Строим дом Мечты сбываются

Если в фундаментной плите слишком большая верхняя арматура?

Бывает такая ситуация: принимаешь решение сделать под домом фундаментную плиту, выполняешь расчет в программном комплексе и обнаруживаешь странное явление: чрезмерную верхнюю арматуру в плите, прямо вот очень большую. Давайте рассмотрим на примере, откуда у этого явления ноги растут.

На рисунке показан результат расчета (верхнее армирование вдоль оси Х) обыкновенной фундаментной плиты с монолитными стенами по периметру (стены с плитой жестко связаны). Как видите, верхняя арматура достигла диаметра 18 мм с шагом 200 мм. Внушительно для небольшой плиты в частном доме.

В чем же причина такого явления?

На рисунке выше у нас показана наша плита со стенками, на которые будут опираться стены дома. И мы выделим фрагмент (полосу), чтобы рассмотреть работу плиты повнимательней.

Что покажут нам перемещения плиты и изгибающий момент в ней?

Под стенами плита просела больше, а средняя часть ее выгнулась дугой. Это и понятно: по краям стены задавливают плиту в низ, но снизу на нее действует отпор грунта (грунт-то сопротивляется попытке его смять). И этот отпор под интенсивной нагрузкой от стен поддается больше (плита по краям проседает), а вот в центре плиты нет никакой особой нагрузки, и грунт удерживает плиту от значительных осадок (плита в центре проседает меньше). В итоге мы видим изгиб плиты, что и подтверждает эпюра изгибающих моментов: на нижнем рисунке синим показана часть плиты, в которой верхняя зона вышла растянутой, а значит в ней мы получим всплеск верхней арматуры:

Как видите, так и вышло: двадцатка с шагом двести. И что делать?

Конечно, можно авторитетно заявить, что для фундамента двадцатка – это не арматура, и, размахивая расчетом перед лицом заказчика, настоять на таком армировании.

А можно и сэкономить, да и конструкцию разгрузить.

Давайте чисто ради эксперимента вырежем в нашей плите ту зону, которая оказалась переармированной.

Упс, мы получили ленточный фундамент… Но давайте все-таки посмотрим, как изменилась его работа.

Осадки фундамента:

Если сравнить сплошную плиту и плиту с вырезом, то у второй осадка несколько возросла. И это логично, ведь чем больше площадь плиты, тем меньше осадка. Этот фактор нужно отслеживать, делая вырезы в плите: если осадка осталась в пределах допустимой, значит все в порядке.

Расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента:

Расчетное сопротивление, как и осадки, тоже выросли – оно ведь тоже зависит от площади фундамента. Я специально не вдаюсь в численные значения в этой статье – в каждой ситуации будут свои цифры. Главное понимать – уменьшая площадь фундамента, мы должны проверить, а не увеличилось ли расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента настолько, что вышло за пределы допустимого. Если не вышло, значит все в порядке.

Изгибающие моменты в фундаментной плите:

А вот здесь разница очень ощутима. Если в сплошной плите максимумы изгибающих моментов достигают +3,99 тм и -7,92 тм, то в плите с вырезом они снизились до +1,91 тм. Естественно, это благоприятно скажется на армировании плиты. Верхняя арматура не нужна (отрицательный момент отсутствует), а нижняя будет намного меньше.

Арматура в фундаментной плите:

На рисунке выше показана верхняя арматура. С d18 она упала до d8. Впечатляет. Давайте посмотрим нижнюю.

Тоже была двадцатка, стала десятка. Впечатляет.

Выводы. Если в фундаментной плите по расчету получается завышенная верхняя арматура, можно снять напряжение, просто вырезав отверстие в плите. При этом армирование плиты резко снизится, т.к. расчетная схема изменится к лучшему. Но при этом следует отслеживать осадки и расчетное сопротивление грунта под подошвой – они вырастут.

В каких случаях следует ожидать скачка верхней арматуры в плите?

  1. При значительных нагрузках от стен – чем больше нагрузка, тем больше выгнется плита.
  2. При больших расстояниях между стенами – чем больше пролеты фундаментной плиты, тем больше будет верхняя арматура.

Что делать, если нужна все-таки сплошная фундаментная плита под зданием?

Если наличие цельной плиты принципиально, нужно делать цельную плиту. Я призываю просто каждый раз взвешивать: а действительно ли нужна именно сплошная плита? Для размышления предлагаю вам такой вариант:

Мы вырезаем в плите отверстие, при этом добиваемся значительной экономии в армировании. А внутри заполняем отверстие фундаментной плитой, которая несет лишь саму себя плюс нагрузку от первого этажа. Эта внутренняя плита может быть и из бетона попроще, да и армирование ее конструктивно. А между плитами можно устроить водонепроницаемый деформационный шов. Единственное неудобство такого решения – нужно просчитать осадки обеих плит и проанализировать, не приведет ли разность осадок к каким-то некомфортным последствиям.

Напоследок хочу сказать, что в примере я приводила самую простую фундаментную плиту. Вырезая прямоугольник из нее, мы по сути получали ленточный фундамент. Но не всегда  бывают такие простые ситуации, и не всегда мы получаем в результате ленту. Иногда отверстия приходится вырезать лишь в части пролетов плиты (обычно в бОльших пролетах), иногда быть вырезанными просятся плиты, на которые опираются колонны… Нужно просто помнить, что есть такое решение. Сделать отверстие – это не всегда ухудшить работу плиты.

Кстати, как думаете, если в плите перекрытия, опирающейся по четырем сторонам, вырезать отверстие в центре, лучше она будет себя чувствовать или хуже? А как насчет многопролетной плиты, опирающейся на сетку колонн?

Творческих вам задач!

 

Комментарии   

0 #1 Андрей 31.03.2018 22:43
Первый вопрос: С одной стороны будет лучше т.к уменьшиться грузовая площадь. С другой стороны если вырезать квадратное отверстий появятся концентраторы напряжения в углах будет хуже. Если мы сделаем круглое отверстие и избавимся от концентраций то моменты на опорах все равно увеличатся т.к. схема станет больше похожа на консольную. По всем факторам плита станет вести себя хуже. Ну и тут в вопросе конечно нужно уточнить шарнирно плита оперта иди жестко. Я предполагаю что плита монолитная жесткая. Если шарнирное закрепление то будет лучше себя вести .

Второй вопрос: Ответ аналогичен первому)))
Цитировать
0 #2 Иринa 01.04.2018 08:45
не увидела ни одного вопроса
Цитировать
0 #3 Иринa 01.04.2018 08:47
О, поняла! Это Вы не задавали вопросы, а отвечали на мои :lol:
Цитировать

Добавить комментарий


Последняя статья на сайте

Об анкеровке разными способами – что работает, а что – не очень

Очень часто при строительстве и при реконструкции нужно присоединить одну конструкцию к другой. Причем присоединить надежно, чтобы не было разрушения. Все узлы сопряжения очень важны, их целостность обеспечивает проектное положение конструкции, а значит – ее целостность. Мне в свое время хорошо запомнилась яркая аналогия главного конструктора Владимира Борисовича, который ввел меня в мир проектирования. Мне кажется, я ее уже приводила, но повторить будет не лишним. Он говорил мне: "Я представляю себе любую конструкцию так, будто она – это я. И анализирую, надежные ли опоры выбраны для каждой части. И когда я так делаю, то иногда вижу, что инженер вместо того, чтобы опереться на руку, на плечо или на туловище, прицепился к уху или к носу – повесил на них то, что они явно не выдержат". Вот иногда при помощи таких ушей, носов и даже ресничек мы пытаемся связать массивные, тяжелые конструкции, требующие под собой надежную опору. Особенно часто это случается при применении всевозможных анкеров, которые связывают одно с другим в единое целое.

Давайте рассмотрим ситуации с анкеровкой на живых ситуациях.

Прочитать статью

Популярные статьи

Последние комментарии

  • Иринa 22.05.2018 12:08
    С нагрузкой. Только не от всего этажа, а от 0,5 пролета (или от 1 пролета в зимних условиях)

    Подробнее...

     
  • Анна 22.05.2018 11:53
    Хотя, там перемычка сборная, два ряда кладки и монолитное перекрытие. Как бы вы посчитали в этом ...

    Подробнее...

     
  • Анна 22.05.2018 11:48
    Спасибо! А у меня как раз варианты когда перемычка и кладки всего три ряда и еще сразу с опиранием на ...

    Подробнее...

     
  • Иринa 22.05.2018 11:43
    До перекрытия. А еще правильней сказать: в пределах заданного нормами прямоугольника. Обычно, когда под ...

    Подробнее...

     
  • Анна 22.05.2018 09:05
    Я читала и у вас в статье, и в п.9.47 Железобетонные перемычки следует рассчитывать на нагрузку ...

    Подробнее...

     
  • Татьяна 22.05.2018 08:55
    Спасибо огромное за ответы! ;-)

    Подробнее...

     
  • Иринa 22.05.2018 07:04
    О, простите, не заметила. Эксцентриситет - это расстояние от точки приложения нагрузки до оси ...

    Подробнее...