Максимальная нагрузка для плитного фундамента: что нужно знать

Плитный фундамент способен выдерживать значительные нагрузки благодаря своей равномерной конструкции и распределению веса по всей площади. Обычно он используется для зданий с большими площадями, где требуется высокая прочность и устойчивость, а также на слабых или нестабильных грунтах.

Нагрузочная способность плитного фундамента зависит от ряда факторов, включая толщину плиты, тип используемого бетона и качество армирования. В общем случае, такой фундамент может выдерживать нагрузки в пределах 200-400 кН на квадратный метр, но для точной оценки необходимо учитывать конкретные условия строительства и характеристики грунта.

Расчет плитного фундамента по нагрузке с примером

Существует только два типа фундаментов, которые подходят для строительства практически любых зданий: свайный и плитный. Они позволяют возводить здания на грунтах с плохими характеристиками с минимальными затратами. Монолитную плиту в качестве фундамента стоит выбрать по многим причинам, но чтобы она была прочной и надежной необходимо выполнить ее грамотный расчет.

К достоинствам конструкции можно отнести:

• строительство на грунтах с плохими характеристиками;
• возможность возведения крупных объектов;
• возможность самостоятельной заливки;
• высокая несущая способность;
• предотвращение локальных деформаций;
• устойчивость к воздействию сил морозного пучения.

К слабым сторонам такого типа фундаментов относят:

• нецелесообразность использования на участках с уклоном;
• большой расход бетона и арматуры;
• по сравнению с готовыми элементами фундамента, устройство монолитной плиты требует дополнительного времени на набор прочности бетоном;
• сложный расчет.

Изучение характеристик грунта

Перед тем как приступить к расчету любого типа фундамента определяют характеристики основания под него. К основным и наиболее важным моментам относят:

• водонасыщенность;
• несущую способность.

При строительстве крупных объектов перед началом разработки проектной документации выполняют полноценные геологические изыскания, которые включают в себя:

• бурение скважин;
• лабораторные исследования;
• разработку отчета о характеристиках основания.

В отчете предоставляются все значения, полученные в ходе первых двух этапов. Полный комплекс геологических изысканий стоит дорого. При проектировании частного дома в нем чаще всего нет необходимости. Изучение почвы выполняются двумя методами:

Отрывку шурфов выполняют вручную. Для этого лопатой выкапывают яму, глубиной на 50 см ниже предполагаемой отметки подошвы фундамента. Почву изучают по срезу, определяют примерно тип несущего слоя и наличие в нем воды. Если грунт слишком насыщен водой, рекомендуется остановиться на свайных опорах под здание.

Второй вариант изучения характеристик основания под дом выполняют ручным буром. Анализ проводят по кускам почвы на лопастях.

Важно! При проведении мероприятий необходимо выбирать несколько точек для изучения. Они должны располагаться под пятном застройки. Это позволит наиболее тщательно изучить тип почвы.

Определившись с основанием, для него выясняют оптимальное удельное давление на грунт. Величина потребуется в дальнейшем расчете, пример которого представлен далее. Значение принимают по таблице.

*При данном типе грунта основания более экономичным может оказаться ленточный вариант, поэтому нужно рассчитать смету на два типа фундамента и выбрать тот, который будет стоить дешевле.

Расчет толщины плиты

Для различных нагрузок, коэффициент отличается и находится в пределах 1,05-1,4. Точные значения также приведены в таблице. Для фундамента из бетона по монолитной технологии принимают коэффициент 1,3.

Важно! Если уклон кровли составляет более 60 градусов, снеговую нагрузку в расчете не учитывают, поскольку при такой крутизне ската, снег не скапливается на нем.

Общую площадь всех конструкций умножают на массу, приведенную в таблице и коэффициент, после чего, складывая, получают суммарный вес дома без учета фундаментов.

Основная формула для вычислений имеет следующий вид:

где P1 -удельная нагрузка на грунт без учета фундамента, M1 — суммарная нагрузка от дома, полученная при сборе нагрузок, S — площадь плиты из бетона.

где P — табличное значение несущей способности грунта.

где М2 — требуемая масса фундамента (больше этой массы строить фундамент нельзя), S — площадь плиты из бетона.

где t — толщина заливки бетона, а 2500 кг/м 3 — плотность одного кубического метра железобетонного фундамента.

Далее толщина округляется до ближайшей большей и меньшей величины кратной 5 см. После выполняется проверка, при которой разница между расчетным и оптимальным давлением на грунт не должна превышать 25% в любую сторону.

Совет! Если при расчете получается, что толщина слоя бетона превышает 350 мм, рекомендуется рассмотреть такие типы конструкции как ленточный фундамент, столбчатый или плита с ребрами жесткости.

Помимо толщины потребуется подобрать подходящий диаметр армирования, а Выполнить расчет количества арматуры для бетона.

Важно! Если в результате расчета у вас получится толщина плиты более 35 см, это указывает на то, что плитный фундамент избыточен в данных условиях, нужно посчитать ленточный и свайный фундаменты, возможно они окажутся дешевле. Если же толщина вышла меньше 15 см, значит здание слишком тяжелое для данного грунта и нужен точный расчет и геологические исследования.

Пример расчета

Пример предусматривает следующие исходные данные:

• одноэтажный дом с мансардой размерами в плане 8 м на 10 м;
• стены выполнены из силикатного кирпича толщиной 380 мм, общая площадь стен (4 наружных высотой 4,5 м) равняется 162 м²;
• площадь внутренних перегородок из гипсокартона равняется 100 м²;
• кровля металлическая (четырехскатная, уклон 30ᵒ), площадь равняется 8 м * 10 м/cosα (угол наклона кровли) = 8 м * 10 м/0,87 = 91 м² (также понадобится при вычислении снеговой нагрузки);
• тип грунта — суглинок, несущая способность = 0,32 кг/см² (получено при геологических изысканиях);
• перекрытия деревянные, общей площадью 160 м 2 (также понадобится при вычислении полезной нагрузки).

Сбор нагрузок на фундамент выполняется в табличной форме:

Площадь плиты под здание принимается с учетом того, что ширина плиты больше, чем ширина дома на 10 см. S = 810 см * 1010 см = 818100 см² = 81,81 м 2 .

Удельная нагрузка на грунт от дома = 210696 кг/818100 см 2 = 0,26 кг/см 2 .

Δ = 0,32 — 0,26 = 0,06 кг/см 2 .

М = Δ*S = 0,06 кг/см 2 * 818100 см 2 = 49086 кг.

t = (49086 кг/2500 м 3)/81,81 м 2 = 0,24 м = 24 см.

Толщину плиты можно принять 20 см или 25 см.

Выполняем проверку для 20 см:

Нагрузки на плиту, укладываемую на грунтовое основание

Нагрузки, действующие в процессе эксплуатации на плиту, лежащую на грунте, могут быть химическими и физическими. К типичным химическим нагрузкам относится разъедающее действие кислот, жиров и нефтепродуктов. На химическую стойкость бетона можно повлиять, меняя рецепт смеси, применяя обработку поверхности и покрытие другими материалами.

Типы нагрузок

Физические нагрузки – это нагрузки от движения транспорта, волочения, трения и ударов. На величины сил и напряжений, возникающих под действием таких нагрузок, влияют следующие факторы:

1. Свойства основы: модуль реакции грунта (коэффициент постели) k и модуль упругости E.
2. Толщина пола (h) и полезная высота (d): чем более гибкая плита, тем меньше нагрузки от сгибания.
3. Нагружение, расположение нагрузок и их характер: равномерно или частично распределенная нагрузка, линейные нагрузки (например, высокие кирпичные стены), а Вызываемые различными транспортными средствами и складскими полками, сосредоточенные нагрузки.
4. Разница в усадке, вызываемая перепадом температур и влажности между верхней и нижней поверхностями плиты.
5. Сила трения от усадки и температурных деформаций пола.

Плиты, лежащие на грунте, с помощью швов делятся на меньшие участки. Таким образом, уменьшается растягивающее напряжение, возникающее от усадки бетона и перепадов температур, и предотвращается возникновение вредных трещин. Швы, пересекающиеся в центре подвижного пола, должны располагаться с шагом 300…1000 мм.

Равномерная нагрузка

Считается, что равномерная нагрузка не вызывает в полу изгибающих напряжений, если несущая основа пола обладает по всей площади одинаковой прочностью на сжатие. Но равномерная нагрузка вызывает в плите силы трения, которые надо учитывать при расчете. Жесткие конструкции, находящиеся на уровне поверхности пола, такие как стенки каналов и колодцев, а также пороги, вызывают проблемы вследствие осадки грунта. В таких случаях можно по своему выбору рассчитывать плиту как несущую на отдельных ее участках, либо учесть появление осадки, и тогда линия шва между полом и примыкающей конструкцией становится пороговой (рис. 2.5 b).

Линейные нагрузки

Величины сил, развивающихся от линейных нагрузок (например, кирпичные стены) можно просчитать с помощью компьютерных программ либо определить по расчетным кривым для балки на упругом основании, как указано в пособии /3/. Рассматриваемые случаи нагружения:

• линейные нагрузки по краю плиты и по центру;
• продолжающийся постоянный момент по краю плиты и по центру.

Не рекомендуется утолщение плиты со стороны ее нижней поверхности, так как оно негативно влияет на плотность слоя подсыпки и препятствует движению при усадке. В помещениях, обустраиваемых над плитой, лежащей на грунте, следует обращать особое внимание на прочность слоя теплоизоляции.

Сосредоточенные нагрузки

С точки зрения расчета, следует ориентироваться на движущиеся сосредоточенные нагрузки.

Сосредоточенная нагрузка в середине плиты

Сосредоточенная нагрузка в середине плиты вызывает резкое возрастание момента, при котором на нижнюю поверхность плиты действует растягивающее усилие. Негативный момент верхней поверхности остается совсем небольшим. На рис. 2.6 представлено распределение давлений грунта и форма эпюры момента. Размер по длине n ᴬk, указанный на рис.

2.6…2.10, означает приблизительное расстояние (м). При этом переменными являются радиус нагружаемой поверхности, жесткость плиты и модуль реакции грунта.

Близость другой сосредоточенной нагрузки такой же величины мало влияет на резкое возрастание момента (рис. 2.7). Ее влияние сказывается в основном на осадке и давлении грунта. По сравнению с одиночной нагрузкой, значение давления грунта почти удваивается, если расстояние между нагрузками составляет около 4 ak, где n ak – относительное распределение нагрузок.

Сосредоточенная нагрузка на свободном краю плиты

На свободном краю плиты сосредоточенная нагрузка вызывает очень большой положительный момент, величина которого почти в два раза превосходит величину момента, возникающего от такой же точечной нагрузки в середине плиты. Также, возникающие при этом отрицательный и крутящий момент, существенно высоки (рис. 2.8).

Максимальные значения изгибающего и крутящего момента возникают не в одной и той же точке. По сравнению с единичной нагрузкой в центре, такая же по величине сосредоточенная нагрузка на свободном краю плиты вызывает почти трехкратное давление грунта. Соответственно, две соседних сосредоточенных нагрузки, расположенные на расстоянии n ak, вызывают почти пятикратное давление грунта. В таком же соотношении возрастают и прогибы краев плиты. Вследствие этого конструкция шва должна быть такой, чтобы часть сосредоточенных нагрузок (половина) передавалась при нагружении через шов на другую плиту.

Сосредоточенная нагрузка на свободном углу плиты

Значение крутящего момента возрастает на свободном углу плиты. Рис.2.9 показывает соотношение моментов. В общих чертах крутящий момент увеличивает в два раза расчетный момент плиты по сравнению с моментами, рассчитанными для осей х и у. Влияние крутящего момента следует учитывать при конструктивном проектировании (by 16, п. S 2.1.7.5 /13/).

По сравнению с единичной нагрузкой в центре плиты, такая же по величине сосредоточенная нагрузка на свободном углу плиты, вызывает почти восьмикратное давление грунта. При больших сосредоточенных нагрузках следует обращать особое внимание на устойчивость к нагрузкам теплоизоляции. Если по краю плиты приложены большие сосредоточенные нагрузки, то усиление краев обоснованно. В первую очередь края плиты следует усилить с помощью армирования, а утолщений нужно избегать.

Соотношение влияния сосредоточенных нагрузок

Давление грунта

На рис. 2.10 представлены относительные величины давления грунта для точек расположения различных сосредоточенных нагрузок. От сосредоточенной нагрузки Р в центре плиты возникает давление грунта р0. По линии швов величины давления грунта будут намного больше, чем в центре плиты.

Изгибающий и крутящий момент

На рис. 2.11 представлены критические направления растрескивания, вызываемые сосредоточенными нагрузками.

Швы между плитами, а также свободные края и углы, с точки зрения расчета являются определяющими. Кроме того, максимальное усилие растяжения, вызываемое силами трения, влияет, как правило, на середину плиты.

Ударные нагрузки

В производственных и складских помещениях, где используется тяжелая техника и оборудование, (погрузчики и т.д.) дополнительная нагрузка от ударов и вибрации учитывается при проектировании методом умножения статического значения нагрузок от колес на коэффициент ударной нагрузки 1,4.

Нагрузки на стадии строительства

Бетонные полы, находящиеся после заливки в стадии отвердения, когда бетон еще не набрал прочности, подвержены растрескиванию, например, вследствие воздействия оборудования, которое применялось в процессе выполнения работ. Как правило, плита, лежащая на грунте, рассчитывается только по нагрузкам, воздействующим при ее конечном использовании.

Сосредоточенная нагрузка может привести к растрескиванию нижней поверхности плиты. Участок растрескивания ослабит прочность на растяжение и будет действовать как инициатор образования усадочных трещин.

Если к износостойкости и плотности поверхности предъявляются повышенные требования, то поверхность пола не должна подвергаться сильному нагружению (Р ³ 50 кН), пока прочность бетона не достигнет значения 80% от проектной. В других случаях поверхность пола можно нагружать, когда прочность бетона составляет 60% от проектной.

Пол выдерживает небольшие нагрузки (Р £ 30 кН), если прочность бетона составляет 50% от проектной. Нагрузки периода строительства при проектировании объекта следует учитывать, используя в расчетах прочность бетона, соответствующую моменту времени нагружения. В проектной документации должны быть указаны ограничения нагрузок в период строительства. На рис.

2.12 показана динамика повышения прочности бетона как функция возраста бетона. При проведении бетонных работ температура бетонной смеси и температура окружающей среды (на уровне пола) не должна быть ниже, чем + 5°С.

Пример:

Проверим плиту, соответствующую расчету, выполненному в п. 2.3.4.4., h = 120 мм. Бетон К 30-2. Температура бетона Т = +5°С. Пол можно нагружать большими нагрузками тогда, когда бетон достигнет прочности 0,6*30 = 18 МН/м². При нормальном отвердении бетона такая прочность достигается, когда по методу Сэдгроува (Sadgrove) время созревания бетона t20 составляет 5,5 дней (рис.

2.12). Тогда время отвердения бетона:

Определим допустимую сосредоточенную нагрузку для плиты, когда она нагружена только собственным весом. из чего получаем М = 47,75 кН/м, в результате получается величина максимальной сосредоточенной нагрузки по центру плиты, которую она может выдержать без растрескивания:

Вариант 2:

Допустимые нагрузки в стадии строительства составляют около 77% от окончательной максимальной нагрузки в период эксплуатации.

Силы трения

Вследствие движения бетонной плиты из-за усадки бетона и перепадов температур, по отношению к основе развиваются силы трения. Силу трения можно считать почти постоянной величиной по всей площади плиты. Силы трения не уменьшают в значительной мере сдвига свободного края бетонной плиты, вызванного свободной усадкой бетона.

Развитие силы трения до ее полного значения соответствует сдвигу на расстояние около 1,5 мм. Рисунок 2.13 показывает пример изменения усадки бетона в зависимости от времени. На начальной стадии усадка происходит быстро и зависит от последующей обработки бетона.

Величину коэффициентов трения можно определить по испытаниям на движение или измерением сил и сдвигов у конца плиты. На рис. 2.14 приведены полные значения коэффициентов трения для различных поверхностей /17/, определенные в результате испытаний. Рис.2.14 показывает, что пластиковая пленка, уложенная на основу, существенно уменьшает силу трения.

Также позитивное влияние на уменьшение силы трения оказывает подсыпка из песка, которая действует как шарнирно-подвижная опора. Кроме того, использование песка предпочтительнее в отношении строительной физики, так как излишняя влага, содержащаяся в плите, беспрепятственно проходит вниз и изгибы краев плиты, возникающие на стадии высыхания, уменьшаются.

Предпосылкой использования коэффициентов трения является условие максимальной ровности основы плиты, а также отсутствие на ее нижней поверхности выступов и утолщений, препятствующих свободному движению. Если вследствие высоких сосредоточенных нагрузок необходимо усилить края плиты, то эти утолщения должны быть более пологими (не менее 1:10), чтобы не препятствовать температурным и усадочным движениям. Рис. 2.15 показывает приблизительную величину растягивающего усилия, вызываемого трением, в зависимости от расстояния Lx.

Разница температур и разница в усадке

Из-за разницы температур верхней и нижней поверхности плита стремится изогнуться, но этому противодействует ее собственный вес (рис.2.16). В плите возникают напряжения изгиба и растяжения на холодной стороне, напряжения сжатия – на теплой стороне. По краям и углам плиты момент, вызываемый собственным весом, не всегда достаточен для того, чтобы плита оставалась прямой. Влияние разницы температур и показателей усадки при расчете можно учитывать следующим образом:

• Если плита разогревается сверху и максимальная разница между температурами нижней и верхней поверхности составляет 8°С, то градиент деформаций растяжения между поверхностямиDс = 0,00008.
• Если плита охлаждается сверху и максимальная разница между температурами нижней и верхней поверхности составляет 4°С, то градиент деформаций растяжения между поверхностями Dс = 0,00004.

Наши услуги

• Ремонт усадочных швов
• Ремонт трещин
• Ремонт бетонного пола
• Шлифовка бетона
• Полировка бетонного пола
• Герметизация швов
• Заполнение пустот
• Полимерное покрытие пола

Заказать дефектовку бесплатно!

Деффектовка – это процесс обнаружения скрытых и явных деффектов напольного покрытия, а Выяснение причины их образования. Она помогает выбрать технологию ремонта пола, подобрать необходимые материалы и рассчитать смету на выполнение работ.

• Скачать презентацию
• Скачать прайс лист

Портфолио выполненных работ

Посмотрите фото наших объектов по России до начала и после окончания работ

Мы производим ремонт промышленных бетонных полов по всей России

Навигация

Услуги

• Шлифовка бетона
• Полировка бетона
• Ремонт трещин
• Ремонт бетонного пола
• Герметизация швов
• Полимерное покрытие

Фундамент монолитная плита, какая толщина оптимальна для дома

Задумав построить жилой дом, который, даже будучи возведённым по каркасно-обшивной технологии, должен стоять не менее 50 лет, не стоит во главу угла ставить вопрос экономии на фундаменте. Ведь именно от него зависит не только срок службы здания, но и эксплуатационный комфорт – в частности, сохранение тепла, 25% которого теряется через заглублённые в грунт конструкции. Фундамент монолитная плита способен решить все поставленные задачи – была бы правильно рассчитана толщина. Как это сделать самостоятельно, мы и расскажем в данной статье.

Что нужно знать о плите при выполнении расчёта

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

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

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

Можно ли уменьшить толщину плиты

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

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

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

Что дают плите рёбра, и как обойтись без них

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

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

Примечание: Фактически, такая плита выполняет функции пола по грунту – разница только в том, что она здесь жёстко соединена с ленточной частью, а не является плавающей.

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

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

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

На заметку: Вариант с подготовительным бетонированием является классическим, в масштабном строительстве применяется именно это способ. При проектировании домов подбетонку всегда проектируют для домов с подвальными этажами. У поверхностных плит данную функцию выполняют ПВХ геомембраны и слои пенополистирольной теплоизоляции, так как здесь вероятность подпора грунтовых вод сводится к нулю.

Армированная фундаментная монолитная плита – самостоятельный расчёт толщины

Прежде чем рассчитать толщину плиты, нужно определиться с её конфигурацией. Варианты с рёбрами более сложны в расчёте, чем простая плоская плита, так как там нужно посчитать отдельно ленточную часть и отдельно плитную, и суммировать сопротивление изгибу и сжатию.

Если бы всё это было так просто, зачем тогда нужны проектировщики? Но в случае с плоской плитой вполне можно попробовать самостоятельно определить толщину плиты, и мы поможем своему читателю справиться с этой задачей.

Установочные данные

Чтобы браться за расчёт толщины плиты, нужно иметь полное представление о конструктиве опирающегося на неё дома. Если у вас нет полноценного проекта, его придётся разрабатывать самостоятельно, и надо определиться заранее со всеми материалами, которые будут использоваться при строительстве дома.

Мы для полноты картины тоже зададим необходимые условия задачи, и произведём расчёт для одноэтажного дома 10*12 м:

• Внешние ограждающие конструкции газобетонные, из блоков D400: толщина 0,375 м, высота 3 м, общая длина 56 м. Общая площадь стен составляет 168 м2.
• Перегородки тоже газоблочные, но из блоков плотностью 600 кг/м3. Толщина 0,1 м, высота 3 м, общая длина 37,5 м. Суммарная площадь перегородок составляет 112,5 м2.
• Перекрытия над цоколем и чердаком из деревянных балок, суммарная площадь 240 м2.
• Крыша из мягкой черепицы площадью 161,2 м2 с двумя скатами, угол наклона 31 градус.
• Снеговые нагрузки по III категории — 180 кгс/м2.
• Грунт на участке – мелкий песок средней плотности, удельное давление 0,25 кг/см2 (берём по справочной таблице).

Подсчёт суммированных нагрузок

Цель нашего расчёта – определение суммарной нагрузки, которую фундаменту придётся выдерживать. Для этого нужно знать объёмный вес (аналогичен плотности) каждого материала, потом их суммировать, что и даёт постоянную нагрузку. Придумывать здесь ничего не требуется, все значения давно рассчитаны и представлены в строительных нормах.

Кроме постоянных нагрузок на фундамент воздействуют и временные (вес снегового покрова на крыше). Действуют и полезные нагрузки, к которым относят вес людей и мебели. Каждый вид усилия умножается на соответствующий коэффициент надёжности, взятый из действующего стандарта.

Вот как будет выглядеть суммированная нагрузка на фундамент, исходя из условий нашей задачи:

Определение веса плиты

Чтобы определить толщину плиты, нужно узнать её вес, и отправной точкой для этого действия является площадь фундамента, которая нам известна.

• Дом у нас 10*12 м, поэтому площадь плиты будет 120 м2. Так как удельное давление на грунт выражается в кг/см2, то и площадь нужно перевести в сантиметры: 1200000 см2.
• Суммарная нагрузка от дома у нас получилась 126522 кг. Разделив её на площадь дома (те же 1200000 см2), мы узнаем, какое давление он будет оказывать на плиту: 126522 кг/1200000 см2 = 0,105 кг/см2.
• Зная удельное давление, которое может выдерживать грунт, мы минусуем из него давление от наземных конструкций, и получаем нагрузку, которую должен компенсировать наш фундамент: 0,25 кг/см2 – 0,105 кг/см2 = 0,145 кг/см2.
• Полученную цифру нам нужно облечь в геометрическую форму, для чего мы сначала определяем массу плиты: М = 0,145 кг/см2 х 1200000 см2 = 174000 кг.
• Делением массы на плотность железобетона (справочные данные) и на площадь монолита, мы получим максимально возможную толщину плитного фундамента: 174000 кг: 2500 кг/м3: 120 м2 = 0,58 м2 или 60 см.

Проверочное действие

Теперь, произведя обратные действия, нужно проверить, сможет ли выдержать грунт вес данной плиты:

1. Находим объём плиты 0,6 м *120 м2 = 72 м3.
2. Определяем вес плиты: 72 м3 х 2500 кг/м3 = 180000 кг.
3. Суммируем нагрузки от плиты и дома: 180000 кг + 126522 кг = 306522 кг.
4. Делим общую нагрузку на площадь плиты: 306522 кг: 1200000 см2 = 0,255 кг/см2.

Мы получили цифру, очень близкую к заданному нами удельному давлению грунта (0,25 кг/см2). Превышение составило всего 0,005 кг/см2, но оно не укладывается в норматив – правила проектирования гласят, что превышение должно быть в пределах 3%-25%. Чтобы его добиться, толщину нашей плиты нужно уменьшить.

Подбор оптимальной толщины

Возьмём не 0,6, а 0,3 м, и произведём вычисления заново:

1. Находим объём плиты 0,3 м *120 м2 = 36 м3.
2. Определяем вес плиты: 36 м3 х 2500 кг/м3 = 90000 кг.
3. Суммируем нагрузки от плиты и дома: 90000 кг + 126522 кг = 216522 кг.
4. Делим нагрузку от дома на площадь плиты: 216522 кг: 1200000 см2 = 0,180 кг/см2.

Невооружённым глазом видно, что полученная нагрузка от дома гораздо меньше удельной нагрузки на грунт (0,25 кг/см2), так что монолитная плита толщиной 30 см будет оптимальной.