Расчет армирования фундаментной плиты: Схема и расчет армирования монолитной плиты фундамента
Схема и расчет армирования монолитной плиты фундамента
18 Август 2017 Стройэксперт Главная страница » Фундамент » Монтаж Просмотров: 28895
Армирование монолитной плиты
Важным этапом строительства дома является возведение фундамента. Эта основная часть принимает на себя нагрузки от подвижек грунта, от массива строения и других внешних факторов. Следовательно, фундамент должен быть достаточно прочным и надежным. Укрепить основание дома помогает армирование, то есть усиление металлическими арматурными прутьями.
- С какой целью выполняют армирование плиты
- Армирование плитного фундамента
- Схема армирования
- Расчет диаметра арматуры
- Расчет количества арматуры
- Способы создания арматурного каркаса
- Как избежать ошибок при создании армирующего каркаса
С какой целью выполняют армирование плиты
Армирующий каркас является необходимым элементом фундаментной плиты. Однако многие строители пренебрегают этим этапом, считая, что бетон самостоятельно способен противостоять нагрузкам. Чтобы разобраться с вопросом, зачем нужно армирование фундамента, нужно знать, какие проблемы решает этот элемент. В частности речь идет о следующем:
- Армирующий каркас делает основание прочнее, что позволяет противостоять нагрузкам больше, чем плита из обычного цемента.
- Чистый бетон характеризуется высокой прочностью на сжатие, но плохо выдерживает изгибы. Металлические прутья не позволяют бетонной плите сгибаться от неравномерного давления. В результате снижается риск неравномерной усадки дома.
- Армирующий каркас не позволяет бетонной плите деформироваться в результате вспучивания и подвижек грунта. Кроме того усиленный фундамент не боится резкой смены температуры и грунтовых вод. Следовательно, можно сделать вывод, армирование увеличивает срок эксплуатации и основания, и всей постройки.
Создание армирующего каркаса регламентируется специальными документами, где указаны рекомендуемые правила и размеры арматуры.
к оглавлению ↑
Армирование плитного фундамента
Армирование плиты
Армировать монолитную железобетонную плиту рекомендуется в зависимости от предполагаемой нагрузки, так как в некоторых местах она может быть значительной, например, под несущими стенами, колоннами или в углах.
к оглавлению ↑
Схема армирования
Укладка арматуры выполняется в зависимости от толщины плиты. Если этот параметр не превышает 15 см, то армирование проводится в один слой. В противном случае усиливать монолитную плиту нужно посредством каркаса.
Каркас представляет собой сетку с ячейками, одинаковыми во всех направлениях. Причем для легких построек расстояние между прутками может составлять до 40 см, при возведении стен из кирпича или бетона расстояние уменьшается до 20 см.
В целом регламентируемый размер ячеек не должен превышать толщину плиты больше, чем в 1,5 раза.
В зонах продавливания, то есть под несущими стенами, размер ячейки уменьшается в 2 раза. Это делает каркас и основание более прочным и надежным.
к оглавлению ↑
Расчет диаметра арматуры
Диаметр арматурных прутьев, которые используются для усиления фундаментной плиты, является очень важным параметром. Поэтому необходимо предварительно определить сечение прутьев арматуры.
Чтобы определить минимальный диаметр арматурных прутьев, следует воспользоваться определенной методикой:
- Рассчитывают сечение плиты, для этого длину умножают на высоту. Для примера можно взять 6 и 0,3 метра: 6*0,3=1,8.
- Вычисляют допустимую площадь сечения прута, для этого сечение плиты делят на минимальный процент армирования (согласно регламентируемым документам этот параметр равен 0,15%): 1,8:0,15=27.
- Определяют площадь арматуры в одном ряду:27:2=13,5.
- Вычисляют минимальное сечение, зная длину плиты и шаг между прутьями: 13,5:31=0,43.
Расчет диаметра прутьев
Узнать диаметр прутка по соответствующему сечению можно в ГОСТ 5781.
В целом опытные строители рекомендуют использовать следующие показатели: при длине основания менее 3 метров, можно использовать прутья диаметром 10 мм. В противном случае следует брать более толстые элементы, до 12 мм. Чаще всего строители используют арматурные прутья сечением 12-16 мм. Кроме того существует ограничение диаметра арматуры: он не может быть более 4 см.
к оглавлению ↑
Расчет количества арматуры
Количество требуемой арматуры рассчитывается по достаточно простой схеме. К примеру, армирование будет выполняться для плиты размером 8*8 м.
Количество арматуры
- Принимая во внимание стандартный размер ячеек 0,2 м, определяют количество прутьев: 8:0,2=40.
- К этой цифре необходимо добавить еще один прут, в результате получается 41 пруток.
- Для получения сетки необходимы и перпендикулярные штыри, следовательно, полученный результат увеличивают вдвое: 41*2=82.
- Учитывая, что каркас состоит, как минимум, из двух слоев, удваиваем и это значение: 82*2=164.
- Таким образом, для армирования плиты 8*8 метров понадобится 164 прута.
- Однако в большинстве случаев арматурные прутья имеют стандартную длину, которая равна 6 метрам. Значит, необходимо вычислить общий метраж арматуры: 164*6=984 м.
- Количество вертикальных соединительных прутьев вычисляется аналогичным способом. Если учесть, что соединение выполняется в местах пересечения горизонтальных элементов, то можно получить следующее: 41*41=1681.
- Теперь следует определить длину соединительных стержней. Зная, что высота монолитной плиты составляет 20 см, а расстояние от каркаса до верхней и нижней части основания должно быть не меньше 5 см, определяют длину стержня: 20-5-5=10 см.
- Теперь можно определить общий метраж соединительных стержней: 1681*0,1=168,1 м.
- Суммируем все данные и получаем результат: 984+168,1=1152,1 м.
Если в магазине материал продают по весу, то можно определить и этот параметр. Средняя масса одного погонного метра прута составляет 0,66 кг. Следовательно, общий вес арматуры будет таким: 1152,1*0,66=760 кг.
Дополнительно о правилах выбора и расчета арматуры.
к оглавлению ↑
Способы создания арматурного каркаса
Чтобы собрать армирующий каркас для фундаментной плиты, необходимо соединить между собой прутья арматуры. Для этой цели используют два варианта: соединение сваркой и вязкой.
Сварочный метод используется очень редко, хотя в этом случае на изготовление каркаса требуется меньшее количество времени и сил. Основным недостатком такого способа является жесткое и неподвижное соединение, что не очень хорошо сказывается на качественных характеристиках монолитной плиты. Кроме того в процессе сваривания происходит расплавление металла, следовательно снижаются прочностные свойства арматуры.
Соединение прутьев с помощью вязальной проволоки не имеет особой жесткости. Под действием бетонной массы может наблюдаться растяжение проволоки, но разрыва в месте соединения не произойдет. Еще одним преимуществом соединения с помощью проволоки можно назвать экономию электроэнергии, так как работы проводятся вручную без использования сварочного или другого электрооборудования.
Ранее у нас уже была статья, в которой подробно рассказывается о том, как вязать арматуру.
к оглавлению ↑
Как избежать ошибок при создании армирующего каркаса
Ошибки могут совершаться на любом этапе строительства, армирование фундамента не является в этом случае исключением. Даже малейшие недочеты могут способствовать разрушению плитного основания или усложнить процесс бетонирования.
- Самой главной ошибкой при армировании фундаментной плиты можно назвать неправильные расчеты предполагаемой нагрузки на фундамент или их отсутствие. Ведь на основании этих данных выбираются размеры арматурных прутьев, определяется схема расположения арматуры.
- Прутья арматуры соединяются встык. Такой метод не может гарантировать прочности конструкции, поэтому рекомендуется соединять элементы внахлест, длина должна быть не меньше 15 диаметров.
- В процессе укладки армирующего каркаса прутья расположены в непосредственной близости к почве или воткнуты в нее. В результате пучения или подвижек грунта происходит врезание арматуры в грунт, что приводит к образованию коррозии на прутьях. Это явление снижает прочность каркаса и всего основания.
- Несоблюдение правил расположения прутков также может стать причиной разрушения плиты. Рекомендуемое расстояние между прутьями должно быть не более 40 см, а в некоторых ситуациях этот параметр снижается до 20 см.
- Если торцы арматуры не имеют защитного покрытия, то под воздействием влаги из бетонного раствора может образоваться коррозия элементов.
- Большое значение имеет правильное армирование под несущими стенами и в углах строения.
- Установка каркаса проводится не на фиксаторы, а на деревянные бруски или другие нестандартные элементы. Они не только нарушают целостность бетона, но и способствуют проникновения влаги к металлическим элементам.
Армирование фундаментной плиты
Армирование фундаментной плиты — это очень ответственный и сложный этап. Но при соблюдении правил и точном выполнении расчетов можно самостоятельно осуществить этот процесс.
Расчет фундаментной плиты, армирование и устройство плитного фундамента
Монолитная фундаментная плита – это плита из бетона с арматурным укреплением. Правильный расчет фундаментной плиты является основой крепкого и прочного дома. Этот тип фундамента в основном применяют при строительстве не особо тяжелых зданий на размываемых грунтах. Чтобы правильно провести расчет фундаментной плиты, нужно определить вид и качество грунта в том месте, где будет строиться дом.
Что учесть при расчете фундаментной плиты
Защитить от продавливания и обеспечить прочность основания поможет расчет фундаментной плиты. Устройство плитного фундамента требует правильного расчета для того, чтобы узнать марку и класс бетона, количество арматуры внутри плиты. При проектировке здания на плиту опирают либо колонны, либо стены. Именно поэтому для каждого отдельно взятого объекта расчёты индивидуальны.
Итак, чтобы провести армирование фундаментной плиты, нужно учесть, что расчет монолитной плиты – это вычисление размеров основания и установление количества материалов для изготовления фундамента. Преимущества монолитного фундамента в том, что площадь покрытия грунта достаточно велика.
Устройство плитного фундамента имеет некоторые особенности, которые стоит учесть: промежуток между сетками арматуры, толщину бетонного слоя и толщину арматуры.
Самый простой способ рассчитать толщину плитного фундамента – это суммировать все показатели. От состава грунта зависит конечный результат и решение, какую схему армирования выбрать. Путем несложных подсчетов получается, что минимальная толщина фундамента должна быть приблизительно 60 см.
Этот показатель неокончательный и зависит от веса будущей постройки и характеристик грунта. Конкретные показатели можно вычислить путем точного расчета, который лучше доверить профессиональным строителям.
Основные расчёты
Узнать, что такое фундамент, плита своими руками можно самостоятельно, как и научиться проводить расчеты фундамента.
Первым делом необходимо рассчитать нагрузку всего строения на фундамент. Кроме постоянных нагрузок, учесть нужно и временные, такие как погодные условия. К постоянным нагрузкам относится вес здания и его эксплуатационные характеристики: количество жильцов, мебели и других предметов, которые будут постоянно проживать и находиться в доме.
Начинается расчет монолитной плиты с определения площади опоры. Стоит учесть, какие строительные материалы планируют использовать при возведении фундамента и самого дома. Зная, что такое фундамент, плита своими руками вполне реальный процесс для непрофессиональных строителей. Но, возводя дом самостоятельно, нужно иметь хотя бы приблизительные расчеты.
Такие расчёты можно производить даже вручную. Для этого нужно определить вес будущего дома, который включает в себя такие элементы, как фундаментальные плиты, стены, потолок, цоколь, крыша, пол и наличие лестниц.
Зная данные удельного веса стройматериалов для возведения всех этих элементов, можно рассчитать примерный вес строения и округлить сумму, которая вышла в большую сторону.
Нагрузка на грунт рассчитывается с помощью показателей веса фундамента и самого дома. Размер и вес фундамента напрямую зависят от типа постройки.
Итак, подводя итог, можно выделить такие основные направления расчета:
- Рассчитывается нагрузка на фундамент.
- Примерный вес здания.
- Нагрузка на грунт.
- Расчёт на продавливание.
Армирование плитного фундамента
Плитный фундамент – это лучший выбор для слабого грунта. Такой тип фундамента имеет свои преимущества: защищает стены от микротрещин, от грызунов и насекомых и не требует больших денежных вложений.
Слой утрамбованного щебня или песка называют подушкой или основой для фундамента. Устройство плитного фундамента предусматривает укладку арматуры и заливку бетона.
Армирование фундаментной плиты осуществляется с помощью обычной арматуры любого класса. Фундаментная плита может эффективно служить и защищать грунт, если проводить армирование в два ряда.
В этом случае она будет полноценно выполнять свои функции — не даст стенам строения разрушаться и предотвратит изменения в грунте. Таким образом, устройство плитного фундамента имеет следующую схему: так называемая подушка (песок либо щебень), армирование и сама плита.
Ошибки, которые допускаются при армировании фундамента
Армирование новичками в строительном деле влечет за собой возможные допущения различных ошибок и недочетов. Это может привести к негативным последствиям, поэтому рассмотрим самые распространенные ошибки:
- Отсутствие полиэтиленовой пленки. Этой пленкой после заливки обязательно покрывать конструкцию, иначе цемент может вытечь.
- Не утрамбовывается перед заливкой подушка или же подушка вообще не выполняется, что ведет к деформации фундамента.
- Не устраняются щели при устройстве опалубки.
- Отсутствие слоя гидроизоляции.
- Не устанавливается защитный слой в торцы плитного фундамента.
Если не допускать таких ошибок и подойти к процессу ответственно, то вполне реально уложить фундамент самостоятельно. Главное в этом деле качественная подготовка и точные расчеты.
Калькулятор для инженеров-строителей — Расчет односторонней железобетонной плиты
Калькуляторы CE > Расчет односторонней железобетонной плиты > с опорой на обоих концах
Калькулятор для расчета односторонней железобетонной плиты с двумя простыми концами поддерживается (FPS/стандартные единицы США)Этот калькулятор полезен для односторонняя сплошная плита, просто поддерживаемая с обоих концов. Этот калькулятор предполагает нормальный вес бетона и использует обычные единицы FPS/US. Он использует метод расчета прочности в соответствии с кодом ACI 318 Американского института бетона.
Эффективная глубина измеряется от верхней кромки до центра тяжести натянутой арматуры. Этот калькулятор использует концепцию блока напряжения Уитни и измеряет глубину блока напряжения «а» от верхнего края. Пользователю этого калькулятора рекомендуется соблюдать Рекомендации МСА для толщины балки, расстояния между арматурными стержнями и защитным покрытием и т. д.
Этот калькулятор также определяет минимальную площадь растянутой арматуры, необходимую для контроля трещин, и площадь сбалансированной стали, необходимую для сбалансированного сечения. Калькулятор также определяет стоимость R н (прочностной коэффициент сопротивления). Этот калькулятор использует 35% сбалансированной площади арматуры в качестве площади стали для расчета плиты. Если используется сталь марки 60, минимальная толщина плиты принимается равной L/20, где L — пролет плиты. Если марка стали отличается от 60 тысяч фунтов на квадратный дюйм, это значение минимальной толщины умножается на коэффициент (0,4 + 0,01 f y ), где f y выражено в тысячах фунтов на квадратный дюйм.
Пожалуйста, введите значения в соответствующих единицах, упомянутых в форме, приведенной ниже, и начните расчеты.
ВВОДНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ
Пролет плиты (футы):
Наложенная статическая нагрузка (фунтов на фут):
Постоянная нагрузка (фунтов на фут):
Комп. Прочность Conc f ‘_c (ksi):—
33.544.556
SIZE=4>
Предел текучести основной стали f_y (ksi):—
405060
SIZE =4>
Убедитесь, что введены все значения
ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТОВ
Мин. Требуемая толщина плиты (дюймы) =
Отношение уравновешенной арматуры =
Требуемое Rho-1 =
R_n max (ksi) =
Ratio m ()=
R_n требуемый (ksi)=
R_n требуемый-2 (ksi)=
Comp. Прочность Conc f ‘_c (ksi):=
Предел текучести основной стали f_y (ksi):=
Вариант 1: Арматурный стержень №4
Площадь уравновешенной стали (кв. дюйм) =
Мин. Требуемая площадь стали (кв. дюйм) =
Глубина, которую необходимо обеспечить (дюймы) =
Толщина плиты, которую необходимо обеспечить (дюймы) =
Расчетный момент, M_u (фут-тыс. фунтов) =
Площадь основного стержня, необходимая для стержня № 4 (в 2 )=
Основной арматурный стержень Расстояние между арматурными стержнями №4 (дюймы)=
Дистр. площадь арматуры, необходимая для стержня № 3 (в 92)=
Дистр. Расстояние между арматурными стержнями № 3 бар (дюймы) =
Пожалуйста, выберите подходящий вам вариант
Другие Калькуляторы прочности
Железобетонная балка
Железобетонная балка с двумя слоями напрягаемой арматуры
(стандартные единицы FPS/США)
Железобетонная балка с
Один слой напрягаемой арматуры
(СИ/метрические единицы)
Железобетонная балка с двумя слоями натянутой арматуры
(СИ/метрические единицы)
Вы также можете посетить следующий решенный пример
на железобетоне
Прочность железобетонной балки двойного армирования
при сжатии стали
без деформации
Номинальная прочность на изгиб
Бетонная балка с двойным армированием
Номинальный момент прочности
одинарной железобетонной балки
Вам также могут понравиться следующие ссылки
UDL с правой стороны
Максимальная переменная нагрузка на пролете
Максимальная переменная нагрузка на левой опоре
Отличные калькуляторы
Калькулятор преобразования напряжения
Расчет главного напряжения, максимального напряжения сдвига
и их плоскостей
Калькулятор для расчета подвижной нагрузки
Для определения абсолютного макс. Б.М. из-за движущихся грузов.
Калькулятор изгибающего момента
Расчет изгибающего момента и поперечной силы
для свободно опертой балки
Калькулятор момента инерции
Расчет момента инерции плоских секций
швеллер, уголок, тройник и т. д.
Калькулятор железобетона
Расчет прочности
Железобетонная балка
Калькулятор распределения моментов
Решение неопределенных балок
Калькулятор прогиба и уклона
Расчет прогиба и уклона
свободно опертой балки для многих вариантов нагрузки
Калькулятор фиксированной балки
Инструмент расчета изгибающего момента и сдвига
силы для неподвижной балки для многих вариантов нагрузки
BM Калькулятор SF для кантилевера
Расчет SF и BM для кантилевера
Калькулятор прогиба и уклона для кантилевера
Для многих случаев нагружения кантилевера
Калькулятор висячей балки
Для SF & BM многих вариантов нагрузки
висячей балки
Дополнительные ссылки
Викторина по гражданскому строительству
Проверьте свои знания по различным темам
по гражданскому строительству
Исследовательские работы
Научные статьи, диссертации и диссертации 9
Список небоскребов мира
Содержит Высотные здания по всему миру
Предстоящие конференции
Содержит Список строительных
конференций, семинаров и практикумов
Профиль инженеров-строителей
Узнайте о других инженерах-строителях
Профессиональные общества
Инженеры-строители всего мира
Профессиональные общества
Присоединяйтесь к нашему списку рассылки, чтобы получать обновления о нас
Другие полезные ссылки
Расчеты прогиба железобетонных плит
Новые функции
Бетонные конструкции широко используются в строительстве. В таких конструкциях плиты являются ключевыми конструктивными элементами, противостоящими силе тяжести и временным нагрузкам каждого этажа. Проектирование бетонных плит представляет собой повторяющийся процесс. В основном необходимо проверить два аспекта: i) сопротивление и ii) прогиб плит. Несмотря на то, что количество арматуры выбрано таким образом, чтобы противостоять нагрузкам на конструкцию, особое внимание следует уделить прогибам плит. Такая проверка прогибов может свидетельствовать о необходимости дополнительного армирования или о необходимости увеличения толщины плит.
Таким образом, был разработан расчет прогиба бетонных плит при трещинах. Явление растрескивания увеличивает общий прогиб плиты. Предельные состояния службы гарантируют, что отклонения плиты не превышают заданные предельные значения, чтобы избежать проблем с эксплуатационной надежностью.
Что касается удобства эксплуатации, особое внимание следует уделить тому, чтобы ненесущие элементы не были повреждены прогибами здания. Этапы строительства анализируются, чтобы правильно оценить полные прогибы таких ненесущих элементов после их установки. В программном обеспечении SAFI GSE этапы строительства представлены сочетаниями нагрузок собственного веса, постоянного собственного веса и динамических нагрузок. Другие параметры, требуемые различными стандартами, могут быть отредактированы конечным пользователем.
Прогибы бетонных плит состоят из: немедленных прогибов и прогибов, зависящих от времени. Непосредственные прогибы рассчитываются для выбранных комбинаций нагрузок. Явления усадки и ползучести являются зависящими от времени эффектами, вызывающими отклонения в течение длительных периодов времени. Общие прогибы здания представляют собой комбинацию как немедленных, так и зависящих от времени прогибов.
Расчеты мгновенного прогиба трещины требуют итеративной процедуры анализа, при которой нагрузки применяются постепенно. Исходная жесткость конечного элемента рассчитывается с использованием изотропных упругих свойств бетона. С увеличением интенсивности нагружения увеличиваются и изгибные усилия в плитах. Таким образом, трещины могут образовываться вблизи областей с высоким изгибающим усилием. В этих местах инерция сечения плиты изменяется, и концепция эффективной инерции I e используется. Эффективная инерция рассчитывается по инерции без разрыва I g и инерции с полным разрывом I cr . Хорошо известное уравнение для расчета эффективной инерции I e представлено ниже: изменяются жесткости элементов, что требует формулировки конечных элементов ортотропной оболочки.
Прогибы, зависящие от времени, рассчитываются с использованием непосредственных прогибов бетона с трещинами для указанных комбинаций нагрузок. В ГСЭ автоматизировано управление сочетаниями нагрузок для прогибов бетона с трещинами. CSA A23.3 предлагает следующее уравнение для расчета долговременных отклонений. Уравнение ACI 318 очень похоже.
Зависящие от времени прогибы рассчитываются для каждой указанной комбинации нагрузок.