Плитный фундамент расчет толщины и армирования: Расчет толщины плитного фундамента

Содержание

Расчет толщины плитного фундамента

Содержание статьи

Монолитная плита — один из самых надежных видов фундамента, если соблюдена технология монтажа. Ее используют как при возведении многоэтажных зданий на грунтах с плохими характеристиками, так и при строительстве индивидуальных домов. Отличие в этом случае будет в толщине бетонного слоя и степени армирования.

Материалы для плитного фундамента

Бетон используется для фундаментных конструкций благодаря своей самой главной характеристике — высокой прочности на сжатие. Для фундаментов не применяют материал высоких марок, достаточно приобрести бетон B15-B25 в качестве основного и B7,5-B12,5 для выравнивающей подготовки. Более прочный материал укладывать можно, но экономически не выгодно.

Минус бетона в качестве строительного материала — невысокая прочность на изгиб, которая компенсируется использованием арматуры. Стержни не дают монолитной плите растрескиваться при неравномерных нагрузках. Для фундаментов приобретают пруты класса А400(Alll — устаревшая маркировка) или ВрI.

Целесообразность проведения расчетов

Монолитная фундаментная плита рассчитывается как сложная конструкция, в которой бетон и арматура работают совместно. Основные цели расчета любого элемента в здании — проверка несущей способности и экономия материала. Благодаря предварительным вычислениям находится оптимальный вариант, обеспечивающий необходимую прочность с минимальными затратами.

Наиболее грамотное решение способен принять только специалист. Плитные фундаменты достаточно новая технология, поэтому далеко не каждый инженер-строитель способен грамотно их запроектировать. Вычисления выполняются в специальных программах, предварительно выяснив расчетные характеристики грунта. Под частный дом допустимо принимать толщину и процент армирования без расчетов, ориентируясь на нагрузку от вышележащих конструкций.

Сбор нагрузок

Исходными данными для проектирования монолитного фундамента, помимо характеристик грунта, служит сбор нагрузок. В расчете учитываются следующие значения:

  1. постоянные нагрузки от стен, кровли, перекрытий;
  2. временные нагрузки: (кратковременные — снеговая и длительная — нагрузка от мебели и людей).

Определение постоянной нагрузки

Важно учесть все элементы здания. Согласно пункту 1.23 «Руководства по проектированию каркасных зданий и сооружений башенного типа» на песчаных грунтах собственный вес плиты не учитывают, на глинистых его делят пополам, а на плывучих неустойчивых основаниях заводят в расчет полностью. Массу стен берут за вычетом проемов.

Получение из нормативных нагрузок расчетных производится путем умножения на коэффициенты надежности. Коэффициенты принимаются по таблице 7.1 СП «Нагрузки и воздействия». Коэффициенты, которые могут понадобиться для расчетов индивидуального дома, приведены в таблице.

Тип конструкцииКоэффициент надежности по нагрузке
Металлические1,05
Бетонные и железобетонные средней плотностью выше 1,6 т/м3, каменные, кирпичные, деревянные1,1
Бетонные и железобетонные средней плотностью 1,6 т/м3 и ниже (например, плиты перекрытий), изоляционные слои, засыпки, стяжки изготавливаемые в заводских условиях1,2
Бетонные и железобетонные средней плотностью 1,6 т/м3 и ниже (например, плиты перекрытий), изоляционные слои, засыпки, стяжки изготавливаемые на строительной площадке1,3

Определение временных нагрузок

Масса снегового покрова зависит от типа местности строительства. Нормативные значения для каждого приведены в таблице 10.1 СП «Нагрузки и воздействия». Чтобы получить расчетную величину нагрузку умножают на коэффициент надежности, для снега он составляет 1,4.

Равномерно распределенные нагрузки приведены в таблице 8.3 СП «Нагрузки и воздействия». Для жилых зданий значение принимается 150 кг/м². В эту величину включена масса мебели и оборудования. Если планируется размещение тяжелых предметов, значение принимают в индивидуальном порядке. Коэффициент надежности 1,2.

Видео по расчету плитного фундамента:

Определение толщины фундаментной плиты

Если плита проектируется с выполнением расчетов в полном объеме, то их ведут по l группе предельных состояний (расчеты по прочности) и по ll ГПС (расчеты по деформативности). Для индивидуальной застройки услуги квалифицированных специалистов зачастую недоступны из-за высокой стоимости, поэтому значения принимаются «на глаз» с учетом минимальных требований.

Приблизительные значения, какая толщина принимается для зданий из разных материалов удобнее свести в одну таблицу.

Тип зданияТолщина фундаментной плиты, ммАрмирование
Небольшие постройки (веранды, гаражи, помещения для хранения инвентаря)100-150сетками в один ряд
Жилые двухэтажные дома из легких материалов (каркасные, газобетонные)200-250объемное в два ряда
Жилые двухэтажные дома из бревен, бруса, бетона или кирпича с массивными перекрытиями250-300объемное в два ряда

Значения, приведенные в таблице, подходят для грунтов с достаточной несущей способностью. При плывучих болотистых основаниях толщину следует увеличить.

Минимальный диаметр арматурных стержней принимается 10 мм для легких строений на хороших фундаментах. Для армирования фундаментной плиты под кирпичный двухэтажный дом оптимально принимать пруты диаметром 12-16 мм. Ячейку сетки принимают от 10 см. Для вертикального армирования минимальное значение диаметра — 8 мм.

При использовании стержней разных диаметров, большие располагают в нижнем ряду, поскольку там плита испытывает большие нагрузки на изгиб.

Определение глубины заложения и глубины котлована

Фундаментная плита чаще относится к мелкозаглубленным фундаментам. Если планируется подвал, глубина заложения зависит от высоты помещения, в остальных случаях плиту заливают вровень с землей.

Глубину отрывки котлована можно определить, посчитав толщину подстилающих слоев.

  1. Слой геотекстиля. Только для илистых грунтов, для предотвращения перемешивания песка и грунта.
  2. Песчаная подушка принимается в среднем толщиной 30-50 см, при насыпных грунтах значение увеличивается. Необходимо приобрести песок средней крупности, мелкий может дать большую усадку. Обязательно послойное виброуплотнение песка слоями не более 40 см.
  3. Бетонная подготовка выполняется для выравнивания и удобства укладки гидроизоляции. Для небольших строений можно ее не использовать. Для двухэтажного кирпичного дома оптимальным вариантом станет подбетонка толщиной 5-10 см из бетона B7,5.
  4. Гидроизоляция фундамента. Удобнее выполнять с помощью рубероида, гидроизола и линокрома в два слоя, сначала вдоль затем поперек.

Суммарная толщина всех слоев с учетом плиты для массивного дома в среднем составляет 650-750мм.

Расчет количества материалов для двухэтажного кирпичного дома

Для примера рассмотрим здание с размерами в плане 6 на 6 метров. Толщина плиты принимается 30 см, армирование в два слоя. Рабочая арматура диаметром 14 мм с шагом 20 см. Вертикальные стержни диаметром 8 мм с шагом 20 см. Бетон плиты — B20, подготовки — B7,5. Песчаная подушка толщиной 50 см.

  1. Расход бетона В20. Плита должна выходить за пределы здания на 10 см, поэтому площадь плиты равняется 6,2*6,2 = 38,44 м². Объем = 38,44*0,3 = 11,532 м³.
  2. Расход рабочей арматуры. Стержни для армирования принимаются на 6 см короче размеров плиты для обеспечения защитного слоя.  Длина стержня = 6200-60 = 6140 мм. Количество стержней в одном направлении = 6200/200+1 =32 шт, на одну сетку 64 шт, поскольку стороны одинаковы. На всю плиту -1 28 шт. Длина арматуры = 128*6,14 = 785,92 м. Масса рабочего армирования = 785,92*1,21 (масса 1 м арматуры заданного диаметра, по сортаменту) = 950,96 кг.
  3. Расход вертикальной арматуры. Длина стержня = 300-60 = 240 мм. Количество стержней можно принять с учетом шага в 40 см = 16*16 = 256 шт.  Масса вертикального армирования = (256*0,24)*0,395 = 24,27 кг.
  4. Расход бетона B7,5 на подготовку = 6,2*6,2*0,05(толщина) = 1,9 м³.
  5. Подушка из песка средней крупности выходит за грани плиты на 10 см. Расход песка = 6,4*6,4*0,5 = 20,5 м³.
  6. Геотекстиль и гидроизоляция. Укладываются с небольшим запасом. Площадь одного слоя = 6,4*6,4 = 41 м².

Получившиеся значения для двухэтажного кирпичного дома перед закупкой материала удобно свести в таблицу.

Материал
Расчетное требуемое количество
Бетон B2011,16 м3
Бетон B7,53,72 м3
Арматура А400 диаметром 16 мм906,24 кг
Арматура А400 диаметром 10 мм364,41 кг
Песок средней крупности19,22 м3
Геотекстиль38,44 м2
Гидроизол в два слоя76,88 м2

При покупке нужно предусматривать небольшой запас.

Предварительные расчеты позволят значительно сэкономить на возведении монолитной фундаментной плиты, заранее просчитать все затраты и обеспечить высокую надежность конструкции. Важно учесть условия проведения работ. Если фундамент остается пережидать зиму, потребуется принять меры по его консервации и утеплению во избежание появления трещин.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Хорошая реклама

Читайте также

Страница не найдена — ГидФундамент

Содержание статьи1 Об «устаревших»  стандартах2 О квалификации сварщика при армировании3 Основные критерии выбора способа фиксации арматуры Дискуссии на тему «вязать […]

Содержание статьи1 Определение и назначение2  3 Нормативы4 Параметры4.1 Ширина4.2 Глубина4.3 Угол наклона5 Типы и структура6 Самые распространённые виды отмосток6.1 Бетонная6.2 […]

Содержание статьи1 Функции армопояса из кирпича2 Виды поясов3 Пояс из кирпича под перекрытие4 Кирпичный пояс под мауэрлат5 Гидроизоляция и утепление6 […]

Содержание статьи1 Для кровли1.1 Основные функции1.2 Способы возведения1.3 Геометрические параметры1.4 Правила  армирования2 Для перекрытий3 Общие принципы устройства армопояса3.1 Утепление3.2 Бетонирование3.3 […]

Содержание статьи1 Как избежать работ по выравниванию поверхности2 Инструменты для контроля горизонта3 Основной способ4 Практические советы и рекомендации5 Другие способы […]

Содержание статьи1 Виды  армопояса2 Материалы опалубки для армопояса3 Виды опалубки для армопояса4 Крепление опалубки В технологический процесс устройства монолитного армированного […]

Содержание статьи1 Кирпичные фронтоны2 Требования к материалу3 Завершение кладки3.1 Ровный обрез3.2 Кладка кирпича уступом4 Гидроизоляция под мауэрлат5 Способы крепления мауэрлата5.1 […]

Содержание статьи1 Последствия неправильного выбора арматуры2 Понимание процесса работы арматуры в ленточном фундаменте3 Критерии надёжности4 Виды5 Классификация5.1 Классы5.2 Дополняющие литеры5.3 […]

Содержание статьи1 Виды монолитных лестниц2 Типы и назначение арматуры3 Практические рекомендации4 Особенности расчёта армирования лестницы4.1 Задачи армирования4.2 Угол подъёма4.3 Место […]

Содержание статьи1 Задачи армирования2 Основная функция защитного слоя3 Факторы формирования толщины4 Нормативы и допуски защитного слоя бетона5 Ошибки6 Восстановление защитного […]

Страница не найдена — ГидФундамент

Содержание статьи1 Об «устаревших»  стандартах2 О квалификации сварщика при армировании3 Основные критерии выбора способа фиксации арматуры Дискуссии на тему «вязать […]

Содержание статьи1 Определение и назначение2  3 Нормативы4 Параметры4.1 Ширина4.2 Глубина4.3 Угол наклона5 Типы и структура6 Самые распространённые виды отмосток6.1 Бетонная6.2 […]

Содержание статьи1 Функции армопояса из кирпича2 Виды поясов3 Пояс из кирпича под перекрытие4 Кирпичный пояс под мауэрлат5 Гидроизоляция и утепление6 […]

Содержание статьи1 Для кровли1.1 Основные функции1.2 Способы возведения1.3 Геометрические параметры1.4 Правила  армирования2 Для перекрытий3 Общие принципы устройства армопояса3.1 Утепление3.2 Бетонирование3.3 […]

Содержание статьи1 Как избежать работ по выравниванию поверхности2 Инструменты для контроля горизонта3 Основной способ4 Практические советы и рекомендации5 Другие способы […]

Содержание статьи1 Виды  армопояса2 Материалы опалубки для армопояса3 Виды опалубки для армопояса4 Крепление опалубки В технологический процесс устройства монолитного армированного […]

Содержание статьи1 Кирпичные фронтоны2 Требования к материалу3 Завершение кладки3.1 Ровный обрез3.2 Кладка кирпича уступом4 Гидроизоляция под мауэрлат5 Способы крепления мауэрлата5.1 […]

Содержание статьи1 Последствия неправильного выбора арматуры2 Понимание процесса работы арматуры в ленточном фундаменте3 Критерии надёжности4 Виды5 Классификация5.1 Классы5.2 Дополняющие литеры5.3 […]

Содержание статьи1 Виды монолитных лестниц2 Типы и назначение арматуры3 Практические рекомендации4 Особенности расчёта армирования лестницы4.1 Задачи армирования4.2 Угол подъёма4.3 Место […]

Содержание статьи1 Задачи армирования2 Основная функция защитного слоя3 Факторы формирования толщины4 Нормативы и допуски защитного слоя бетона5 Ошибки6 Восстановление защитного […]

Расчет толщины для плитного фундамента: пример, что следует учесть

Мощный и дорогой плитный фундамент в индивидуальном строительстве применяется нечасто. Но порой условия на участке такие, что никакое другое основание не подходит. Большая площадь опоры позволяет оказывать минимальную нагрузку на грунт, поэтому его используют на слабых почвах.

Оглавление:

  1. Этап подготовки
  2. Расчет толщины основания
  3. Размеры подушки
  4. Полезные рекомендации

Любое железобетонное изделие должно включать в себя два горизонтальных ряда арматуры, отстоящих от поверхности монолита на 4-5 см. То есть толщина плитного фундамента будет представлять собой всего лишь сумму следующих величин:

  • Два диаметра металлической арматуры.
  • Высота промежутка между поясами армирования.
  • Два слоя бетона, закрывающие стальные стержни, по 40-50 мм.

Определение этих показателей и есть расчет плиты. Полученные параметры монолитного основания нужно будет соотнести с особенностями грунта и скорректировать в ту или иную сторону. При этом нужно помнить, что каждый неоправданный сантиметр толщины повлечет за собой лишние затраты на покупку бетона и увеличит нагрузку на слабый грунт.

Определяем исходные данные

В первую очередь придется узнать массу будущей постройки. Для этого потребуется если не полноценный проект, то хотя бы эскиз с нанесенными размерами и вариантами материалов. Сам плитный фундамент, несмотря на его большой вес, в расчет можно не включать, если он будет опираться на песчаную подушку.

Нужно заложить в формулу приблизительный вес отделки, мебели, инженерных конструкций, так как в сумме все это тоже даст заметную нагрузку на фундамент. Принимается решение по выбору марки бетона для заливки основания, однако монолитная плита с армированием в любом случае изготавливается из раствора не ниже М200.

Второй этап – выбор арматуры и схемы ее укладки. В отличие от ленточного плитный фундамент необходимо усиливать и продольными, и поперечными стержнями. Для сплошного монолита обычно выбирают рифленые прутки диаметром 12-14 мм, а размеры ячеек принимают равными 30х30 см, чтобы не перегружать монолит металлом и не увеличивать его конечную стоимость.

Пример расчета

Монолитная плита имеет особенность – из-за сплошного армирования толщина и количество упрочняющих стержней находятся в определенной зависимости. Если в вашем распоряжении оказалось много недорогой арматуры подходящего диаметра, за счет нее можно уменьшить толщину основания, сохранив его прочность. В случае когда стальные пруты раздобыть проблематично, компенсировать их нехватку придется увеличением размера плиты.

Возьмем для примера расчета арматуру диаметром 14 мм с укладкой сеток на расстоянии 70 мм друг от друга. Тогда высота нашего фундамента сложится из таких значений:

  • Защитный слой бетона 2х50 = 100 мм.
  • Общая высота арматурных сеток 4х14 = 56 мм.
  • Толщина плиты 100+56+70 = 226 мм.

Для круглого счета и запаса по прочности примем основание высотой 25 см.

Этот расчет очень приблизительный, но им вполне можно пользоваться в индивидуальном строительстве – фундаментная плита отлично справится со всеми нагрузками и выйдет вполне приемлемой по цене. Для промышленных объектов, конечно, применяются более точные формулы, а сами вычисления выполняются так называемым шаговым методом – с перебором различных вариантов и их проверкой на каждом этапе.

Проектировщики прибегают к помощи специальных компьютерных программ. Но если усреднить получаемые ими результаты, можно вывести определенную закономерность, где средняя толщина такой плиты зависит от типа будущей постройки и особенностей грунта:

ОбъектТолщина фундамента, см
Грунт средней пучинистостиСильно пучинистые грунты
Баня, хозпостройки, гараж10 – 1515 – 20
Легкий дом из ОСБ, газобетона, пиломатериалов20 – 2525 – 30
Кирпичный или бетонный дом в 2-4 этажа25 – 3030 – 35

Если судить по этой таблице средних значений, наша расчетная плита вполне подходит для любого загородного дома. А в случае застройки на очень слабых пучинистых грунтах к толщине монолита можно прибавить еще 5 см, чтобы получить достаточно надежное основание.

Фундаментная подушка

Помимо расчета толщины плитного фундамента в проект также необходимо включать размеры песчаной подушки и дренажа, роль которого выполняет слой щебня. Как правило, толщина утрамбованного песка принимается равной 0,3 м, а дренажного слоя – 0,2 м. С таким учетом и нужно готовить котлован под основание дома.

Более легкие постройки допускается устанавливать на подушку меньшей мощности – около 15-25 см, но принимать такое решение следует с учетом особенностей грунта. Чем больше почва склонна к пучению, тем больше потребуется толщина засыпки щебня, который компенсирует ее подвижки. А от количества песка будет зависеть, насколько равномерно распределится давление, которое создаст монолитная плита.

При возведении фундамента на водонасыщенных глинистых грунтах есть смысл поверх подушки выполнить бетонную подготовку мощностью около 10 см из недорого тощего раствора. А перед заливкой нанести на поверхность мастичную гидроизоляцию, чтобы уберечь плиту от вредного влияния грунтовых вод.

Что учесть при строительстве?

Котлован должен иметь запас ширины в каждую сторону примерно в метр, так как незаглубленная монолитная плита нуждается в надежной теплоизоляции, для этого применяются жесткие панели из вспененного полистирола. Глубину котлована определит толщина песчано-щебневой подушки и решение о заглублении бетонного монолита.

Несмотря на то, что плитный фундамент передает давление на грунт по всей своей площади, в верхней части он его воспринимает неравномерно. Внешние несущие стены создают определенную нагрузку по периметру, но при значительных габаритах дома основание в центре от этого будет подвергаться большим разрывным усилиям по правилу рычага.

Чтобы уйти от этой проблемы, стоит заложить в проект дополнительные несущие стены ближе к центру или использовать ребра жесткости. Эти утолщения в нижней части монолита делаются там, где плитный фундамент испытывает максимальные нагрузки – под несущими стенами. Ребра жесткости позволят уменьшить и размер самой плиты, а значит, снизить расход материалов.

расчет толщины, подушки и материалов

Устройство монолитной плиты в качестве базы под строящийся дом является наиболее надежным видом основания. Чтобы провести правильный расчет плитного фундамента, необходимо знать специфику работ по его организации, тип грунта на участке строительства, а также обладать некоторыми данными о характеристиках будущего здания.

Если при строительстве дома необходима максимальная надежность на нестабильном грунте, монолитный фундамент идеальный вариант.

Сбор необходимой информации

Логика подсказывает, что прежде чем начать строительство, необходимо спроектировать дом и вычислить нагрузки на фундамент.

Обычно этим занимаются в проектном бюро, и выдают уже готовые габариты устройства основания. Если вы решили провести расчет фундаментной плиты самостоятельно, ознакомьтесь с основными этапами вычислений.

Чтобы правильно рассчитать толщину основания необходимо знать следующие данные:

  • тип почвы, глубины промерзания грунта;
  • массу будущего строения и площадь его соприкосновения с фундаментом;
  • вес возможных переменных нагрузок: снег, мебель, людская проходимость.

Особенность данного типа конструкции в том, что при строительстве на песчаных грунтах вес плиты не включается в общую массу дома, на глинистых почвах включают половину веса плиты, а на плывучих грунтах в расчет принимается вес строения с полной массой монолитного основания.

Выяснив или вычислив необходимые значения и не получив при этом противопоказаний к устройству монолита, переходим к расчету толщины плитного фундамента.

Определение толщины монолитной плиты основания

Как правило, при частной застройке принимаются усредненные величины. Для наиболее распространенных видов конструкций они указаны ниже

Этажность и материал стен зданияТолщина фундаментной плиты (мм)Армация
Легкие постройки: веранды, хозяйственные помещения, гаражи150один ряд сетки
Двухэтажные легкие дома (пено- или газобетон, каркасные)250объемно в два уровня
Двухэтажные дома из кирпича и бетона с тяжелыми перекрытиями300объемно в два уровня

При этом данные значения справедливы:

  • для грунтов с нормальной несущей способностью;
  • диаметр прутка армирования для легких строений 10 мм;
  • диаметр горизонтального стержня для двухэтажных строений 12-16 мм;
  • размер стороны ячейки сетки армирования 0,1 м;
  • вертикальный прут берется размером 8 мм.

Если здание не подходит под типовые данные, можно воспользоваться онлайн калькулятором.

Армирующую сетку в монолитных плитах фундамента не принято сваривать. Чаще её вяжут специальной проволокой, что дает дополнительную гибкость основанию.

Глубина залегания основания

Плитный фундамент принято относить к мелкозаглубленным. Как правило, верхний уровень заливки выводится вровень с поверхностью почвы. Исключения бывают в случае обустройства подвальных помещений в домах с монолитным плиточным основанием, в таких случаях плиту опускают на высоту подвального этажа с учетом толщины монолитной плиты самого основания.

В остальных случаях после расчета толщины плиты фундамента высчитывают глубину выемки грунта для котлована. Данная величина складывается из следующих показателей:

  1. Песчаная подушка. Высота одного слоя песка 0,15 м, обычно выкладывают не менее 2 слоев, каждый тщательно утрамбовывая.
  2. Подбетонная основа. Выполняется с целью выравнивания поверхности и для гидроизоляции, чтобы предотвратить утечку молочка из бетона монолитной основы. Для двухэтажного дома минимальная толщина подбетонки 0,07 м.
  3. Гидроизоляция рубероидом в 2 слоя крест-накрест.

Путем несложных вычислений получаем минимальное значение глубины котлована для двухэтажного кирпичного дома: 0,15+0,15+0,07+0,3= 0,67 м.

Материалы для плиты

Арматура для фундамента должна быть не менее 8 мм в диаметре

Расчет толщины плитного фундамента необходим для того, чтобы понять количество материалов для его устройства, а значит – его стоимость в целом. На примере разберем порядок вычисления объемов стройматериалов.

Для строительства двухэтажного дома 7 на 8 м производится устройство:

  • песчаной подушки в два слоя толщиной 0,3 м;
  • подбетонки из раствора марки В7,5;
  • фундаментной монолитной плиты толщиной 0,3 м из раствора марки М20,
  • с объемным армированием стороной сетки в 0,2 м из 14- го горизонтального прутка и диаметра вертикальных стержней 8 мм.

Бетонное основание должно быть шире дома на 0,2 м с каждой стороны. Таким образом площадь основания составит: 7,2*8,2=59,04 м2.

  • Объем бетона марки В7,5 для подбетонки: 0,07*59,04= 4,13 м3;
  • Объем бетона марки В20 для плиты: 0,3*59,04= 17,7 м3;
  • Количество песка: 0,3*59,04+30% = 23,02 м3;
  • Арматура 14 мм: 7,2/0,2=36 стержней в одном направлении длиной 8,2-0,06= 8,14 м; 36*8,14=293 м. 8,2/0,2= 41 прут в другом направлении длиной 7,2-0,06=7,14 м, 41*7,14=292 м. Количество армированного прутка 14 диаметра 585 м для одного слоя и 1170 м для объема. Вертикальный прут будет по высоте 0,3-0,06=0,24 м при шаге в 0,2 м их количество 36*41=1476 шт. 0,24*1476= 354 м.
  • Гидроизоляция 2*59,04+10%=130 м2. Подробнее о плитном фундаменте смотрите в этом видео:

Не трудно перевести металл в тонны, но при покупке прутка вы не знаете, какая погрешность была при выпуске арматуры, поэтому не ориентируйтесь на вес, запрашивайте стоимость за 1 метр погонный.

Не уверены в своих знаниях, доверьте расчеты профессионалам. Ошибки, допущенные на этапе проектирования, сложнее всего исправить: вместо экономии можно получить увеличение затрат.

Фундаментная плита: расчет толщины и нагрузки


Плитный фундамент широко используется при строительстве малоэтажных зданий. Монолитная конструкция надежно защищает сооружение от проникновения грунтовых вод. Большая площадь опирания предотвращает просадку и деформацию грунта. Жесткая система армирования предохраняет основание от разрушения.

Принцип строения монолитного фундамента

Основой конструкции плитного фундамента служит монолитный бетонно-армированный слой. Подобная конструкция позволяет равномерно распределять усилия от здания на дно котлована.

При просадке и перемещении грунта фундамент компенсирует изменения. Это свойство называют «плавучестью» основания.

Для его изготовления используют высококачественный бетон. Высоту конструкции определяют расчетным способом. Основными критериями для подсчета являются характеристика грунта и проектная нагрузка от сооружения.

Конструкция монолитного фундамента

Плитный фундамент имеет следующую конструкцию:

Устройство монолитной плиты фундамента

  • Котлован.
  • Дренажная система.
  • Опалубка.
  • Песчаная подушка.
  • Слой геотекстиля.
  • Щебеночный слой.
  • Бетонная подготовка.
  • Гидроизоляция.
  • Теплоизоляция.
  • Арматура.

Котлован

Для устройства фундаментной плиты выкапывают котлован. Размеры котлована в плане должны превышать размеры будущего дома на 1–2 метра. Увеличенные размеры служат для укладки дренажа и устройства отмостки.

Чертеж котлована

Дренажная система

Дренаж служит для отвода поверхностных вод от внешних стен здания. Состоит из системы перфорированных труб и приемного колодца. Трубы укладывают с небольшим уклоном. Для защиты от проникновения песка трубы оборачивают 1–2 слоями геотекстиля.

Дренаж для монолитного фундамента

Опалубка

Для изготовления опалубки используют деревянные доски или водостойкую фанеру. Все элементы соединяют с помощью саморезов и стальной проволоки.

Пример опалубки плитного фундамента

Песчаная подушка

Для устройства песчаной подушки используют крупнозернистый песок. Песок позволяет воспринимать и равномерно распределять усилия на плавающую плиту.

Песчаная подушка под фундамент

Геотекстиль

Между щебнем и песком укладывают слой геотекстиля. Он защищает состав от перемешивания и нарушения дренирующих свойств щебня.

Щебень

Служит для восприятия и передачи усилий на песчаную подушку. Щебень применяют в качестве дополнительной дренирующей системы. Вода при прохождении ослабляет напор и теряет способность к вымыванию песка.

Щебень для монолитного фундамента

Бетонная подготовка

На песчано-щебневое основание укладывают бетонную подготовку. Высота конструкции составляет 50–150 мм. Подготовку выполняют из бетона низких марок.

Бетонная подготовка:

  • защищает бетон от утечки цемента;
  • равномерно распределяет нагрузку;
  • делает удобным монтаж стального каркаса.

Состав бетонного раствора для фундамента

Гидроизоляция

На бетонную подготовку укладывают слой гидроизоляции. В качестве материалов используют полимерно-битумные вещества. Гидроизоляционный материал служит для защиты фундаментной плиты от проникновения грунтовой влаги.

Гидроизоляция фундаментов

Теплоизоляция

Теплоизоляция служит для защиты основания от промерзания. В качестве утеплителя используют экструдированный пенополистирол. Высоту слоя принимают 10–15 см.

На теплоизоляцию укладывают полиэтиленовую пленку. Она служит защитой от проникновения жидких компонентов бетонной смеси в утеплитель.

Схема теплоизоляции плиты фундамента пенополистиролом

Арматура

Опорные элементы зданий армируются стальными каркасами. Сетка изготавливается из ребристых стальных стержней диаметром 12–18 мм. Они связаны в единый пространственный каркас с помощью стальной тонкой проволоки.

Размер ячеек каркаса зависит от величины проектируемых усилий на основание. Размер ячеек определяется расчетным путем и составляет от 10 до 25 сантиметров.

Схема армирования монолитной плиты

Расчет высоты фундамента

Целью расчета толщины плитного фундамента являются:

  • Определение размеров опорной плиты.
  • Вычисление нагрузок на дно котлована.
  • Подсчет необходимых материалов.

Исходные данные:

  • Вид и характеристика грунта основания.
  • Материал элементов здания.
  • Проектируемые усилия.

Расчет толщины плитного фундамента

При расчете учитывают два типа усилий:

Устройство плитного фундамента — размеры

  • статические;
  • динамические.

Статические силы являются постоянной величиной. Они вызваны весом элементов здания.

Динамические усилия изменяются во времени и в значениях. Они оказываются людьми, мебелью, оборудованием и влиянием атмосферных осадков.

При подсчете нагрузок постоянного действия используют повышающие коэффициенты надежности конструкций. Эти коэффициенты зависят от размеров и материала элементов здания. Значения коэффициентов приведены в нормативных документах.

Подсчет динамических усилий ведут с учетом условий местности, типов используемой мебели, оборудования, планируемой заселенности дома.

В качестве результатов расчета получают следующие данные:

  • Удельная нагрузка на 1 м2 грунта основания.
  • Допустимая толщина конструкции.
  • Глубина залегания фундамента.

Определение объема материалов на плитное основание

Последовательность расчета

В процессе расчета плитного фундамента выполняют следующие действия:

Технология устройства плитного фундамента

  • Вычисляют суммарные усилия от фундамента и основной части сооружения. Значение определяют сложением сил постоянного и временного действия.
  • Определяют допустимую нагрузку. Величину определяют по нормативным документам в зависимости от типа грунта.
  • Определяют максимальную массу основания.
  • Вычисляют максимальную толщину опорной плиты. Полученное значение округляют в меньшую сторону до значения, кратного 5 мм.
  • Повторяют решение задачи с принятой толщиной опоры.

Для автоматизации процесса используются специальные компьютерные программы.

Анализ результатов расчета

В процессе подсчета получают следующую высоту фундамента, мм:

Глубина ленточного фундамента

  • менее 150;
  • от 150 до 350;
  • более 350.

В первом случае монолит не подходит в качестве опоры. Требуются дополнительные обследования и принятие решений для укрепления грунтов.

Во втором случае бетон подходит в качестве основания. Полученный результат округляют до ближайшего значения, кратного 50 мм.

В третьем случае бетон не подходит в качестве опорной части. Требуется принимать другой вариант опор (ленточный или столбчатый).

Глубина залегания фундамента

Глубину залегания плитного фундамента определяют по уровню поверхностных вод и толщине основания.

Глубина залегания зависит от следующих факторов:

  • типа грунта;
  • глубины промерзания;
  • суммарных нагрузок;
  • уровня грунтовых вод.

Правильный способ закладки фундамента

Рекомендуемая глубина котлована приведена в нормативных строительных документах. Она может составлять, см:

  • в северных регионах – от 80 до 100;
  • в центральных и южных районах – от 30 до 70;
  • в горных районах – до 20.

Требования к глубине заложения фундамента

Что можно рассчитать, зная толщину фундамента?

По вычисленной толщине плиты рассчитывают следующие параметры:

  • объем бетонной смеси;
  • расход арматуры.

Пример расчета расхода материалов для фундамента на монолитной плите

Расчет необходимого количества основной арматуры

Арматуру располагают равномерно по всей плавающей плите. В зависимости от толщины плиты каркас устанавливают в один или несколько рядов. Нормативное количество ярусов арматурной сетки при толщине плиты составляет:

Расчет расхода арматуры для плитного фундамента

  • до 15 см – 1 ряд;
  • от 15 до 30 см – 2 ряда;
  • более 30 см – 3 и более ряда.

Для продольных сеток рекомендовано использовать стержни диаметром 12–18 мм. Диаметр стержней поперечных сеток принимают 8–12 мм.

Шаг стержней зависит от толщины плиты. При ее высоте до 25 см шаг стержней принимают 15 см. При высоте плиты 25 см и более шаг стержней 10 см.

Пример расчета

Цель:

  • Рассчитать высоту фундамента.
  • Определить расход материалов.

Расчет бетона на фундамент

Исходные данные:

  • Удельное нормативное сопротивление грунта – 0,350 кг/см2.
  • Размеры здания в плане – 4*8 м (320000 см2).
  • Общий вес конструкций – 24000 кг.
  • Размеры опорной плиты в плане – 6*10 м.
  • Плотность бетонной смеси – 2500 кг/м3.
  • Вес 1 погонного метра стальной арматуры — 1,210 кг/м.
  • Шаг основной арматуры – 100 мм.
  • Диаметр прутьев – 14 мм.

Расчет:

Расчет высоты фундамента

  • Суммарная нагрузка на фундамент 24000/320000=0,075≈0,08 кг/см2.
  • Разница между допустимым и фактическим давлением на плиту Δ=0,350-0,075=0,275 кг/см2.
  • Масса основания М=0,275*320000=88000 кг.
  • Толщина фундаментной плиты Н= (88000/2500)/32=1,1 м.
  • Длина стержней продольной арматуры 10 м, поперечной – 6 м.
  • Количество стержней поперечной арматуры: 6/0,10 *2 (слоя)=120 шт.
  • Количество продольной арматуры: 10/0,10*2=200 шт.
  • Суммарная длина стержней: 120*6 + 200*10=720 + 2000=2720 м.
  • Общая масса материала: 2720*1,210=3292 кг.

Видео по теме: Фундамент под дом — монолитная плита, расчет и армирование


Плитный фундамент расчет толщины: минимальная, как рассчитать

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.

Толщина плиты: как определить?

Толщина плиты является жизненно важным фактором при проектировании и строительстве здания и напрямую связана со стоимостью конструктивной системы.

Например, в многоэтажном здании увеличение толщины плиты на 5 мм приводит к значительному увеличению осевых нагрузок на колонну. Затем мы должны увеличить размеры колонн, арматуры, размеры фундамента и т. Д.

Наконец, это влияет на стоимость строительства.

Следовательно, мы должны ограничивать толщину любой конструкции до пределов, требуемых проектом (эксплуатационная пригодность и предельное состояние по окончании).

Ключевые факторы, влияющие на минимальную толщину плиты, можно перечислить следующим образом.

  • Приложенные нагрузки
  • Долговечность бетона
  • Требования к пожарной безопасности
  • Требования к удобству обслуживания, такие как прогиб
  • Требования к удобству обслуживания, такие как вибрация пола
  • Требования к конструкции

В разных стандартах могут быть указаны разные требования к толщине.Однако мы можем рассчитать основные требования к минимальной толщине с учетом вышеперечисленных факторов.

Расчет основан только на требованиях к конструкции и деталям в соответствии с BS 8110 Часть 01.

  • Покрытие для армирования = 20 мм, что является минимумом, указанным в коде для условий мягкого воздействия с одночасовой огнестойкостью.
  • Диаметр арматуры = 10 мм; на балке у нас четырехбаллонный с верхним усилением.
  • Минимальное расстояние между стержнями на основе = размер заполнителя + 5; Обычно для бетонных работ мы используем заполнитель 20 мм.

Следовательно, минимальную толщину бетона можно рассчитать следующим образом.

Толщина бетонной плиты = 20 x 2 + 10 x 4 + 20 + 5 = 105 мм

Это теоретические требования к толщине плиты. Однако, согласно расчетам, арматура не может быть размещена с такой точностью, как рассчитано для сохранения зазора между стержнями, как совокупный размер + 5.

Кроме того, арматура перекрытия будет заблокирована арматурой балки, и они не смогут разместить как было учтено при расчете.

Следовательно, выполнить эти требования очень сложно. Таким образом, ограничение толщины до 105 мм является практически сложной задачей.

На этом фоне широко используемая толщина бетонной плиты составляет 125 мм.

Стандарты, такие как ACI 318 , определяют минимальную толщину плиты в зависимости от ее пролета.

  • Простая опорная плита = пролет / 20
  • Непрерывная плита с одного конца = пролет / 24
  • Сплошная плита с обоих концов = пролет / 28
  • Кантиливер = пролет / 10

Однако в большинстве других стандартов они прямо не указали минимальную толщину плиты.

Какой толщины должна быть бетонная плита?

🕑 Время чтения: 1 минута

Толщина бетонной плиты зависит от нагрузок и размеров плиты. Как правило, толщина плиты 6 дюймов (150 мм) рассматривается для жилых и коммерческих зданий с элементами армирования в соответствии с проектом. Методы, используемые для определения толщины плиты, различаются для разных типов плит. Например, расчет толщины односторонней плиты отличается и проще расчетов толщины двухсторонней плиты.

Выбор и расчет толщины плиты, включая плиты различных типов, является важным шагом в процессе проектирования.Если следовать надлежащей процедуре расчета толщины плиты, период проектирования будет значительно сокращен, помимо достижения надежной и экономичной толщины плиты.

Толщина односторонней плиты

Толщина односторонней плиты основана на прогиб , изгиб , сдвиг и иногда требования к огнестойкости .

1. Требования к отклонению

Apart от плит, которые сильно нагружены, например, плиты несут несколько метров грунта толщина плиты выбирается исходя из требований прогиба.Кодекс ACI устанавливает ограничения на толщину плиты. если прогиб не рассчитан и определен как приемлемый.

В противном случае толщина односторонних плит должна быть не менее L / 20 для простого поддерживаемые плиты; L / 24 для плит с неразрезным концом; L / 28 для плит с обоими заканчивается непрерывным; и L / 10 для консолей; где L — пролёт.

Эти значения могут использоваться при условии, что плиты не поддерживают или не прикреплены к перегородкам или другим конструкциям, которые могут быть повреждены из-за больших прогибов.

2. Требования к изгибу и сдвигу

Определение толщины плиты на основе изгиба и сдвига требования не часто. Однако эти требования должны быть проверены в конструкция, даже если толщина выбрана исходя из требований к прогибу.

Порядок проверки толщины плиты на соответствие требованиям изгиба следующим образом:
  1. Рассчитайте пробные факторизованные нагрузки на основе толщины плиты, рассчитанной на основе требований к прогибу.
  2. Вычислить моменты, используя подходящие методы, такие как метод коэффициента ACI.
  3. Поскольку для плит редко требуется коэффициент армирования более 0,01, проверьте, соответствует ли выбранная толщина плиты коэффициенту армирования 0,01. Используйте уравнение 1 для вычисления d:

Где:

d: эффективная глубина плиты, необходимая для выдерживания момента

Mu: момент, рассчитанный по нагрузкам

b: ширина плиты, полоса плиты 1 м (12 дюймов) считается

R: сопротивление изгибу (МПа), вычисленное с использованием следующего выражения:

Где:

p : коэффициент усиления принимается равным 0.01

фу: предел текучести стали, МПа

fc ‘: прочность бетона на сжатие, МПа

Процедура проверки толщины плиты на соответствие требованиям к сдвигу: следует:
  1. Вычислить предел прочности на сдвиг по нагрузкам, Vu
  2. Вычислить расчетную прочность плиты на сдвиг, уравнение 3. Если все пролеты равны, предел прочности на сдвиг возникает на внешней поверхности первой внутренней плиты, который вычисляется по уравнению 4, в противном случае — сдвиги. следует проверять на внешней поверхности первой внутренней плиты и типичной внутренней плиты, уравнение 5.

Где:

Vc: прочность бетона на сдвиг плиты

b: ширина плиты 1000 мм

d: эффективная глубина плиты

Vu: предельный сдвиг плиты

Вт: предельная распределенная нагрузка равна до 1,2 * статическая нагрузка плюс 1,6 * переменная нагрузка

л: пролет перекрытия

3. Требования к огнестойкости

Иногда плита толщина регулируется опасностью передачи тепла при пожаре.Для Этот критерий огнестойкости пола — это количество часов, необходимое для температура неэкспонированной поверхности повысится на заданную величину, обычно 121,1 ° C (250 ° F).

При повышении температуры на 121,1 ° C (250 ° F) плита толщиной 76,2 мм (3-1 / 2 дюйма) дает 1-часовую огнестойкость, 127-миллиметровая (5-дюймовая) плита обеспечивает 2-часовую огнестойкость, а плита 152,4 мм (6-1 / 4 дюйма) обеспечивает 3-часовую огнестойкость. Наконец, толщину плиты обычно округляют до ближайших 10 мм.

Толщина двухсторонней плиты

Как и в случае односторонней плиты, толщина двусторонней плиты должна удовлетворять требованиям к прогибу и сдвигу.

1. Требования к отклонению

Обычно толщина плиты выбирается таким образом, чтобы предотвратить чрезмерный прогиб при эксплуатации. Код ACI предоставляет метод расчета минимальной толщины двусторонней плиты, которая удовлетворяет прогибу.

Этот метод применим для различных типов двусторонних плит, таких как плоская плита, плоская плита, плиты на балках, плиты без внутренних балок. Чтобы просмотреть подробные сведения о вычислении минимальной толщины плиты, щелкните здесь.

Выбранная толщина плиты должна быть достаточной для сдвига как внутри, так и снаружи колонн.Код ACI позволяет использовать более тонкие плиты, если расчетный прогиб находится в пределах указанных ограничений прогиба.

Процедура проверки адекватности Толщина плиты, способная выдержать сдвигающую силу, составляет:
  1. Определить факторная равномерная нагрузка.
  2. Проверить односторонние ножницы
  3. Проверить двухсторонний сдвиг штамповки

Если прочность плиты на сдвиг меньше предельного усилия сдвига, приложенного к плите, то для решения проблемы должны быть рассмотрены необходимые стратегии.Эти стратегии включают:

  1. Утолщите плиту по всей панели. Это может быть контрпродуктивным, поскольку вес плиты может значительно увеличить силу сдвига.
  2. Используйте откидную панель, чтобы утолщить перекрытие, прилегающее к колонне.
  3. Добавьте поперечную арматуру.

Толщина плиты — обзор

12.3.2 Случайные доменные структуры

Модель Прая и Бина имеет важное достоинство, заключающееся в том, что в соотношении 2 L / d между размером области и толщиной плиты контролируется основной параметр. лишние потери.Однако модель основана на в высшей степени идеализированном предположении об идеально периодическом массиве стенок, движущихся с одинаковой скоростью, что несколько далеко от реальных ситуаций, встречающихся в реальных системах. Размер домена обычно меняется от места к месту, а скорости доменных стенок могут быть неравномерно распределены как в пространстве, так и во времени. Структурный беспорядок неизбежно вносит случайные особенности в процесс намагничивания, которые не принимаются во внимание внутренней детерминированной природой модели Прая и Бина.

Чтобы исследовать роль беспорядка в динамических потерях, мы введем соответствующее обобщение модели Прая и Бина в духе статистического подхода из раздела 12.1.1 (рис. 12.11). Мы рассматриваем ту же плиту на рис. 12.10, но теперь мы размещаем доменные стенки в независимых случайных местах. Положение x k k -й доменной стенки является случайной величиной, равномерно распределенной с плотностью λ . Таким образом, 1/ λ представляет собой средний интервал между доменными стенками и в этом смысле аналогичен параметру 2 L модели Прая и Бина.Кроме того, мы предполагаем, что скорость потока dϕk / dt , создаваемая стенкой k th, также является случайной величиной, выбранной из некоторого заданного распределения скорости потока. Для простоты k / dt взяты независимо от x k . Полная плотность вихревых токов j ( x, y ; t ) представляет собой сумму вкладов отдельных стенок:

Рисунок 12.11. Случайная конфигурация доменной стенки. На нижних графиках схематично представлены одностенные вихретоковые компоненты, встречающиеся при перемещении по плите вдоль пунктирной линии.

(12,54) jx = ∑kjW, xx − xk, y; dϕk / dtjy = ∑kjW, yx − xk, y; dϕk / dt

By j W ( x x k , y ; k / dt ) мы обозначаем плотность тока k th на стенке, определяемую уравнением. (9.7). Убыток получается как интеграл ( j x 2 + j y 2 ) / σ по x и y .

В уравнении. (12.54), j x и j y выражаются как последовательности независимых импульсов, случайно распределенных по x (см. Рис. 12.11). Изучение этих последовательностей импульсов является классической задачей анализа случайных сигналов, для которой известны многие общие результаты. Рассмотрим типовой случайный процесс F ( x ), состоящий из последовательности статистически независимых импульсов, равномерно распределенных по x ,

(12.55) Fx = ∑kfx-xk; rk

r k представляет определенный набор случайных параметров, которые могут вносить различия от импульса к импульсу. Мы рассматриваем случай, когда r k статистически не зависит от x k . Тогда известно, что

(12,56) lim △ → ∞12 △ ∫− △△ F2xdx = λ2f2 + λf2

, где λ представляет собой среднее количество импульсов на единицу x , а

(12,57) f = ∫drpr∫ − ∞ + ∞fxrdxf2 = ∫drpr∫ − ∞ + ∞f2xrdx

В этих уравнениях p ( r ) представляет собой распределение вероятностей параметров r k .Применим эти результаты к компонентам плотности вихревых токов, описываемых формулой. (12.54), причем скорость потока dϕk / dt играет роль параметра r k . Из уравнения. (9.7) имеем, что для любого фиксированного значения y ,

(12,58) jW, x = 4σdϕdt∑oddn − 1n − 12n2π2sinnπyd = dϕdtσyd = dIdtσyλjW, y = 0

, где мы использовали тот факт, что средняя намагниченность в поперечном сечении плиты составляет

(12,59) dIdt = λddϕdt

.(12.56) и уравнение. (12,57) до j x и j y , и принимая во внимание уравнение. (12.58) для мгновенных потерь получаем P RW ( t ) случайной конфигурации стенок

(12.60) PRW (t) = 1σdlimx → ∞12 △ ∫− △△ ∫ − d / 2d / 2 (jx2 + jy2) dxdy = 1σd∫ − d / 2d / 2 [λ2 〈jW, x〉 2 + λ 〈jW, x2〉 + λ2 〈jW, y〉 2 + λ 〈jW, y2〉] dy = σd (dIdt) 2∫ − d / 2d / 2y2dy + λσd∫ − d / 2d / 2 [〈jW, x2〉 + 〈jW, y2〉] dy

Первый член окончательного выражения дает в точности классические потери ( Уравнение12.13). С другой стороны, второй член пропорционален средним потерям, которые были бы произведены одной стеной, если бы другие не присутствовали. Эти одностенные потери были рассчитаны в разделе 9.1. Таким образом, мы приходим к удивительно простому результату

(12,61) PRWt = Pclt + λdPWt

, где P W дается формулой. (9.8). Обратите внимание, что два члена уравнения. (12.61) просто равны двум пределам потерь Прая и Бина для малых и больших расстояний между стенками, то есть уравнение.(12.50) и уравнение. (12,52), с λ вместо 1/2 L .

Вывод этого анализа состоит в том, что независимо от среднего расстояния между стенками, введение беспорядка приводит к разделению динамических потерь на классические и избыточные вклады, в точности как и ожидалось из общей структуры уравнения. (12,8). Классический термин описывает эффект случайного наложения вихретоковых структур, создаваемых разными стенками, а избыточные потери просто пропорциональны средним потерям, которые были бы произведены каждой отдельной стенкой, если бы другие не присутствовали.

Без названия 1

Без названия 1

Неделя 01 Неделя 02 Неделя 03 4 неделя 5 неделя 6-я неделя 7-я неделя 8-я неделя Неделя 09 Неделя 10 Неделя 11 Неделя 12 Неделя 13 Неделя 14 15 неделя

Строительный бетонный бетон:

Конструкция: Бетон очень устойчив к сжатию. но хрупкий при напряжении. Из-за того, что коэффициент теплового расширения стали составляет почти так же бетон обычно армируют сталью, чтобы прочность на разрыв ему не хватает.Аналогичным образом бетон может быть усилен натуральные или синтетические волокна. Он изначально огнестойкий. Бетон обычно 150 фунтов на фут, легкий бетон может весить от 85 до 115 фунтов на фут, а изоляционные бетон <60 шт. Бетон набирает максимальную прочность через 28 дней после укладки.

Пролет:

Односторонние системы:

Балка и плита — подходят для пролетами от 6 футов до 18 футов. Глубина бетонных балок с шагом 2 дюйма.

Практическое правило — плита: глубина перекрытия = пролет / 30 (4 дюйма) минимум) глубина кровли = пролет / 36. Глубина = пролет / 16. Ширина от 1/3 до 1/2 глубины (от 2 дюймов) или с шагом 3 дюйма) и больше ширины опорной колонны

Плита и балка — подходят для пролетами от 15 до 36 футов. Коллекция близко расположенных ребер, поддерживаемых параллельными балки. Для пролетов ≥20 футов требуется одно распределительное ребро.

Правило большого пальца — интервал глубины плиты / 24 (от 3 дюймов до 4 1/2 дюймов). Балка ширина от 5 дюймов до 9 дюймов.Расстояние между балками на основе форм шириной от 20 до 30 дюймов и от 6 до 20 дюймов. глубины (с шагом 2 дюйма).

Балка и плита Плита и балка

Двухсторонние системы:

Плита и балка — плита, отлитая как одно целое с опорными балками и колонны с четырех сторон. Наиболее эффективен при квадратных / почти квадратных отсеках. Подходит для тяжелых нагрузок и пролетов от 15 до 40 футов.

Правило большого пальца — глубина плиты = периметр плиты / 180 (4 дюйма минимум).Ребра на основе форм шириной от 19 дюймов до 30 дюймов и глубиной от 8 дюймов до 20 дюймов (от 2 дюймов) приращения). Формы шириной 19 дюймов с шириной ребер 5 дюймов образуют 2-футовый модуль, тогда как 30-дюймовые формы шириной с ребрами ширины 6 дюймов образуют модуль длиной 3 фута.

Flat Slab — плита с армированной колонные опоры. Подходит для тяжелых нагрузок и пролетов от 20 до 40 футов.

Правило большого пальца — глубина пластины = пролет / 36 (от 6 до 12 дюймов). Плита глубина вокруг колонны 5/4 * глубина плиты. Ширина арматуры колонны 1/3 пролета.

Flat Plate — плита, армированная в двух или более направлениях и поддерживается колоннами без балок или балок.Подходит для пролетов от 12 до 24 футов.

Правило большого пальца — глубина пластины = пролет / 33 (от 5 до 12 дюймов).

Waffle Slab — плита бетонная с ребра жесткости в двух направлениях. Подходит для пролетов от 24 до 54 футов. Может быть консольные в двух направлениях до 1/3 основного пролета.

Правило большого пальца — глубина пластины = пролет / 24 (от 3 до 4 1/2 дюймов). Ребро ширина от 5 дюймов до 6 дюймов.

Армирование — минимум 1 дюйм. Минимум 1 1/2 дюйма от открытой поверхности.3/4 «фаска или фаска.

Предварительное и последующее напряжение арматурных стержней для компенсации ожидаемой нагрузки.

Плита и балка Плоская плита

Плоская пластина Вафельная плита

Крыша — скат 1/4 «: 1 фут (1:50) для дренажа.

Столбцов:

Округлый диаметр мин. -10 дюймов.

Прямоугольник минимум -8 дюймов шириной минимум и 96 дюймов² минимум.

Арматура мин. Крышка -1 1/2 «.

Правило большого пальца Колонна 12 дюймов может поддерживать пол / крышу площадью 2000 кв. Футов. площадь | 16-дюймовая колонна может поддерживать площадь пола / крыши 3000 кв. Футов | 20-дюймовая колонна может поддерживать Площадь пола / крыши 4000 кв.м.

Стен:

Минимум: 6 дюймов для несущих стен (или 1/25 без опоры высота или длина между элементами жесткости) | 4 дюйма без подшипников (или 1/36 неподдерживаемая длина или высота) | 2 «неглубокие межкомнатные перегородки | 6» неармированный (отношение высоты к толщине <22) | 8-дюймовый подвал / фундамент / вечеринка стены

Усиление -3 / 4-дюймовая крышка, когда не соприкасается с землей или Погода; 1 1/2 дюйма в открытом состоянии.Выдвинуть на 24 дюйма за углы окон.

Фондов:

Ленточные опоры -a непрерывная опора, поддерживающая стену, работающую на сдвиг.

Изолированная опора -an индивидуальная опора

Непрерывная опора — опора, поддерживающая несколько столбцы.

Мат — толстая плита, служащая монолитной опорой для использовать с грунтами с низкой несущей способностью. Минимальная толщина 4 дюйма.

Плавучий — когда вес вынутого грунта равен к весу конструкции.

Арматура — стальные арматурные стержни в бетоне. опоры должны располагаться на расстоянии не менее 3 дюймов от нижней части опоры и минимум 6 дюймов от верха основания.

Сваи — группа фрикционных свай. которые загнаны в подходящую или устойчивую почву / коренную породу и закреплены у основания в чтобы передать строительную нагрузку в землю. Колпачок должен располагаться ниже линия отморожения.

Арматура должна быть размещена как минимум на 3 дюйма выше верхние части свай и быть минимум на 12 дюймов ниже верха основания.

Кессон — большой шнек с опрокинутое основание пробурено в землю и залито бетоном. Минимум 2 фута 6 дюймов ширину, чтобы осмотреть дно. Колокол представляет собой конус 60 ° ниже главного вала.

Полоска Изолированные Непрерывный

Плавающая свая Кессон

Суставов:

Деформационные швы позволяют перемещение между плитой и колонной или стеной

Строительные стыки конца а заливать, может быть на ключ или на шпонку; также работают как компенсаторы и компенсаторы

Контрольные сочленения создают слабое место в бетоне, чтобы контролировать появление трещин.Должен быть размещен на 15-20 футов и для создания прямоугольных сечений. Обычно 1/8 дюйма шириной и 1/4 глубины плита.

Изоляция Контроль

Добавок:

Химическая промышленность:

Air Entrained — уменьшает повреждения от циклов замораживания-оттаивания (снижает прочность на сжатие с 1% воздуха до 5% потери прочности на сжатие).

Ускорители — ускоряют гидратацию бетона.

Замедлители схватывания — медленное увлажнение бетона при большой заливке.

ПАВ — способствует перемешиванию воды.

Пластификаторы — повышают удобоукладываемость бетона. Суперпластификаторы обладают меньшими вредными свойствами, чем обычные пластификаторы.

Пигменты — меняет цвет бетона.

Ингибиторы коррозии — минимизируют коррозию стали в конкретный.

Минерал:

Летучая зола — побочный продукт угля. Частично заменяет цемент (60% массы).Может быть пуццолановым или гидравлическим.

Доменный гранулированный шлак — побочный продукт стали. Частично заменяет цемент (80% масс.). Гидравлический.

Silica Fume — побочные продукты кремния / ферросилиция. Частицы размер в 100 раз меньше, чем у летучей золы, что приводит к ускоренному пуццолановому реакция. Повышает прочность и долговечность бетона; обычно требует суперпластификаторы. Образует темно-серый или черный цвет.

Метакаолин высокой реакционной способности — аналогичной прочности и повышение стойкости к дыму кремнезема.Образует белую окраску.

Функции:

Тепловая масса: из-за плотности бетона, это замедлит передачу тепла через его толщина. Примерно десять дюймов бетона будут иметь временную задержку в семь часов.

Тепловая промывка — для бетон для охлаждения и поглощения тепла на следующий день его необходимо спустить с огня (обычно делается ночной промывкой).

Коэффициент пропускания звука — из-за относительной плотности бетона имеет низкий коэффициент пропускания по воздуху. звуковые волны.

Термостойкость — песчано-гравийный заполнитель 0,08 R / дюйм | легкий заполнитель 0,6 р / дюйм.

Изолированные бетонные формы -R-20. По сравнению с каркасными зданиями компания ICF снизила потери энергии за счет теплопроводность и конвекция в сочетании с высокой тепловой массой, обеспечивающая низкий поток внутренней температуры.

МКФ

Эстетика:

Открытые агрегаты -произведено пескоструйной очисткой, кислотным травлением или очисткой для удаления внешнего слоя цементного теста.В качестве отделочного материала можно использовать переработанное стекло.

Полупрозрачное встроенное волокно оптика позволяет проникать свету.

Опалубка — открытая поверхность будет сохранить форму опалубки. Текстура древесины может быть отпечатана на поверхности через фанера, подвергнутая пескоструйной обработке, пиломатериалы для обшивки оттисков и т. д.

Процедуры — краски / красители | пескоструйная / полированная поверхность | кустарник / молотковый для Courser texture

Насколько тонкий слишком тонкий? Оценка толщины плиты железобетонной плоской конструкции

Типичная плоская конструкция.
Фотографии любезно предоставлены SGH

Димитри Папагианнакис, PE
Конструкция из плоских железобетонных плит популярна среди проектов строительства жилых домов средней и высотной этажности. Он обеспечивает большую гибкость при размещении вертикальных несущих элементов конструкции (, т. Е. колонн и стен) без ущерба для эффективности каркаса пола, что потенциально может иметь место в случае стали или кирпичной кладки.

На ранних стадиях проекта архитекторы и владельцы часто спрашивают инженеров-строителей, насколько тонкими могут быть плиты в системе плоских плит.Вопрос обычно мотивируется желанием добиться большей высоты от пола до потолка, что может быть важной функцией продаж для конечных пользователей. Существуют положения строительных норм и правил, которые определяют минимальную толщину плиты в зависимости от длины пролета и состояния пролета (, например, непрерывный, а не прерывистый и т. Д.). Существуют также практические и экономические факторы, которые часто влияют на конструкцию бетонных плоских плит.

Проектирование железобетонных конструкций регулируется Американским институтом бетона (ACI) 318, Строительные нормы и правила для конструкционного бетона , которые обеспечивают минимальную толщину одно- и двухсторонних плит, поддерживающих структурные и / или неструктурные элементы здания.Они предназначены для ограничения прогибов, которые могут привести к проблемам с эксплуатацией конструкции или могут повредить архитектурные элементы здания.

Требуемые минимальные толщины являются функцией длины пролета, условий непрерывности и торцевых ограничений плиты; они предназначены для обеспечения секции плиты, которая соответствует предписанным кодексам пределам прогиба, без необходимости выполнения инженером подробных расчетов прогиба. Однако код также позволяет инженеру-проектировщику указывать более тонкие плиты, когда выполняются расчеты, показывающие, что краткосрочные и долгосрочные прогибы не будут иметь отрицательного влияния на структурные или неструктурные элементы, прикрепленные к плите или поддерживаемые ею.

Кластеры механических / сантехнических проходов через плоские перекрытия. Необходимо проверить конструкцию плиты на предмет необходимого дополнительного армирования в местах проникновения.

Плюсы более тонкой плиты
Выбор более тонких плит дает несколько преимуществ с точки зрения конструкции. Одно очевидное преимущество — требуется меньше конкретики. Следовательно, уменьшение количества бетона также снижает гравитационные нагрузки на вертикальные несущие элементы. Обычно это приводит к меньшим колоннам с меньшим количеством арматуры и, таким образом, к экономии материальных затрат.

Уменьшение массы здания также напрямую влияет на сейсмические нагрузки, которым подвергается здание. Сейсмический сдвиг основания строительной конструкции прямо пропорционален ее сейсмическому весу — уменьшение сейсмического веса здания обычно приводит к пропорциональному снижению требований к сейсмической нагрузке на элементы конструкции здания, выдерживающие боковую нагрузку, и таким образом, получается более экономичный дизайн. Кроме того, снижение нагрузки на здание может также привести к менее дорогой конструкции фундамента в зависимости от предлагаемой системы.

Сантехнические рукава размещают возле колонн. Это требует тщательного анализа прочности плиты на сдвиг.

Минусы более тонкой плиты
В зависимости от горизонтальных пролетов, которые должны быть достигнуты, минимальное армирование плиты может не обеспечить достаточной прочности для выдерживания нагрузок, предписанных нормами. Следовательно, внутри плиты может потребоваться дополнительное армирование, что сводит на нет некоторую вышеупомянутую экономию затрат на материал.

Более тонкие бетонные секции также подвержены разрушениям при продавливании и требуют тщательной оценки.При определенных обстоятельствах предотвращение предельного состояния сдвига при продавливании может препятствовать использованию колонн меньшего поперечного сечения. Возможность перенапряжения плиты на стыке плиты / колонны еще больше усугубляется использованием рамок, действующих на момент плита-колонна, часто используемых как часть системы сопротивления поперечной нагрузке (если это разрешено кодексом). Величины неуравновешенных моментов и касательных напряжений в соединениях плиты и колонны являются самыми высокими в местах расположения момента и рамы и могут потребовать использования утолщенных откидных панелей на колоннах для противодействия приложенным нагрузкам.В качестве альтернативы, срезные штифты могут быть размещены в головках колонн для обеспечения требуемой прочности, или могут быть использованы более крупные секции балки по периметру для развития действия момента-рамы вместо плиты. Эти варианты приводят к дополнительным трудозатратам и дополнительным затратам на проект.

Конструкция с плоскими пластинами требует тщательной координации между структурной системой и механическими, электрическими и водопроводными (MEP) компонентами. Проходки в плитах для вертикальных механических и водопроводных стояков должны быть оценены на предмет возможного дополнительного армирования.Проходки стояка, расположенные вокруг колонн, также должны быть тщательно скоординированы и оценены, так как они могут оказывать значительное влияние на сдвиг при продавливании и изгибные напряжения вблизи колонн, а также могут потребовать дополнительной арматуры на изгиб или сдвиг.

Электропроводка / водопровод внутри плиты. Координация необходима, чтобы избежать чрезмерной перегрузки трубопровода (например, как показано здесь) и задержек, связанных с изменением местоположения трубопровода в поле.

Электропровода также обычно размещается внутри плиты на средней высоте.Вокруг кабелепровода, а также между кабелепроводом и арматурой плиты необходимо обеспечить достаточное покрытие. Диаметр кабелепровода и расстояние между ними должны быть в определенных пределах, чтобы предотвратить снижение прочности плиты или образование трещин от усадочного напряжения. Проектирование и согласование этих элементов становится более сложным — и потенциально более дорогостоящим — по мере уменьшения толщины плиты и, следовательно, пространства, в котором можно разместить компоненты.

Для более тонких плоских плит увеличенное отношение площади поверхности к объему делает их более восприимчивыми к преждевременному высыханию из-за снижения теплоты гидратации ( i.е. уменьшенная масса бетона сохраняет меньше тепла (ключевой компонент в процессе отверждения). Более высокая скорость высыхания увеличивает вероятность растрескивания в раннем возрасте и, в свою очередь, прогиба плиты.

Это снижение теплоты гидратации также становится фактором в холодных погодных условиях, когда свежеуложенный бетон может быть более восприимчивым к замерзанию из-за более низких температур бетона, чем в противном случае, чтобы помочь защитить плиту. Более тонкие плиты также более склонны к растрескиванию в раннем возрасте из-за нагрузок на опалубку и повторной опалубки, типичных для быстрых строительных циклов.

Заключение
Выбор наиболее подходящей толщины плиты является важным аспектом проекта железобетонной плоской плиты. Современные методы проектирования и наличие программного обеспечения для конечных элементов предоставляют полезные инструменты для быстрой и эффективной оценки систем с плоскими пластинами.

Инженер-проектировщик должен оценить возможность уменьшения толщины плиты сверх предписанных пределов, предусмотренных кодексом, и сообщить владельцу и проектной группе о последствиях этого ( e.грамм. дополнительное армирование, требования к деталировке соединений, вопросы согласования и т. Д.). Как уже упоминалось, у уменьшения проектной толщины плиты есть множество плюсов и минусов, и каждый из них необходимо оценить, чтобы прийти к наиболее правильному выводу.

Димитри Папагианнакис, ЧП, присоединился к Simpson Gumpertz & Heger (SGH) в 2011 году с почти десятилетним опытом проектирования конструкций. Зарегистрированный профессиональный инженер в Нью-Йорке и Нью-Джерси, его работа включает проектирование новых строительных конструкций и подразделений, а также реконструкцию, переделку, ремонт и исследования существующих зданий.С ним можно связаться по адресу [email protected]

Разница между конструкционной бетонной плитой и простой бетонной конструкционной плитой

A : Конструктивно армированная плита на земле состоит из смеси бетона и конструкционной стали для поддержки расчетной нагрузки. Конструкционная сталь может быть арматурной или WWF. Площадь поперечного сечения стали вводится в инженерные формулы, найденные в ACI 318, для определения несущей способности для данной конструкции плиты.В конструкционной бетонной плите толщина плиты не является фактором, определяющим несущую способность этой плиты. Площадь поперечного сечения стали, расстояние между ними и ее свойства при растяжении — это параметры стали, используемые в расчетах.

Подчеркнем, что несущая способность конструктивно железобетонной плиты определяется свойствами указанной конструкционной стальной арматуры. ACI 301- «Стандартные спецификации для конструкционного бетона» и 318 являются источниками для выбора подхода к проектированию плиты.Для расчета свойств плиты используются методы проектирования Вестергаарда и / или Майерхофа.

Обычная конструкционная бетонная плита на земле использует свойства бетона, чтобы выдерживать расчетные нагрузки. Здесь толщина плиты, а также характеристики прочности бетона на сжатие и изгиб, основанные на 28-дневных испытаниях, являются контролирующими параметрами. По определению, вторичная / термоусадочная арматура используется для контроля трещин после их образования в поперечном сечении бетона.Вторичная арматура не учитывается при определении несущей способности плиты.

Толщина простой бетонной плиты определяется свойствами бетона, используемого в плите. Гильдия ACI 302 для строительства бетонных перекрытий и перекрытий и ACI 360 Design of Slab on Grade предоставляет методологию проектирования для этого типа перекрытий. Существуют дополнительные протоколы проектирования бетонных конструкций ACI, такие как ACI 330 для парковок.

Обычно дороги и автостоянки, а также большинство промышленных, складских и коммерческих плит перекрытия проектируются из простого конструкционного бетона.Плоские бетонные плиты будут толще, чем структурные плиты, но в большинстве случаев экономически эффективны по сравнению со структурными плитами. Использование бетона, армированного волокнами, по сравнению с обычной сталью в качестве вторичного армирования в большинстве случаев очень рентабельно, поскольку нет никаких затрат на строительство, связанных с волокнами. Мы можем сжать график проекта, избавившись от необходимости предварительно размещать проволочную сетку. Мы также можем снизить затраты, устраняя необходимость в бетононасосе, когда вместо проволочной сетки в плитах на земле используются волокна.В данном случае использование волокон позволяет автофургону готовой смеси выгружать прямо на основание плиты в месте использования.

Уровень дозировки микросинтетических волокон в качестве вторичного армирования в жилых плитах на земле может варьироваться от 1,0 фунта на кубический ярд для моноволоконных волокон и до 1,5 фунтов на кубический ярд для фибриллированного полипропиленового волокна. Более низкие уровни дозировки для каждого материала могут использоваться, когда единственная ответственность заключается в растрескивании пластической усадки и оседании пластика.Например, спроектированная доза для моноволоконных полипропиленовых волокон с большим количеством волокон в качестве пластической усадочной арматуры составляет ½ фунта / с.

Макросинтетические волокна используются при строительстве плит перекрытий коммерческих, промышленных и складских помещений. Здесь средняя остаточная прочность, определенная в соответствии с ASTM C1399, может использоваться для установления минимальной требуемой дозировки макросинтетических волокон.

Некоторые измеримые характеристики прочности бетона могут быть улучшены при использовании волокон.Методы испытаний, используемые для получения этих данных, можно найти в документах ASTM, ACI или других согласованных групп или правительственных агентств. ICC ES AC32 является отличным источником методов испытаний бетона, армированного синтетическим волокном, как для армирования пластических усадочных трещин, так и для армирования на усадку при температуре. ICC ES AC208 доступен для бетона, армированного стальным волокном.

Вторичная арматура, как определено в нескольких документах ACI, в том числе 302, 318 и 330, ограничивает ответственность «удержанием бетона вместе после его растрескивания».Кроме того, количество обычного вторичного армирования определяется по одной из 5 эмпирических формул. Параллельное чтение должно включать статью, написанную для WRI Робертом Андерсоном, PE, в которой обсуждается применение этих формул. В документе г-на Андерсона есть таблица, в которой указано количество вторичного армирования, которое будет обеспечивать каждая формула. Ни одна из пяти формул не дает одинакового ответа.

Основная проблема с использованием проволочной сетки или арматуры № 3 или № 4 в качестве вторичной арматуры заключается в необходимости иметь эту арматуру на надлежащей высоте в пределах поперечного сечения бетона для выполнения работ.Если стулья / опоры не указаны и не используются, WWF обычно не выполняет свои функции. С другой стороны, волокна могут быть обнаружены по всей массе бетона, распределены в трехмерном пространстве, и было доказано, что они обеспечивают усиление вторичной / температурной усадки, а также некоторые другие измеримые преимущества в долговечности, которые продлят срок службы конкретный.

R.C. Зеллерс, ЧП / ПЛС

Директор по инженерным услугам

Networx: Заливка бетонной плиты — Образ жизни — Афины Banner-Herald

Бетон — один из самых удобных строительных материалов.Он прочный и недорогой, но при этом может быть удивительно привлекательным с помощью современных бетонных поверхностей. Узнайте, как залить бетонную плиту, которая является основой для многих проектов на открытом воздухе.

Расчет толщины и армирования

Цель, для которой вы заливаете бетонную плиту, будет определять толщину вашего бетона и тип арматуры, которую вам необходимо установить.

Парковка. Бетон для дополнительной стоянки, будь то для автомобилей, используемых каждый день или только время от времени (например, дома на колесах или лодке), должен иметь толщину не менее 6 дюймов и армированный арматурой.

Гараж. Подобно парковке, бетонный пол в гараже должен быть достаточно толстым и прочным, чтобы выдержать вес одного или нескольких автомобилей.

Патио или терраса у бассейна. Здесь подойдет бетонная плита толщиной 4 дюйма. Хотя вы можете армировать его арматурой, проволочной сетки должно быть достаточно.

Фундамент летней кухни. Толщина и армирование зависят от объектов, которые вы планируете установить. Каменная дровяная печь для пиццы или полноразмерная плита, а также открытый холодильник и барная стойка с влажной атмосферой на открытом воздухе потребуют более толстого бетона и более прочного армирования, чем небольшой гриль.

Этаж хозяйственной постройки. Плита от 3 до 4 дюймов подойдет для пола склада или сарая для инструментов, мастерской, садового сарая или домика для игр.

Этапы заливки бетонной плиты

1. Обратитесь в местную строительную администрацию. Проверьте, нужно ли вам разрешение для вашего проекта. Вы также должны определить неудачи, чтобы знать, какое расстояние нужно оставить между линией участка и вашим строением.

2. Позвоните по номеру для разового вызова. Перед земляными работами проверьте положение всех подземных кабелей.

3. Выкопайте — и при необходимости выровняйте. Наклоните плиту патио примерно на ¼ дюйма на 12 футов от вашего дома, чтобы позволить дождю стекать и избежать повреждения фундамента.

4. Установить подоснову. Добавьте 1–1 ¼ дюйма гравия на каждый дюйм бетона, который вы планируете укладывать. Утрамбуйте, чтобы получить прочное основание, которое не оседает. Затем смочите садовым шлангом; это сводит к минимуму растрескивание бетона из-за усадки.

5. Формы сборки. Установите колышки на каждом углу будущей плиты.Прикрепите две боковые опалубочные доски (доски 2 x 12 на 3 дюйма длиннее предполагаемой ширины плиты) к угловым стойкам. Затем добавьте две торцевые доски той длины, которая вам нужна, так, чтобы боковые доски совпадали с точными углами 90 градусов. Крепление гвоздей к формам с интервалом в 2 фута.

6. Замесить бетон. Смешайте 1 часть портландцемента, 2 части песка и 4 части заполнителя (обычно гравия) в бетономешалке или тачке. Затем добавьте столько воды, чтобы получилась рабочая смесь. (Слишком много воды ослабит бетон и вызовет его более быстрое растрескивание.)

7. Залить бетон. Насыпьте бетон в форму так, чтобы самые высокие вершины были на 2-3 дюйма выше опалубки.

8. Распространение. Взбейте бетон, чтобы равномерно распределить его по вашей форме с плоской верхней поверхностью.

9. Стяжка. Выровняйте бетон, равномерно проведя по нему стяжкой (прямой 2 x 4). Работайте с самой высокой точки вниз по склону. Убедитесь, что все места заполнены равномерно.

10. Поплавок. Используйте поплавок для сжатия заполнителя так, чтобы гладкий бетон без гравия лежал на поверхности вашей плиты.

11. Отделка метлой. Создайте противоскользящую поверхность, протерев бетон щеткой с жесткой щетиной.

12. Обрежьте контрольные швы. Создавайте контрольные стыки примерно через каждые 5-6 футов, чтобы минимизировать растрескивание. Они должны быть равны ¼ глубины плиты (например, 1 дюйм для 4-дюймовой плиты или 1 ½ дюйма для 6-дюймовой плиты).

13. Кромка. Сгладьте края плиты кромочным инструментом.

14. Лечение. Дайте плите застыть для максимальной прочности и устойчивости. Подождите 24 часа до ходьбы по новому бетону, за 10 дней до вождения автомобиля и за 28 дней до движения по нему более тяжелого транспортного средства.В этот период поддерживайте бетон во влажном состоянии с помощью распыления или лужения.

Советы

— Лучшая погода для заливки бетонной плиты — не слишком жарко или холодно — 70 градусов идеально.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *