Особенности укладки ленточного фундамента. Расчет ленточного фундамента нагрузки
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
Нагрузка основания фундамента: правильный расчет
Важным элементом в конструкции жилого строения является фундамент, так как он удерживает в равновесии всю конструкцию здания на протяжении долгих лет службы. По этой причине опорная часть строения должна быть надежной. Чтобы выполнить качественное строительство фундамента необходимо провести точные расчеты.
Главными параметрами, которые потребуются для проведения вычислений, считаются нагрузки на основание фундамента, так как они будут воздействовать на структуру почвы и опору дома в целом. Для упрощения расчетов можно воспользоваться данными, которыми располагает таблица СНиПов.
Определение массы строения
В большинстве случаев нагрузка на любой тип фундамента может проявляться при помощи таких факторов, как:
опорное основание здания;
цокольный уровень;
несущие стены, а также перегородки;
кровля;
потолок и его отделка;
конструкция пола;
слои почвы, которые располагаются на уровне фундамента, то есть выше подошвы.
fundamentaya.ru
Примеры расчета нагрузки на фундамент :: SYL.ru
Каждый дом имеет фундамент. Он позволяет постройке оставаться прочной. При неправильном возведении основания со временем в конструкции сооружения появляются дефекты. Дом может разрушиться. Фундамент предотвращает проседание здания. Каждый из его элементов оказывает на грунт определенное давление.
Прежде чем приступить к строительным работам, необходимо произвести расчет нагрузки на фундамент. Существует определенная технология проведения подобной работы. Как произвести правильный расчет, будет рассмотрено далее.
Общее описание процедуры
Одной из важных процедур в процессе строительства является расчет фундамента. Сбор нагрузок на поверхность грунта можно определить еще на этапе создания плана дома. На этом этапе уже становятся известными точные габариты постройки, тип материала, из которого будет возведено здание.
Расчет должен быть очень точным. При этом потребуется предусмотреть буквально все мелочи и условия эксплуатации. На этапе разработки плана конструкции производят ориентировочные расчеты. Точный сбор нагрузок можно оценить только после создания проекта здания.
В процессе расчета необходимо учесть ряд факторов. Строительная организация обязательно берет во внимание, сколько человек будет проживать в доме, из каких материалов будут возводиться все элементы сооружения, станет ли выполняться отделка фасада и стен внутри помещений. Также потребуется учесть точный размер строения, наличие в нем тяжелой мебели, габаритного оборудования. Важно также обратить внимание на особенности климата и грунта в данной местности.
Разновидности фундаментов
Существует несколько типов фундамента. Некоторые виды применяются чаще. Расчет нагрузки для каждого из них может отличаться. Чаще всего для частного строительства применяют ленточные или свайные фундаменты. Расчет нагрузки выполняется с учетом типа конструкции основания дома. Реже основание может быть выполнено в виде плиты.
Ленточный фундамент может быть глубокого или мелкого типа залегания. Он представляет собой полосу из железобетона. Она проходит под всеми стенами (внутренними и наружными) сооружения. При этом учитывается толщина стен, общий вес конструкции. Для кирпичных домов применяют ленточный фундамент глубокого, а для деревянных – мелкого залегания.
Свайные разновидности фундаментов применяются для габаритных зданий. Также этот вариант будет незаменим для строительства на неустойчивом грунте. Для создания такого фундамента используются сваи. Это бетонные столбы. Их нижние концы имеют заострения. Сваи имеют внутри металлическую арматуру.
Типы нагрузок
В процессе эксплуатации постройки на фундамент воздействуют различные нагрузки. Их можно разделить на постоянные и временные факторы. Однако при расчетах все перечисленные нагрузки делят на 4 категории.
В первую категорию попадает сила давления на фундамент всех элементов конструкции дома. Это могут быть стены, перекрытия, крыша и т. д. Во вторую группу попадают нагрузки полезного типа. В нее включается вес мебели, оборудования, прочих объектов, которые будут постоянно находиться внутри помещений.
В третью группу вошли фундаментальные нагрузки. Основание дома также имеет вес. Фундамент воздействует на грунт. Силу этого давления необходимо предусмотреть.
К четвертой группе относятся динамические нагрузки. Расчет фундаментов предполагает брать во внимание климатические условия местности. В период снегопадов, ливней, при дуновении порывистого ветра, здание будет оказывать на грунт большее давление.
Подход к проведению расчета
Выполняя расчет нагрузки на плиту фундамента, ленточные или свайные конструкции, лучше доверить эту работу профессионалу. Если владельцы участка желают сэкономить и выполнить все работы самостоятельно, следует учесть один нюанс: без наличия специальных программ и достаточного опыта в проведении подобных расчетов можно допустить ошибки. Непрофессионал не сможет оценить все факторы, важные при создании фундамента. Поэтому полученный результат будет приблизительным.
Однако для тех, кто хочет выполнить строительные работы самостоятельно, существует определенная методика расчетов. Она предполагает получения в ходе определения совокупной нагрузки приблизительного результата. Эту сумму нужно будет умножить на соответствующий «коэффициент приблизительности». Этой методикой пользуются многие непрофессиональные застройщики.
Тип грунта
В первую очередь при определении давления сооружения на поверхность необходимо учесть тип грунта. От этого зависит выбор типа фундамента. При этом учитывается несущая способность, уровень усадки земли, глубина ее промерзания в зимний период и месторасположение в ее толще грунтовых вод.
Если почва неустойчивая, подземные источники подходят близко к поверхности, следует отдать предпочтение свайным фундаментам. Расчет нагрузки в этом случае учитывает вес каждой опоры.
Если грунт отличается высокой несущей способностью, подошва фундамента может быть меньше. Чем прочнее грунт, тем меньше вероятность появления различных деформаций. Средняя несущая способность почвы составляет 2 кг/м².
Если в данной местности бывают сильные морозы, грунт глубоко промерзает. При этом он может расширяться и выталкивать фундамент наружу. Этот факт также стоит предусмотреть при создании основания.
Учет деформации
Расчет фундамента под нагрузку предполагает определение уровня деформации сооружения. Любое строение со временем дает усадку. Чтобы при этом на конструкции не появились различные дефекты, трещины, необходимо предусмотреть это при проведении расчетов.
Фундамент может деформироваться по-разному. Бывают сдвиги, прогибы, крен, выгиб, перекосы и смещения по горизонтали.
Многие из перечисленных деформаций объясняются усадкой грунта. Она может быть критичной. Чтобы этого не произошло, фундамент должен быть достаточно прочным. Крен можно наблюдать преимущественно в многоэтажных зданиях. А вот для частных домов следует опасаться перекоса, сдвига, выгиба или перегиба. Поэтому при определении типа грунта и его особенностей важно учесть процесс его усадки после проведения строительных работ.
Данные для проведения расчета
Чтобы произвести расчет нагрузки на фундамент дома необходимо рассмотреть подробный план здания. При этом для расчетов потребуются определенные данные, которые предоставляет этот документ.
Чтобы правильно рассчитать сбор нагрузки, нужно рассмотреть пример сбора таких данных. Приведем пример. Согласно плану, дом состоит из первого этажа и мансарды. Площадь постройки составляет 10х10 м. Высота стен составляет 2,5 м. Толщина газобетонных стен составляет 3 м. Между перекрытиями определяется расстояние 3 м.
Здание будет облицовано слоем 12 см. из пустотелого кирпича. Первое перекрытие находится над цокольным этажом. Для этого применяются железобетонные пустотелые плиты. Из этого же материала будет выполнено перекрытие для мансардного этажа. Крыша имеет стропильную конструкцию и будет отделана профнастилом. Дом будет построен на Урале (IV климатическая зона).
Пример расчета
В представленном плане постройки предусмотрен ленточный фундамент. В процессе определения общего давления на основание нужно рассчитать массу всех надземных элементов конструкции. Проводится расчет нагрузки на ленточный фундамент.
Площадь перекрытий составляет 10*10 = 100 м². Стены, в которых не будет дверей и окон на первом этаже имеют площадь 10*2,5*4 = 100 м². Расчет для мансарды выглядит так: 10*1*4+2,5*2*5 = 65 м². Суммарная площадь стен составляет 165 м². Площадь кровли также легко рассчитать: 10*1,3*10 = 130 м².
Далее полученный результат необходимо соотнести со средним весом материалов, которые будут применяться для строительства. Эту информацию необходимо брать из документации производителей строительных материалов. Существуют усредненные таблицы веса самых популярных разновидностей.
Проведение расчета
Далее следует рассмотреть пример расчета нагрузок на фундамент. При этом будут использоваться усредненные данные. Вес материалов взят из официальной документации. Производится расчет всех надземных частей дома:
Стены из газобетона = 0,3 м*165 м²*600 кг/м³ = 29,7 тыс. кг.
Облицовка фасада = 0,12 м*165 м²*1400 кг/м³ = 27,72 тыс. кг.
Несущая внутренняя стена толщиной 38 см. = 10 м*0,38 м*1800 кг/м³*2,5 м. = 17,1 тыс. кг.
Цокольное и мансардное перекрытия = 100 м²*500 кг/м³ = 50 тыс. кг.
Кровля = 130 м²*30 кг/м³ = 3,9 тыс. кг.
Утеплитель мансарды = 130 м²*50 кг/м³ = 6,5 тыс. кг.
После определения веса всех надземных элементов конструкции здания необходимо рассчитать их сумму. После сложения всех полученных результатов можно определить массу дома. В данном случае она составляет 184,9 тыс. кг.
Определение веса фундамента
Расчет нагрузки на фундамент следует выполнять с учетом всех эксплуатационных условий. К полученной массе потребуется добавить вес крупногабаритной мебели и оборудования в доме. Также важно рассчитать вес фундамента, его давление на грунт. Далее сопоставляется несущая способность почвы с полученным результатом.
Определяется нагрузка, которую оказывает 1 м. фундамента на грунт. Нужно определить плотность этого объекта. В соответствии с официальными данными строительных норм и правил, при глубине закладки фундамента на 1 м. объем этого объекта составит 0,45 м³. Основа здания представляет собой слой бетона на гранитном щебне, поэтому нагрузка составит 1035 кгс.
Чтобы определить вес столбчатого фундамента, потребуется рассчитать массу каждого из его объектов. Далее полученный результат умножается на количество свай опоры. Следует отметить, что опытные строители рекомендуют применять при строительстве именно этот тип фундамента. В этом случае допустить ошибку сложнее. Здание будет крепче стоять на грунте. При строительстве в климатических зонах с большим количеством осадков и сильными ветрами лучше отдать предпочтение свайной конструкции. В этом случае количество земляных работ будет меньше, а расход бетона сократится в несколько раз.
Определение динамической, полезной нагрузки
Расчет нагрузки на фундамент предполагает определить также динамические нагрузки. Это временные воздействия, которые будут влиять на устойчивость конструкции. При строительстве необходимо предусмотреть определенный запас прочности.
В первую очередь потребуется рассчитать нагрузку, которую будет оказывать снег на конструкцию. Для IV климатической зоны этот показатель составит 130 м²*150 кг/м² = 19,5 тыс. кг.
В доме будет проживать 3 человека. Однако в некоторых случаях дом будут посещать гости. Их количество может достигнуть 10 человек. Поэтому суммарный вес людей составит приблизительно 800 кг. В доме будет находиться мебель и техника. Их общая масса составит около 6 тыс. кг.
Общая сумма сбора динамической и полезной нагрузки составит 211,2 тыс. кг. При необходимости тип и конфигурацию фундамента нужно редактировать.
Рассмотрев особенности расчета нагрузки на фундамент, каждый сможет рассчитать приблизительную величину общей массы конструкции. Это позволит построить крепкий, надежный дом, который будет устойчив при любых условиях эксплуатации.
www.syl.ru
Сбор нагрузок на фундамент: пример расчета, таблица
Схема ленточного фундамента
На стадии проектирования строительства жилого дома для правильного определения геометрических размеров фундамента в обязательном порядке выполняется сбор нагрузок, действующих на конструкции здания. От того, насколько точно будет выполнен расчет, зависит общая несущая способность дома или сооружения, его долговечность и прочность. По результатам расчетных данных подбирается площадь фундамента, его конфигурация, глубина расположения нижней отметки. Существуют нормативные строительные документы (СНиП), в которых четко описан принцип составления сбора нагрузок и их предельно допустимые значения.
Разновидность нагрузок
Конструкция фундамента находится под влиянием постоянных и временных нагрузок, значение которых зависит от многих факторов: климатического района застройки, видов грунтов основания, строительных материалов для основных конструкций стен, крыши, перекрытий.
Постоянные нагрузки
К постоянным видам нагрузок относятся:
Собственный вес конструкций здания.
Расчетные показатели давления грунтов на боковую поверхность ленточного фундамента.
Давление от грунтовых вод.
При выполнении расчетов усилия от постоянного веса считаются самым серьезным видом нагрузки.
Временная нагрузка
Конструкция здания может подвергаться периодическим временным нагрузкам, таким как:
Снеговая, показатель которой зависит от толщины снежного покрова в каждом конкретном регионе.
Ветровая, определяемая по таблице усредненных показателей розы ветров в данной местности.
Сейсмическая (для районов с повышенной сейсмичностью).
От веса мебели в помещениях и перемещения людей.
Показатели временных нагрузок можно найти в ДБН В.1.2-2 2006 «Нагрузки и воздействия» в разделе 6 по таблице 6.2.
Учет необходимых параметров
Влияние грунтового основания на фундамент
Для обеспечения надежности несущего основания необходимо грамотно и правильно произвести подсчет всех нагрузок от усилий и внешних факторов, влияющих на проектируемое здание.
Для успешного выполнения сбора нагрузок необходимо предусмотреть следующие параметры:
Климатические условия места под застройку.
Тип почвенных грунтов и их структурные особенности.
Уровень горизонтальной линии грунтовых вод.
Особенности конструкции здания, объема и вида материалов для строительства здания.
Вид кровельной конструкции с материалами.
Все эти факторы служат исходными данными составления расчетной несущей способности ленточного фундамента.
Расчет несущего основания
Схема устройства ленточного фундамента
Расчет несущей способности ленточного фундамента можно производить двумя способами. Первый способ с применением сложных формул и точных расчетных показателей используют архитекторы и конструкторы при составлении проектной документации на строительство дома. Второй способ — более простой и понятный, рассчитанный на широкий круг желающих для самостоятельного подбора площади фундаментов. Этот вид расчета основан на использование таблиц с усредненными коэффициентами видов постоянных и временных нагрузок.
Глубина залегания
При проведении расчетов по сбору нагрузок на фундамент рекомендуется найти суммарный вес элементов конструкции и определить глубину залегания подошвы ленточной конструкции. Чтобы вычислить необходимую глубину залегания низа ленточного фундамента необходимо определить глубину промерзания грунта и сделать структурный анализ почвы. Для каждого региона существует свой показатель промерзания почвы, выведенный на основе длительных наблюдений и многолетнего опыта.
В строительстве принято закладывать ленточный фундамент на отметке ниже точки промерзания грунта.
Определение нижней отметки
Таблица 1. Глубина замерзания грунтов по регионам страны
Чтобы легче было понимать принцип сбора исходных данных, рекомендуется обратить внимание на конкретный примерный расчет сбора нагрузок на несущую фундаментную конструкцию с помощью таблиц усредненных коэффициентов.
Например, требуется найти проектную отметку расположения подошвы фундамента жилого дома, расположенного в городе Курск.
Таблица 2. Уровень промерзания почвы
Таблица помогает вычислить проектную глубину, на которой целесообразно размещать ленточный фундамент. Для выбранного участка строительства с глинистыми грунтами типа «супесь» искомое значение расположения нижней точки ленты фундамента равняет 3/4 табличного значения уровня промерзания грунтов.
Путем несложных арифметических вычислений определяется величина показателя:
120 см х 3/4 =120 см х 0,75 =90 см
Эта цифра показывает минимальную глубину заложения надежного фундамента, которая исключает риски деформации несущих конструкций из-за сезонных циклов замерзания и оттаивания почвы. По желанию застройщика, можно сделать и более заглубленный фундамент. Но и расчетной глубины, равной 90 см, будет вполне достаточно, чтобы получился прочный и надежный жилой дом.
Сбор нагрузок от кровельной конструкции
Расчетный коэффициент материала кровли для сбора кровельной нагрузки
Кровельная нагрузка от собственного веса равномерно распределяется на несущие стены дома. Например, если жилой дом оборудован стандартной классической двухскатной крышей, в этом случае она будет опираться на две боковые противоположные крайние стены. Для определения кровельной нагрузки такого вида кровли следует произвести необходимый расчет, который удобно представить в табличном виде:
Пример сбора кровельной нагрузки:
№НаименованиеЗначение
1
Длина стороны крыши
10 м
2
Площадь кровли
100 м2
3
Материал покрытия
Черепица
4
Коэффициент из таблицы
70 кг/м2
5
Расчет кровельной нагрузки
100м2 /10м х70 кг/м 2 =700 кг/м2
Суммарный вес от крыши на ленточный фундамент составит: 700 кг/м 2.
Усилия от снежной нагрузки
В зимнее время толщина снежного покрова может достигать максимального размера, который составляет 250–450 мм.
Вначале необходимо найти показатель снеговой нагрузки по табличным данным карты среднего снежного покрова.
Таблица 3. Карта для определения показателя снеговой нагрузки
Так как снег равномерно распределяется по всей площади крыши, то показатель снеговой нагрузки напрямую зависит от площади кровли.
В примерном расчете кровля 2-х скатная с уклоном в 45 градусов. Длину одного ската крыши с уклоном 45 градусов определяем по формуле:
Длина cката = (Длина кровли /количество скатов кровли): косинус 45 градусов.Если подставить в расчет конкретные цифры примера, то получится следующие значения:Длина cката = (10 м / 2): 0,525 = 9,52 м.
Теперь необходимо вычислить площадь кровли, которая зависит от длины ската, конька кровли и количества скатов крыши:
Площадь кровли = Длина cката х длина конька х количество скатов.
В нашем примере расчетная площадь кровли составляет:
S кровли=9, 52 метра х 10м х 2 =190, 4 м 2.
По справочной таблице 3 снеговой нагрузки находим средний коэффициент снеговой нагрузки для города Курск. Табличное значение составляет 126 кг/м 2.
Чтобы определить нагрузку от веса снега на ленточный фундамент необходимо знать площадь нагруженных стен фундамента: Р снега = (S кровли х коэффициент таблицы): S стен нагруженных фундаментов.
Крыша в нашем примере имеет два ската, значит, снеговую нагрузку воспринимают две стороны ленточного фундамента, длина которых составляет 10 м. Ширина ленточного фундамента 500 мм. Значит, площадь нагружаемых стен фундамента составляет:
(10м +10 м) : 0,5 м=10 м2.
В нашем примере снеговая нагрузка на фундамент составляет:
Р снега = (190,4 м2 х126 кг/м2): 10 м2=2399 кг.
Для удобства и наглядности все расчетные показатели удобно свести в таблицу, в которой видна вся цепочка промежуточных расчетов:
№Длина ската (уклон 45 град)9,52 м
1
Площадь крыши
190,4 м 2
2
Снег, коэффициент для Курска
126 кг/м 2
3
Количество скатов
2
4
Площадь нагружаемых стен фундамента
10м 2
5
Снеговая нагрузка
2399 кг
Расчетная снеговая нагрузка на конструкцию ленточного фундамента составляет 2399 кг.
Нагрузки от веса этажного перекрытия
Усилие в виде давления от веса перекрытий дома передается на несущие стены и фундамент, поэтому расчет этажных нагрузок находится в прямой зависимости от их суммарной площади.
Таблица 4. Усредненный вес перекрытия
В нашем примере, в жилом доме имеется два перекрытия – одно из деревянного массива, а второе монолитная железобетонная плита. По табличным данным 4 определяем искомые показатели и производим дальнейшие расчеты.
Нагрузка от перекрытия 1, выполненного из сборных железобетонных элементов:
Площадь перекрытия = 10 м х 10 м = 100 м .
По таблице 4 находится коэффициент веса железобетонных плит перекрытия, равный 500кг/м 2.
Вычисляем нагрузку от веса перекрытия: 100м2 х 500 кг/м 2=50000 кг.
Нагрузку от перекрытия 2 из деревянных конструкций определяем аналогичным путем: Площадь перекрытия=10 м х10 м=100м2.
Коэффициент веса деревянных конструкций по табличным данным равен 150 кг/м2. Расчетная нагрузка от деревянного перекрытия составляет: 100м2 ж150 кг/м 2 =150000 кг
Суммарный вес нагрузок от перекрытия составляет: 50000 кг +150000 кг=65000 кг
Площадь нагружаемых стен фундамента составляет 10м2 (расчет снеговой нагрузки).
Зная это значение, можно найти нагрузку от веса перекрытий на 1 м2 площади фундамента: 65000 кг: 10 м2=6500 кг
Суммарный вес перекрытий 6500 кг на 1 м 2.
Нагрузки от стен дома
Чтобы вычислить показатель от собственного веса стен дома необходимо знать их объем и общий вес, который зависит от вида применяемого материала для кладки стен. Составляется таблица, в которой легко и наглядно можно увидеть весь путь подсчета данных.
Таблица 5. Усреднённый вес стен.
Для расчета нагрузки от собственного веса стен здания необходимо выполнить следующие вычисления. Вначале определяем площадь стен здания. В нашем примере длина каждой стены составляет 10 м, высота 3 м. Находим периметр стен: Р = (10+10+10+10) м х 3 м=120 м2.
Для дальнейших расчетов потребуется значение объема стен здания. При толщине наружных стен 0,4 м объем стен составит:
V= 120 м2 х 0,4 м=48 м3. В качестве материала для стен используется пустотелый кирпич. В таблице усредненных показателей находим значение веса кирпича, равный 1400 кг/м3.Используя значение этого коэффициента и объема стен можно найти общую стеновую нагрузку: 48 м3 х1400 кг/м3=67200 кг.
Ширина ленточного фундамента составляет 500 мм. Периметр стен фундамента составляет 40 м.
Площадь стен фундамента:40 м х0,5 м=20м2.
Определяем стеновую нагрузку на 1 м2 фундамента: 67200 кг: 20 м2=3360 кг.
Результаты вычислений заносим в таблицу:
Сторона здания10 м
Периметр
40 м
Коэффициент по таблице для кирпича
1400 кг/м3
Высота стен
3 м
Общий вес стен из кирпича
67200 кг
Площадь стен
120 м2
Площадь стен фундамента при ширине 500 мм
20 м2
Объем стен при толщине стен 400 мм
48 м2
Расчетная нагрузка на 1 м2 фундамента
3360 кг
Сбор дополнительных усилий
Этот показатель учитывает собственный вес конструкции фундамента, который в виде равномерных нагрузок передается непосредственно на грунтовое основание. Для определения этого значения, необходимо знать объем фундамента и удельную плотность строительных материалов, из которых он изготовлен.
Таблица 6.Усредненный показатель плотности материалов
Для вычисления нагрузки от собственного веса ленточного фундамента используем значения предыдущих расчетов площади стен фундамента 20 м2 и отметки залегания фундамента 0,9 м. Определяем объем ленточного фундамента: 20 м2 х 0,9 м=18 м3.
По таблице усредненных показателей плотности материалов находим значение плотности фундамента из бетона на гранитном щебне, который равен 2300 кг/м3.Для определения нагрузки от собственного веса фундамента используем полученный объем стен фундамента и табличный коэффициент: 18 м2 х 2300 кг/м3 =41400 кг.
Чтобы узнать расчетную нагрузку на 1 м2 фундамента используется общая нагрузка от веса фундамента и площадь стен фундамента: 41400 кг: 20 м2=2079 кг/м2
Данные заносим в таблицу
№Площадь фундамента20 м2
1
Отметка залегания низа фундамента
0,9 м
2
Объем фундамента
18 м3
3
Коэффициент плотности бетона
2300 кг/м3
4
Общая нагрузка на грунт
41300 кг
5
Расчетная нагрузка на 1 м2 фундамента
2065 кг/м2
Общая суммарная нагрузка на грунт составит 2065 кг/кв.м.
Видеопример расчета фундамента:После учета показателей нагрузок от расчетных усилий на ленточный фундамент, принимается окончательное решение по габаритам конструкции опорной части жилого дома. При этом важно не превышать предельно допустимую суммарную нагрузку, которую способен выдержать фундамент.
Статьи по теме:
kakfundament.ru
Формула расчета нагрузки на фундамент
Фундамент – один из самых важных элементов предстоящей постройки.Если он спроектирован с ошибками, то в будущем могут возникнуть большие проблемы.
Выбор того или иного фундамента определяется прежде всего типом грунта.
А величина его заглубления в основном зависит от глубины промерзания почвы и насколько близко к поверхности находятся грунтовые воды.
Уметь рассчитывать фундамент необходимо для того, чтобы со временем строение не деформировалось, не просело и не разрушилось. Не менее важно это и для оптимального использования стройматериалов и экономии средств.
Профессионально рассчитать фундамент может только специалист, но, вооружась строительным справочником или другими нормативными документами, можно сделать прикидочные расчеты, достаточно близкие к реальным.
Очень важно определить какой должна быть нагрузка на основание фундамента, чтобы грунт не просел под его давлением. Удельное сопротивление грунта – справочная величина и ее можно найти в нормативной документации.
Чтобы вычислить нагрузку P, приходящуюся на основание фундамента нужно выяснить вес всего того, что находится над ним. А именно, вес здания P1 и вес самого фундамента Pf. Формула расчета нагрузки на фундамент выглядит так:
P = P1 + Pf.
Определяем приблизительный вес здания P1
Он включает в себя суммарный вес его составляющих. Всех стен, перекрытий, отделки, окон и дверей, потолка и крыши, лестниц и используемого крепежа, тепло- и гидроизоляционных материалов.
Если применяются стандартные строительные элементы (блоки фундамента, балки, тепло- и гидроизоляционные покрытия, листы ДВП и т.д.), соответствующие нормативным документам, то вес определяется по их размерам и количеству.
Следует учесть полезную нагрузку, создаваемую мебелью, бытовыми приборами, а также максимальным количеством людей, которые могут одновременно находиться в доме. Для прикидочных расчетов ее величина обычно принимается равной произведению общей площади дома на 0,180 т/м2.
Используя нормативные данные по региону, где планируется строительство, определяем снеговую нагрузку, которую создает слой выпавшего снега на крыше.
Определяем силу воздействующего на строение ветра. Ветровая нагрузка приблизительно равна произведению:
S х (40 + 15h),
где S – площадь строения, а h – его высота.
Складывая все полученные величины пунктов 1- 4, и переводя вес в тонны, получим общую примерную нагрузку, действующую на фундамент со стороны здания — P1.
Вес фундамента Pf
Если вес здания для всех типов фундаментов считается одинаково, то вес самого фундамента будет подсчитываться по-разному.
1. Расчет нагрузки на ленточный фундамент
Вес фундамента (Pf) в этом случае вычисляется по формуле:
Pf = V x q,
где q – плотность материала, из которого сделан фундамент (определяется по нормативам СНиП), а V – его объем, равный произведению площади опоры фундамента (S) на его высоту (H):
V = S x H;
Зная общую нагрузку на основание ленточного фундамента P и его площадь опоры S, определим величину P/S. Чтобы перекрыть неточности в выборе исходных данных, ее значение должно быть на 15-20% меньше R, расчетного сопротивления грунта, определяемого по справочнику.
2. Столбчатый фундамент
Общая нагрузка, действующая на грунт от подошвы столбчатого фундамента, складывается из распределенного веса строения плюс веса самого столба. Опорная площадь столба – Ss, высота – H.
Тогда его объем равен: V = Ss x H, а вес Ps = V x q, где q– плотность материала, из которого изготовлен столб. Если общее количество столбов N, то общий вес фундамента равен:
Pf = Ps х N,
а общая площадь опоры:
S = Ss x N.
3. Свайный фундамент из заостренных или готовых винтовых свай.
Заостренные концы таких свай уменьшают нагрузку на грунт и не дают выталкивать их при замерзании почвы. Вес планируемого здания определяет необходимое количество свай.
Если известно количество винтовых опор — N и вес сооружения P, то несущая способность одной опоры равна P / N. Выбираем наиболее подходящие готовые сваи с известной несущей способностью и длиной, учитывая геологические особенности местности.
Задачам расчета фундаментов посвящено огромное количество сайтов. Различные по содержанию и сложности разбираемых вопросов.
На сайте http://stroy-svoimi-rukami.ru/fundament/view/22/ можно не только найти подробные разъяснения, но и воспользоваться необходимыми таблицами.
Теоретические основы устройства фундаментов изложены здесь — http://teoriastroiki.ru/spravochnik/fundament/grunty_i_osnovaniya/raschet_fundamenta/
С примерами расчета конкретных фундаментов можно ознакомиться на сайтах:
Важным элементом в конструкции жилого строения является фундамент, так как он удерживает в равновесии всю конструкцию здания на протяжении долгих лет службы. По этой причине опорная часть строения должна быть надежной. Чтобы выполнить качественное строительство фундамента необходимо провести точные расчеты.
В большинстве случаев нагрузка на любой тип фундамента может проявляться при помощи таких факторов, как:
Схема ленточного фундамента
Влияние грунтового основания на фундамент
Схема устройства ленточного фундамента
Таблица 1. Глубина замерзания грунтов по регионам страны
Таблица 2. Уровень промерзания почвы
Расчетный коэффициент материала кровли для сбора кровельной нагрузки
Таблица 3. Карта для определения показателя снеговой нагрузки
Таблица 4. Усредненный вес перекрытия
Таблица 5. Усреднённый вес стен.
Таблица 6.Усредненный показатель плотности материалов
