Расчет нагрузки ленточного фундамента – сбор нагрузок и определение ширины

Содержание

Ленточный фундамент – расчет на примере

Расчет ленточного фундамента состоит из двух основных этапов – сбора нагрузок и определения несущей способности грунта. Соотношение нагрузки на фундамент к несущей способности грунта определит требуемую ширину ленты.

Толщина стеновой части принимается в зависимости от конструктива наружных стен. Армирование обычно назначается конструктивно (от четырех стержней Ф10мм для одноэтажных газоблочных/каркасных и до шести продольных стержней Ф12мм для кирпичных зданий в два этажа с мансардой). Расчет диаметров и количества арматурных стержней выполняется только для сложных геологических условий.

Абсолютное большинство он-лайновых калькуляторов фундаментов позволяют всего лишь определить требуемое количество бетона, арматуры и опалубки при заранее известных габаритных параметрах фундамента. Немногие калькуляторы могут похвастаться сбором нагрузок и/или определением несущей способности грунта. К сожалению, алгоритмы работы таких калькуляторов не всегда известны, а интерфейсы зачастую непонятны.

Точный результат можно получить с помощью методики расчёта, изложенный в строительных нормах и правилах. Например, СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия», СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений». С помощью первого документа будем собирать нагрузки, второго – определять несущую способность грунта. Эти своды правил представляют собой актуализированные (обновленные) редакции старых советских СНиПов.

Сбор нагрузок

Сбор нагрузок осуществляется суммированием их каждого вида (постоянные, длительные, кратковременные) с умножением на грузовую площадь. При этом учитываются коэффициенты надежности по нагрузке.

Значения коэффициентов надежности по нагрузке согласно СП 20.13330.2011.

Нормативные значения полезных нагрузок в зависимости от назначения помещения согласно СП 20.13330.2011.

К постоянным нагрузкам относят собственный вес конструкций. К длительным – вес не несущих перегородок (применительно к частному строительству). Кратковременными нагрузками является мебель, люди, снег. Ветровыми нагрузками можно пренебречь, если речь не идет о строительстве высокого дома с узкими габаритами в плане. Разделение нагрузок на постоянные/временные необходимо для работы с сочетаниями, которыми для простых частных строений можно пренебречь, суммируя все нагрузки без понижающих коэффициентов сочетания.

По своей сути сбор нагрузок представляет собой ряд арифметических действий. Габариты конструкций умножаются на объемный вес (плотность), коэффициент надежности по нагрузке. Равномерно распределенные нагрузки (полезная, снеговая, вес горизонтальных конструкций) формируют опорные реакции на нижележащих конструкциях пропорционально грузовой площади.

Сбор нагрузок разберем на примере частного дома 10х10, один этаж с мансардой, стены из газоблока D400 толщиной 400мм, кровля симметричная двускатная, перекрытие из сборных железобетонных плит.

Схема грузовых площадей для несущих стен в уровне перекрытия первого этажа (в плане.

Схема грузовых площадей для несущих стен в уровне кровли (в разрезе.

Некоторую сложность представляет собой сбор снеговой нагрузки. Даже для простой кровли согласно СП 20.13330.2011 следует рассматривать три варианта загружения:

Схема снеговых нагрузок на кровлю.

Вариант 1 рассматривает равномерное выпадение снега, вариант 2 – не симметричное, вариант 3 – образование снегового мешка. Для упрощения расчёта и для формирования некоторого запаса несущей способности фундаментов (особенно он необходим для примерного расчёта) можно принять максимальный коэффициент 1,4 для всей кровли.

Конечным результатом для сбора нагрузок на ленточный фундамент должна быть линейно распределенная (погонная вдоль стен) нагрузка, действующая в уровне подошвы фундамента на грунт.

Таблица сбора равномерно распределенных нагрузок

Наименование нагрузкиНормативное значение, кг/м2Коэффициент надежности по нагрузкеРасчётное значение нагрузки, кг/м2
Собственный вес плит перекрытия2751,05290
Собственный вес напольного покрытия1001,2120
Собственный вес гипсокартонных перегородок501,365
Полезная нагрузка2001,2240
Собственный вес стропил и кровли1501,1165
Снеговая нагрузка100*1,4 (мешок)1,4196

Всего: 1076 кг/м2

Нормативное значение снеговой нагрузки зависит от региона строительства. Его можно определить по приложению «Ж» СП 20.13330.2011. Собственные веса кровли, стропил, напольного перекрытия и перегородок взяты ориентировочно, для примера. Эти значения должны определяться непосредственным вычислением веса того или иного конструктива, или приближенным определением по справочной литературе (или в любой поисковой системе по запросу «собственный вес ххх», где ххх – наименование материала/конструкции).

Рассмотрим стену по оси «Б». Ширина грузовой площади составляет 5200мм, то есть 5,2м. Умножаем 1076кг/м2*5,2м=5595кг/м.

Но это ещё не вся нагрузка. Нужно добавить собственный вес стены (надземной и подземной части), подошвы фундамента (ориентировочно можно принять её ширину 60см) и вес грунта на обрезах фундамента.

Для примера возьмем высоту подземной части стены из бетона в 1м, толщина 0,4м. Объемный вес неармированного бетона 2400кг/м3, коэффициент надежности по нагрузке 1,1: 0,4м*2400кг/м3*1м*1,1=1056кг/м.

Верхнюю часть стены примем в примере равной 2,7м из газобетона D400 (400кг/м3) той же толщины: 0,4м*400кг/м3*2,7м*1,1=475кг/м.

Ширина подошвы условно принята 600мм, за вычетом стены в 400мм получаем свесы общей суммой 200мм. Плотность грунта обратной засыпки принимается равной 1650кг/м3 при коэффициенте 1,15 (высота толща определится как 1м подземной части стены минус толщина конструкции пола первого этажа, пусть будет в итоге 0,8м): 0,2м**1650кг/м3*0,8м*1,15=304кг/м.

Осталось определить вес самой подошвы при её обычной высоте (толщине) в 300мм и весе армированного бетона 2500кг/м3: 0,3м*0,6м*2500кг/м3*1,1=495кг/м.

Суммируем все эти нагрузки: 5595+1056+475+304+495=7925кг/м.

Более подробная информация о нагрузках, коэффициентах и других тонкостях изложена в СП 20.13330.2011.

Расчёт несущей способности грунта

Для расчёта несущей способности грунта понадобятся физико-механические характеристики инженерно-геологических элементов (ИГЭ), формирующих грунтовый массив участка строительства. Эти данные берутся из отчета об инженерно-геологических изысканиях. Оплата такого отчёта зачастую окупается сторицей, особенно это касается неблагоприятных грунтовых условий.

Среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчётное сопротивление основания, определяемого по формуле:

Формула определения расчетного сопротивления грунта основания.

Для этой формулы существует ряд ограничений по глубине заложения фундаментов, их размеров и т.д. Более подробная информация изложена в разделе 5 СП 22.13330.2011. Ещё раз подчеркнем, что для применения данной расчётной методики необходим отчет об инженерно-геологических изысканиях.

В остальных случаях с некоторой степенью приближенности можно воспользоваться усредненными значениями в зависимости от типов ИГЭ (супеси, суглинки, глины и т.п.), приведенными в СП 22.133330.2011:

Расчетные сопротивления крупнообломочных грунтов.

Расчетные сопротивления песчаных грунтов.

Расчетные сопротивления глинистых грунтов.

Расчетные сопротивления суглинистых грунтов.

Расчетные сопротивления заторфованных песков.

Расчетные сопротивления элювиальных крупнообломочных грунтов.

Расчетные сопротивления элювиальных песков.

Расчетные сопротивления элювиальных глинистых грунтов.

Расчетные сопротивления насыпных грунтов.

В рамках примера зададимся суглинистым грунтом с коэффициентом пористости 0,7 при значении числа пластичности 0,5 – при интерполяции это даст значение R=215кПа или 2,15кг/см2. Самостоятельно определить пористость и число пластичности очень сложно, для приблизительной оценки стоит оплатить взятие хотя бы одного образца грунта со дна траншеи специалистом лаборатории, выполняющей изыскания. В общем и целом для суглинистых грунтов (самый распространенный тип) чем выше влажность, тем выше значение числа пластичности. Чем легче грунт уплотняется, тем выше коэффициент пористости.

Определение требуемой ширины подошвы («подушки») ленточного фундамента

Требуемая ширина подошвы определяется отношением расчетного сопротивления основания к линейно распределенной нагрузке.

Ранее мы определили погонную нагрузку, действующую в уровне подошвы фундамента – 7925кг/м. Принятое сопротивление грунта у нас составило 2,15кг/см2. Приведём нагрузку в те же единицы измерения (метры в сантиметры): 7925кг/м=79,25кг/см.

Ширина подошвы ленточного фундамента составит: (79,25кг/см) / (2,15 кг/см2)=36,86см.

Ширину фундамента обычно принимают кратной 10см, то есть округляем в большую сторону до 40см. Полученная ширина фундамента характерна для легких домов, возводимых на достаточно плотных суглинистых грунтах. Однако по конструктивным соображениям в некоторых случаях фундамент делают шире. Например, стена будет облицовываться фасадным кирпичом с утеплением толщиной 50мм. Требуемая толщина цокольной части стены составит 40см газобетона + 12см облицовки + 5см утеплителя = 57см. Газобетонную кладку на 3-5см можно «свесить» по внутренней грани стены, что позволит уменьшить толщину цокольной части стены. Ширина подошвы должна быть не менее этой толщины.

Осадка фундамента

Ещё одной жестко нормируемой величиной при расчёте ленточного фундамента является его осадка. Её определяют методом элементарного суммирования, для которого вновь понадобятся данные из отчета об инженерно-геологических изысканиях.

Формула определения средней величины осадки по схеме линейно-деформируемого слоя (приложение Г СП 22.13330.2011).

Схема применения методики линейно-деформируемого слоя.

Исходя из опыта строительства и проектирования известно, что для инженерно-геологических условий, характерных отсутствием грунтов с модулем деформации менее 10МПа, слабых подстилающих слоев, макропористых ИГЭ, ряда специфичных грунтов, то есть при относительно благоприятных условиях расчёт осадки не приводит к необходимости увеличения ширины подошвы фундамента после расчёта по несущей способности. Запас по расчётной осадке по отношению к максимально допустимой обычно получается в несколько раз. Для более сложных геологических условий расчёт и проектирование фундаментов должен выполняться квалифицированным специалистом после проведения инженерных изысканий.

Заключение

Расчёт ленточного фундамента выполняется согласно действующим строительным нормам и правилам, в первую очередь СП 22.13330.2011. Точный расчёт фундамента по несущей способности и его осадки невозможен без отчета об инженерно-геологических изысканиях.

Приближенным образом требуемая ширина ленточного фундамента может быть определена на основании усредненных показателей несущей способности тех или иных видов грунтов, приведенных в СП 22.13330.2011. Расчёт осадки обычно не показателен для простых, однородных геологических условий в рамках «частного» строительства (легких строений малой этажности).

Принятие решения о самостоятельном, приближенном, неквалифицированном расчёте ширины подошвы ленточного фундамента владельцем будущего строения неоспоримым образом возлагает всю возможную ответственность на него же.

Целесообразность применения он-лайн калькуляторов вызывает обоснованные сомнения. Правильный результат можно получить, используя методики расчёта, приведенные в нормах и справочной литературе. Готовые калькуляторы лучше применять для подсчета требуемого количества материалов, а не для определения ширины подошвы фундамента.

Точный расчет ленточного фундамент не так уж прост и требует наличия данных по грунтам, на которые он опирается, в виде отчета по инженерно-геологическим изысканиям. Заказ и оплата изысканий, а также кропотливый расчет окупятся сторицей правильно рассчитанным фундаментом, на который не будут потрачены лишние деньги, но который выдержит соответствующие нагрузки и не приведет к развитию недопустимых деформаций здания.

rems-info.ru

Расчет нагрузки на фундамент — калькулятор веса дома.

 

Высота цоколя, (м) =


Материал цоколя:
Кирпич полнотелый, 250 ммКирпич полнотелый, 380 ммКирпич полнотелый, 510 ммКирпич полнотелый, 640 ммКирпич полнотелый, 770 ммМонолитный железобетон, 200 ммМонолитный железобетон, 300 ммМонолитный железобетон, 400 ммМонолитный железобетон, 500 ммМонолитный железобетон, 600 ммМонолитный железобетон, 700 ммМонолитный железобетон, 800 мм


Материал наружной отделки цоколя:
— Не учитывать —Виниловый сайдингДекоративная штукатуркаДоски из фиброцементаИскусственный каменьКирпич лицевой 250х120х65Кирпич лицевой фактурный 250х60х65Клинкерная фасадная плиткаФасадные панели (цокольный сайдинг)

Наружные стены дома:


Высота наружных стен дома, (м) =


Суммарная площадь фронтонов дома, (м²) =


Суммарная площадь оконных и дверных проёмов в наружных стенах, (м²) =


Материал наружных стен дома:
Арболит D600, 300 ммАрболит D600, 400 ммБрус 150х150Брус 200х200Газо-, пенобетон D300, 300 ммГазо-, пенобетон D400, 200 ммГазо-, пенобетон D400, 300 ммГазо-, пенобетон D400, 400 ммГазо-, пенобетон D500, 200 ммГазо-, пенобетон D500, 300 ммГазо-, пенобетон D500, 400 ммГазо-, пенобетон D600, 200 ммГазо-, пенобетон D600, 300 ммГазо-, пенобетон D600, 400 ммГазо-, пенобетон D800, 200 ммГазо-, пенобетон D800, 300 ммГазо-, пенобетон D800, 400 ммКаркасные стены, 150 ммКирпич полнотелый, 250 ммКирпич полнотелый, 380 ммКирпич полнотелый, 510 ммКирпич пустотелый, 250 ммКирпич пустотелый, 380 ммКирпич пустотелый, 510 ммЛСТК, 200 ммМонолитный бетон, 150 ммМонолитный бетон, 200 ммОцилиндрованное бревно, 220 ммОцилиндрованное бревно, 240 ммОцилиндрованное бревно, 260 ммОцилиндрованное бревно, 280 ммПоризованные керамические блоки, 250 ммПоризованные керамические блоки, 380 ммПоризованные керамические блоки, 440 ммПоризованные керамические блоки, 510 ммСтены из СИП-панелей, 174 мм


Материал отделки фасада дома:
— Не учитывать —Виниловый сайдингДекоративная штукатуркаДоски из фиброцементаИскусственный каменьКирпич лицевой 250х120х65Кирпич лицевой фактурный 250х60х65Клинкерная фасадная плиткаФасадные панели (цокольный сайдинг)


Материал внутренней отделки наружных стен:
— Не учитывать —ГВЛ до 12,5 ммГипсокартон до 12,5 ммДеревянная вагонкаШтукатурка до 10 ммШтукатурка до 20 ммШтукатурка до 30 мм

Внутренние перегородки дома:


Несущие перегородки:


Общая длина несущих перегородок, (м) =


Высота несущих перегородок, (м) =


Общая площадь дверных проёмов в несущих перегородках, (м²) =


Материал несущих перегородок:
Арболит D600, 300 ммАрболит D600, 400 ммБрус 150х150Брус 200х200Газо-, пенобетон D300, 300 ммГазо-, пенобетон D400, 200 ммГазо-, пенобетон D400, 300 ммГазо-, пенобетон D400, 400 ммГазо-, пенобетон D500, 200 ммГазо-, пенобетон D500, 300 ммГазо-, пенобетон D500, 400 ммГазо-, пенобетон D600, 200 ммГазо-, пенобетон D600, 300 ммГазо-, пенобетон D600, 400 ммГазо-, пенобетон D800, 200 ммГазо-, пенобетон D800, 300 ммГазо-, пенобетон D800, 400 ммКаркасные стены, 150 ммКирпич полнотелый, 250 ммКирпич полнотелый, 380 ммКирпич полнотелый, 510 ммКирпич пустотелый, 250 ммКирпич пустотелый, 380 ммКирпич пустотелый, 510 ммЛСТК, 200 ммМонолитный бетон, 150 ммМонолитный бетон, 200 ммОцилиндрованное бревно, 220 ммОцилиндрованное бревно, 240 ммОцилиндрованное бревно, 260 ммОцилиндрованное бревно, 280 ммПоризованные керамические блоки, 250 ммПоризованные керамические блоки, 380 ммПоризованные керамические блоки, 440 ммПоризованные керамические блоки, 510 ммСтены из СИП-панелей, 174 мм


Отделка несущих перегородок:
— Не учитывать —ГВЛ до 12,5 ммГипсокартон до 12,5 ммДеревянная вагонкаШтукатурка до 10 ммШтукатурка до 20 ммШтукатурка до 30 мм

 

Не несущие перегородки:


Общая длина не несущих перегородок, (м) =


Высота не несущих перегородок, (м) =


Общая площадь дверных проёмов в не несущих перегородках, (м²) =


Материал не несущих перегородок:
Арболит D600, 300 ммАрболит D600, 400 ммБрус 150х150Брус 200х200Газо-, пенобетон D300, 300 ммГазо-, пенобетон D400, 200 ммГазо-, пенобетон D400, 300 ммГазо-, пенобетон D400, 400 ммГазо-, пенобетон D500, 200 ммГазо-, пенобетон D500, 300 ммГазо-, пенобетон D500, 400 ммГазо-, пенобетон D600, 200 ммГазо-, пенобетон D600, 300 ммГазо-, пенобетон D600, 400 ммГазо-, пенобетон D800, 200 ммГазо-, пенобетон D800, 300 ммГазо-, пенобетон D800, 400 ммКаркасные стены, 150 ммКирпич полнотелый, 250 ммКирпич полнотелый, 380 ммКирпич полнотелый, 510 ммКирпич пустотелый, 250 ммКирпич пустотелый, 380 ммКирпич пустотелый, 510 ммЛСТК, 200 ммМонолитный бетон, 150 ммМонолитный бетон, 200 ммОцилиндрованное бревно, 220 ммОцилиндрованное бревно, 240 ммОцилиндрованное бревно, 260 ммОцилиндрованное бревно, 280 ммПоризованные керамические блоки, 250 ммПоризованные керамические блоки, 380 ммПоризованные керамические блоки, 440 ммПоризованные керамические блоки, 510 ммСтены из СИП-панелей, 174 мм


Отделка не несущих перегородок:
— Не учитывать —ГВЛ до 12,5 ммГипсокартон до 12,5 ммДеревянная вагонкаШтукатурка до 10 ммШтукатурка до 20 ммШтукатурка до 30 мм


Выберите вид Вашей крыши:




Односкатная



Двухскатная



Ломаная



Вальмовая



Шатровая



Другая сложная форма







Материал кровли:
МеталлочерепицаПрофнастилЛистовое оцинкованное железо с фальцамиШиферОндулинМягкая (гибкая) черепицаЦементная или керамическая черепицаКомпозитная черепицаДвойной слой рубероида


Утеплитель расположен:




между стропилами



на чердачном перекрытии

Для определения снеговой нагрузки на крышу дома, используя карту веса снегового покрова:


Выберите номер Вашего снегового региона:
1 район 2 район 3 район 4 район 5 район 6 район 7 район 8 район


Для увеличения изображения кликните по нему!


Цокольное перекрытие:


Тип перекрытия (пол первого этажа):
Утеплённое по деревянным балкамПлиты бетонные многопустотные, 220 ммПлиты бетонные многопустотные облегченные, 160 ммМонолитное железобетонное либо полы по грунту, 200 ммМонолитное железобетонное либо полы по грунту, 150 мм


Стяжка на полу первого этажа:
Стяжка отсутствуетСухая стяжка с элементами пола из ГВЛЦементно-песчаная стяжка до 50 ммЦементно-песчаная стяжка до 100 мм

 

Межэтажное перекрытие между 1-м и 2-м этажами:


Тип перекрытия (пол второго этажа):
Перекрытие отсутствуетУтеплённое по деревянным балкамПлиты бетонные многопустотные, 220 ммПлиты бетонные многопустотные облегченные, 160 ммМонолитное железобетонное, 200 ммМонолитное железобетонное, 150 мм


Стяжка на полу второго этажа:
Стяжка отсутствуетСухая стяжка с элементами пола из ГВЛЦементно-песчаная стяжка до 50 ммЦементно-песчаная стяжка до 100 мм

 

Межэтажное перекрытие между 2-м и 3-м этажами:


Тип перекрытия (пол третьего этажа):
Перекрытие отсутствуетУтеплённое по деревянным балкамПлиты бетонные многопустотные, 220 ммПлиты бетонные многопустотные облегченные, 160 ммМонолитное железобетонное, 200 ммМонолитное железобетонное, 150 мм


Стяжка на полу третьего этажа:
Стяжка отсутствуетСухая стяжка с элементами пола из ГВЛЦементно-песчаная стяжка до 50 ммЦементно-песчаная стяжка до 100 мм

 

Чердачное перекрытие:


Тип чердачного перекрытия:
Перекрытие отсутствуетУтеплённое по деревянным балкамПлиты бетонные многопустотные, 220 ммПлиты бетонные многопустотные облегченные, 160 ммМонолитное железобетонное, 200 ммМонолитное железобетонное, 150 мм

moi-domostroi.ru

Расчет ленточного фундамента — нагрузка, расход бетона, расчет осадки

Самый сложный этап в строительстве бани – это, бесспорно, возведение нулевого уровня. С одной только сметы на его уходит более 20% — и не менее времени и сил. И, с одной стороны, легко, когда фундаментом занимаются нанятые строители, которых и наняли для всех этапов работ – с другой стороны, самые серьезные проблемы уже через год-другой начинаются у тех, кто им доверился. И самое безобидное из всех зол, когда рабочие вместо бетона заливают смесь неизвестного происхождения или «забывают» положить гидроизоляцию.

Вот почему знать, как правильно рассчитывать строительные материалы на ленточный фундамент и как его грамотно строить, будет полезно и тем, кто все делает своими руками, и тем, кто просто наблюдает за нанятой бригадой. Естественно, стопроцентно точного расчета сделать не сможет даже опытный архитектор или прораб – но достоверные примерные данные получить можно. Ведь самое главное – это правильный расчет ленточного фундамента в плане нагрузки на будущий фундамент, его кубатура, или объем, и геометрические размеры.

Итак, по стандарту во время строительства во внимание берутся две важных позиции – расчет деформации грунта и расчет по его несущей способности. А, в общем, все можно разделить на такие этапы:

Этап I. Определение типа грунта

Чтобы определить тип грунта на участке, сегодня существует более десятка верных способов – и дедовских, и с привлечением современной техники. Самый простой из них – сделать несколько глубоких ям по всему участку и рассмотреть так называемый срез почвы. Причем буквально в пару метрах земля уже может быть другой – это нормально. И вот по таким результатам нужно сложить для себя геологическую картину – от нее и будет зависеть и глубина закладывания фундамента, и его вид.

А любой сухой грунт, хоть он песчаный или глинистый, имеет стандартную несущую способность от 2кг/см2. Вот на эту цифру и нужно ориентироваться при расчете ленточного фундамента. Так нагрузка и от бревенчатой, и от кирпичной бани остается все-таки в пределах нормы – еще и с каким-то запасом.

Если же у вас получается, что вес бани будет явно превышать это значение, и вы сомневаетесь, выдержит ли фундамент нагрузку – просто увеличьте ширину его ленты, и все, ведь нужно будет учитывать еще и расчет осадки ленточного фундамента с годами. Только после этого еще раз пересчитайте нагрузку на грунт – вес фундамента в этом случае изменится, и общее значение будет уже другим.

К слову, тяжелыми называются те грунты, что тяжело копаются – и их называют «плотными», т.е. обладающими низкой пористостью и неэластичность. А вот те, что копаются легко – это среднеплотные грунты, которые еще могут зваться пористыми, пластичными и текучими.

Немаловажное значение имеет и глубина промерзания почвы. Дело в том, что та земля, что находится ниже этой точки, уже уплотнена, как говорится, «дальше некуда» — и в этом состоянии она находится сотни лет. А вот тот грунт, что выше этой точки, всегда насыщен влагой и при сезонном размораживании увеличивается в объеме – пучится. Причем не менее чем на 10% — для фундамента это довольно ощутимо, как, впрочем, и для стен бани. Вот откуда взялось понятие максимальной деформации строительного материала, и вот почему так важно вычислить характеристику почвы и ее возможное пучение к весне, и на основе чего делается расчет ленточного монолитного фундамента – точный и надежный.

Подробнее о том, как выбирать фундамент в зависимости от типа почвы, можно узнать тут: https://stroy-banya.com/fundament/fundament-na-razlichnyx-tipax-pochv.html

Этап II. Определение примерной массы постройки

И сюда обязательно нужно вписать массу мебели и всех других предметов, что будут находиться в бане, а также снег, который осядет на крыше и который весить может даже тонну.

Если вы хотите сделать мебель своими руками, советуем прочитать статью https://stroy-banya.com/otdelka_interier/mebel-dlya-bani-iz-dereva.html

Всего проверка выбранного типа фундамента будет проходить по трем параметрам:

  • Несущая способность грунта – выше удельной нагрузки.

Что такое несущая способность грунтов? Это характеристика выбранного участка, которая показывает, какую именно нагрузку может выдержать единица площади грунта и какой должна быть общая площадь фундамента бани – чем хуже, как оказалось, грунт может выдерживать давление, тем больше должна быть площадь нулевого уровня. Как определить несущую способность грунта? Вот как: на способность грунтов «держать» фундамент оказывает влияние одновременно целый ряд факторов. Это и тип грунта основания, и его плотность, и сезонная влажность, и близость расположения подземных вод. Это – только пример расчета ленточного фундамента, ведь для каждого участка нужно учитывать свои природные и техногенные факторы.

  • Деформация морозного пучения грунта значительно меньше предельно допустимой для данного фундамента и самой конструкции бани.
  • Напряжения на фундамент, которые могут быть, не больше тех напряжений, при которых потеря упругости в арматуре фундамента может оказаться необратимой.

Так, самые хрупкие и склонные к трещинам – это кирпич и блоки без армирования. Для них показатель деформации не может превышать значения 0,0005. То есть при длине фундамента в 15 метров выгиб стены не может быть более 7,5 мм, в зависимости от чего и делается расчет арматуры для ленточного фундамента.

Этап III. Корректировка размеров фундамента

Итак, остается только расчет бетона на ленточный фундамент – его объем будет равен кубатуре самого фундамента. Как ее вычислить? Очень просто – ширину ленты умножить на высоту и на общую длину. Обычно ширина ленты не превышает 40 см, длина – это сумма дли всех стен бани, которые являются несущими, а высота – это значение надземной части плюс подземная.

Вот и все: подготовка к возведению нулевого уровня бани всегда, конечно, кропотливая и отнимает немало времени и сил, зато минимум три поколения будут париться в любимой парной со спокойной душой.

Правильно просчитанный и спроектированный фундамент

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

stroy-banya.com

Расчет нагрузки на фундамент — Самая лучшая система расчета нагрузки

Расчет нагрузки на фундамент необходим для правильного выбора его геометрических размеров и площади подошвы фундамента. В конечном итоге, от правильного расчета фундамента зависит прочность и долговечность всего здания. Расчет сводится к определению нагрузки на квадратный метр грунта и сравнению его с допустимыми значениями.

Для расчета необходимо знать:

  • Регион, в котором строится здание;
  • Тип почвы и глубину залегания грунтовых вод;
  • Материал, из которого будут выполнены конструктивные элементы здания;
  • Планировку здания, этажность, тип кровли.

Исходя из требуемых данных, расчет фундамента или его окончательная проверка производится после проектирования строения.

Попробуем рассчитать нагрузку на фундамент для одноэтажного дома, выполненного из полнотелого кирпича сплошной кладки, с толщиной стен 40 см. Габариты дома – 10х8 метров. Перекрытие подвального помещения – железобетонные плиты, перекрытие 1 этажа – деревянное по стальным балкам. Крыша двускатная, покрытая металлочерепицей, с уклоном 25 градусов. Регион – Подмосковье, тип грунта – влажные суглинки с коэффициентом пористости 0,5. Фундамент выполняется из мелкозернистого бетона, толщина стенки фундамента для расчета равна толщине стены.

Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения зависит от глубины промерзания и типа грунта. В таблице приведены справочные величины глубины промерзания грунта в различных регионах.

Таблица 1 – Справочные данные о глубине промерзания грунта

Справочная таблица для определения глубины заложения фундамента по регионам

Глубина заложения фундамента в общем случае должна быть больше глубины промерзания, но есть исключения, обусловленные типом грунта, они указаны в таблице 2.

Таблица 2 – Зависимость глубины заложения фундамента от типа грунта

Зависимость глубины заложения фундамента от типа грунта

Глубина заложения фундамента необходима для последующего расчета нагрузки на почву и определения его размеров.

Определяем глубину промерзания грунта по таблице 1. Для Москвы она составляет 140 см. По таблице 2 находим тип почвы – суглинки. Глубина заложения должна быть не менее расчетной глубины промерзания. Исходя из этого глубина заложения фундамента для дома выбирается 1,4 метра.

Расчет нагрузки кровли

Нагрузка кровли распределяется между теми сторонами фундамента, на которые через стены опирается стропильная система. Для обычной двускатной крыши это обычно две противоположные стороны фундамента, для четырехскатной – все четыре стороны. Распределенная нагрузка кровли определяется по площади проекции крыши, отнесенной к площади нагруженных сторон фундамента, и умноженной на удельный вес материала.

Таблица 3 – Удельный вес разных видов кровли

Справочная таблица — Удельный вес разных видов кровли

  1. Определяем площадь проекции кровли. Габариты дома – 10х8 метров, площадь проекции двускатной крыши равна площади дома: 10·8=80 м2.
  2. Длина фундамента равна сумме двух длинных его сторон, так как двускатная крыша опирается на две длинные противоположные стороны. Поэтому длину нагруженного фундамента определяем как 10·2=20 м.
  3. Площадь нагруженного кровлей фундамента толщиной 0,4 м: 20·0,4=8 м2.
  4. Тип покрытия – металлочерепица, угол уклона – 25 градусов, значит расчетная нагрузка по таблице 3 равна 30 кг/м2.
  5. Нагрузка кровли на фундамент равна 80/8·30 = 300 кг/м2.

Расчет снеговой нагрузки

Снеговая нагрузка передается на фундамент через кровлю и стены, поэтому нагружены оказываются те же стороны фундамента, что и при расчете крыши. Вычисляется площадь снежного покрова, равная площади крыши. Полученное значение делят на площадь нагруженных сторон фундамента и умножают на удельную снеговую нагрузку, определенную по карте.

Таблица — расчет снеговой нагрузки на фундамент

  1. Длина ската для крыши с уклоном в 25 градусов равна (8/2)/cos25° = 4,4 м.
  2. Площадь крыши равна длине конька умноженной на длину ската (4,4·10)·2=88 м2.
  3. Снеговая нагрузка для Подмосковья по карте равна 126 кг/м2. Умножаем ее на площадь крыши и делим на площадь нагруженной части фундамента 88·126/8=1386 кг/м2.

Расчет нагрузки перекрытий

Перекрытия, как и крыша, опираются обычно на две противоположные стороны фундамента, поэтому расчет ведется с учетом площади этих сторон. Площадь перекрытий равна площади здания. Для расчета нагрузки перекрытий нужно учитывать количество этажей и перекрытие подвала, то есть пол первого этажа.

Площадь каждого перекрытия умножают на удельный вес материала из таблицы 4 и делят на площадь нагруженной части фундамента.

Таблица 4 – Удельный вес перекрытий

Таблица расчет веса перекрытий и их нагрузка на фундамент

  1. Площадь перекрытий равна площади дома – 80 м2. В доме два перекрытия: одно из железобетона и одно – деревянное по стальным балкам.
  2. Умножаем площадь железобетонного перекрытия на удельный вес из таблицы 4: 80·500=40000 кг.
  3. Умножаем площадь деревянного перекрытия на удельный вес из таблицы 4: 80·200=16000 кг.
  4. Суммируем их и находим нагрузку на 1 м2 нагружаемой части фундамента: (40000+16000)/8=7000 кг/м2.

Расчет нагрузки стен

Нагрузка стен определяется как объем стен, умноженный на удельный вес из таблицы 5, полученный результат делят на длину всех сторон фундамента, умноженную на его толщину.

Таблица 5 – Удельный вес материалов стен

Таблица — Удельный вес стен

  1. Площадь стен равна высоте здания, умноженной на периметр дома: 3·(10·2+8·2)=108 м2.
  2. Объем стен – это площадь, умноженная на толщину, он равен 108·0,4=43,2 м3.
  3. Находим вес стен, умножив объем на удельный вес материала из таблицы 5:   43,2·1800=77760 кг.
  4. Площадь всех сторон фундамента равна периметру, умноженному на толщину: (10·2+8·2)·0,4=14,4 м2.
  5. Удельная нагрузка стен на фундамент равна 77760/14,4=5400 кг.

Предварительный расчет нагрузки фундамента на грунт

Нагрузку фундамента на грунт расчитывают как произведение объема фундамента на удельную плотность материала, из которого он выполнен, разделенное на 1 м2 площади его основания. Объем можно найти как произведение глубины заложения на толщину фундамента. Толщину фундамента принимают при предварительном расчете равной толщине стен.

Таблица 6 – Удельная плотность материалов фундамента

Таблица — удельная плотность материало для грунта

  1. Площадь фундамента – 14,4 м2, глубина заложения – 1,4 м. Объем фундамента равен 14,4·1,4=20,2 м3.
  2. Масса фундамента из мелкозернистого бетона равна: 20,2·1800=36360 кг.
  3. Нагрузка на грунт: 36360/14,4=2525 кг/м2.

Расчет общей нагрузки на 1 м2 грунта

Результаты предыдущих расчетов суммируются, при этом вычисляется максимальная нагрузка на фундамент, которая будет больше для тех его сторон, на которые опирается крыша.

Условное расчетное сопротивление грунта R0 определяют по таблицам  СНиП 2.02.01—83 «Основания зданий и сооружений».

  1. Суммируем вес крыши, снеговую нагрузку, вес перекрытий и стен, а также фундамента на грунт: 300+1386+7000+5400+2525=16 611 кг/м2=17 т/м2.
  2. Определяем условное расчетное сопротивление грунта по таблицам СНиП 2.02.01—83. Для влажных суглинков с коэффициентом пористости 0,5 R0 составляет 2,5 кг/см2, или 25 т/м2.

Из расчета видно, что нагрузка на грунт находится в пределах допустимой.

stroyvopros.net

Нагрузка на ленточный фундамент: как рассчитать?

Преимущества ленточного фундамента

Фундамент является основой дома. Существуют различные виды фундаментов, а также их подвиды. Решая, на выборе какого именно фундамента остановиться, необходимо изучить грунт той местности, где будет возводиться здание, определить нагрузку на фундамент, которая зависит от того, сколько этажей будет построено. Распространенный в применении из всех существующих фундаментов — ленточный. Он достаточно популярен, подходит для воздвижения сооружений практически любого типа на очень многих типах грунта. Универсальность этого типа фундаментов и является причиной этой популярности.

Ленточный фундамент отлично подходит для домов с цокольным этажом или подвалом.

Распределяемая нагрузка на ленточный фундамент позволяет создавать его как под стенами дома, который строится, так и в виде опор, которые никак не связаны между собой. При постройке дома, многие задумываются не только о том, как вывести жилую площадь вверх, но и как углубиться вниз. Такое углубление позволяет иметь в своем доме что-то вроде бомбоубежища, укромного уголка или спортивного зала по соседству со стратегическими запасами продуктов и автономным жизнеобеспечением. И если вы действительно хотите располагать подземными сооружениями, то ленточный фундамент для таких целей подходит идеально.

Схема ленточного фундамента.

Возвести ленточный фундамент можно несколькими способами, один из которых предполагает сплошную стену. Другой способ предусматривает возможность использовать разное количество стальных балок. Те промежутки, которые образуются в фундаменте, заливаются бетоном. Несмотря на многие трудности, связанные с возведением ленточного фундамента, он остается достаточно популярным. Прежде всего, трудности связаны со сложностью процесса его возведения, а также требованиям к вырываемому для него котловану. Немаловажным фактором, который затрудняет строительство этого фундамента, является то, что на его создание необходимо большое количество материала. Это увеличивает себестоимость всей постройки.

Вернуться к оглавлению

Преимущества и недостатки разных типов конструкций

Если требуется более прочная конструкция такого фундамента, то лучше использовать технологию его возведения как единого целого. В данном типе постройки отсутствуют провалы, промежутки и щели, в его структуру вводятся различные утеплители. Такой ленточный фундамент называется монолитным, на его постройку требуется больше времени, но он заранее рассчитан на наивысшую степень надежности по сравнению с любыми другими типами фундаментов.

Схема гидроизоляции ленточного фундамента.

Другой подход к возведению ленточного фундамента заключается в том, чтобы упростить саму процедуру постройки, придать ей некоторую мобильность, позволяющую оперативно вносить изменения в саму конструкцию. Принцип другого типа ленточного фундамента заключается в том, что он создается как ряд раздельных блоков, из которых и собирают всю конструкцию фундамента. Отсюда и название — сборный. Материалом, из которого такие блоки строятся, может быть как бетон, так и железобетон.

Преимущество возведения такого типа конструкции, как сборный ленточный фундамент, заключается в том, что он позволяет избегать разного рода ошибок при строительстве основы здания. Монолитная постройка подобных сооружений, несмотря на все ее преимущества, требует очень скрупулезного к себе отношения. Но в отличие от монолитной постройки, сборный ленточный фундамент при его постройке будет в изобилии иметь множество маленьких щелей. Для воздвижения подземных сооружений такой тип конструкций не очень годится.

Поэтому, если вы собрались построить себе подземный бункер, то уже знаете,вооружившись описанием выше, что для такого типа постройки вам стоит использовать монолитный ленточный фундамент, который надежнее сборного, не имеет щелей и промежутков, не пропускает влагу. Монолитный тяжелее, чем сборный, но он идеально подходит для возведения абсолютно любых типов зданий. И поскольку сборная основа здания создается по некоторым определенным стандартам, то при его использовании в возведении сложных конструкций могут возникать дополнительные трудности. А любые трудности, которые требуется решать в строительстве, сопряжены с дополнительными расходами.

Вернуться к оглавлению

Как возвести ленточный фундамент?

Схема армирования ленточного фундамента.

Для того чтобы возводить ленточный фундамент, необходимо определить точку промерзания. Достаточно суровый климат требует отталкиваться этой точки при строительстве зданий, в которых используются достаточно тяжелые материалы, такие как бетон, кирпич и камень. Определив данную точку, необходимо определить ниже ее уровень на 50-70 см. Именно на данном уровне и производиться закладка ленточного фундамента.

В том случае, если грунт имеет повышенную влагу, фундамент укрепляется армированным поясом. Такое укрепление применяется и тогда, когда фундамент возводится на небольшой глубине.

Но в тех случаях, когда грунт промерзает глубоко и сильно вспучивается, рекомендуется избегать возведения ленточного фундамента.

Под каждой капитальной стеной должна ложиться лента одинаковой ширины. Определив точку промерзания и уровень укладки фундамента, подошву необходимо укладывать ниже точки промерзания на 20 см. Соблюдая технологию укладки, вы воздвигаете конструкцию, основа которой рассчитана на срок эксплуатации более 100 лет и не требует за все время эксплуатации дополнительных вложений и капитального ремонта.

Ленточный фундамент в разрезе.

Выше было упомянуто про возможность пропускания влаги сборным ленточным фундаментом. Чтобы этого избежать или максимально устранить нежелательный эффект, после того, как фундамент готов, создают отмостку разной ширины, которая зависит от материалов, применявшихся в процессе строительства. Используемая при укладке такого типа основы здания технология применяет установку песчаной подушки, толщина которой должна быть не более 60 см и не менее 40 см, с одновременным условием, что она не превышает половины всей высоты фундамента. Если грунт, на котором возводится здание, песчаный, то подушка создается выше уровня промерзания грунта, при условии, что вся глубина закладки конструкции составляет не менее 60 см.

Необходимо учитывать и тот материал, который используется при закладке фундамента и влияет на толщину такой конструкции. Если в строительстве используется бетон, то толщина должна быть не менее 100 мм. При использовании камня толщина будет составлять 500 мм, бутобетона — 350 мм. Как указывалось выше, одно из основных требований к укладке ленточного фундамента заключается в том, что он должен располагаться под каждой несущей стеной. Его ширину будет определять нагрузка, которая допустима при данном типе грунта.

Вернуться к оглавлению

Рассчитать нагрузку на ленточный фундамент

Ленточный фундамент из железобетонных плит.

Для того чтобы посчитать нагрузку на фундамент, необходимо сделать проверку несущей способности его конструктивного сечения в наиболее нагруженном месте. Как правило, это то место, куда, помимо других нагрузок, которые испытывает весь периметр фундамента, дополнительно действует давление со стороны стен, крыши, перекрытия и т.д. Требуется произвести расчет общей нагрузки, которую испытывает 1 погонный м подошвы основы здания в найденном сечении.

Данная нагрузка считается (складывается) из нагрузок от внутренних и наружных стен дома, перекрытий, крыши. К ним необходимо добавить и нагрузки от снега, и самого фундамента. Когда производим расчет общей нагрузки, необходимо пользоваться данными из соответствующих таблиц. В том случае, когда производится расчет нагрузки от снега, необходимо использовать таблицу с указанием коэффициентов влияния уклона крыши на снеговую нагрузку. Умножаем коэффициент из этой таблицы на величину нормативной массы снегового потока и на грузовую площадь, которая приходится на 1 погонный м.

Производя расчет нагрузки от крыши учитываем, какой тип кровли используется в строительстве, а далее выбираем по таблице данные про удельный вес такого покрытия. Например, для кровельной стали при уклоне в 27° удельный вес равен 20-30 кг/м2, а при использовании гончарной черепицы с уклоном в 45°, удельный вес составляет 60-80 кг/м2. Получив расчет этих данных, умножаем на величину грузовой площади.

Далее производим расчет и устанавливаем, какой тип кровли используется при строительстве: чердачное и цокольное по деревянным балкам с утеплителем или цокольное железобетонное. Находим в таблице соответствующий выбранному типу кровли удельный вес. Эти данные множим на грузовую площадь чердачного перекрытия дома.

После этого определяем, какой планируется использовать тип стен. В зависимости от того, из какого материала и какой толщины, определяем по таблице величину удельного веса стен, которую множим на площадь стены. Последнюю величину находим, произведя расчет: высоту стены умножаем на ее длину.

Наименьший удельный вес в 30-50 кг/м2 имеют деревянные каркасно-панельные стены толщиной 150 мм с минераловатным утеплителем. Наибольший удельный вес у стен из полнотелого кирпича сплошной кладки толщиной в 510 мм, который колеблется от 900 до 1000 кг/м2. вы выбираете и вставляете в расчет данные того типа стены, который планируете использовать при строительстве.

Для того чтобы определить нагрузку от самого фундамента, необходимо исходить из материала, который применяется при его строительстве: бутобетон, кирпич, железобетон и т.д. По таблице находим величину удельного веса, которую умножаем на объем одного погонного метра фундамента. Производим расчет объема, умножая длину, ширину и высоту погонного метра фундамента.

Остается сделать расчет той нагрузки, которая исходит от стен и пола веранды. Она традиционно невелика и ее словно можно принять в пределах 120-170 кг. Полученные данные складываем между собой и получаем значение суммы, которая и будет определять общую нагрузку на ленточный фундамент. Полученный расчет позволяет определиться, допустима ли нагрузка на выбранный тип фундамента.

Для этого величину общей нагрузки необходимо поделить на величину опорной площади фундамента в искомом сечении и сравнить его с расчетным. Если величина удельного веса расчетного сечения выше, то все в порядке, если нет — необходимо вносить изменения в запланированное строительство.

Вернуться к оглавлению

Некоторые общие данные и выводы

Указанный выше расчет является теорией. Большое количество практиков имеют свой взгляд на укладку основы здания. Эти точки зрения, несмотря на некоторое отличие от теории, тем не менее не противоречат ей и считаются справедливыми.

Рассматривались случаи, когда укладка ленточного фундамента произведена ниже точки промерзания на грунте, который имеет свойство пучиться. Это свойство в полной мере проявляется с приходом весны. При этом это состояние в пределах глубины промерзания никак не оказывало влияния на несущую способность фундаментов. Но необходимо учитывать, что чем более высока пучинистость грунта и чем меньше общая нагрузка на фундамент, тем ширина траншей должна быть больше.

Сборные ленточные фундаменты представляют собой достаточно жесткую конструкцию. Это обеспечивает отсутствие трещин в зданиях, которые возводятся на такой основе. Но во время расчета может быть не учитываться разница нагрузок в разных частях дома, из-за чего такое здание может впоследствии иметь небольшой крен.

Практика показала: если расчеты допускают некоторые опоры в пучинистых грунтах, при которых может быть обеспечена устойчивость постройки, то на деле оказывается, что такие опоры не в состоянии адекватно выдерживать реальные нагрузки. То есть расчетные величины нагрузок возводимых конструкций должны быть намного меньше допускаемых.


moifundament.ru

Расчёт нагрузки на фундамент

В данной статье мы рассмотрим особенности расчета нагрузки на фундамент дома. Вы узнаете, зачем необходимо осуществлять данные расчеты и как сделать их самостоятельно. Будет детально изучена технология определения несущей способности грунта, вычисления массы здания и силы снеговых и ветровых воздействий, а также продемонстрирована последовательность таких расчетов на практике.
Нагрузка на фундамент — это допустимые цифровые значения, обозначающие несущую способность. Проведение точных расчётов сопряжено с выполнением геологических исследований и определением степени рыхлости грунта и насыщения его влагой.

Зачем проводятся расчёты нагрузки на фундамент

Расчет нагрузки, которую будет переносить фундамент в процессе эксплуатации, является ключевым этапом проектирования любого основания. Исходя из данных расчетов определяются необходимые несущие характеристики будущего фундамента, его типоразмер и опорная площадь.

Определяемые нагрузки веса здания, снегового и ветрового воздействия, а также эксплуатационного давления, также сопоставляются с несущей способностью грунта на строительной площадке, поскольку несущая способность почвы, в некоторых случаях, может быть меньшей, чем несущие свойства самого фундамента.

Рис: Возможный результат неправильного расчета нагрузок на фундамент дома

Ответственное отношение к проведению данных расчетов гарантирует, что фундамент под конкретное здание будет подобран правильно. В противном случае, вы рискуете построить дом на слишком слабом фундаменте, что приведет к его разрушению и деформации, либо обустроить фундамент с недостаточной опорной площадью, который под весом здания просто осядет в грунт. Важно: определение нагрузок на фундамент и сопоставление их с несущей способностью грунта лучше всего доверить профессиональным проектировочным организациям, которые выполнят все расчеты согласно строительных норм. В случае, если вы решились сделать это самостоятельно, крайне важно досконально изучить методику проведения данных расчетов.

Общие правила проведения расчёта нагрузки на фундамент

Определяется нагрузка посредством использования переменных и постоянных величин:

  • масса здания;
  • вес основания;
  • снеговые нагрузки на кровлю;
  • ветряное давление на здание.

Общая масса здания вычисляется при сложении веса стен с перекрытиями, дверей с окнами, стропильной системы и кровли, а также крепежей, сантехники, декоративных элементов и количества людей, которые будут единовременно проживать в доме.

Расчёт нагрузки на ленточный фундамент

Определение нагрузки на ленточное основание начинается с подсчёта массы самой ленты, для чего используется следующая формула:

Pфл= V × q.

Расшифровка формулы:

V – объём стен;
q – плотность материала основания.

Необходимо произвести суммирование всех типов давления на фундамент, для чего можно воспользоваться следующей формулой: (Pд+Pфл+ Pсн+Pв)/ Sф.

Внимание! Важно, чтобы результат вычислений, выражающийся в удельной нагрузке, был меньше допустимых значений сопротивления почвы. Разница должна составлять порядка 25%, что необходимо для компенсации неточностей.

Получение точных сведений, возможно при учёте видов стен, надо определить, какие из них несущие и выполняют функцию удержания перекрытий, лестничных пролётов, стропил. Выявляются самонесущие стены, выполняющие функцию поддержания исключительно собственной массы. Исходя из этих данных, определяют под какую сторону закладывать стены определённой ширины, с обязательной проверкой допустимых значений.


Расчёты нагрузки в программе «APM Civil Engineering»

Расчёт нагрузки на столбчатый фундамент

Определение нагрузки на фундамент столбчатого типа, осуществляется по одной формуле. Здесь надо учитывать, что воздействие здания будет распределяться между всеми существующими опорами. Требуется умножить площадь сечения столба () на высоту (H). Результатом вычисления станет получение объёма, который следует перемножить с плотностью материала, используемого для возведения фундамента (q)и общим числом столбиков, заглубляемых в почву.

  • Вычисления будут проводиться по следующей формуле: Pфc= Sс× H× q×N.
  • Определить суммарное сечение, можно по следующей формуле: Sсо= Sс × N.

Вычислить величину нагрузки на сваи, можно разделив массу дома на его опорную площадь, что будет выглядеть следующим образом: P/Sсо.

Важно! Если при проведении расчётов выясняется, что грунтовое давление превышает допустимые значения, то следует изменить используемые параметры и прибегнуть к расширению опорной площади. Требуется увеличить число опор и сделать их большего диаметра, что поможет получить основание с нужными параметрами.

 

Расчёт нагрузки на свайный фундамент

Особенностью расчёта свайного основания, является необходимость выявления массы здания (P), которая делится на количество опор.Внимание! Требуется подбирать сваи с нужными показателями длины и необходимыми прочностными характеристикам, принимая во внимание геологические характеристики грунта. Так как в процессе эксплуатации свайный фундамент несет те же нагрузки, что и остальные виды фундамента — от массы здания, полезного давления, снежного покрова и ветра.

Рассчитывать нагрузку на свайный фундамент необходимо для того, чтобы в дальнейшем при проектировании ее можно было сопоставить с максимально допустимой нагрузкой на грунт строительной площадки, и при необходимости увеличить число свай либо сечение используемых опор

Чтобы сопоставить допустимые нагрузки на свайный фундамент и грунт необходимо выполнить следующие расчеты:

  • Определить вес здания и все сопутствующие нагрузки, просуммировать их и умножить на коэффициент запаса надежности;
  • Определить опорную площадь одной сваи по формуле: «r2 * 3.14» (r- радиус сваи, 3,14 — константа), после чего вычислить общую опорную площадь основания, умножив полученную величину на количество свай в фундаменте;
  • Рассчитать фактическую нагрузку на 1 см2 грунта: массу здания разделяем на опорную площадь фундамента;
  • Полученную нагрузку сопоставить с нормативной допустимой нагрузкой на грунт.

Для примера: дом массой 95 тонн. (с учетом снеговых и ветровых нагрузок) строится на фундаменте из 50 буронабивных свай, общая опорная площадь которых составляет 35325 см2. Грунт на участке представлен твердыми глинистыми породами, которые выдерживают нагрузку в 3 кг/см2.

  • Фактическая нагрузка на грунт: 95000/35325 = 2,69 кг/см2.

Как показывают расчеты, нагрузки от здания, передаваемые фундаментов на грунт, позволяют реализовывать данный проект в конкретных грунтовых условиях.

Важно! Если бы нагрузки были больше допустимых, потребовалось бы увеличить опорную площадь фундамента, увеличив количество свай либо их сечение.

 

Порядок проведения вычислений и расчётов

Независимо от типа основания, расчёты производятся в следующей последовательности:

  • Необходимо выяснить параметры, касающиеся единицы длины опоры, помимо нагрузок от веса самого строения, которые состоят из массы стен, перекрытий и кровли, также определяется эксплуатационное давление, нагрузки от снегового покрова и ветровые нагрузки;
  • Расчет массы фундамента. Основание дома также будет оказывать нагрузку на почву, которую необходимо высчитать и добавить к нагрузкам от массы здания. Чтобы сделать это, нужно исходя из габаритов (высоты, ширины и периметра) определить объем основания, и умножить его на объемную плотность бетона (массу одного кубометра).
  • Расчет несущих характеристик почвы — для этого нужно определить тип грунта, и в соответствии с нормативными таблицами вычислить допустимую нагрузку на 1 кв.см. почвы.
  • Cверка полученных данных с сопротивлением почвы – если возникает необходимость, то осуществляется корректировка площади опоры, например, в случае с ленточным основанием, увеличивается его толщина. При обустройстве свайных или столбчатых оснований необходимо увеличить количество опор в фундаменте либо площадь их сечения;
  • Измерение фундамента – определение размеров;
  • Вычисление толщины подушки из песка, формируемой непосредственно под подошвой. Уплотняющая подсыпка из песка и гравия необходима для предотвращения усадки почвы под массой здания и для минимизации вертикальных сил пучения. В нормальных условиях ее толщина составляет 20 см (10 см песка и 10 см гравия), однако при строительстве тяжелых домов в пучинистом грунте она может быть увеличена до 50 см.

Необходимо учесть, что приведённые формулы расчёта нагрузки, будут актуальны исключительно в сфере малоэтажного строительства, то есть при возведении объектов высотой до 3-х этажей. Схема является упрощённой, так как учитывает только удельное сопротивление грунта, при необходимости прогнозирования сдвига грунтовых слоёв, следует обратиться за помощью к профессионалам. Желательно проводить расчёты дважды, чтобы наверняка определить нужные параметры, так как от этого зависит устойчивость здания.

Собираем показатели грунта

При проектировании фундамента необходимо проводить геодезический анализ грунта на строительной площадке, который позволяет определить три важных показателя — тип почвы, глубину ее промерзания и уровень расположения грунтовых вод.

Исходя из типа грунта вычисляется его несущая характеристика, которая используется при расчете опорной площади основания. Глубина промерзания почвы определяет уровень заглубления фундамента — при строительстве в условиях пучинистых грунтов фундамент необходимо закладывать ниже промерзающего пласта земли. На основании данных о грунтовых водах определяется необходимость обустройства дренажной системы и гидроизоляции фундамента.

Важно: вышеуказанные показатели грунта вы можете собрать самостоятельно, для этого вам потребуется лишь ручной бур и рулетка.

Рис: Структура грунтов на территории Московской области

Для сбора показателей необходимо с помощью ручного бура по периметру площадки под застройку сделать несколько скважин глубиной 2-2.5 м. Одна скважина должна располагаться в центре участка, еще две — в центральных частях боковых контуров предполагаемого фундамента. Необходимость бурения нескольких скважин обуславливается тем, что на разных участках площадки может наблюдаться отличающийся уровень грунтовых вод.

В первую очередь нужно определить тип почвы: в процессе бурения возьмите изымаемый из скважины грунт (с глубины 2-ух меров) и скатайте его в плотный цилиндр, толщиной 1-2 сантиметра. Затем попытайтесь согнуть цилиндр.

  • Если почва рыхлая и цилиндр из нее сформировать невозможно (она попросту рассыпается), вы имеете дело с песчаным грунтом;
  • Цилиндр скатывается, но при этом он покрыт трещинами и разламывается при сгибающем воздействии, значит грунт на участке представлен супесями;
  • Цилиндр плотный, но при сгибании ломается — легкий суглинок;
  • Грунт хорошо скатывается, но при сгибании покрывается трещинами — тяжелый суглинок с большим содержанием глины;
  • Почва легко скатывается, не трескается и не ломается при сгибании — глинистый грунт.

Далее необходимо определить показатель уровня грунтовых вод. Оставьте пробуренные скважины на ночь, чтобы они заполнились водой. На следующее утро возьмите деревянную рейку двухметровой длины и обмотайте ее бумагой, опустите рейку в скважину. По мокрому участку определите, на каком расстоянии от поверхности скважины расположена вода.

Рис: Пробная скважина для определения уровня грунтовых вод

Важно: определить фактический уровень промерзания почвы в домашних условиях невозможно. Для этого необходимо специализированное оборудование, при этом сам анализ выполняется на протяжении длительного времени наблюдения за конкретным участком.

Предлагаем вашему вниманию карту расчетной глубины промерзания почвы в разных регионах России, которую нужно использовать при самостоятельном проектировании фундамента.

Рис: Границы промерзания грунтов в разных регионах России

Определяем несущую способность грунта

Ориентировочную несущую способность грунта можно определить на основе проделанных ранее изысканий. Зная тип грунт на участке под застройку сопоставьте его с данными в нижеприведенной таблице.











Тип почвыНесущая способность (расчетное сопротивление)Тип почвыНесущая способность (расчетное сопротивление
СупесьОт 2 до 3 кгс/см2Щебенистая почва с пылевато-песчаным заполнителем6 кгс/см2
Плотная глинаОт 4 до 3 кгс/см2Щебенистая почва с заполнителем из глиныОт 4 до 4.5 кгс/см2
Среднеплотная глинаОт 3 до 5 кгс/см2Гравийная почва с песчаным заполнителем5 кгс/см2
Влагонасыщенная глинаОт 1 до 2 кгс/см2Гравийная почва с заполнителем из глиныОт 3.6 до 6 кгс/см2
Пластичная глинаОт 2 до 3 кгс/см2Крупный песокСреднеплотный — 5, высокоплотный — 6 кгс/см2
СуглинокОт 1.9 до 3 кгс/см2Средний песокСреднеплотный — 4, высокоплотный — 5 кгс/см2
Насыпной уплотненный грунт (песок, супеси, глина, суглинок, зола)От 1.5 до 1.9 кгс/см2Мелкий песокСреднеплотный — 3, высокоплотный — кгс/см2
Сухая пылеватая почваСреднеплотная — 2.5, высокоплотная — 3 кгс/см2Водонасыщенный песокСреднеплотный  — 2, высокоплотный — 3 кгс/см2
Влажная пылеватая почваСреднеплотная — 1.5, высокоплотная 2 кгс/см2Водонасыщенная пылеватая почваСреднеплотная — 1, высокоплотная — 1.5 кгс/см2

Таблица 1: Расчетное сопротивление разных видов грунтов

Важно! Для последующих расчетов необходимо брать минимальный показатель несущей способности почвы, в таком случае вы обеспечите запас дополнительного сопротивления грунта весу здания

Расчёт нагрузки с учётом площади и региона дома

Все нагрузки на фундамент состоят из двух величин — постоянных и переменных. К постоянным нагрузкам относится вес самого здания, к переменным — сила давления снегового покрова и ветра, величина которой зависит от региона, где ведется строительство.

Зная площадь дома и нормативный вес материалов, из которого он будет возводиться, можно рассчитать ориентировочную нагрузку на фундамент, исходящую от массы строения.

Для проведения расчетов воспользуйтесь следующими справочными таблицами:

Таблица 2: Расчетный вес стен


Таблица 3: Расчетный вес перекрытий

Таблица 4:  Расчетный вес кровли

Важно! Определив массу здания вам необходимо добавить к ней полезные нагрузки (вес людей, мебели), которые будет испытывать фундамент в процессе эксплуатации здания. Расчетная величина полезных нагрузок для жилищного строительства на каждый квадратный метр перекрытия составляет 100 кг.

Следующий этап расчетов — определение нагрузок от снегового покрова. Нормативная величина снеговой нагрузки различается в разных регионах России. Для расчета вам необходимо умножить площадь кровли здания на вес 1 м2 снега и коэффициент уклона крыши.

Таблица 5: Нагрузка от снегового покрова на фундамент здания

Осталось лишь рассчитать ветровую нагрузку на здание. Делается это по формуле:

  • площадь здания * (N +15*высота здания); где N — расчетная ветровая нагрузка для разных регионов России, которую вы можете увидеть на нижеприведенной карте.

Рис: Карта ветровых нагрузок в разных регионах России

Важно! Определив все постоянные и переменные нагрузки вам необходимо их просуммировать, так вы получите совокупную нагрузку на фундамент здания. Для дальнейших расчетов ее необходимо умножить на коэффициент запаса надежности 1,5.

Наши услуги

Компания Установка Свай» занимается погружением железобетонных свай — забивка свай, лидерным бурением и поставкой свай для сооружения свайного фундамента. Если Вас интересует проведение работ, связанных с проектировкой, гео разведкой, либо возведение свайного фундамента, воспользуйтесь формой внизу сайта.

Полезные материалы

Несущая способность грунта

Такое свойство грунта как его несущая способность — это первоочередная информация, которую необходимо выяснить на подготовительном этапе строительства фундамента.

 

Испытания свай

При строительстве часто используют в качестве фундаментов сваи. Но прежде чем вводить такие элементы в работу, должна быть проведена проверка их на прочность.

 

Несущая способность свай

Несущая способность свайных конструкций – это определение величины нагрузки, которую она способная воспринимать с учётом деформации грунта под её основанием.

 

 

ustanovkasvai.ru

Расчет ленточного фундамента | Новости в строительстве

Расчет ленточного фундамента дома,нужно начинать еще на стадии проектирования дома.Необходимо прежде всего учитывать размеры дома, количество необходимых материалов, рассчитать примерный вес дома и после всего этого произвести расчет ленточного фундамента.

Железобетонный монолитный фундамент в разрезе

Любой фундамент рассчитывают на прочность, он должен нести нагрузку всего дома и передать нагрузку на грунт. Поэтому для устойчивой работы фундамента необходимо рассчитать площадь его подошвы через которую он эту нагрузку и распределяет равномерно.Расчет ленточного фундамента начинается с правильного определения типа грунта под основания.То есть на каком грунте будет стоять будущий дом, так как чем прочнее основание тем долговечнее сооружение.

Если мы определили какой тип грунта имеем под основание, сможем дальше без проблем вычислить и оптимальную глубину закладки. Оптимальная глубина закладки ленточного фундамента позволяет максимально снизить объемы работ затраченные при строительстве фундамента а также его стоимость.

При этом, правильные и грамотные  расчетные изменения никак не повлияют с отрицательной стороны на условия его работы и эксплуатационные свойства. Например,зачем нам закладывать фундамент  на глубину 2 метра, когда у нас под основание имеются хрящеватые грунты и глубина заложения до 1 метра вполне достаточна в таких случаях? При этом наша экономия очевидна и весьма существенная.

Глубина заложения фундамента также зависит и от уровня грунтовых вод на участке и глубины промерзания грунта.Все эти необходимые данные можно получить в строительных организациях, специализирующихся лабораториях или самому.Чтобы самому с этим вопросом разобраться необходимо отрыть шурф-колодец глубиной до 2,5 метра и внимательно изучить структуру грунта. Далее, в этой статье мы вычислим нагрузку всего дома на фундамент и рассчитаем ширину подошвы фундамента.

Содержание статьи:

1. Общие сведения

2. Типы грунтов пригодные под основание фундамента.

3. Определение расчетной глубины промерзания грунта.

4.Расчет собственного веса фундамента из бетонных  блоков.

5. Расчет стеновой нагрузки на фундамент.

6. Расчет нагрузки от ж/б перекрытия на фундамент.

7. Расчет нагрузки на фундамент от кровли и снега.

8. Определение ширины подошвы фундамента.

Типы грунтов пригодные под основание для  фундамента

Основание под любой фундамент может быть искусственным или естественным. Естественное основание это то основание, на котором фундамент закладывают и ничем его не укрепляют. Если основание укрепляют например, песком или щебнем, то это искусственное основание. Наиболее хорошим считается основание из однородного грунта. Однородный грунт осаживается более равномерно а здание стоит на нем более устойчиво.

Грунты основания под фундамент могут быть следующие:

1. Скалистые грунты-не сжимаются, являются прочными и надежными, не размываются и не промерзают.В таких грунтах фундамент можно закладывать прямо на поверхности.

2.Хрящеватые грунты (хрящ,гравий,обломы камня ).Такие типы грунтов не размываются и не сжимаются. В таких грунтах фундамент можно заложить на глубине не менее 50 см -независимо от глубины промерзания грунта.

3. Песчаные грунты пропускают хорошо воду,под нагрузкой уплотняются значительно,незначительно промерзают.Фундамент в таких грунтах закладывают на глубину от 40 до 70 см.

4. Глинистые грунты размываются и способны сжиматься, при замерзании вспучиваются. В таких грунтах во влажной среде закладывают фундамент на расчетную глубину промерзания.

5. Суглинки и супеси представляют собой смесь песка с примесью глиняных частиц. Супесь содержит от 3 до 10 % глинистых частиц а суглинок от 10 до 30 %.Эти грунты занимают промежуточное место между песком и глиной. Лес относиться к группе суглинков но благодаря большому количеству пор при намокании он сжимается.Во влажных средах глубина заложения фундамента должна быть не менее расчетной глубины промерзания.

Глубина промерзания грунта в различных областях

Изолинии нормативных глубин промерзания глинистых грунтов

1. Астрахань, Вильнюс, Киев, Минск, Ростов -на-Дону,Рига-100 см.

2.Великие Луки, Волгоград, Курск, Псков, Смоленск, Харьков_120 см.

3. Воронеж,Тверь, Петербург, Москва, Новгород-140 см.

4. Вологда, Нижний Новгород, Кострома, Пенза, Саратов-150 см.

5. Ижевск, Казань, Котлас, Самара, Вятка, Ульяновск-170 см.

таблица расчетных сопротивлений грунтов

Глубина промерзания грунта может быть и большей, это лишь так называемые средние цифры.

Дальше рассчитываем площадь подошвы ленточного фундамента по формуле:

S=ℜn•F•ℜc•R ,где

S-площадь подошвы фундамента

ℜn-коэффициент надежности (берется равным 1 или 2)

ℜc – коэффициент условий работы для (принимают равным от 1 до 1,4)

F-Расчетная суммарная нагрузка на основание грунта (нагрузка от дома)

R-расчетное сопротивление грунта (приводится в таблице)

 

Таблица №2. Объемная масса строительных материалов

Объемная масса наиболее востребованных материалов

В строительных справочниках можно найти объемные массы различных строительных материалов в кг/м³ или удельный вес  материалов измеряемый в кг/м².Путем простых вычислений можно рассчитать расчетную суммарную нагрузку на основание грунта —F  и по формуле уже рассчитать площадь подошвы фундамента. Для облегчения задачи привожу объемные массы некоторых наиболее распространенных строительных материалов в таблицу №2.

 

Расчет ленточного фундамента из бетонных блоков

Схема для расчета фундамента

Проведем в качестве примера расчет ленточного фундамента, вернее определим его примерный собственный вес. Фундамент необходимо построить из бетонных фундаментных блоков. Основание под подошву фундамента является утрамбованная глина. Согласно правилам закладки фундамента его необходимо закладывать на расчетную глубину промерзания грунта. Строительная площадка находится в г. Курск и значит за расчетную глубину заложения берем с запасом-130 см. Далее рассчитываем вес фундамента согласно рисунку №1.

Таблица №3. Средний удельный вес некоторых строительных материалов

Средний удельный вес основных материалов

Наш ленточный фундамент дома имеет следующие размеры:  Общая  длинна -L ,Общая ширина — W и общая высота -Н. Перегородки Р1 и Р2  имеют следующие размеры: длинна Р1 =W =7 м. Р2= 3,0 м. Ширина обоих перегородок-(обозначим как W1)- равняется 20 см. А ширина сечения фундамента обозначим как W2=40 см. Значит, допустим L=10 метров ;W=7 метров и Н=2,5 м. Делаем соответствующий  расчет:

1) Общая протяженность фундамента N=L • 2+W •2=(2•10)+(2•7)=34 м ;

2) Общая протяженность перегородок N1=7+3=10 м.

3) Определяем  объемную массу  фундамента W°=N•H•0,4=34•2,5•0,4=34 м³ -без учета перегородок

4) Объемная масса перегородок W¹=10•0,2•Н=2•2,5=5 м³.

5.Объемная масса всего фундамента W² с учетом перегородок составит W²=34+5=39 м³=2300•39=89700 кг, где цифра 2300 является объемной массой бетона на каменном заполнителе. Из полученной суммы нужно отбросить площадь дверей и окон и тогда получим более точные даты. Но это не обязательно. Аналогичным образом можно вычислить примерный вес стен и перекрытия а также кровли.

Расчет стеновой и других нагрузок на ленточный фундамент

Согласно таблице №3  вычисляем примерный вес стен в зависимости от материала. Например, для нашего случая общую протяженность стен и перегородок мы уже знаем (такие же размеры как для фундамента). Высоту стен можно оставить прежней или немного увеличить (например до 3 метров). Ширину стен и перегородок оставляем без изменений.

Таким образом протяженность стен-34 м, протяженность перегородок-10 м.

1. Объемная масса стен W°=N•H•0,4=34•3,0•0,4=40.8 м³ -без учета перегородок.

2. Объемная масса перегородок W¹=10•0,2•Н=2•3=6 м³.

3. Объемная масса стен и перегородок составит W²=40,8+6=46,8 м³. Если мы построим стены  из блоков ракушняка с объемным весом 1300 кг/м³ (согласно таб.№3),то общий вес стен дома составит 46,8 • 1300=60840 кг. (60 тонн).

Расчет нагрузки на фундамент от железобетонного перекрытия

Далее можно вычислить вес бетонного перекрытия на уровне цоколя и потом аналогично на уровне потолка,следующим образом. Общая площадь дома составит Sd=L•W=10• 7=70 м². Согласно таблице №2, удельный вес перекрытия из ж/б составляет 500 кг/м².Если у нас Sd= 70 м²,то общий вес перекрытия составит 70•500=35000 кг. Полученную цифру нужно умножить на количество перекрытий,то есть на 2 и получим 70 тонн.

Расчет нагрузки на фундамент от кровли

Для определения нагрузки от кровли необходимо учитывать свес кровли с каждой стороны при определении общей площади. Допустим у нас кровля свисает над стенами  с каждой стороны по  70 см. Общая площадь кровли с учетом свеса составит Sk=[(0.7•2) +10 ]•[7+(0,7•2)]=11,4 •8,4=95,76 м². Согласно таблице №3 средний удельный вес кровли из шифера составляет 50 кг/м². В таком случае общий вес кровли составит 95,76 •50=4788 кг.

Далее следует учитывать и временную нагрузку от снега,которая принимается равным :

1. Для средней полосы России -100 кг/м²

2. Для южной -50 кг/м²

3. Для северной-190 кг/м²

Одну из этих величин умножаем на площадь кровли и получаем величину нагрузки от снежного покрова.Для нашего случая умножаем 100 • 95,76 =957,6 кг.

Для получения окончательной величины всех нагрузок действующих на ленточный фундамент просто их суммируем:

F=89700+60840+35000+35000+4788+957,6=226285,6 кг. Общий вес F нашего одноэтажного дома (расчетная суммарная нагрузка) составляет примерно 226 тонн. Далее, принимаемся за расчет необходимой минимальной  площади подошвы ленточного фундамента по  формуле: S=ℜn•F•ℜc•R.
 

stroivagon.ru