Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников
Строительные работы в Севастополе
Слишком большая ответственность лежит на этой конструкции, чтобы относиться к ее проектированию легкомысленно. Мы говорим о фундаменте, и какого типа он ни был бы, вся его конструкция до мелочей должна быть выверена и реализована в строгом соответствии с проектом. Нагрузка на фундамент — это ключевой вопрос в проектировании как фундамента, так и всей постройки, поэтому разберемся в некоторых тонкостях этого вопроса. Содержание: Перед тем как рассчитать нагрузку на фундамент, нужно точно знать тип почвы, на которой будет проводиться строительство. От этого зависит конструкция фундамента, и она может быть пересмотрена в зависимости от многих факторов. Фундамент принимает на себя как постоянные нагрузки, так и нагрузки временные. К первым относят вес конструкции стен, конструкции кровли и перекрытий, а также основные нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации здания. Это и количество проживающих, и вес от дополнительного оборудования, мебели. Непостоянными нагрузками считают давление ветра, осадков, в частности, снежный покров. Идеально разработанный фундамент предполагает равномерное распределение нагрузки на грунт, и только в этом случае исключается проседание и перекосы конструкции. Проектные бюро проводят точный и детальный расчет всей постройки, основанный на информации о весе строительных материалов. Чем точнее будет предоставлена информация, тем точнее проведется расчет, но в частном строительстве, как правило, хватает довольно приблизительных вычислений с определенным запасом прочности. Мы привели таблицу веса строительных материалов, наиболее часто используемых в частном строительстве. При помощи этой таблицы можно получить представление о нагрузке, которые оказывают: В некоторых случаях рассчитывают давление грунта, который находится выше линии фундамента, но это актуально не для всех типов конструкции. Далее все просто. По таблице удельного веса материалов вычисляют реальный вес конструкции, умножив табличные данные на объем в кубических метрах, в результате получают вес в килограммах. Существует такое понятие, как коэффициент надежности. Его учитывают для запаса по прочности и берут из таблицы, приведенной ниже. Коэффициент для определенного вида материала умножается на полученный реальный вес. Но это только постоянная нагрузка, а для вычисления полной картины необходимо знать как минимум снеговую нагрузку, среднее значение которой приводится в геодезических картах для конкретного региона. В среднем, по центральным регионам, снеговая нагрузка составляет от 180 до 300 кг/м2. В целом, подготавливая проект дома, застройщик уже знает, с какими строительными материалами будет иметь дело, поэтому расчет этих нагрузок мы вкратце описали. Теперь поговорим о целесообразности и тонкостях расчетов определенного вида фундамента, а начнем со столбчатого. В первую очередь необходимо знать тип почвы. Как верхнего ее слоя, так и ниже глубины промерзания. Заказывать эту услугу в проектных организациях более чем целесообразно, но стоит денег. Поэтому многие пользуются оценкой типа грунта «на глазок». Насколько это целесообразно и безопасно, каждый решает для себя сам. Оценка грунта своими силами проводится при помощи бурения или выкапывания шурфа и забора проб с определенных глубин. Насколько будут точны исследования посредством скатывания шариков из проб грунта, вопрос, конечно, спорный, но многие поступают именно так. Нет никакого смысла описывать физические эксперименты со скатанным из земли шариком, достаточно сказать, что на основании этих исследований делают вывод о значении коэффициента сопротивления грунта, который мы привели в таблице. На основании этого значения и нагрузки от здания, которую мы вычислили ранее, устанавливается количество столбов для фундамента. Расчет свайного фундамента выполняется по похожей схеме, но при этом учитываются дополнительные параметры, а именно: Главным условием для выбора свайного фундамента является слабая и подвижная почва. Так, свайный фундамент обеспечит хорошую устойчивость конструкции и при сложном рельефе, и при большой глубине промерзания. Фундамент такого типа устраивается довольно быстро, не требует большого количества земляных работ. Статьи о литых наконечниках и винтовых сваях. Нагрузка на фундамент свайный фундамент
Как рассчитать нагрузку на фундамент
От чего зависит нагрузка на фундамент
Удельный вес конструкции
Расчет нагрузки на столбчатый фундамент
Расчет свайного фундамента
Расчет ленточного фундамента
Ленточный фундамент — самый распространенный тип в средней полосе, поэтому рассчитывается он по стандартной схеме и по типовым таблицам. при определении типа почвы лучше перестраховаться и сделать ленточный фундамент шире, чем показывают таблицы, поскольку подвижность грунта может изменяться в течение года.
Поскольку для расчета ленточного фундамента используются все те же параметры, которые мы рассмотрели, практика показывает, что применение среднестатистических значений приемлема в большинстве регионов. Несмотря на это, мы рекомендовали бы пользоваться таблицами и данными, характерными для конкретной местности. Только таким образом можно получить надежное основание для дома любого типа.
Читайте также Заборы из кирпича и профнастила, фото
Читайте также:
nashprorab.com
Нагрузка на винтовую сваю 108, 133, 159, 89, 219
Какие допустимые нагрузки способны выдерживать винтовые сваи и какая у них несущая способность? Какой диаметр винтовой сварной сваи (свсн) будет самым подходящим для устройства свайно-винтового фундамента? – это самые задаваемые вопросы на этапе проектирования строительства. Ошибки в расчётах, как правило, снижают надёжность опор под зданиями, приводят к усадке или крену строений. И, в конечном счёте, к повреждениям их основных конструкций.
Допустимая нагрузка – важнейший показатель винтовых элементов фундамента
Важной характеристикой винтовых свай, влияющей на правильный их подбор при устройстве фундаментов под конкретные сооружения, является несущая способность.
Это ничто иное, как учитывающая деформации почвы максимальная нагрузка, которую выдерживают сваи без потери своих функциональных качеств. Для грунтов с различными прочностными характеристиками, а также изделий, отличающихся длиной, диаметром трубы и лопастей – она разная.
Далее ознакомимся с параметрами, от которых зависит допустимая нагрузка на винтовые сваи, а также с правильным её теоретическим расчётом.
Виды свай и их параметры
Разнообразие типоразмеров этих изделий связано с применением их под конкретные виды возводимых объектов.
В частном домостроении преимущественно используются винтовые элементы фундаментов с диаметрами трубы от 89 до 159мм. Так, допустимая нагрузка на винтовую сваю 89мм делает возможным их применение при возведении каркасных одноэтажных домов, веранд и беседок. С увеличением диаметра трубы увеличивается цена и расширяется диапазон их применения: 108мм, 133мм и 159мм – для устройства фундаментов двухэтажных каркасных домов, а также одноэтажных из бруса, пенобетона и кирпича.
А допустимая нагрузка на винтовую сваю 325мм приемлема при использовании её в проектировании тяжёлых конструкций домов или промышленных объектов.
При расчётах допустимых нагрузок на сваи используют такой важный параметр, как площадь её конструктивного элемента – лепестковой подошвы.
При этом за радиус подошвы принимают расстояние от центра сваи до крайней (образующей контур лепестка) точки.
Для вычисления площади используют известную математическую формулу: возведённый в квадрат радиус лопастей умножают на 3,14 (число Пи). Для разных диаметров труб она составляет:
- 89мм – 490см2;
- 108мм –706см2;
- 159мм – 1590см2;
- 325мм – 9567см2 (для расчётов значения диаметров лопастей всегда берут в сантиметрах).
На выбор длины детали влияют характер грунта (в том числе уровень его промерзания) и перепады высот на стройплощадке.
Длина свай стандартизована и составляет:
- для коротких – 160-250см;
- для длинных – до 11,5м (с шагом 50см).
При правильной установке они должны упираться лопастями в плотный слой грунта.
Прочность грунта основания
Одним из исходных данных при расчёте допустимой нагрузки на винтовые сваи являются прочностные характеристики грунта на участке строительства. Их точное определение возможно при выполнении изыскательского бурения.
Если вызов геологов не предусмотрен бюджетом – можно самостоятельно оценить залегающий грунт. Для этого достаточны информация о составе грунтов на конкретном участке и умение использовать в справочниках соответствующие данные. Примерные значения расчётных сопротивлений (кг/см2) грунтов на глубине 1,5м следующие:
- глина – 3,7–4,7;
- суглинки и супеси – 3,5–4,4;
- песок (от мелких фракций до крупных) – 4–6.
Такие данные содержат и строительные справочники, и СНиПы.
Определение максимально возможной величины нагрузки на винтовую сваю
Для расчёта нагрузок, которые способны выдержать элементы свайно-винтового фундамента, нужно знать площадь подошвы их лепестков и прочностные характеристики (максимальная несущая возможность) грунта. Перемножив между собой величины этих показателей, получают желаемое значение несущей способности винтовой опоры – максимально возможной выдерживаемой нагрузки.
Для примера определим, какую нагрузку выдерживает винтовая свая 108х2500мм. Исходные данные для упрощённого расчёта принимаем такими:
- грунт на строительном участке – глина;
- диаметр лопасти сваи 108мм – 300мм.
Воспользуемся данными таблиц в справочнике и определим несущую способность грунта (Rо) в месте установки фундамента: Rо = 6кг/см2. Площадь лепестковой подошвы этого вида свай мы определили ранее (смотри выше), S = 706см2.
Искомую нагрузку получим в результате перемножения:
F = Rо х S = 6 х 706 = 4,23 (тонны).
Именно такую расчётную (среднюю) нагрузку выдерживает одна свая 108мм, упираясь лопастью в слой глины.
Однако, её значение есть неоптимизированным, так как не учитывает коэффициент надёжности (γk). Он зависит от количества опор в фундаменте и способа производства геологических изысканий. При известных результатах таких изысканий на участке его значение составляет 1,2.
Выполняя самостоятельные исследования почвы на участке и используя табличные показатели прочности грунта, необходимо увеличивать запас надёжности. Для этого надо использовать в расчётах коэффициент надёжности порядка 1,7–1,4. Его величина зависит от количества свай в фундаменте: при минимальном количестве (до 5) он будет максимальным – 1,7. С увеличением опор до 20 коэффициент уменьшится до 1,4. При этом устанавливаемые сваи должны иметь низкие ростверки.
Таким образом, с учётом коэффициента надёжности расчёты максимально возможной нагрузки на сваи N (при пользовании табличными данными о грунтах) показывают её уменьшение по сравнению с расчётной нагрузкой F:
N = F : γk = 4,2 : 1,7 = 2,47 (т).
В качестве заключения
Качественный монтаж свайно-винтовых фундаментов зависит от правильного расчёта нагрузок на винтовые сваи, включающих и геологическую оценку грунта. Ошибки в расчётах приведут к занижению несущей способности фундамента или же большому перерасходу материала.
uralzvs.ru
Допустимая нагрузка на винтовую сваю. Расчет винтового фундамента.
Расчет винтового фундамента — ответственный этап проектирования. Если при его выполнении допустить ошибку, то можно не правильно задать шаг свай или их сечение. Ошибки приводят к снижению надежности опор под знание и возникновению вероятности сильной усадки или крена строения, вследствие которых образуются трещины и повреждения основных строительных конструкций здания. Одним из самых важных характеристик свайновинтового фундамента (как и любого другого) является его несущая способность.
Допустимая нагрузка на винтовую сваю зависит от следующих факторов:
- диаметр трубы и лопастей;
- прочность грунта основания;
- длина сваи.
При выполнении простейших расчетов для частного дома потребуется знать только прочностные характеристики основания и площадь лепестковой подошвы (лопасти).
Расчет выполняется по следующей формуле: N = F/γk .
В этой формуле:
- N — несущая способность винтовой сваи (сколько она способна выдержать),
- F — значение несущей способности (неоптимизированное),
- γк — коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый в зависимости от количества опор для здания и способа выполнения геологических изысканий.
Коэффициент γk назначается равным следующим значениям:
1,2 при проведении точных геологических испытаний грунта основания, путем выполнения зондирования и лабораторных исследований. Выполнить это самостоятельно невозможно. Способ не подходит для частного домостроения из-за высокой стоимости, которая сильно увеличит бюджет строительства.
- 1,25 при проведении испытаний с помощью сваиэталона. Хотя этот способ проще, чем предыдущий, определить, сколько сможет выдержать грунт, способен только человек, имеющий знания в области геологии.
- При самостоятельных исследованиях почвы и использовании табличных показателей прочности коэффициент принимается в зависимости от количества опор. Если несущая способность определяется для винтовой сваи с низким ростверком, то значение составит 1,41,75 при количестве опорных элементов в пределах 520 штук.
Чтобы найти F, потребуется выполнить вычисления по следующей формуле: F = S*Rо .
Здесь:
- S — площадь лопасти, которая вычисляется по формуле для круга (S = πR² = (πD²)/4). Исходные данные приводятся производителем винтовой сваи.
После того, как определено, сколько составляет площадь лепестковой подошвы винтовой сваи, нужно выяснить прочностные характеристики грунта основания (в формуле буква Rо). Для этого потребуется выполнить как минимум простейшие геологические изыскания с помощью ручного бурения или отрывки шурфов. Грунт можно изучить визуально и на ощупь, рекомендуется выполнять определение с применением ГОСТ «Грунты. Классификация».
Зная сколько способен выдержать грунт на один квадратный сантиметр и площадь опорной части винтовой сваи можно найти предварительное значение несущей способности F (без учета коэффициента по надежности). Значение подставляют в первую формулу и находят окончательную максимально допустимую нагрузку на один элемент фундамента. Более подробно определить, сколько сможет выдержать свая можно по формуле 7.15 пункта 7.2.10 СП «Проектирование и устройство свайных фундаментов». Здесь учитываются все моменты, которые способны повлиять на несущую способность, а именно:
- условия работы;
- характеристики грунта;
- глубина залегания лопасти (прибавляется боковое трение);
- диаметр лопасти;
- характер работы сваи (на выдергивание или на сжатие).
Выполнить расчет достаточно сложно, потребуется найти множество коэффициентов и характеристик грунта (здесь учитывается не только несущая способность, но и угол внутреннего трения, удельное сцепление, удельный вес и др.). Для упрощения работы можно воспользоваться таблицами, которые приводятся для наиболее распространенных диаметров свай (чаще всего для частного домостроения используют 89 мм, 108 мм, 133 мм). Для свай диаметром 89 и 108 мм можно привести следующую таблицу:
Несущая способность элементов диаметром 89 достаточна для того, чтобы использовать их в качестве фундаментов под одноэтажные дома из легких материалов (каркасные, бревенчатые, брусовые). При возведении двухэтажных строений лучше вместо 89 диаметра выбрать 108 или больший. Если опирать на такие свайные фундаменты кирпичные и бетонные здания, при расчете получится очень большой диаметр элементов и частое их расположение (зависит от характеристик грунта), да и не в каждой компании найдется специалист способный рассчитать массивное здание на винтовых сваях. Выгоднее использовать другие типы фундаментов.
Пример упрощенного расчета
Исходные данные для расчета фундамента под двухэтажный брусовой дом с размерами в плане 6 на 6 метров:
- грунты на участке — глина;
- диаметр используемых свай — 133 мм, диаметр лопасти — 350 мм;
- масса дома, полученная в результате сбора нагрузок от стен, перегородок, перекрытий, полезного и снегового нагружения — 59 тонн.
- периметр наружных стен — 24 м, внутренних несущих стен нет.
Сначала находится прочность грунта основания. Воспользовавшись приведенной ранее таблицей находим, что для имеющегося типа почвы она составляет 6,0 кг/см². Коэффициент надежности по нагрузке принимаем 1,75 (для обеспечения запаса по надежности).
Остается вычислить площадь лепестковой подошвы: S = (πD²)/4 = 3,14*352/4 = 961,6 см² (значение диаметра лопасти в расчет берется в сантиметрах).
Находим неоптимизированную несущую способность: F = S*Rо = 961,6*6,0 = 5770 кг.
Вычисляем допустимую нагрузку: N = F/γk = 5770/1,75 = 3279 кг ≈ 3,3 т.
Для дальнейшего расчета определяем минимальное количество свай, которые способны удержать данный дом: 59 т/3,3т = 17,87 шт, округляем до целых в большую сторону и принимаем в дальнейший расчет 18 шт.
Чтобы завершить вычисления для возведения фундаментов, нужно определить шаг между сваями. Для этого длину стен дома делят на количество опорных элементов: 24 м/18 шт = 1,33 м — максимальный шаг фундаментов. Получилось довольно большое количество свай для такого небольшого дома, т.к. мы приняли что геологические изыскания не проводились, и пришлось принять γk = 1,75, если провести исследования хотя бы пробным вкручиванием (эталонным), тогда количество свай можно снизить до 1213 штук, а это существенная экономия.
В каждом случае нужно считать что обойдется дешевле — геологические изыскания или самостоятельный расчет и перестраховка по несущей способности. Определение максимальной нагрузки на сваю — только часть вычислений для проектирования. Как показано выше, на этом расчет не заканчивается.
Окончательными результатами вычислений должны стать следующие данные для свай:
- сечение;
- длина;
- шаг;
- распределение под несущими стенами.
Расчитать количество винтовых свай на калькуляторе онлайн
litye-nakonechniki.ru
