плиты правильно, на что обратить особое внимание и не сделать ошибок.

Принцип строительства плитного фундамента

Плитный фундамент для дома представляет собой плоскую железобетонную плиту, которая устанавливается под всей площадью будущего здания. Он является одним из наиболее распространенных видов фундаментов, особенно для небольших и средних по размерам построек. Плитный фундамент может быть использован для домов, гаражей, складов, а также промышленных и коммерческих сооружений.подробнее о фундаменте плита в этой статье.

Строительство данного типа конструкции  осуществляется следующим образом:

• Подготовка места под фундамент. Прежде чем начать строительство плитного фундамента, необходимо подготовить место под него. Это включает в себя очистку от растительности, выемку грунта до необходимой глубины и уплотнение основания.
• Установка опалубки. После подготовки места устанавливается опалубка – специальная конструкция, которая определяет форму будущей плиты. Опалубка обычно делается из деревянных брусков или металлических профилей.
• Устройство арматуры. Внутри опалубки укладывается арматура – металлическая сетка или стержни, которые увеличивают прочность фундамента. Арматура соединяется с основной стальной арматурой, которая проходит через всю площадь плиты.
• Заливка бетона. После установки арматуры в опалубке производится заливка бетона. Этот этап требует особого внимания, так как качество бетонной смеси и её правильная укладка оказывают большое влияние на прочность фундамента.
• Высыхание и укрепление. После заливки бетона необходимо дать ему время на высыхание и укрепление. Этот процесс может занять несколько недель, в зависимости от условий и толщины фундамента.

В целом, к его преимуществам можно отнести: прочность, долговечность, стабильность, стойкость в низким температурам, возможность использования на разных типах почвы.

От чего зависит показатель

Плита для создания фундамента представляет собой бетонное изделие, которое укрепляется при помощи арматуры (по всей его площади). Можно выделить несколько основных слоев такой плиты:

• Уплотненная подушка. Обычно ее создают из нерудного сырья;
• Материалов для защиты от влаги (гидроизоляции) и холода (теплоизоляции);
• Подбетонка.

Толщину плиты выбирают индивидуально для каждого строения. Она зависит от таких основных факторов:

• Устойчивость грунта, его состав, основные особенности;
• Где, насколько глубоко проложены силовые конструкции;
• Климатические условия региона;
• Размер строения, количество этажей, используемый для возведения материал (кирпич, газоблок и так далее).

Минимальные значения по СНИП, СП

Стандарты, нормы использования плит для фундамента указаны в СНиП 2.02.01-83 и СП 50-101-2004. Их обязательно нужно учитывать при возведении. Согласно нормам высота плиты фундамента должны быть не менее 60 см, а толщина – не менее 10-15 см. При этом минимальные показатели можно создавать только при условии, что для создания фундамента будет выбран качественный, надежный фундамент (минимальная марка – М300), а показатель прочности В22. Также согласно нормам, все плиты для создания фундамента должны быть армированными. Это связано с тем, что бетон без армирования плохо справляется с нагрузками. Его нельзя использовать без дополнительного укрепления.

Важно! Не стоит использовать слишком толстые плиты, надеясь, что такое основание долго прослужит. Важно сделать правильные расчеты плитного фундамента. В таком случае основание будет надежным и качественным, при этом перерасхода материалов не будет.

Но и слишком легкая, непрочная плита может стать причиной быстрого разрушения строения. Помимо этого она будет постоянно «ходить». Это может привести к появлению трещин на здании.

Средние показатели плиты для разных видов строений

Согласно СНИП, СП показатели плиты могут быть самыми разными. И порой выбрать подходящий вариант очень сложно. Обратите внимание, что выбор во многом зависит от нагрузки на строение, а именно он основного материала строительства. Приведем оптимальную толщину фундаментной плиты для домов из разных стройматериалов:

• Легкие дома, хозяйственные постройки, беседки и прочее – 10-15 см;
• Гараж, баня, небольшая хозяйственная постройка из кирпича – 15-20 см;
• Дом из бруса, пеноблоков и других легких материалов (строения, имеющие 1 этаж) – 20-25 см;
• Дом из кирпича или бетонных материалов – 25-30 см;
• Дом, имеющий 2 этажа – 30-35 см;
• Тяжелый дом из нескольких этажей (преимущественно кирпичные здания) – 30-45 см.

Основные правила расчетов

Для того, чтобы правильно рассчитать  параметры плиты для фундамента, обязательно учитывают несколько основных факторов:

• Расстояние между поясами, которые выполняют функцию армирования бетона;
• Толщина материалов для армирования;
• Толщина фундамента (а именно бетонного слоя, который находится вокруг каркаса). Обычно она составляет более 5 мм.

Стандарты и тонкости армирования можно подробнее узнать в таких документах как СНиП 52-01-2003 и СП 52-103-2007.

Далее, чтобы точно провести расчеты плиты, обязательно учитывается нагрузка на строение, а также его основные особенности, вплоть до формы. К примеру, если нужно будет создать длинное, но при этом не широкое основание, то нужно создавать достаточное количество перегородок. В ином случае повышение нагрузки на изгиб приведут к быстрой деформации плиты. Появятся трещины посередине основания. Чтобы такого не случилось, требуется дополнительное наращивание толщины бетона.

Исходные характеристики для определения параметры плиты

Итак, чтобы подобрать оптимальную толщину бетонной плиты для создания фундамента, нужно брать такие основные показатели как:

• Вид грунта, его особенности (морозостойкость, устойчивость и так далее);
• Характеристики будущего строения, нагрузка на основание, тип используемых стройматериалов и так далее;
• Особенности армированного материала (толщина прутьев, размер ячеек, расстояние между прутьями и так далее).

Этапы вычислений, основные особенности

Можно выделить несколько основных этапов, которые помогут правильно рассчитать параметры фундаментной плиты для частного или загородного дома:

• Расчет всех нагрузок на будущее основание строения;
• Определение удельного давления на плиту. Чтобы определить его, нужно поделить все нагрузки на общую площадь плиты. При этом важно учесть, что плита обязательно должна быть больше на 8-10 см самого дома с каждой стороны. От этого зависит прочность и устойчивость строения;
• Проведение сравнительной характеристики давления на грунт с теми показателями, которые указаны со стандартными значениями в таблице материалов;
• Ту разницу, которая появилась в предыдущих подсчетах, нужно обязательно компенсировать во время строительства дома. Делают это благодаря повышенному весу железобетонной плиты.

Важно! Для того, чтобы правильно определить подходящий тип плиты по высоте, нужно разделить объем фундамента на общую его площадь.

Анализ полученных исчислений

Начнем с высоты. Если проведенные этапы исчислений дали показатель от 20 до 35 см, то данный результат можно считать нормальным. Обычно цифру округляют до 5. Например, если у вас получилось 24, то округляют дл 25 см.  Также специалисты рекомендуют снова пересчитать нагрузку, чтобы не допустить ошибок в подсчетах. Обязательно после этого нужно сравнить полученные знания с теми, которые указаны в справочных таблицах. Разница не должна быть больше 20%.

В случае, если высота плиты больше, чем 35 см, то в таком случае можно сделать вывод, что использование бетонной фундаментной плиты попросту нецелесообразно. И нужно подобрать другой тип основания. Например, ленточный или столбчатый фундаменты. Они лучше справляются с нагрузкой, чем плитный.

Если же по итогам расчетов вы получили очень толстую плиту, то подбирать другой тип основания не нужно. В таком случае можно изменить параметры ребер жесткости.  Минус такого решения – это сложность процедуры. Чтобы провести верные расчеты смещения ребер жесткости, нужно обратиться к специалистам своего дела.

Важно! Если по расчет вы получили толщину плитного фундамента менее 15 см, то это означает, что будущее сооружения слишком большое для такого вида основания. Важно правильно провести анализ грунта на участке, а также создать проект силовой конструкции. Для этого нужно обращаться к специалистам с опытом. 

Пример расчета фундаментной плиты

Итак, мы имеем такие исходные данные для расчета толщина плиты фундамента под газобетонный дом:

• Двухэтажный дом. Площадь 6 на 9 м;
• Основной материал изготовления стен – блоки из газоблоков;
• Перегородка несущего типа – 1 штука;
• Толщина стен здания – 30 см;
• Общая высота дома – 5,5 м;
• Высота фронтона – 1,5 м;
• Тип кровельного материала – металлическая черепица;
• Несущий слой – глина (согласно справочным таблицам ее удельное давление составляет 0,25 кг/см2).

Исходя из этих данных, теперь можно узнать как рассчитать толщину фундаментной плиты. Первое, что нам нужно сделать – это рассчитать общий вес будущего строения. Для этого нам нужно:

• Посчитать площадь всех стен здания. Учитывается обязательно фронтон и перегородки, при этом во внимание не берут наличие окон и дверей здания. В данном случае площадь составит 182 кв.м. Этот показатель умножим на 180 и получим вес стен вместе. Он составит 32 тонны 760 кг;
• Далее рассчитываем площадь монолитной плиты (перекрытия). Обязательно убираем из полученного показателя лестничный проем. Получаем примерно 45-50 кв.м. Далее проводим такие расчеты: 50 × (500 + 210). Итого получаем общий вес 35 500 кг;
• Далее рассчитываем площадь кровли и чердака. Она составит 54 кв.м. Тогда рассчитываем таким образом: 54 × (150 + 105) = 13 тонн 770 кг;
• Нагрузку на 1 этаж в процессе эксплуатации устанавливаем по такой формуле: 54 × 210 = 11 тонн 340 кг;
• Общая площадь кровли составляет 71 кв.метров. Если сделать расчеты нагрузки вместе со осадками в зимнее время, то получаем такой вес: 9 230 кг (71 × (30 + 100)).

Учитывая все полученные данные, проводим их суммирование и у нас получается 102 тонны 600 кг.

Важно! Точно рассчитать нагрузку на фундамент практически невозможно. Могут быть погрешности.

После этого проводят такие расчеты:

• Делим площадь плиты на вес дома в целом. Получаем 0,19 кг/см^2;
• До оптимального удельного давления (согласно нормам) недостаточно 0,06 кг/см2. Получается масса плиты составляет: 0,06 кг/см2 (недостаток удельного давления)×54 кв.м. (площадь монолита) ×10 тысяч (перевод из м.кв. в см.кв.) =32 тонны 400 кг;
• Далее определяем объем фундаментной плиты. Для этого нужно разделить вес плиты, полученный на прошлом этапе исчислений на плотность Ж/Б. Получаем: 32 тонны 400 кг  делим на 2 500 кг/м³ = 12,96 м^3;
• Далее высчитываем высоту фундамента. Нужно разделить ее объем на площадь. Получаем: 12,96 м^3/54 кв.м. ×100 (перевод в см) = 24 см;
• Полученное значение нужно округлить до 5. Получаем 20 или 25 см. Для первого значения масса 27 тонн. Если брать его, то получаем такое давление 0,24 кг/см^2. Результат по формуле: (27 тонн +102 тонны 600 кг)/(54 кв.м.×10 000);
• Чтобы посчитать разницу с нормой значений нужно: (0,25-0,24)100/0,25=4%

Исходя из этого, можно сделать вывод, что выбранная плита подходит для строительства дома. Ведь отклонение от нормы незначительное (согласно проекту строения). Выбор плиты высотой 20 см вместо 25 позволяет сэкономить.

Что еще можно рассчитать имея значение толщины плиты

Также, имея значение толщины плиты, можно провести и другие расчеты. О них расскажем дальше.

Количество бетонного состава

Для этого можно воспользоваться простой и понятной формулой: площадь плиты умножить на ее высоту. Получим объем бетонной смеси в м³.  К данному показателю прибавляет небольшой запас (8-10%) от полученной цифры.

Шаг прокладки армированного материала и толщина арматуры

Для того, чтобы рассчитать площадь поперечного сечения арматуры нужно такие параметры плиты как длина, ширина и высота. Для точного исчисления лучше воспользоваться специальными калькуляторами. Получив оптимальную толщину арматуры при помощи калькулятора также можно рассчитать и шаг.

Количество опалубки

По периметру будущего здания устанавливают опалубку. Для ее создания обычно используют деревянные доски толщиной 4 см. Ее высота определяется суммарной толщиной оставшихся слоев. Борта щитов обязательно должны быть чуть выше проектного уровня фундамент на 5 см.

Объем песка и щебня для подушки

Чтобы рассчитать количество требуемого песка для создания подушки, нужно воспользоваться формулой: площадь будущего основания умножить на его толщину. Например, ширина подушки 2м, длинна 20 м, слой песка 25 см: 2 * 20 *0,25 =  10 м3. Объем используемого материала зависит от плотности. В процессе создания подушки происходит уплотнение. Поэтому нужно брать небольшой запас материала (примерно 15%). Таким образом, 1,15 * 10 = 11,5 м3, т.е для основания необходимо 12 м3 песка.

Количество требуемой арматуры

Чтобы получить нужный показатель требуется учесть размеры плиты, количество слоев армированного материала, шаг соединения решетки. Полученный результат в метрах преобразовывают в количество нужной арматуры с расчетом размера целых стандартных прутов длиной 11.7 метра. Также не стоит забывать и про запас в 10%.

Итак, расчет толщины фундаментной плиты, высоты и других ее параметров – это важный и достаточно сложный процесс, который нужно провести с учетом всех требований, так как это влияет на качество и долговечность строения.

Онлайн калькулятор расчета фундаментной плиты