Płyta żelbetowa, zakopana w gruncie lub zamontowana na jego powierzchni, rozkłada obciążenia generowane przez budynek na dużą powierzchnię. Dzięki temu budynki nie odkształcają się nawet na ruchomych gruntach. Aby fundament był niezawodny, a jednocześnie nie marnował dodatkowych zasobów, ważne jest prawidłowe obliczenie płyty fundamentowej.
- Zalety płyty fundamentowej
- Zalety projektowe
- Cechy konstrukcyjne
- Obliczanie grubości płyty fundamentowej
- Kolejność operacji obliczania obciążenia na podstawie
- Wymiarowanie płyty betonowej
- Obliczenia na podstawie określenia nośności gruntu nośnego
- Określenie wymaganej objętości roztworu betonu
- Obliczanie wymaganej ilości zbrojenia
Zalety płyty fundamentowej
Podczas wznoszenia niskich budynków opcja płytowa ma przewagę nad konstrukcjami taśmowymi i palowymi. Podczas realizacji prac będziesz musiał wydać pieniądze na beton i zbrojenie, ale możesz zaoszczędzić na wielu innych pozycjach kosztowych. Na przykład, ponieważ powierzchnia płyty służy jako podłoże dla niższej kondygnacji, nie ma potrzeby układania podłogi. Przygotowanie osłon do szalunku zajmuje tutaj znacznie mniej desek niż przy układaniu podkładu listwowego.
Taki fundament dobrze nadaje się do układania podłogi ogrzewanej wodą - w tym przypadku system układa się wewnątrz płyty (zamiast przygotowywać do niego specjalny jastrych).
Od jednostek technicznych do prac instalacyjnych wymagana będzie betoniarka. Podczas budowy nie będziesz musiał wydawać pieniędzy na koparki i podnośniki.
Zalety projektowe
Dużym plusem tego typu podłoża, oprócz ekonomicznego, jest znaczna powierzchnia płyty. Dzięki temu nacisk na każdy centymetr kwadratowy gruntu maleje, co zapobiega procesom deformacji i nierównomiernemu osiadaniu. Inne zalety to:
- Możliwość montażu na różnych rodzajach gleb, w tym o podwyższonej ruchliwości lub wysokim wzniesieniu. Jeśli musisz zbudować dom na „niewygodnych” glebach, płyty są doskonałą opcją. Jednak na skarpie trudno jest wykonać solidny fundament tego typu, tutaj lepiej wybrać stosy.
- Doskonałe właściwości izolacyjne. Jeśli fundament jest wykonany zgodnie z technologią, uzyskuje się dobrą ochronę przed utratą ciepła. Nie przepuszcza również wilgoci.
- Trwałość: Solidna płyta może przetrwać ponad sto lat bez oznak pogorszenia.
- Sztywna konstrukcja dzięki wzmocnionej ramie, dużym gabarytom i konstrukcji, która nie przewiduje elementów szwowych. Dzięki temu nadaje się do budynków z cegły, betonu komórkowego i innych materiałów, które reagują negatywnie nawet na minimalne ruchy.
Jeśli gleba jest bardzo falująca, solidna płyta z niewielkim pogłębieniem lub bez pogłębienia dobrze nadaje się jako podstawa. Pod nią należy zorganizować poduszkę. Materiał dobierany jest tak, aby wyrównywał falowanie gruntu.
Cechy konstrukcyjne
Taki fundament nie podlega lokalnym wygięciom i jest w stanie poruszać się wraz z gruntem bez naruszania konstrukcji.Dzięki temu dobrze neutralizuje nieproporcjonalny wpływ ciężaru budynku, który może sprawić, że konstrukcje nośne staną się bezużyteczne. Przy zastosowaniu płyty ocieplanej eliminowane są również nierówności przemarzania pod domem.
Fundament może być lity lub kompozytowy. W pierwszym przypadku, gdy monolityczną płytę wylewa się bezpośrednio na miejsce, podstawa jest bardziej niezawodna, poza tym praca jest łatwiejsza do wykonania. Druga opcja zakłada, że fundament składa się z kilku elementów produkcji przemysłowej, łączonych na placu budowy. Wdrożenie będzie wymagało zamówienia specjalnych maszyn do dostarczenia i prawidłowego rozmieszczenia fragmentów oraz przygotowania rozwiązania dokręcającego. Metoda ta jest wdrażana szybciej ze względu na brak konieczności szalowania, zbrojenia i długotrwałego narażania wylanego betonu na jego wyschnięcie.
Przed rozpoczęciem prac budowlanych konieczne jest zbadanie składu gleby i rzeźby powierzchni. Jeśli występują wyraźne zbocza i inne różnice wysokości, lepiej wybrać fundament palowy. Idealnie, do montażu płyty, powierzchnia powinna być jak najbardziej płaska.
Jeśli gleba jest wystarczająco „bezproblemowa” (nie ma potrzeby stosowania poduszek wolumetrycznych i konstrukcji izolacyjnych), usuwana jest tylko warstwa żyznej powierzchni. W przeciwnym razie gleba jest usuwana w wymaganej objętości, a podkładka ją zastępująca jest organizowana. Materiałem jest zwykle kruszony kamień zmieszany z piaskiem. Taka kompozycja dobrze radzi sobie z drenażem, nie jest podatna na falowanie i lekko się kompresuje. Każde 10 cm proszku należy ubić za pomocą płyty wibracyjnej.
Poduszkę piaskową należy podlać. Użyta frakcja nie powinna być zbyt drobna, w przeciwnym razie możliwy jest nieoczekiwany skurcz budynku z powodu niewystarczającej odporności na skurcz. Zwykle warstwę piasku wylewa się na 0,2-0,3 m.
Obliczanie grubości płyty fundamentowej
Podczas obliczania płyty betonowej głównym wyzwaniem jest szczegółowe modelowanie obciążeń zginających i najbardziej prawdopodobnych kierunków walcowania. Na podstawie takich danych można najdokładniej oszacować wymiary konstrukcji i stwierdzić, czy należy ją wzmocnić. Najwyższą jakość obliczeń uzyskuje się stosując systemy oprogramowania wyostrzone do tych zadań. Aby je zdobyć, musisz zamówić obliczenia fundamentu płyty w wyspecjalizowanej firmie.
W praktyce w budownictwie prywatnym można to pominąć, skupiając się na przybliżonych wartościach. Największym niebezpieczeństwem jest sytuacja z niewystarczającą grubością płyty: w tym przypadku moment zginający jest tak duży, że fundament może pęknąć. Nadmierny rozmiar prowadzi do nadużywania zasobów.
Często okazuje się, że dla konkretnego budynku możliwe są różne wartości wymiarów fundamentu, jeśli parametry zbrojenia są elastycznie zmieniane. Na przykład w przypadku parterowego domu o grubości 0,2 m wymagane jest dodatkowe wzmocnienie obszarów o największym obciążeniu, a przy 0,3 m zużywa się dużo betonu. Jednocześnie w drugim przypadku nie uda się zaoszczędzić na prętach zbrojeniowych, ale płyta może być nieco cieńsza bez uszczerbku dla niezawodności konstrukcji. Przy wskaźniku 0,25 mi równomiernej gęstości rozmieszczenia prętów nie ucierpią właściwości operacyjne i nie będzie nadmiernego wydatkowania zasobów.
Kolejność operacji obliczania obciążenia na podstawie
Do budowy fundamentu płytowego wymagane jest obliczenie grubości i zbrojenia. Uwzględnia to obciążenie generowane przez budynek i charakterystykę lokalnego gruntu.
Wymiarowanie płyty betonowej
Grubość płyty zależy od masy budynku, ponieważ od tego zależy obciążenie podstawy. Ogólnie optymalny wskaźnik dla wiejskiego domu parterowego wynosi 0,25-0,3 m. W przypadku garażu, łaźni i podobnych lekkich budynków wystarczy 0,15-0,2 m. Jeśli dom ma dwa piętra, potrzebny jest grubszy fundament, ale wskaźnik nie powinien przekraczać 0,5 m, w przeciwnym razie utracona zostanie mobilność płyty.
Uwzględniane jest również obciążenie zginające. Maksymalną wartość przyjmuje w centralnej części budynku. Jeśli budynek ma dużą długość i kilka ścian nośnych, podstawa będzie się uginać. Aby zapobiec powstawaniu pęknięć, musisz pogrubić fundament. Dotyczy to wszystkich przypadków silnego rozstawu ścian nośnych.
Obliczenia na podstawie określenia nośności gruntu nośnego
Po ustaleniu grubości wykonuje się obliczenia płyty fundamentowej dla domu, biorąc pod uwagę nośność gruntu. Odbywa się to w celu oceny stanu gleby i określenia, czy może wytrzymać całkowity ciężar ścian podłogi i innych konstrukcji. Zwiększony nacisk na podłoże powoduje silne osiadanie podłoża z przesunięciem warstw leżących poniżej, co może spowodować zniszczenie budynku. Dlatego tak ważne jest prawidłowe obliczenie kluczowych parametrów.
Do oceny wiarygodności obszaru bazowego stosuje się następujące wyrażenie:
S> F * K1 / R * K2gdzie:
- S - rozważany obszar (w centymetrach kwadratowych);
- fa - waga obciążeń eksploatacyjnych i elementów podłogi (w kg);
- R - projektowa odporność gruntu (kg/cm²);
- K1 - współczynnik niezawodności;
- K2 - współczynnik opisujący warunki budowy.
Jeśli wyrażenie okaże się poprawne, eksploatacja budynku z takimi obciążeniami będzie bezpieczna. Gdy nie jest spełniony, powierzchnia płyty musi zostać zwiększona.
Dla wskaźnika niezawodności przyjmuje się zwykle wartość 1,2 (przy pracy na glebach gliniastych i drobnoziarnistych). Jeśli nie buduje się domu, ale lekki budynek gospodarczy, a w gruncie jest dużo ziemi, wartość można zwiększyć do 1,4. Przy pracach na plastycznej glebie gliniastej parametr jest równy jeden.
Wskaźnik opisujący warunki charakteryzuje skład gleby. Jego znaczenie można znaleźć w tabeli. Największe liczby dotyczą gleb gliniastych nasyconych wodą, najmniejsze piasków pylastych.
Określenie wymaganej objętości roztworu betonu
Obliczając monolityczną płytę fundamentową, musisz obliczyć, ile betonu potrzeba do wylania. Objętość podstawy (w cm³) określa się po prostu mnożąc wartości grubości, długości i szerokości (wszystkie wskaźniki są brane w centymetrach). Kiedy fundament nie jest równoległościanem, ale złożoną konfiguracją, jest mentalnie rozbijany na proste elementy. Po obliczeniu objętości każdego z nich wartości są dodawane. W przypadku stosowania usztywnień wykonuje się dla nich osobne obliczenia, a wynik sumuje się z ogólnym.
Obliczanie wymaganej ilości zbrojenia
Przy obliczaniu zbrojenia dla płyty brane są pod uwagę wymiary projektowe budynku i gęstość ramy. Zwykle rozstaw siatki wynosi około 0,2 m. Na podstawie tych wartości obliczana jest ilość zbrojenia i jego masa. Z reguły metalowa rama stanowi 0,05-0,1 całkowitej masy fundamentu.
Konstrukcja podstawy płyty zapewnia równomierność obciążenia i jego redukcję na jednostkę powierzchni. Projektując fundament, ważne jest wykonanie odpowiednich obliczeń.
