Плитный фундамент

От вас потребуются всего два хорошо вам известных параметра:

– размеры помещения; – тип подбираемой плиты (ПК или ПБ).

Подробнее

• Размеры помещения. Длину и ширину помещения вы можете принимать в любом направлении. Программа разложит плиты так, чтобы несущие стены всегда были расположены вдоль наименьшего пролета.
• Подбираемый тип плиты: ПК или ПБ. Для частного застройщика разницы в типах плит ПК (плиты перекрытий с круглыми пустотами) и ПБ (многопустотные плиты перекрытий стендового безопалубочного формования) нет. Отличия имеются лишь в отдельных монтажных узлах, деталях анкеровки, номенклатуре.

Скорее всего, ваш выбор типа плиты будет основан на финансовых соображениях и возможностях поставщика стройматериалов. В том случае, если вы не можете определиться с типом плиты, вам поможет эта дополнительная информация.

1. Принципиальное отличие между плитами состоит в технологии изготовления: если плиты марки ПК изготавливают каждую в отдельной опалубочной форме, то плиты марки ПБ изготавливают на стенде (до 100 м длиной) и нарезают отрезками нужной длины.
2. Технология изготовления влияет на различие в армировании плит ПК и ПБ. В рамках частного домостроения разница в армировании плит никак не сказывается на их применении.
3. Отличить плиты друг от друга очень легко: плиты ПК имеют круглые внутренние пустоты, а плиты ПБ – пустоты сложной овальной формы:
4. Плиты имеют почти одинаковую ширину и несущую способность. По длине плиты тоже мало различаются, однако плиты марки ПБ имеют более широкую номенклатуру от 2,4 м до 10,8 м с шагом в 10 см. Плиты ПК, как правило, бывают длиной 6, 6,3 и 7,2 м. Это связанно, в первую очередь, со сложившейся практикой и, соответственно, ограниченным набором опалубочных форм на заводах ЖБИ.
5. Плиты ПК выпускаются с закладными деталями – петлями для монтажа, плиты ПК – без. Для их монтажа необходимо применять специальные строповочные устройства.
6. Плиты ПБ отличаются более высоким качеством изготовления, чем плиты ПК.
7. Плиты ПК заводятся продольной стороной в стены, а плиты ПБ – нет.
8. И те, и другие плиты соединяются между собой и анкеруются деталями в кирпичную кладку. Узлы крепления и детали у плит ПБ и ПК отличаются.
9. Плиты типа ПК можно заводить на продольные стены (не более чем на 5 см). Плиты ПБ на стены заводить нельзя.

Все! Введя эти значения, вы увидите раскладку плит перекрытий с подписанными под каждой плитой марками. При необходимости вы сможете изменить размеры помещения и сразу получить новую схему с новыми марками плит. Кроме того, вам будет предоставлена спецификация с указанием марок примененных плит, их ГОСТа, количества и массы каждой плиты. Этой информации достаточно для приобретения необходимых плит. Проделав ту же процедуру для всех помещений коттеджа, вы получите данные для комплексного заказа всех сборных железобетонных плит на объект.

Схемы армирования

При армировании фундамента по основной ширине прутья должны укладываться с сохранением одинакового размера ячейки по всей площади плиты. В среднем шаг сетки составляет около 20-40 см, с увеличением массы здания сокращается расстояние между отдельными прутьями. Для сетки, заложенной под кирпичным зданием, следует взять минимальное расстояние в 200 мм, тогда как для более легких каркасных и деревянных домов достаточно сетки с максимальным шагом, что требует меньшего количества арматуры. Вне зависимости от конфигурации сетки арматурного каркаса, необходимо следить за тем, чтобы расстояние между прутками не превышало толщину плиты на 150% и больше.

В местах, в которых плита подвергается максимальному продавливанию (к примеру, под станами) шаг сетки необходимо уменьшить. Насколько густой должна быть сетка в проблемных зонах определяют соответствующие расчеты, однако в среднем ее шаг уменьшают в два раза. Для обеспечения дополнительного усиления плиточного фундамента его каркас объединяют армированной подвальной стеной, для чего в соответствующих местах делают выпуск стержней.

Разметка

Разметку проводят, нанося на земле как внешние, так и внутренние границы будущего фундамента. Для этого лучше всего использовать колышки или прутья арматуры и веревки.Но эффективней будет воспользоваться специальными приборами, такими как лазерные нивелиры. Помните, что большие погрешности в разметке заметно отразятся на внешнем виде готовой постройки.

Для достижения идеальных результатов нужно:

• определить ось возводимого сооружения
• при помощи отвеса наметить угол, от него под углом 90 градусов натянуть веревку к ещё двум углам сооружения
• с помощью угольника определить ещё один угол
• проверить углы, ориентируясь на диагонали. Если проверка дала положительные результаты – натянуть между ними веревку
• взяться за внутреннюю разметку, отступая от внешней разметки на расстояние толщины будущего фундамента

Армирование плитного фундамента

Армировать монолитную железобетонную плиту рекомендуется в зависимости от предполагаемой нагрузки, так как в некоторых местах она может быть значительной, например, под несущими стенами, колоннами или в углах.

Схема армирования

Укладка арматуры выполняется в зависимости от толщины плиты. Если этот параметр не превышает 15 см, то армирование проводится в один слой. В противном случае усиливать монолитную плиту нужно посредством каркаса.

Каркас представляет собой сетку с ячейками, одинаковыми во всех направлениях. Причем для легких построек расстояние между прутками может составлять до 40 см, при возведении стен из кирпича или бетона расстояние уменьшается до 20 см.

В зонах продавливания, то есть под несущими стенами, размер ячейки уменьшается в 2 раза. Это делает каркас и основание более прочным и надежным.

Расчет диаметра арматуры

Диаметр арматурных прутьев, которые используются для усиления фундаментной плиты, является очень важным параметром. Поэтому необходимо предварительно определить сечение прутьев арматуры.

Чтобы определить минимальный диаметр арматурных прутьев, следует воспользоваться определенной методикой:

• Рассчитывают сечение плиты, для этого длину умножают на высоту. Для примера можно взять 6 и 0,3 метра: 6*0,3=1,8.
• Вычисляют допустимую площадь сечения прута, для этого сечение плиты делят на минимальный процент армирования (согласно регламентируемым документам этот параметр равен 0,15%): 1,8:0,15=27.
• Определяют площадь арматуры в одном ряду:27:2=13,5.
• Вычисляют минимальное сечение, зная длину плиты и шаг между прутьями: 13,5:31=0,43.

Расчет диаметра прутьев

Узнать диаметр прутка по соответствующему сечению можно в ГОСТ 5781.

В целом опытные строители рекомендуют использовать следующие показатели: при длине основания менее 3 метров, можно использовать прутья диаметром 10 мм. В противном случае следует брать более толстые элементы, до 12 мм. Чаще всего строители используют арматурные прутья сечением 12-16 мм. Кроме того существует ограничение диаметра арматуры: он не может быть более 4 см.

Расчет количества арматуры

Количество требуемой арматуры рассчитывается по достаточно простой схеме. К примеру, армирование будет выполняться для плиты размером 8*8 м.

Принимая во внимание стандартный размер ячеек 0,2 м, определяют количество прутьев: 8:0,2=40.
К этой цифре необходимо добавить еще один прут, в результате получается 41 пруток.
Для получения сетки необходимы и перпендикулярные штыри, следовательно, полученный результат увеличивают вдвое: 41*2=82.
Учитывая, что каркас состоит, как минимум, из двух слоев, удваиваем и это значение: 82*2=164.
Таким образом, для армирования плиты 8*8 метров понадобится 164 прута.
Однако в большинстве случаев арматурные прутья имеют стандартную длину, которая равна 6 метрам. Значит, необходимо вычислить общий метраж арматуры: 164*6=984 м.
Количество вертикальных соединительных прутьев вычисляется аналогичным способом

Если учесть, что соединение выполняется в местах пересечения горизонтальных элементов, то можно получить следующее: 41*41=1681.
Теперь следует определить длину соединительных стержней. Зная, что высота монолитной плиты составляет 20 см, а расстояние от каркаса до верхней и нижней части основания должно быть не меньше 5 см, определяют длину стержня: 20-5-5=10 см.
Теперь можно определить общий метраж соединительных стержней: 1681*0,1=168,1 м.
Суммируем все данные и получаем результат: 984+168,1=1152,1 м.

Особенности армирования фундамента

В отличие от усиления перекрытий, укладка арматуры в фундаментных плитах должна проводиться в неравномерном порядке. Для обеспечения максимального усиления зон, находящихся под повышенной нагрузкой, прутья должны быть уложены с учетом уровня продавливания в том или ином месте плиты. Исключением является тонкое фундаментное основание (не более 150 мм), закладываемое под легкие сооружения – в подобных случаях раскладка проводится в форме сетки.

В жилищном строительстве толщина фундамента, как правило, варьируется в пределах 20-30 см. и зависит от массы сооружения и свойств грунта. Чтобы обеспечить максимально возможное усиление арматуру следует заложить в два слоя, поверх которых необходимо предусмотреть защитный бетонный слой, предотвращающий коррозию.

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

Монолитная плита перекрытия всегда была хороша тем, что изготавливается без применения подъемных кранов – все работы ведутся прямо на месте. Но при всех очевидных преимуществах сегодня многие отказываются от такого варианта из-за того, что без специальных навыков и онлайн-программ достаточно сложно точно определить важные параметры, как сечение арматуры и площадь нагрузки.

Поэтому в этой статье мы поможем вам изучить расчет плиты перекрытия и его нюансы, а также познакомим с основными данными и документами. Современные онлайн-калькуляторы – дело хорошее, но если речь идет о таком ответственном моменте, как перекрытие жилого дома, советуем вам перестраховаться и лично все пересчитать!

Минимальные цифры по СНИП, СП

Согласно действующим стандартам (СНиП 2.02.01-83 и СП 50-101-2004), минимальная высота всего фундаментной конструкции с учетом всех слоев будет равна не меньше 0,6 м, при этом минимальная толщина самой плиты – 0,10–0,15 м. При условии соблюдения правил СНиП и СП, наименьшее значение параметра допускается использовать в том случае, если выбран бетон марки не ниже М300 с прочностью В22,5.

Для того, чтобы обеспечить необходимый резерв прочности, застройщик должен провести армирование плиты, что в конечном счете позволит фундаменту быть стойким к деформирующим воздействиям со стороны грунта.

Выбор необоснованно толстой плиты приведет не только к перерасходу материальных и трудовых ресурсов. Значительное давление со стороны дома вместе с монолитным фундаментом со временем будет сопровождаться проседанием конструкции в грунте.

Чрезмерно «легкое» давление, свою очередь, приведет к тому, что плита будет перемещаться при малейших подвижках грунта (например, при оттаивании земли весной), уменьшая эксплуатационный ресурс всей постройки.

Конструкция и схема правильного пирога плитного основания под дом

Классический «пирог» плитного основания состоит из следующих слоев:

1. Подушка из нерудных материалов – песка, щебня, песчано-гравийной смеси.
2. Бетонная стяжка для усиления конструкции и обеспечения идеально ровной поверхности.
3. Несколько слоев рулонного гидроизоляционного материала.
4. Один или два слоя утеплителя (чаще всего экструдированного пенополистирола).
5. Армирующий каркас из одной сетки или двух связанных в пространстве поясов, изготовленных стальной рифленой арматуры.
6. Непосредственно слой бетонной плиты толщиной 0,1–0,4 м.
7. Слой гидроизолятора, нанесенный на затвердевшую плиту.

Схема дополняется дренажным кольцом по периметру и отмосткой с подложкой из утеплителя. Как правило, чтобы исключить смешивание нерудных материалов подушки с землей, дно грунта укрывают геосинтетической тканью.

Нужен ли щебень?

Подушка под плитным фундаментом может состоять только из уплотненной песчаной прослойки и подбетонки, но большинство практикующих строителей добавляют в «пирог» слой щебня средней фракции.

Этот материал характеризуется морозостойкостью (F15 до F400) и повышенным сопротивлением к силам морозного пучения, поэтому в разы уменьшает риск возможных деформаций в фундаменте при температурных перепадах. Щебенку укладывают слоем до 20 см на уплотненный песок. Нерудный материал орошают водой и тщательно уплотняют виброплитой.

Порядок расчета арматуры

Согласно нормативам СНиП, процент армирования бетона должен составлять 0,15 – 0,3% (М300 – М200, соответственно). Практика проектирования показывает, что пруток периодического сечения 12 мм обладает достаточным запасом прочности для любых малоэтажных зданий с кирпичными, бетонными стенами. Максимально возможный диаметр стержня, используемый индивидуальными застройщиками, составляет 16 мм. То есть, с увеличением сборных нагрузок необходимо увеличивать, как толщину плиты, так и диаметр арматуры.

Расчет арматуры начинается с определения толщины плиты:

Например, для стандартных 6 м пролетов толщина конструкции составляет 30 см. Армируют плиту исключительно горячекатаной арматурой класса А2 и выше. Хомуты, вертикальные перемычки допускается изготавливать из прутков класса А1 диаметром 6 – 8 мм.

Определение сечений

Расчет арматуры по сечению зависит от прочности бетона (класс В10 – В25), арматуры (класс А240 – А500, В500) на сжатие. Чаще используется бетон В25, арматура А500, имеющие расчетное сопротивление 11,5 МПа, 435 МПа, соответственно. Опирание по контуру в кирпичных коттеджах (четыре несущих стены по периметру) встречается редко. Поэтому используется расчет статической конструкции со средними опорами, план нижнего уровня. Конфигурация верхнего, мансардного этажа обычно совпадает с ним.

Принимаются условия:

Последнее допущение позволяет перестраховаться при незначительном увеличении сметы строительства, не заказывать геологию, топографию, определять грунты на глаз. При сборе нагрузок достаточно производят расчет нагрузки от плиты – объемный вес ж/б (2500 кг/м 2) умножается на высоту плиты, коэффициент надежности (1,2). Аналогичным образом добавляются нагрузки от всех конструкций (полы, стропила, кровля, перекрытия, снеговая, ветровая).

При наличии внутренних стен нагрузки распределяются неравномерно, расчет арматуры производится по нескольким сечениям плиты. Вычисления могут производиться по нескольким методикам с примерно одинаковым результатом (новый СНиП, способ ж/б балки, по моменту сопротивления), изменится высота расположения сетки армопояса.

После чего корректируется принятая на начальном этапе толщина плиты для экономии бетона. После сверки с таблицами СНиП вычисляются необходимые площади сечения, количество прутков, диаметр арматуры. Затем этот параметр унифицируется с учетом коэффициента армирования в зонах опор. При значительных габаритах плиты реальная экономия металлопроката достигает 27% за счет отсутствия нижней сетки в ее центральной части

Расчет количества

Арматура обычно продается весом, у каждого продавца имеется таблица перевода длины прутка в массу и наоборот. Если произвести вычисления заранее, можно проконтролировать эти цифры при покупке. Производится расчет количества арматуры по схеме:

• вычисление количества продольных стержней – из длины короткой стены необходимо отнять два защитных слоя по 2 см, разделить цифру на шаг сетки, отнять еще единицу
• подсчет количества поперечных стержней – аналогично предыдущему способу, только с размером длиной стены

Останется сложить длину всех прутков, нахлестов, чтобы получить общий погонаж «рифленки». Для хомутов используется гладкая арматура, куски которой изгибаются в пространственные конструкции сложной формы. Подсчитать длину заготовки можно сложением всех сторон.

Для каждого стыка потребуется 30 см кусок вязальной проволоки. Их количество можно вычислить перемножением продольных прутков на поперечные. Если в проект заложена «шведская», чашеобразная плита, расход арматуры автоматически увеличится:

• в каждом ребре жесткости проходят 4 продольных прутка (возможно с нахлестом)
• они связываются квадратными хомутами через каждые 30 – 60 см
• ребра обязательны по периметру
• могут добавляться параллельно короткой стене через 3 м

Схемы армирования

При армировании фундамента по основной ширине прутья должны укладываться с сохранением одинакового размера ячейки по всей площади плиты. В среднем шаг сетки составляет около 20-40 см, с увеличением массы здания сокращается расстояние между отдельными прутьями. Для сетки, заложенной под кирпичным зданием, следует взять минимальное расстояние в 200 мм, тогда как для более легких каркасных и деревянных домов достаточно сетки с максимальным шагом, что требует меньшего количества арматуры. Вне зависимости от конфигурации сетки арматурного каркаса, необходимо следить за тем, чтобы расстояние между прутками не превышало толщину плиты на 150% и больше.

Как правило, не имеет значения, какую использовать арматуру для сооружения нижнего и верхнего слоя – и в том, и в другом случае применяются одинаковые прутки. Однако если в наличии имеются прутки разных размеров, то более толстые укладываются под плитный фундамент в нижнем слое, так как наиболее напряжение создается именно там.

В местах, в которых плита подвергается максимальному продавливанию (к примеру, под станами) шаг сетки необходимо уменьшить. Насколько густой должна быть сетка в проблемных зонах определяют соответствующие расчеты, однако в среднем ее шаг уменьшают в два раза. Для обеспечения дополнительного усиления плиточного фундамента его каркас объединяют армированной подвальной стеной, для чего в соответствующих местах делают выпуск стержней.

Расчёт композитной арматуры

Арматура из композитных материалов начала использоваться в строительной области России относительно недавно, поэтому следует затронуть некоторые нюансы, касающиеся этого материала. В виду использования при изготовлении волокон стекла или базальта, данный армирующий материал имеет значительные отличия от классической стальной арматуры по прочности в сторону положительных качеств. Наглядно оценить разницу можно из расположенной ниже таблицы.

Подробнее о том что такое композитная арматура а также о методах работы с ней Вы можете в статье: композитная арматура, виды, характеристики, использование.

Исходя из этих данных, при использовании композитных армирующих стержней необходимо производить корректировку диаметров рабочей арматуры. Это означает, что проводить расчёт армирования конструкций можно для стальной арматуры, а затем изменять полученные диаметры стержней согласно приведённым в таблице данным.

Следует учитывать, что композитную арматуру невозможно согнуть на стройплощадке и она не подвергается сварке. В случае потребности в гнутых элементах, их нужно заказывать у изготовителя по подготовленным чертежам, так как изогнуть такой материал возможно только в процессе изготовления. Крепление стержней между собой осуществляется при помощи вязальной проволоки или пластиковых хомутов.

Расчёт фундамента с использованием композитной арматуры аналогичен расчёту для металлической арматуры.

Во всём остальном использование композитной арматуры ничем не отличается от стандартных стальных прутков.

Проведение работ по армированию и последующей заливке монолитных строительных конструкций требует от мастера наличия определённых навыков. При сомнении в своих силах лучше обратиться к опытным специалистам, это сэкономит время и деньги в случае возможных переделок при возможных ошибках начинающего мастера, а так же убережёт от появления возможных аварийных ситуаций.

Порядок расчета

Рассмотрим, как рассчитать арматурный каркас ленты самостоятельно.

Прежде всего, необходимо определить количество рабочих стержней в одном ряду. Для этого понадобится использовать требование СП 52-101-2003, ограничивающее максимальное расстояние между соседними прутками в 40 см.

Учитывая, что глубина погружения рабочей арматуры не должна превышать 2-5 см, получаем:

• Для лент толщиной менее 50 см — 2 рабочих стержня.
• Для лент шире 50 см — 3 стержня.

В случаях, когда можно использовать и 2, и 3 стержня в одном ряду, обычно стараются подстраховаться и принять большее значение, так как фундамент — ответственный и важный участок постройки.

Вторым этапом является определение диаметра рабочих стержней. Для этого понадобится рассчитать площадь сечения рабочей части ленты, умножив ширину на высоту.

Общая площадь сечения арматуры составляет 0,1% от сечения (это минимально возможное значение, его можно увеличить, но нельзя уменьшать).

Получив это значение, надо разделить его на число рабочих стержней. По таблице диаметров арматурных прутков находится наиболее удачный вариант, который и принимается в работу.

Диаметр вертикальной арматуры выбирается исходя из высоты ленты:

• При высоте до 60 см — 6 мм.
• От 60 до 80 см — 8 мм.

Диаметр поперечных стержней обычно принимается равным 6 мм.

Для подсчета количества рабочих стержней надо умножить их число в решетке на общую длину ленты, после чего полученное значение делится на длину рабочего прутка (обычно 6 м, но это значение лучше узнать у продавцов точно).

Вертикальную арматуру рассчитывают путем умножения количества хомутов на длину единицы.

Количество получают делением общей длины ленты на шаг хомутов (обычно 50-70 см).

От чего зависит показатель?

Плита в рассматриваемом случае представляет собой монолитное армированное основание под всей площадью сооружения.

Силовая конструкция состоит из принципиально значимых слоев:

1. уплотненной подушки из нерудных материалов;
2. теплоизолятора и гидроизолятора;
3. подбетонки, а также непосредственно бетонной плиты со вмурованным арматурным каркасом.

Толщина монолита определяет прочность и надежность основания и зависит от ряда параметров, в том числе:

• характеристик грунта под опорной площадью основания;
• глубины закладки силовой конструкции;
• проектных нагрузок, которые определяются конструктивными особенностями сооружения, условиями эксплуатации, климатическими условиями в регионе.

Профессиональные проектировщики учитывают все перечисленные факторы, для чего требуется доскональное понимание технологии и опыт в закладке плитных конструкций.

Частные застройщики, чтобы сэкономить на услугах специалистов, используют упрощенную методику, которая основана на учете трех параметров:

• толщины арматуры;
• промежутка между арматурными поясами;
• толщины бетона над и под арматурным каркасом.

Как правило, если сложить три указанных параметра, то получают значение толщины плиты в пределах от 0,2 до 0,3 м. Конечный показатель регулируют, учитывая особенности грунта, равномерность залегания пород и сложность конструкции будущего здания.

Помимо косвенной оценки, которую дают практикующие строители, согласно установленным нормам необходимо проверять выбранную толщину плиты относительно параметра – оптимальное удельное давление сооружением на грунт (подробнее в таблице).

Необходимые материалы и инструменты для работы

Пистолет для вязки арматуры

Армирование монолитного фундамента представляет собой мероприятие, к которому нужно тщательно подготовиться. На этом этапе строительства экономить нельзя. Ремонт опорной системы — сложный и дорогой процесс, который не всегда смогут выполнить даже специалисты.

Чтобы провести армирование ЖБ плиты потребуются следующие инструменты:

• рулетка, угольник, уровень;
• плоскогубцы, клещи;
• малярная кисть;
• молоток;
• вязальный пистолет или крючок;
• маркер.

Проволока вязальная

Перечень строительных материалов:

• арматура;
• вязальная проволока или пластиковые стяжки;
• вставки, распорки и углы;
• акриловая краска или антикоррозионное средство.

Списки составлены без учета отрывки котлована, создания опалубки, отсыпки, утепления, гидроизоляции и заливки раствора.