Расчет несущей способности свайного фундамента. Расчет по нагрузке фундамента


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.

Возможный результат неправильного расчета нагрузок на фундамент дома

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:Расчёт нагрузки на фундамент
  • 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.

APM Civil EngineeringРасчёты 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 (Sс) 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.

Структура грунтов на территории Московской области

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.

Пробная скважина для определения уровня грунтовых вод

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.

Границы промерзания грунтов в разных регионах России

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 почвы Несущая способность (расчетное сопротивление) Тип почвы Несущая способность (расчетное сопротивление
Супесь От 2 до 3 кгс/см2 Щебенистая почва с пылевато-песчаным заполнителем 6 кгс/см2
Плотная глина От 4 до 3 кгс/см2 Щебенистая почва с заполнителем из глины От 4 до 4.5 кгс/см2
Среднеплотная глина От 3 до 5 кгс/см2 Гравийная почва с песчаным заполнителем 5 кгс/см2
Влагонасыщенная глина От 1 до 2 кгс/см2 Гравийная почва с заполнителем из глины От 3.6 до 6 кгс/см2
Пластичная глина От 2 до 3 кгс/см2 Крупный песок Среднеплотный - 5, высокоплотный - 6 кгс/см2
Суглинок От 1.9 до 3 кгс/см2 Средний песок Среднеплотный - 4, высокоплотный - 5 кгс/см2
Насыпной уплотненный грунт (песок, супеси, глина, суглинок, зола) От 1.5 до 1.9 кгс/см2 Мелкий песок Среднеплотный - 3, высокоплотный - кгс/см2
Сухая пылеватая почва Среднеплотная - 2.5, высокоплотная - 3 кгс/см2 Водонасыщенный песок Среднеплотный  - 2, высокоплотный - 3 кгс/см2
Влажная пылеватая почва Среднеплотная - 1.5, высокоплотная 2 кгс/см2 Водонасыщенная пылеватая почва Среднеплотная - 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:

Расчетный вес стен

Таблица 2: Расчетный вес стен Расчетный вес перекрытийТаблица 3: Расчетный вес перекрытий Расчетный вес кровли 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.

Нагрузка от снегового покрова на фундамент здания

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.
Карта ветровых нагрузок в разных регионах России

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

partnery-02
Несущая способность грунта

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

 

partnery-02
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.

 

partnery-02
Несущая способность свай

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

 

 

ustanovkasvai.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:

  1. Стены из газобетона = 0,3 м*165 м²*600 кг/м³ = 29,7 тыс. кг.
  2. Облицовка фасада = 0,12 м*165 м²*1400 кг/м³ = 27,72 тыс. кг.
  3. Несущая внутренняя стена толщиной 38 см. = 10 м*0,38 м*1800 кг/м³*2,5 м. = 17,1 тыс. кг.
  4. Цокольное и мансардное перекрытия = 100 м²*500 кг/м³ = 50 тыс. кг.
  5. Кровля = 130 м²*30 кг/м³ = 3,9 тыс. кг.
  6. 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

Расчет фундамента

Перед тем как приступить непосредственно к возведению фундамента дома, необходимо выполнить его расчет. Для расчета фундамента необходимо оценить вес строения и сопоставить его с несущей способностью грунта на участке. Это необходимо сделать для подбора оптимального типа фундамента (ленточный, столбчатый, плитный, свайный, винтовой), а в дальнейшем для определения площади подошвы фундамента.

Расчет фундамента будет состоять из следующих этапов

  • Определяем вес дома без учета фундамента.
  • По таблицам определяем снеговую и ветровую нагрузки.
  • Подбираем оптимальный тип фундамента.
  • Рассчитываем площадь подошвы фундамента с учетом несущей способности грунта.

При расчете фундамент для дома, кроме веса самого строения, также необходимо учитывать снеговую и ветровую нагрузки, а так же примерный вес мебели и техники которая будет располагаться в доме.

Вес дома без учета фундамента. Если у вас есть смета, то достаточно узнать вес всех материалов. Если же нет, то вам самим придется ее составить. Для этого рассчитываем объем каждого материала, необходимого для постройки, узнаем вес и складываем. Таким образом вы получите суммарное давление на фундамент дома.

Здесь мы не будем приводить массу каких-либо материалов, т.к. с каждым годом их выбор становится больше и разнообразней. Перечислим только основные элементы строений, которые нам необходимо учесть перед тем, как рассчитать фундамент дома.

  • Вес стен зависит от строительного материала из которого они сделаны.
  • Давление от элементов крыши. В конструкцию крыши входят — стропила, обрешетка, кровля, утеплитель.
  • Межэтажные перекрытия определяется материалом самих перекрытий и плотностью используемого утеплителя.
  • Эксплуатационная или полезная нагрузка. Сюда входит вес мебели, одежды, различной домашней техники т.е. все что не является частью строительных конструкций. Принято считать, что нагрузка распределяется равномерно по всей площади перекрытий. В среднем для цокольного и межэтажного перекрытия жилых домов, она составляет 210 кг/м2, для чердачного перекрытия 105 кг/м2.

 

Снеговая  нагрузка различна для каждого района. Для того чтобы узнать вес снегового покрова в вашей местности, необходимо воспользоваться «СНиП 2.01.07-85* НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ». В данном СНиП в приложение 5, есть карта, по которой можно определить эти данные в вашем районе. Приведем лишь некоторые данные для различных городов России.

Следует обратить внимание на то, что значения приведены для горизонтальной проекции т.е. снежный покров давит на крышу только сверху вниз, поэтому при расчете необходимо брать не площадь крыши, а только площадь горизонтальной проекции.

 

Климатическаязона. Города. Снеговая нагрузка(кг/м2).
I Улан-Удэ, Чита, Благовещенск, Астрахань. 80
II Калининград, Краснодар, Ростов-на-Дону, Волгоград, Иркутск, Якутск, Хабаровск. 120
III Санкт-Петербург, Москва, Саранск, Екатеринбург, Челябинск, Тюмень. 180
IV Тверь, Ярославль, Нижний Новгород, Казань, Йошкар-Ола, Самара, Сургут, Барнаул. 240
V Мурманск, Петрозаводск, Сыктывкар, Киров, Уфа, Пермь, Ханты-Мансийск, Воркута. 320
VI Печора, Усинск, Туруханск. 400
VII Петропавловск-Камчатский. 480
VIII Норильск, Апатиты, Горно-Алтайск. 560

 

Ветровая нагрузка. Расчет давления от ветра достаточно сложен и зависит от многих факторов. К таким факторам относятся расположения относительно направления ветра, материала стен и крыши, от формы самого сооружения и т.д.

Поэтому давление от ветра можно подсчитать по упрощенной формуле:

Ветровая нагрузка = (15 х h + 40)xS,

где h – высота от уровня земли до верхней точки строения, S – площадь здания.

После того как вы подсчитали вес всего дома, необходимо подобрать оптимальный тип основания и рассчитать фундамент.

Пример расчета фундамента

Теперь подсчитаем примерно, какова масса дома размерами 6х6 из оцилиндрованного бревна. Древесина сосна естественной влажности.

Наименование Объем Вес за единицу Общий вес
Стены
бревно d200 18,65 м3 520 кг в м3 9698 кг
Полы и перекрытия
брус 100х150 1,8 м3 520 кг в м3 936 кг
брусок 40х40 0,7 м3 364 кг
доска 25мм 1,7 м3 884 кг
Кровля
доска 50х150 1,3 м3 520 кг в м3 676 кг
доска 25мм 1,3 м3 676 кг
рубероид 75 м2 2 кг в м2 150 кг
Итого: 13384 кг

Мы получили что суммарный масса дома составляет 13384 кг. Далее в этим данным нам необходимо прибавить полезную или по другому эксплуатационную нагрузку. Наш дом размером 6х6 имеет площадь 36 м2. Одно перекрытие на уровне пола и одно чердачное. Подсчитаем:

36 м2х210 кг/м2=7560 кг

36 м2х105 кг/м2=3780 кг.

Просуммировав получаем  11340 кг.

Теперь найдем нагрузку от снежного покрова. Пусть наш дом находится в Москве, площадь горизонтальной проекции крыши составляет 49 м2. По таблице находим что Москва находится в III климатической зоне и имеет снеговую нагрузки 180 кг/м2.

49 м2 х 180 кг/м2=8820 кг.

Найдем ветровую нагрузку. Наш дом имеет площадь 36 м2. Высоту 5,5 м.

(15х5,5м+40)*36м2=4410 кг

Подведем итог:

Масса дома – 13384 кг. Нагрузки: полезная – 11340 кг., снеговая – 8820 кг,  ветровая — 4410 кг.

Просуммировав получаем 37954 кг. Так же необходимо прибавить 30% на возможные ошибки в расчетах. В итоге мы получим что нагрузка на фундамент составляет 49340 кг.

Теперь нам необходимо выбрать какой тип фундамента для нас оптимален. Для того чтобы это определить также необходимо знать глубину заложения фундамента о которых можно прочитать в предыдущих темах.

Предположим что грунт у нас песчаный с несущей способностью 2 кг/см2. Если мы нагрузку на фундамент поделим на несущую способность грунта, то получим площадь подошвы фундамента.

49340 / 2 =24670 см2.

Зная площадь, которую должен занимать фундамент можно подобрать наиболее подходящую основу.

Пример расчета ленточного фундамента

Для этого площадь подошвы основания поделим на длину ленточного фундамента, а т.к. в доме есть еще внутренняя несущая стена то длина составит 30 м или 3000 см.

24670/3000=8,2 см. Мы получили, что минимальная ширина ленточного фундамента составит чуть больше 8 см. Но ширина основания должна быть больше толщины стен, а дом сделан из бревна диаметром 20 см, тогда минимальную ширину следует брать больше 20 см.

Подсчитаем необходимое количество бетона.При песчаных грунтах основание можно закладывать на глубину 0,5 м.

30 х 0,5 х 0,2=3 м3.

Пример расчета столбчатого фундамента

Будем делать столбы с шагом 1,5 м. Таким образом нам понадобится 19 штук. Можно взять больше количество, тогда диаметр столбов уменьшится. Если общую площадь фундамента поделить на количество столбов, то получи площадь подошвы одного столба.

24670 / 19=1298,4 см2. Взяв корень получим столб размером 36х36 см.

Столбчатый фундамент необходимо закладывать на глубину промерзания грунта. Для Москвы примерно 1,4 м. Подсчитаем необходимое количество бетона.

0,36х0,36х1,4х19=3,4 м3.

Таким образом, мы получили, что в данном случае выгоднее ленточный фундамент. Следует обратить внимание, что расчет производился для песчаных грунтов, где глубина заложения ленточного фундамента минимальна. Если взят в расчет промерзающий глинистый грунт, то глубина заложения основания может увеличится в 2-3 раза, а следовательно увеличится расход бетона. Поэтому не ленитесь и подсчитайте какое основание лучше именно для вас.

stroim-svoi-dom.ru

Расчет нагрузки свайного фундамента: пример расчета

Методика расчёта необходимого количества свай для фундамента с исходными данными и конкретными примерами. Провести точный и правильный расчёт нагрузки свайного фундамента с учётом всех параметров, требований, норм и правил может каждый человек, знающий сопромат и разбирающийся в математике. На практике это сложно и не нужно неспециалисту, а возможные просчёты могут привести не только к убыткам.  Но понять принцип расчёта поможет краткая упрощённая методика:

  • Подсчитывается общий вес сооружения.
  • Определяются снеговая и ветровая нагрузки исходя из средних обобщённых данных.
  • Подсчитывается полезная или бытовая нагрузка.
  • Подсчитывается общий вес ( сбор весов).
  • Ориентируясь на полную площадь строения и минимально допустимый шаг свай .определяется их общее максимальное количество
  • Подсчитывается суммарная площадь оснований свай.
  • Подбирается типоразмер и реальное количество свай.
  • На основе максимальных значений расстояний между сваями с учётом равного распределения нагрузок  формируется план свайного поля.
  • С учётом распределения нагрузок от строения проектируется и рассчитывается ростверк .

Конкретные цифры для расчётов

В случае, когда сложно либо невозможно определить несущую способность грунта, принимается значение 2,5 кг\см2,  это усреднённый показатель для грунтов российской средней полосы.

Исходные данные для расчёта свайных фундаментов

Максимальный шаг винтовых свай для малоэтажного и хозяйственного индивидуального строительства:

  • строения из бревна или бруса 3 м;
  • сооружения каркасного либо сборно-щитового типа 3 м;
  • здания с несущими стенами из облегчённых блоков 2,5 м;
  • дома из кирпича  и полнотелых бетонных блоков 2 м;
  • монолитные сооружения 1,7 м.

Для кустов свай под печи, колонны и подобные сооружения с сосредоточенной нагрузкой допустимое минимальное расстояние между сваями 1,5 м, для веранд и аналогичных построек 1,2 м.

Вес конструкций и частей зданий

Вес конструкций и частей зданийДля сбора весов  допустим приблизительный подсчёт. Ошибка в большую сторону приведёт к небольшому увеличению стоимости работ. Если же реальные нагрузки окажутся больше расчётных, то возможно разрушение фундамента и здания в целом.

Предпочтительный ориентир при отсутствии точной информации максимальное значение.

Стены :

  • кирпичные 600-1200кг\м2;
  • бревенчатые 600 кг\м2;
  • газо- и пенобетонные 400-900 кг\м2;
  • каркасные и панельные 20-30 кг\м2.

Крыши с учётом стропильной системы:

  • листовая сталь, в т.ч. металлопрофиль и металлочерепица 20-30 кг\м2;
  • листы асбоцементные 60-80 кг\м2;
  • рубероид и другие мягкие покрытия 30-50 кг\м2.

Перекрытия:

  • деревянные с утеплителем 70-100 кг\м2;
  • цокольные с утеплителем 100-150 кг\м2;
  • монолитные армированные 500 кг\м2;
  • плитные пустотелые 350 кг\м2.

Снеговая и ветровая нагрузки подсчитываются с учётом средних региональных показателей с поправочными коэффициентами. Средняя эксплуатационная (полезная) нагрузка с учётом веса людей, оборудования, техники, мебели, домашней утвари — 100 кг\м2. После сведения веса необходимо применить к результату коэффициент запаса 1,2.

Пример подсчёта потребности в сваях

пример расчётаДля примера расчёта возьмём одноэтажный дачный дом:

  • с крышей из металлочерепицы;
  • стены бревенчатые;
  • перекрытия деревянные;
  • размер 6 Х 6 м;
  • без фундаментальной печи;
  • высота стен 2,4 м.

Расчет:

  • вес стен из бревна: 2,4 (высота) Х  24 (периметр) Х 600 =  34560;
  • вес перекрытий: 36 (площадь) Х2 Х 100 = 7200;
  • вес крыши: 54 (площадь) * 20 = 1080;
  • полезная нагрузка: 100 Х 36 = 3600.

Сборный вес дома: 34560+7200+1080+3600=46440 кг.

Снеговую нагрузку определяем для севера нашей страны по номинальной массе снежного покрова 190 кг\м2. Отсюда расчет равен: 6х6х190=6840 кг.

Итоговый сборный вес: (46440+6840) Х 1,2 (запас) = 63936 кг.

Выбираем сваю самого популярного размера 89*300мм при её погружении на 2,5 м с несущей способностью 3,6 т, а сводный вес также переводим в тонны. 63,9 : 3,6 = 17,75 шт. — понадобится 18 штук  винтовых свай.

Далее сваи распределяются по свайному полю с учётом первоочередной установки в углах, примыканиях и пересечениях. Количество буронабивных свай будет соответствовать расчёту количества свай винтовых при соблюдении аналогичных параметров.

Для расчёта нагрузок, подбора оптимальных параметров свай и их количества, а также расчёта ростверка, разработаны специальные компьютерные программы, например, StatPile и GeoPile, облегчающие и упрощающие задачу по устройству фундаментов.

Расчёт ростверка

Назначение ростверка равномерное распределение нагрузок на свайную конструкцию. Расчёты параметров ростверка учитывают силы продавливания основания в целом, по каждому углу и воздействия на изгиб.

Довольно сложные подсчёты  застройщикам могут заменить стандартные решения, применение которых возможно только  небольших индивидуальных строений:

  • Материал исполнения ростверка: металлический швеллер, двутавр, монолитный бетон с армированием, брус или бревно сечением не менее материала стен.
  • Голова сваи должна входить в ростверк не меньше, чем на 10 см  для монолитного исполнения
  • По ширине ростверк не может быть меньше толщины стены.
  • Высота должна быть не меньше 30 см для бетона.
  • Ростверк должен располагаться как минимум на 20 см над уровнем почвы.
  • Соединение опор с ростверком может быть жёстким либо свободным.

Более детальная информация по теме:

fasad-prosto.ru

Расчет ленточного фундамента дома в зависимости от грунтов

Британская упрощенная методика расчета ширины ленточного фундамента по нагрузке на линейный (погонный) метр фундамента.

Мертвый вес здания и мертвая нагрузка: Для подсчета мертвого веса здания суммируем вес всех элементов здания (стены, перекрытия, кровля). Чтобы подсчитать нагрузку (силу), умножаем суммарный вес на 9,81, чтобы получить значение в Ньютонах. Допустим, здание весит 100 тонн (100 000 кг) умножаем на 9,81 – получаем 981 кН (килоньютон). При длине ленточного фундамента здания размером 10 м на 10 м с двумя внутренними лентами  в 50 погонных (линейных) метров, передаваемая на грунт нагрузка составит 981 кН / 50 м = 19,62 кН/м.

Полезная нагрузка:  Добавляем к мертвой нагрузке нагрузку от оборудования, людей, мебели, снега на крыше. При расчете  зданий с плоским кровлями и кровлями с углом до 30 градусов к горизонту добавляется нагрузка в 1,5 кН/м . При углах кровли более 30 градусов полезная нагрузка считается равной  0,75 кН/м . Допустим в нашем доме площадь кровли с углом более 30 градусов. Добавляем к расчетам снеговую нагрузку 0,75 кН/м.

Ветровая нагрузка: Для расчетов зданий в обычных условиях добавляется нагрузка 1 кН/м.

Считаем суммарную нагрузку от здания на грунт:  Мертвая нагрузка 19,62 кН/м  + Полезная нагрузка 0,75 кН/м  + Ветровая нагрузка 1 кН/м = 21,37 кН/м.

Исходя из нагрузки, передаваемой от строения на грунт через ленточный фундамент, по нижеприведенным таблицам определяем минимально допустимую ширину ленточного фундамента. 

Усредненные значения нагрузки на погонный метр ленточного фундамента для различного типа зданий:  хозяйственные постройки, бани - 20 кН/м,  одноэтажные (мансардные) дома - 30 кН/м,  двухэтажный  коттедж - 50 кН/м, большой особняк - 70 кН/м.

На основании несущей способности грунтов (расчетного сопротивления грунтов) Британским строительным ведомством были предварительно рассчитаны требуемые величины значений для ширины ленточных фундаментов различного типа зданий, которые были сведены в таблицу №35, которая предстанет перед вашим взором ниже.

Таблица №35 Минимальная ширина ленточного фундамента в зависимости от типа почвы и расчетной нагрузки*.

Тип почвы

Состояние грунта

Полевое исследование состояния почвы

 

Минимальная ширина ленточного фундамента в зависимости от нагрузки (типа здания):Баня 20 кН/м2   Дача 30 кН/м2        Коттедж 50 кН/м2   Особняк 70 кН/м2

Скала, камень

Не мягче, чем песчаник или известняк.

Изъятие образца почвы возможно только механическим или пневматическим инструментом

Во всех случаях ширина ленты как минимум равна ширине стены здания.

Каменистый или крупнопесчаный грунт

Компактный слежавшийся

Требуется лом для изъятия образца почвы. В землю трудно вбить деревянный кол диаметром 5 см глубже, чем на 15 см.

Баня 250 мм         Дача 300 мм        Коттедж 500 мм   Особняк 650 мм

Глина, Суглинок

Твердый и сухой грунт

Не может лепиться в руке. Требуется лопата или лом для изъятия образца.

Баня 250 мм         Дача 300 мм       Коттедж 500 мм    Особняк 650 мм

Глина, Суглинок

Плотный грунт

Лепится в руке.

Баня 300 мм         Дача 350 мм        Коттедж 600 мм   Особняк 850 мм

Песок, супесь

Сыпучий

Может быть легко выкопан лопатой. Кол 5 см легко входит в землю.

Баня 400 мм         Дача 600 мм      Коттедж, особняк – требуется расчет специалиста или применение другого типа фундамента.

Песок, супесь, илистый песок

Мягкий

Извлекается рукой, легко мнется пальцами. Палец легко входит в грунт на 1 см.

Баня 450 мм       Дача 650 мм       Коттедж, особняк – требуется расчет специалиста или применение другого типа фундамента.

Песок, супесь, илистый песок

Очень мягкий

Сочится (просыпается) между пальцами при сжатии в кулаке. Палец легко входит в грунт на 2,5  см

 

Баня 600 мм   Дача 850 мм Коттедж, особняк – требуется расчет специалиста или применение другого типа фундамента.

Торф, сапропель, ил

Мягкий

Извлекается рукой, рассыпается в руке, расслаивается на волокна

Строительство ленточного фундамента  недопустимо. Требуется консультация специалиста и выбор другого типа фундамента.

*   Данные адаптированы из Building Regulations Approved Document A: 2010, 2E3, Таблица №10 (Великобритания)

Таблица №36 Минимальная ширина  ленточного фундамента в зависимости от типа здания и несущей способности грунта. 

В Международных строительных нормах для жилых домов [IBC/IRC-2006] приводится справочные данные для определения минимальной ширины ленточного фундамента в зависимости от материала стен дома и количества этажей в доме. Как и в ранее приведенных примерах, значения несущей способности грунтов в таблице существенно занижены по сравнению с принятыми в России значениями. Сделано это для создания поправочного коэффициента запаса прочности для предупреждения возможных ошибок при расчете ширины ленточного фундамента. Вероятно, разумнее потратить чуть больше бетона на фундамент заранее по плану при постройке дома, чем лишиться покоя, комфорта и изрядных денежных средств  потом, при ремонте фундамента и дома в случае ошибки. При этом ваш дом уже никогда не будет стоить своей настоящей цены из-за серьезного дефекта конструкции.

Таблица №37 Минимальная ширина  ленточного фундамента для различного типа зданий. 

dom.dacha-dom.ru

Сбор нагрузок на фундамент: пример расчета, таблица

Схема ленточного фундаментаСхема 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 фундаментВлияние 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:

  1. Климатические условия места под застройку.
  2. Тип почвенных грунтов и их структурные особенности.
  3. Уровень горизонтальной линии грунтовых вод.
  4. Особенности конструкции здания, объема и вида материалов для строительства здания.
  5. Вид кровельной конструкции с материалами.

Все эти факторы служат исходными данными составления расчетной несущей способности ленточного фундамента.

Расчет несущего основания

Схема устройства ленточного фундаментаСхема 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 страныТаблица 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 почвыТаблица 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 нагрузкиРасчетный 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
1Длина стороны крыши10 м
2Площадь кровли100 м2
3Материал покрытияЧерепица
4Коэффициент из таблицы70 кг/м2
5Расчет кровельной нагрузки100м2 /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 нагрузкиТаблица 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
1Площадь крыши190,4 м 2
2Снег, коэффициент для Курска126 кг/м 2
3Количество скатов2
4Площадь нагружаемых стен фундамента10м 2
5Снеговая нагрузка2399 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 перекрытияТаблица 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.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  
Периметр40 мКоэффициент по таблице для кирпича1400 кг/м3
Высота стен3 мОбщий вес стен из кирпича67200 кг
Площадь стен120 м2Площадь стен фундамента при ширине 500 мм20 м2
Объем стен при толщине стен 400 мм48 м2Расчетная нагрузка на 1 м2 фундамента3360 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 материаловТаблица 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
1Отметка залегания низа фундамента0,9 м
2Объем фундамента18 м3
3Коэффициент плотности бетона2300 кг/м3
4Общая нагрузка на грунт41300 кг
5Расчетная нагрузка на 1 м2 фундамента2065 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

Нагрузка основания фундамента: правильный расчет

  • Монтаж фундамента
    • Выбор типа
    • Из блоков
    • Ленточный
    • Плитный
    • Свайный
    • Столбчатый
  • Устройство
    • Армирование
    • Гидроизоляция
    • После установки
    • Ремонт
    • Смеси и материалы
    • Устройство
    • Устройство опалубки
    • Утепление
  • Цоколь
    • Какой выбрать
    • Отделка
    • Устройство
  • Сваи
    • Виды
    • Инструмент
    • Работы
    • Устройство
  • Расчет

Поиск

Портал о фундаментах Портал о фундаментахФундаменты от А до Я.
  • Монтаж фундамента
    • ВсеВыбор типаИз блоковЛенточныйПлитныйСвайныйСтолбчатый

      Фундамент под металлообрабатывающий станок

      фундамент лента

      Устройство фундамента из блоков ФБС

      Установка опалубки

      Заливка фундамента под дом

      вухэтажного загородного дома с мансардой

      Характеристики ленточного фундамента

  • Устройство
    • ВсеАрмированиеГидроизоляцияПосле установкиРемонтСмеси и материалыУстройствоУстройство опалубкиУтеплениеУстранение трещин в стенах фундамента

      Устранение трещин в стенах фундамента

      Опалубка для ростверка

      Как армировать ростверк

      Арматура траншея

      Необходимость устройства опалубки

      гидроизоляция цоколя

      Как сделать гидроизоляцию цоколя

  • Цоколь
    • ВсеКакой выбратьОтделкаУстройствоискусственный материал

      Отделка фундамента камнем

      Выбор цокольной плитки для фасада

      Выбор цокольной плитки для фасада

      Что такое цоколь

      Что такое цоколь

      Закрыть свайный фундамент

      Как закрыть винтовые сваи

  • Сваи
    • ВсеВидыИнструментРаботыУстройствоиспытания свай

      Динамические и статические испытания свай

      Использование железобетонных свай

      Использование железобетонных свай

      винт свая

      Изготовление винтовых свай своими руками

fundamentaya.ru