Расчеты для фундамента

Сравнительная оценка применения стальной арматуры класса А-500С и стеклопластиковой арматуры АСП в плитных фундаментах для малоэтажной застройки.

№ Листа Наименование Примечание

1 Общие данные

2 План дома

3 Армирование плиты фундамента. Арматура А-500С. Плита 300 мм.

4 Армирование фундаментной плиты. Арматура АСП. Плита 300 мм.

5 Армирование плиты фундамента. Арматура АСП. Плита 200 мм.


1. Исходные данные

Принимаем расчетное сопротивление грунта R0 = 1.5кг/см?

Размеры здания в плане 10х10 м с шагом поперечных стен не более 5 метров

Здание 2-х этажное. Перекрытие – монолитный железобетон t=180. Кровля – деревянные стропила. Наружные стены – кирпичная кладка 250 мм и штукатурка по утеплителю

Расчет фундаментной плиты с использованием стальной арматуры класса А-500С

q= 0.2м* 0.2т/м?* 7м* 1.1 = 0.31т/м

штукатурка 50 мм при высоте стены 7 м

(?шт=1.4тн/м?)

q= 0.05м* 1.4т/м? * 7м* 1.1 = 0.54т/м

Вес от наружных стен составляет: q= 2.5т/м+ 0.31т/м+ 0.54т/м= 3.35тн/м

Вес здания при общей площади: S= 10м* 10м= 100м?, при общей длине внутренних несущих стен

l = 10м+ 10м= 20ми при общей длине наружных стен lнар= (10м +10м) *2 = 40м

составляет: P=100м? *(0.89тн/м?+ 0.4тн/м?) + 20м* 2.5тн/м+ 40м* 3.35тн/м= 313тн

Расчетная нагрузка на основание здания

Ро= 313тн/100м?= 3.13тн/м?= 0.313кг/см?

При внесении изменений в предложенные конструкции здания и габариты, сбор нагрузок необходимо выполнить заново вместе с расчетом фундаментной плиты.

При изменении пролетов между несущими стенами расчет плиты также выполняется заново.

При выборе в качестве несущих конструкций – колонн вместо стен, фундаментную плиту необходимо дополнительно проверить на продавливание в местах их опирания.

4. Расчет фундаментной плиты с использованием арматуры класса А-500С при толщине плиты 300 мм Толщину фундаментной плиты назначаем – 300 мм исходя из условия обеспечения толщины защитного слоя (расстояние от поверхности apматуры до соответствующей грани конструкций) стальной арматуры не менее 40 мм при наличии бетонной подготовки.

Расчетное сопротивление растяжению арматуры класса А-500С Rb = 4 500кг/см?

Расчет плиты производим как многопролетной балки без защемления концов с учетом давления под фундаментной плитой 3.13тн/м, которое и будет нагрузкой на плиту, а стены – опорами.

Максимальный пролетный момент между стенами M пр.max. = 5,5 тн* м

Максимальный опорный момент над средней стеной M оп.max. = ? 9,8 тн* м

5. Расчет фундаментной плиты с использованием арматуры из стеклопластика при толщине плиты 300 мм

Толщину фундаментной плиты назначаем аналогичную – 300 мм.

Расчетное сопротивление растяжению арматуры из стеклопластика R асп b =12 000кг/см?

Нагрузки принимаем те же – 3.13 тн/м?

Максимальный пролетный момент между стенамиMпрmax = 5,5 тн* м

Максимальный опорный момент над средней стенойMопmax = ? 9,8 тн* м

Подбор сечения арматуры в нижней зоне под стенами (перпендикулярно стенам)

Определяем коэффициент A0 при b=1(м):

Площадь сечения арматуры класса АСП:

Принимаем основную в нижней зоне армирования из ? 8 АСП с шагом 200 (As=2.51см2) Дополнительно вводим арматуру ? 8 AСП с шагом 200 перпендикулярно несущим стенам 5.02см2 > 3.44 см2, следовательно, условие выполнено.

Подбор сечения арматуры в верхней зоне в пролетах (между стенами)

Определяем коэффициент Aо при b=1(м):

Площадь сечения арматуры класса АКП-СП:

Принимаем в верхней зоне армирования сетку из ?8 АСП с шагом 200(As=2.51см?)

6. Расчет фундаментной плиты с использованием арматуры из стеклопластика при толщине плиты 200 мм

При армировании фундаментной плиты арматурой из стеклопластика можно уменьшить величину защитного слоя, т.к. арматура не подвержена коррозии и имеет лучшие характеристики по расчетному сопротивлению на растяжение.

Толщину фундаментной плиты назначаем – 200 мм.

Величина защитного слоя 30 мм.

Рабочая зона сечения ? R асп.b= 12 000кг/см?

Расчетное сопротивление растяжению арматуры из стеклопластика R асп.b= 12 000кг/см?

Нагрузки принимаем те же – 3.13 тн/м?

Максимальный пролетный момент между стенамиMпрmax = 5,5 тн* м

Максимальный опорный момент над средней стенойMопmax = ? 9,8 тн* м

Подбор сечения арматуры в нижней зоне под стенами (перпендикулярно стенам)

Определяем коэффициент Aо при b=1(м):

Принимаем основную в нижней зоне армирования из ?10 AСП с шагом 200(As=3.93см?)

Дополнительно вводим арматуру ?10 АСП с шагом 200 перпендикулярно несущим стенам

7.86см? > 5.7 см?, следовательно, условие выполнено.

Подбор сечения арматуры в верхней зоне в пролетах (между стенами)

Определяем коэффициент Aо при b=1(м):

Принимаем в верхней зоне армирования сетку из ?10 ACП с шагом 200(As=3.93см?)

7. ВЫВОДЫ

Для выбранного 2-х этажного здания, в фундаментной плите толщиной 300 мм принята арматура ?12 А ? 500С с шагом 200 в обоих направлениях в верхней и нижней зонах с местным усилением под стенами в нижней зоне.

При той же толщине плиты стеклопластиковая арматура должна быть не менее ?8 АСП.

Таблица сравнения расхода и стоимости арматуры при толщине плиты 300 мм

№ Класс арматуры Диаметр Кол -во, кг Стоимость за 1 тонну арм, руб. Стоимость арм, руб.

1 А-500С 8 74 33 000,00 93 554,00

12 3254 28 000,00

2 АСП 8 184 18р.м*218750,00 41 400,00

Затраты на стеклопластиковую арматуру при одинаковой толщине фундаментной плиты в 2 раза меньше, чем на стальную

В связи с тем, что антикоррозийная стойкость стеклопластиковой арматуры несравнимо выше стальной, может быть уменьшен защитный слой бетона и, соответственно, толщина плиты. При толщине плиты 200 мм применяется стеклопластиковая арматура ? ?10 АСП с шагом 200 в обоих направлениях в нижней и верхней зонах армирования с местным усилением под стенами.

Таблица сравнения общей стоимости материалов на фундаментную плиту при толщине плиты 300 и 200 мм

№ Толщина плиты, мм V бетона, куб.м. Стоимость за 1 куб.м. руб. Класс арматуры Диаметр Кол-во, кг Стоимость за 1 тонну арм, руб. Общая стоимость, руб.

1 300 30 2750 А-500С 8 74 33 000,00 176 054,00

12 3254 28 000,00

2 300 30 2750 АСП 8 184 218 750,00 123 900,00

3 200 20 2750 АСП 8 10 218 750,00 116 667,00

10 274 191 531,00

Из таблицы видно, что при использовании арматуры из стеклопластика и уменьшении толщины плиты до 200 мм общая стоимость материалов будет минимальной из рассмотренных вариантов.

При внесении изменений в предложенные конструкции здания и габариты, сбор нагрузок необходимо выполнить заново вместе с расчетом фундаментной плиты.

При изменении пролетов между несущими стенами расчет плиты также выполняется заново.

При выборе в качестве несущих конструкций – колонн (вместо стен), фундаментную плиту необходимо дополнительно проверить на продавливание в местах их опирания.

Расчет фундаментной плиты произведен только на прочность.

Обращаем внимание, что при расчете надземных конструкций необходимо обязательно производить расчет по деформациям, т.к. модуль упругости арматуры АСП в 10 раз ниже модуля упругости стальной арматуры.

РАСЧЕТЫ ФУНДАМЕНТА ДЛЯ ДЕРЕВЯННЫХ СТРОЕНИЙ.

Высококачественная стеклопластиковая арматура может использоваться для различных типов фундаментов – плитных, ленточных, столбчатых. Тип фундамента и параметры выбираются в зависимости от несущей способности грунта и нагрузки на фундамент. Приведем примеры расчетов на дом размером 6 х 6 метров. По данному принципу может быть просчитано абсолютное большинство домов прямоугольной и квадратной формы любой другой необходимой площади.

ПЛИТНЫЙ ФУНДАМЕНТ: Расчет количества арматуры и вязальной проволоки

Для плитного фундамента нужно использовать только арматуру с ребристой поверхностью и диаметром не меньше 10 мм, если это металлическая, либо не менее D 7-8 АСП (стеклопластиковая). От диаметра арматуры зависит прочность всей конструкции: чем толще арматура, тем прочнее. При выборе ее толщины стоит ориентироваться на вес дома и тип грунта. Если грунт непучинистый и плотный, т.е. имеет хорошую несущую способность, то под нагрузкой от дома он будет меньше деформироваться и от плиты требуется меньшая устойчивость. Второй фактор – это вес дома. Чем он больше, тем больше нагрузка на плиту и больше ее деформация. Если вы строите легкий деревянный дом на хорошем грунте, то для армирования плиты достаточно будет арматуры металлической диаметром 10 мм. Если тяжелый дом на слабом грунте – то арматуру надо использовать толстую 14-16 мм. Шаг сетки арматурного каркаса плиты обычно составляет 20 см, при таком шаге на нашем фундаменте 6х6 м надо уложить 31 пруток вдоль и столько же поперек, итого 62 прутка. Поясов армирования у плиты надо делать два – верхний и нижний, поэтому общее количество прутков будет 124 штуки, при длине прутка 6 м получаем расход 124 х 6 м = 744 погонных метра арматуры. Помимо этого верхнюю сетку арматуры надо соединить с нижней, это соединение делается в местах пересечения продольных и поперечных прутков арматуры. Таких соединений будет 31 х 31 = 961 штук. Если толщина плиты составляет 20 см, а каркас арматуры находится в 5 см от поверхности, то на каждое соединения нужен пруток арматуры длиной 15 см (20 см толщины минус 5 см сверху). На все соединения потребуется 0,15 х 961 = 144,15 метра арматуры. Общее количество арматуры на весь плитный фундамент составит 744 м + 144,15 м = 888,15 погонных метра.

ЛЕНТОЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ: Расчет количества арматуры и вязальной проволоки

Высота ленточного фундамента обычно значительно больше его ширины: например, ширина 30-40 см, высота 70 см. В этом случае лента гораздо меньше, чем плита, склонна к изгибу, поэтому в ленточном фундаменте можно использовать арматуру меньшего диаметра. При строительстве индивидуальных домов в основном используется металлическая арматура 10-12 мм, реже 14 мм. Еще одна особенность ленты – это использование только двух поясов армирования независимо от высоты фундамента. В верхней и нижней частях ленты в 5 см от поверхности бетона укладывают продольные прутки арматуры, они и принимают на себя нагрузку при деформации ленты. Вертикальные и поперечные прутки арматуры не несут нагрузки, их делают из тонкой и гладкой арматуры. При ширине ленточного фундамента 40 см достаточно использовать всего четыре продольных прутка – два сверху и два снизу. Такое усиление оправдано на слабом или подвижном грунте или при строительстве массивных домов. Самым оптимальным вариантом при ленточном фундаменте является использование стеклопластиковой арматуры АСП D6, D7 для одноэтажных домов, и АСП D8, D10 для двухэтажных домов и домов с мансардой.

Общая длина ленты фундамента под дом 6 м на 6 м с одной внутренней несущей стеной составит 30 м (24 м периметр внешних стен + 6 м под внутренней). Расход ребристой арматуры для продольного армирования в 4 прутка составит 30 м х 4 = 120 м. Вертикальные и поперечные прутки можно устанавливать с шагом 0,5 м. При ширине ленты 30 см и высоте 70 см с учетом отступом от поверхности фундамента в 5 см на каждое соединение будет нужно 1,6 м гладкой арматуры диаметра 6 мм (либо стеклопластиковой арматуры АСП D4, D6). Таких соединений будет 61 штука, общий расход гладкой арматуры будет 97,6 м. Каждое такое соединение имеет 4 связки арматуры. На одну связку нужно 30 см вязальной проволоки, поэтому общий расход вязальной проволоки на ленточный фундамент составит 0,3 м х 4 х 61 = 73,2 м.

По материалам сайта: http://armstekplastirkutsk.tiu.ru