Розрахунок плитного фундаменту: скільки потрібно матеріалів?

Часто грунт просто не дозволяє виконати більш дешевий і менш трудомісткий тип фундаменту, ніж плитний. Плитні фундамент досить популярний і поширений. Завдяки своїй жорсткій монолітної конструкції, яка виконується під всією площею будинку, їм абсолютно не страшні ніякі переміщення ґрунту. У цьому випадку плита рухається хаотично разом з будинком, тим самим, захищаючи його від руйнування. Тому цей фундамент ще називають і плаваючими.

Плитний фундамент, безумовно, ідеально підходить для захисту підвальних приміщень від вологи, забезпечуючи 100% водонепроникність в разі правильної гідроізоляції. Розрахунок плитного фундаменту перед початком робіт просто необхідний, так йому доведеться витримувати значні навантаження.

Він застосовується саме в таких ситуаціях, коли інший тип фундаменту просто не представляється можливим звести. Факторами, що впливають на вибір саме цього типу фундаменту, є слабкі грунти, великі маси будівель, високо протікають грунтові води і так далі.

Плитний фундамент розрахунок його потрібно проводити в основному тільки для зясування загальних витрат, тобто на кількість необхідного будівельного матеріалу. Проводити розрахунок на його несучу здатність просто не має сенсу, так як вона дуже велика, і такий фундамент здатний витримувати просто колосальні навантаження.

Розрахунок фундаментів плитного типу

Для проведення розрахунків потрібно мати деякі вихідні дані. Чим більше інформації ми знаємо про фундамент, тим менше і легше стають підрахунки.

Отже, поставимо деякі вихідні дані, які будуть відомі в будь-якому випадку:

• Зводиться плитний фундамент, який має глибину закладення 0,5 метра;
• Ширина фундаменту дорівнює 10 метрів;
• Довжина фундаменту дорівнює 5 метрам;
• Висота відпливної частини дорівнює 0,3 метра;
• Фундамент армований двома поясами арматури;
• Діаметральна перетин використовується арматури дорівнює 12 міліметрів;
• Висота між двома поясами армування дорівнює 13 сантиметрам;
• Ширина і довжина осередку рівні між собою, і складають 0,2 метра;
• Пояси скріплені між собою вертикальними перемичками, відстань межу якими дорівнює 0,2 метра.

 Розрахунок і конструювання залізобетонних плитних фундаментів, як в нашому випадку, виконується в кілька етапів. У загальному випадку можна виділити дві основні частини такого розрахунку:

1. Розрахунок кількості бетону і наповнювача;
2. Розрахунок арматури.

Якщо проводиться розрахунок вартості зведення такого фундаменту, то до вихідних даних потрібно ще додати ціни на всі будівельні матеріали, а при розрахунку потрібно буде розрахувати кількість цементу, виходячи з розрахунку бетону і тих пропорцій, які використовувалися при його виготовленні.

Наш розрахунок спрямований на розгляд загальних принципів проведення таких розрахунків, тому вартість рахувати не будемо.

Розрахунок кількості бетону і наповнювача

Кількість бетону виражається в обсязі або його масі. Розрахуємо обсяг бетону, як довжина фундаменту, помножена на ширину фундаменту і помножена на висоту відпливної частини, тобто тієї частини, яка виконана з бетону:

5 * 10 * 0,3 = 15 кубічних метрів бетону.

Така кількість чистого бетону потрібно, щоб залити фундаментну плиту з даними розмірами. Тепер на основі цих даних можна розрахувати вагу всього бетону, як весь обсяг бетону, помножений на середню щільність бетону, тобто приблизно на 2500 кілограм на метр кубічний, отримаємо:

15 * 2500 = 37500 кілограм.

Саме стільки буде важити бетонна плита таких розмірів.

Далі можна розрахувати кількість наповнювача, як довжина плити, помножена на ширину плити і помножена на висоту фундаменту без відпливної частини. У такому розрахунку не вистачає тільки однієї складової - висоти. За умовою сказано, що глибина закладання фундаменту дорівнює 0,5 метрам, а висота відпливної частини дорівнює 0,3 метра, це означає, що вся інша висота і є висота наповнювача, тобто отримаємо:

0,5-0,3 = 0,2 метра.

Тепер можна вирахувати обсяг наповнювача:
10 * 5 * 0,2 = 10 кубічних метрів. Така кількість наповнювача знадобиться, щоб влаштувати плитний фундамент із заданими розмірами. В ролі наповнювача може виступати пісок, щебінь, гравій і так далі.

Якщо потрібно дізнатися кількість цементу, яке необхідно для пристрою такого фундаменту, то потрібно знати, які пропорції будуть використовуватися для виготовлення бетону.

Припустимо, що розчин виготовлявся з 1 частини цементу, з 3 частин піску і з 1 частини води. Тоді весь обсяг складається з 5 рівних частин, які дорівнюють за обсягом, але не рівні за масою.

Тоді, знаючи, що за все використовувалося 15 кубічних метра бетону, можна визначити частку цементу, як весь обсяг, поділеній на 5 частин, отримаємо:

15/5 = 3 кубічного метра. Це стільки потрібно цементу для приготування бетонного розчину.

Тепер визначимо масу цементу, як щільність, помножена на обсяг, отримаємо:

3 * 2000 = 6000 кілограм. Один мішок цементу важить близько 50 кілограм, звідси можна зробити висновок, що нам потрібно:

6000/50 = 120 мішків цементу.

Для того, щоб знизити кількість необхідного цементу в розчин додають щебінь, що в рази зменшує витрату чистого цементу.

Розрахунок арматури

Розрахунок арматури на плитний фундамент проводиться згідно способу армування, тобто відповідно до вихідних даних. За умовою сказано, що армування проводиться в два пояси, які абсолютно однакові між собою. Тому для простоти розрахунку можна обчислити кількість арматури, яке потрібно затратити для одного пояса, а потім помножити цю цифру на два.

По довжині фундамент має 10 метрів, значить, армованими будуть 9 метрів 80 сантиметрів. Це так тому, що з кожного боку потрібно залишити край неармовані, так як арматура не повинна виходити за межі бетону. У нашому випадку прут арматури не доходить до кожного краю 10 сантиметрів. Теж саме можна сказати і про ширину фундаменту, тобто всього доведеться підсилювати 4 метри 80 сантиметрів.

З вихідних даних також відомо, що ширина і довжина осередків сітки рівні між собою, і складають 20 сантиметрів. Це означає, що прути арматури лежати на відстані 20 сантиметрів один від одного. Такі дані дозволяють нам обчислити кількість прутів, які помістяться на всій ширині і довжині фундаменту. Обчислимо кількість прутів на всій довжині фундаменту:

980/20 + 1 = 50 прутів. Тут додавали ще один прут, так як прути розташовані на краях з обох сторін. Кожен такий прут має довжину, рівну ширині армованої частини фундаменту, тобто 4 метри 80 сантиметрів, тоді знайдемо загальну довжину всіх прутів, які потрібні для армування фундаменту по довжині:

4,8 * 50 = 240 метра.

Далі знайдемо кількість арматури, яке потрібно затратити для армування ширини фундаменту. Вона знаходиться за аналогією з довжиною фундаменту, тобто маємо:

480/20 + 1 = 25 прутів. Так само, як і в випадку з армуванням довжини плити, тут прути мають довжину, рівну довжині армованої частини довжини фундаментної плити, тобто 9 метрів 80 сантиметрів, тоді, виходячи з цього, можна знайти довжину всіх прутів, які необхідно затратити для армування всієї ширини фундаменту:

9,8 * 25 = 245 метрів арматури.

Тепер, знаючи довжину всіх прутів, які потрібні для влаштування армування довжини і ширини фундаментної плити, можна без особливих зусиль, знайти довжину всієї арматури, яка потрібна для пристрою одного пояса армування. Така довжина буде сумою обох довжин, тобто отримаємо:

240 + 245 = 485 метрів. Саме стільки арматури потрібно затратити для пристрою одного пояса армування фундаментної плити заданих розмірів.

Виходячи з цього, можна знайти кількість арматури, який необхідно витратити для армування другого поясу. Як вже було сказано, вони абсолютно ідентичні, тому можна зробити висновок, що кількість арматури потрібно однакове. Тому для обох поясів буде потрібна така кількість арматури:

485 * 2 = 970 метрів.

Тепер залишилося обчислити кількість арматури, який необхідно витратити для зведення вертикальних перемичок між обома поясами. За умовою сказано, що відстань між ними дорівнює 13 сантиметрам. Звідси можна зробити висновок, що довжина однієї вертикальної перемички дорівнює 15 сантиметрам. Ці два сантиметри потрібні для того, щоб прикріпити перемичку до обох поясів з двох її кінців. Не важливо, який спосіб кріплення обраний - вязати дротом або приварювати, по одному сантиметру все одно залишати потрібно, а краще і більше.

З умови також випливає, що відстань між двома сусідніми перемичками дорівнює 20 сантиметрів, отже, можна зробити висновок, що в одному ряду таких перемичок по довжині буде стільки, скільки прутів арматури, тобто 50 перемичок.

Тоді по ширині їх буде 25 штук. Значить, все виходить 25 рядів по 50 перемичок в кожному ряду. Звідси можна обчислити загальну кількість перемичок, яке потрібно затратити на пристрій вертикального кріплення двох поясів армування, як кількість перемичок в ряду, помноженої на кількість рядів, тобто отримаємо:

50 * 25 = 1250 перемичок.

Тоді, знаючи довжину однієї перемички можна знайти загальну довжину арматури, яка потрібна для виготовлення усієї кількості вертикальних перемичок, як:

1250 * 0,15 = 187,5 метра.

Тепер ми знаємо, скільки арматури потрібно для влаштування обох поясів армування і скільки необхідно для зведення вертикальних перемичок, отже, можемо дізнатися кількість арматури для пристрою армування фундаментної плити із заданими розмірами:

187,5 + 970 = 1157,5 метрів арматури.

Якщо врахувати, що арматура буде спилювати при розрізанні її на частини потрібних розмірів, то необхідно розраховувати загальна кількість із запасом, який, як правило, становить близько 1-3 відсотків. Виходячи з цього, отримаємо, що для пристрою армування фундаментної плити потрібно від 1 170 до 1192 погонних метрів арматури, яка має діаметр 12 міліметрів.

З таким же запасом слід розраховувати і кількість цементу, причому запас необхідно брати по максимуму, тобто навіть не три, а всі чотири відсотки, так як втрати при роботі з бетоном досить великі.

До речі, діаметр у вихідних даних дан саме для того щоб обчислити вартість необхідного матеріалу, так як арматура різного діаметру має різні ціни.

Плитний фундамент, як правило, дорогий через витрати на трудомісткі земляні роботи, а також бетон і арматуру. Звичайно, викопати котлован під заливку ви можете і самі, тим самим, трохи заощадивши. Проектувальники іноді для економії коштів радять використовувати стрічковий монолітний фундамент.

На жаль така, конструкція така не може дати гарантій надійної гідроізоляції, іноді вона навіть схильна до осіданням. Тому, перш ніж економити, подумайте, не обійдеться це потім ще дорожче і чи не доведеться все починати спочатку.

Весь розрахунок, який представлений вище показує витрати і матеріалів і засобів на його зведення. Однак існують і інші розрахунки фундаменту, наприклад, розрахунок на міцність або на просідання. Найпопулярнішим розрахунком є розрахунок фундаменту на факт його здатності утримати будова і не дати нерівномірну просідання, що в свою чергу може привести до виходу з ладу самого фундаменту, а як наслідок, і перекосу будівлі.

Суть такого розрахунку полягає в тому, щоб спочатку встановити опір ґрунту, тобто ту масу, яку грунт площею 1 сантиметр квадратний здатний витримати і не дати при цьому просідання. До слова кажучи, звичайний будівельний крупнозернистий пісок здатний витримувати навантаження близько 4 кілограм.

Далі обчислюють загальну масу будови шляхом складання всіх мас, включаючи і масу самого фундаменту. Після цього дізнаються площа опори, тобто площа фундаменту. Далі дізнаються, скільки кілограм припадає на один сантиметр квадратний площі опори.

Після цього порівнюють максимальну допустиму масу і тільки що обчислену масу і роблять відповідні висновки. Якщо тиск будови менше опору грунту, то такий фундамент вважається придатним, якщо ж вона більше, то або збільшують площу опори, або просто зменшують масу будівлі.

Прикладом ще одного розрахунку може злучити розрахунок на прогин фундаменту. Однак такий розрахунок стосується більшою мірою до стрічкових і стовпчастих фундаментів, хоча якщо нерівномірно завантажити і плитний фундамент, то і в ньому може виникнути сила крутіння, яка може привести до перелому фундаментної плити.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!