Как рассчитать несущую способность фундамента?

Содержание

Как рассчитать фундамент под дом – Пример расчёта

Как рассчитать несущую способность фундамента?

Возведение фундамента является одним из самых важных и ответственных этапов строительства сооружения – это должен понимать каждый индивидуальный застройщик.

При разработке проекта дома специализированной компанией вся работа ложится на плечи профессионалов (спорное утверждение), которые несут ответственность за все расчеты при проектировании, в том числе и за правильный расчет фундамента.

Однако подобные услуги не всегда радуют своей доступностью и качеством, приходится перепроверять, чтобы избежать лишних затрат при покупке стройматериалов. В этой статье мы попробуем достаточно подробно расписать процесс расчета фундамента. Более подробную информацию рекомендуем поискать в соответствующих СНиПах и СП по строительству.

Грунт – как много в этом слове!

Еще при покупке участка стоило на минуту закрыть глаза на красоту живописного места и буквально копнуть глубже — ознакомиться с составом почвы. Ведь от качественных показателей грунта зависит не только трудоемкость возведения построек на участке, но и затраты, связанные с процессом строительства.

Для оценки грунта на строительном участке достаточно выкопать несколько ям или пробурить пару скважин. Почему несколько? Дело в том, что в ряде случаев в пределах нескольких метров почва на участке может быть разной, соответственно, она обладает разными свойствами.

Ни в коем случае не стоит полагаться на результаты исследований у соседей – чревато самыми неприятными последствиями!

Яма выкапывается на глубину 2 метра – этого вполне достаточно, чтобы иметь представление о том, с каким грунтом придется работать. Ниже мы привели список наиболее распространенных типов грунта, с которыми сталкиваются индивидуальные застройщики, стремящиеся построить фундамент и дом своими руками. Уже по внешнему виду грунта, глубине залегания и толщине отдельных слоев можно принимать решение о том, какое основание является предпочтительным, а от какого лучше отказаться.

Скальный и полускальный грунт отличаются высокой несущей способностью, поэтому на них можно возводить практически любой тип фундамента. По вполне понятным причинам, свайное основание не входит в этот список. Глинистый, песчаный, торфяной, илистый, грунт супесь и суглинок относятся к классу пучинистых, поэтому при строительстве дома на участке, где превалируют такие типы почвы, тип основания для постройки подбирают исходя из:

  • глубины залегания слоя пучинистого грунта. Например, пласт такой почвы начинается с поверхности и продолжается по всей глубине ямы. Можно заменить часть такого грунта непучинистым – песком – и возвести ленточный фундамент, либо отдать предпочтение свайному фундаменту;
  • уровня грунтовых вод. Чем ближе к поверхности грунтовые воды, тем больше накладывается ограничений на выбор типа фундамента. Если они находятся на глубине 1 м, лучше отдать предпочтение плитному основанию, если глубже, то можно рассмотреть незаглубленные ленточные;
  • глубины промерзания грунта. Если грунт пучинистый вплоть до глубины промерзания, его можно заменить непучинистым, либо построить заглубленный ленточный фундамент, или отдать предпочтение свайному основанию. Можно также использовать незаглубленный плитный фундамент.

Причем, необходимо одновременно учитывать сразу три вышеперечисленные характеристики грунта.

Расчет площади подошвы

Важное место в проектировании основания для будущей постройки занимает расчет площади подошвы. Данный этап работы проводится по формуле, представленной на рисунке ниже. Полученное в результате вычислений значение – примерная общая площадь подошвы фундамента, необходимая для того, чтобы буквально под нагрузкой не продавить грунт.

Если речь идет о строительстве самого дорогостоящего – плитного фундамента (в статье про расчет арматуры вы оцените, насколько «экономично» данное решение), то можно и вовсе избежать этих расчетов, ведь достаточно залить плиту под всей площадью дома, а такой подошвы с избытком хватит для предупреждения всех сюрпризов, которые преподносит грунт.

Каждый тип грунта, в зависимости от глубины заложения, плотности и пористости, обладает своими показателями сопротивления нагрузкам. Само собой разумеется, что пласты почвы на большой глубине в результате естественной прессовки отличаются большими значениями сопротивления.

Так, если вы планируете строить фундамент на глубину меньше 1,5 м, то расчетное сопротивление грунта примет несколько иное значение. В этом случае оно будет рассчитываться по формуле: R=0,005R0(100+h/3), где R0 – табличное значение расчетного сопротивления, h – глубина фундамента относительно нулевой отметки, см.

В свою очередь, многое зависит от грунтовых вод, ведь повышенная влажность грунта уменьшает его сопротивление нагрузке.

Естественно, что при самостоятельном расчете придется повозиться над вычислением нагрузки от возводимой конструкции, которая будет оказываться на пласты грунта под подошвой фундамента. Сюда включается:

  • суммарная нагрузка от сооружения, в том числе и примерная – от фундамента (используются данные таблицы, представленной на рисунке ниже);
  • нагрузка от объектов, которые будут размещены в постройке (камины, мебель, люди);
  • вес сезонных нагрузок от снежного покрова. Для средней полосы принимается равным 100 кг на кв. м кровли, для южной – 50 кг, для северной – 190 кг.

Полученное в результате вычислений значение площади подошвы фундамента используется при составлении проекта фундамента: выборе ширины ленты (для ленточного монолитного основания) или площади опоры (для столбчатого, свайного типов фундаментов). Рассмотрим конкретный пример расчета для каменного дома 6×8 м. О том, как подбирается арматура для фундамента, пойдет речь уже в отдельной статье.

Пример расчета фундамента

Предположим, что мы строим двухэтажный каменный дом 6 × 8 м, проект которого предусматривает в том числе одну внутреннюю несущую стену. Масса дома с учетом всех нагрузок получилась равной 160 000 кг. Грунт – влажная глина (расчетное сопротивление – 6 кг/см²). Коэффициент условий – 1. Коэффициент надежности – 1,2. Подставляем все значения в формулу расчета площади подошвы:

S = 1,2 × 160000 / (1 × 6) = 32 000 см² = 3,2 м²

Для ленточного фундамента: при общей длине ленты примерно (6+8) × 2 + 6 (внутренняя стена) = 34 м минимальная ширина ленты составит 3,2 / 34 = 0,1 м. Это минимальное значение!

Если рассматривать фундамент для легкого деревянного дома при условии, что минимальная площадь подошвы получилась равной 1 м², то для возведения свайного фундамента (площадь основания каждой сваи принимается равным 0,07 м², при условии, что нижняя часть сваи в диаметре – 0,3 м) потребуется:

1 / 0,07 = 15 свай

Семь раз отмерь – один отрежь!

Рекомендуем несколько раз всё перепроверить, прежде чем приступать к непосредственному возведению фундамента. От этого зависит не только будущее сооружения, но и его надежность, безопасность эксплуатации. Немалую роль играют и экономические факторы, в том числе расходы на строительные материалы. В одной из следующих статей вы узнаете о том, как провести расчет объёма бетонной смеси и сможете оценить общую стоимость основания. Хочется верить, что представленная информация оказалась для вас полезной!

Загрузка…

Источник: https://cdelayremont.ru/raschet-fundamenta

Расчёт несущей способности ленточного фундамента калькулятор

Как рассчитать несущую способность фундамента?

Важность фундамента сложно переоценить. От толщины опоры любого здания зависит его устойчивость и срок службы. Любому проекту застройки должен предшествовать этап проектирования, когда учитываются все условия участка: тип почвы, климатические особенности, ландшафт и другие нюансы. Обязательно в расчете учитывается масса будущего дома. Вес двухэтажной постройки будет давить на фундамент с одной силой, масса же одноэтажного строения будет сильно отличаться. Именно несущая нагрузка фундамента выступает ключевым критерием при определении толщины монолитной плиты.

Метод расчета

Ленточный фундамент можно рассчитать двумя способами: по несущей способности грунтов под подошвой и по их деформации. Более прост первый способ. Его и рассмотрим.

Мы точно знаем, что первым строится фундамент. Но проектируется он в последнюю очередь. Его задача передать нагрузку от дома. А ее мы будем знать лишь после того, как определимся с типом всех строительных материалов и их объемов. Так что до начала расчета фундамента необходимо:

  • начертить план всего здания со всеми простенками;
  • решить, нужен или нет подвал, и какой он должен быть глубины, если нужен;
  • знать высоту цоколя и материал, из которого он будет сделан;
  • определиться с типом и толщиной используемых материалов для утепления, ветрозащиты, гидроизоляции, отделки как внутри, так и снаружи.

По всем используемым во время стройки материалам нужно найти их удельный вес. Желательно составить таблицу: работать будет проще. Только после этого можно приступать к расчету.

Для расчета ленточного фундамента вам понадобится проект с подробным указанием используемых материалов и их толщины

Ленточный фундамент чаще всего делают монолитным или сборным бетонным. Намного реже сегодня делают кирпичные или бутобетонные ленты: они менее надежны, но при этом для их строительства требуется большее количество материала, хотя стоимость его может быть меньше.

Условно расчет ленточного фундамента можно разбить на несколько этапов:

  • Определение нагрузки на фундамент.
  • Выбор параметров ленты.
  • Корректировка в зависимости от условий.

Теперь обо всех этапах подробнее.

Используемые приборы

Если принято решение возводить строение на основании, которое было в эксплуатации уже несколько лет, тогда в обязательном порядке производятся действия по определению несущей его способности. Для этой цели требуется специальное оборудование, например, как на фото ниже:

Читайте также  Каким валиком лучше красить пол?

Рис. 1.1: прибор ОНИКС-ОС используется для произведения измерений на прочность бетона, способом отрыва со скалыванием.

На первом этапе происходит обследование фундамента здания. Вся работа имеет такую последовательность:

  • Специалисты нашей компании изучают проектную документацию на фундамент.
  • Производится анализ грунта на стройплощадке.
  • Осматриваются поверхностные элементы основания.
  • Инструментальное исследование основания.
  • Происходит сбор всех предполагаемых нагрузок на фундамент, например, снег, ветер, масса всего строения и прочее.
  • Отталкиваясь от предполагаемых нагрузок, происходит сопоставление с силой сопротивления грунта.

В конце специалисты определяют несущую способность. Возможно, будет принято решение об усилении существующего фундамента.

Совет эксперта! Выполняя анализ линейного основания, обязательная процедура – вскрытие основания, который контактирует с грунтом. Также по периметру необходимо сделать выемки, которые предоставляют возможность добраться к опорной подошве. Когда речь идет о работе с основанием свайного типа у оголовка и ростверка свай мы удаляем грунт.

Рис. 1.2: прибор Пульсар 2.1 ультразвуковой измеритель, использующийся для определения прочности бетона

Сбор нагрузок на фундамент

На этом этапе суммируется масса всех строительных материалов, которые используются для строительства:

  • стен — внешних и внутренних (берется площадь общая, не учитывая вырезы на двери и окна);
  • перекрытий пола и материалов для него;
  • потолка и потолочного перекрытия;
  • стропильной системы и кровельных материалов;
  • лестниц и других внутренних элементов дома;
  • наружной тепло- ветро- изоляции и отделки;
  • цоколя и фундамента (для начала — ориентировочно);
  • крепежа (гвозди, саморезы, шпильки и т.д.)

Таблица усредненных нагрузок от разных типов узлов дома. ее можно использовать на предварительном этапе — когда вы оцениваете примерный уровень затрат

Как уже говорили, к этому моменту уже должен быть готов план здания с более-менее точными размерами. Расчет массы используемых строительных материалов несложен: находите площадь, на которой он будет расположен, умножаете на удельный вес, получаете массу.

Если рассчитываемый элемент прямоугольный, его площадь находите, перемножив длину сторон. Если считаете в метрах, получаете м 2 . Умножив на толщину материала в тех же единицах (в метрах) получаете объем в кубометрах — м 3 . Так работать будет удобнее: большая часть удельной массы стройматериалов дается в килограммах на кубометр (кг/м 3 ). Перемножив найденный объем с удельным весом материала получаете массу материала для этой плоскости.

Пример расчета массы стены

Чтобы стало понятнее, приведем пример. Посчитаем сколько весить будет стена из профилированного соснового бруса 150*150 мм, с обшивкой из липовой вагонки толщиной 14 мм, обрешетка из соснового бруска 50*20 мм. Стена длиной 4 м и высотой 2,8 м.

Удельный вес закупленного соснового бруса (может быть разным) 570 кг/м 3 , вагонки 530 кг/м 3 , бруска 510 кг/м 3 .

Пример расчета нагрузки стены

Площадь стены: 4 м * 2,8 м = 11,2 м 2 .

Объем бруса в стене будет 11,2 м 2 * 0,15 м (толщина бруса) = 1,68 м 3 .

Умножив объем на удельный вес бруса, получим массу стены: 1,68 м 3 * 570 кг/м 3 = 957,6 кг.

Теперь находим объем вагонки на стене: 11,2 м 2 * 0,014 м (толщина вагонки) = 0,16 м 3 .

Сколько весит вагонка узнаем, умножив ее удельный вес на объем: 0,16 м 3 * 530 кг/м 3 = 84,6 кг.

Количество обрешетки считают по-другому: определяем сколько планок прибивается. Мы будем прибивать обрешетку вдоль с шагом 60 см. Получится 5 планок длиной 4 м. Погонных метров всего будет 20. Теперь находим объем: 20 м.п. * 0,05 м * 0,02 м = 0,02 м 3 .

Теперь находим массу обрешетки: 0,02 м 3 * 510 кг/м 3 = 10,2 кг.

Теперь находим массу всех материалов для стены: 957,6 кг + 84,6 кг + 10,2 кг = 1052,4 кг.

Думаем, принцип понятен. Но считать так каждую стену долго. Дальше можно сделать проще: определить, сколько весит один квадратный метр стены, затем найти площадь всех стен, имеющих такую же отделку и получить общую их массу.

Мы рассчитали, что масса стены площадью 11,2 м 2 будет 1052,4 кг. Получается, что один квадрат весит 1052,4 кг / 11,2 м 2 = 93,96 кг/м 2 . Теперь посчитав, площадь всех стен с такой отделкой, можем найти их общую массу. Пусть общая их площадь 42 м 2 . Тогда весить они будут 42 м 2 * 93,96 кг/м 2 = 3946,32 кг.

По такой методике находите массу всех перечисленных элементов. Если они имеют сложную геометрию, разбиваете их на простые фигуры и так определяете площадь. С остальным проблем быть не должно.

Полезная нагрузка дома

Кроме стройматериалов на фундамент будет давить вся обстановка в доме: мебель, техника, люди и т.д. Считать все это очень уж долго, так что при планировании принимают, что на один квадратный метр площади полезная нагрузка составляет 180 кг/м 2 . Чтобы узнать общую полезную нагрузку дома, его площадь (всех этажей) умножаете на эту цифру.

Источник: https://seventools.ru/proizvodstvo/kak-sobrat-nagruzki-na-fundament.html

Несущая способность грунта, фундамента, сваи, балки, перекрытий, стен

Как рассчитать несущую способность фундамента?

  • Проведение замеров несущей способности грунта, фундамента, сваи, балки, перекрытий, стен для проектирования, реконструкции: увеличение этажности, пристройки зданий любого типа. Услуга определит: предельно допустимые нагрузки, характеристики материалов строительных конструкций, результаты лабораторных испытаний, выводы и рекомендации по ремонту дефектов.

Под несущей способностью подразумевают максимальную нагрузку, которую способны выдерживать строительные конструкции, не теряя при этом функциональных качеств.

Оценка несущей способности актуальна при строительстве и проведении ремонтов объектов различного типа, перепланировке помещений и монтаже оборудования, увеличении нагрузок не перекрытия и т.п. Не менее важна правильная оценка возможностей конструкций и составление рекомендаций по дальнейшей эксплуатации объекта.

Анализ и определение несущей способности представляет собой комплекс исследовательских работ, во время которых изучается проектная документация здания, анализируются способы сопряжения конструкций, способы опирания, взаимодействия и характер нагрузок. Кроме того, учитывается наличие дефектов на конструкциях, просчитывается их дальнейшая работоспособность.Расчет несущей способности обычно выполняют специализированные организации.

В своей работе современные организации применяют программные комплексы. Они помогают вычислить уровень прочности главных участков объекта, учитывая фактические показатели прочности исследуемой конструкции.

После изучения фактических данных материалов становится возможным определить прогибы, уровень жесткости, сроки возникновения и ширину возможных раскрывшихся трещин.

Полученные данные сравниваются с имеющимися на данный момент, после чего делаются соответствующие выводы.

По завершению подобной операции станет понятной картина воздействия нагрузок на различные элементы конструкций. Получится выявить настоящий запас прочности строительных материалов, спрогнозировать их изменение в условиях характерной природной среды.
Глобальные изменения объекта без расчетов несущей способности будут относиться к ряду рискованных работ, за качество которых не отвечает ни одна строительная организация.

Несущая способность грунта

При строительстве объектов необходимо знать несущую способность грунтов. Эта характеристика определяет уровень оптимальной нагрузки, которую способна выдержать определенная единица площади грунта.

Знание показателей несущей способности грунтов позволяет определить опорную площадь фундамента. Расчет прост — чем хуже характеристика грунта, тем больше будет площадь фундамента.

На несущую способность влияют три фактора: тип грунтов, их уплотненность и насыщенность влагой. Например, грунт с высокой влажностью по своим характеристикам в несколько раз слабее обычного грунта.Определить характеристики грунта позволяет комплекс специальных исследований, которые проводят специализированные организации.

В частности, они применяют методику бурения неглубоких скважин для взятия проб и визуального определения характеристик породы.

Данные, полученные после таких исследований, серьезно способствуют оптимизации проектных работ, подбору более точных характеристик будущего объекта. В целом это позволит не тратить средства на закладку фундамента с намного большим запасом прочности, чем того требует тип грунтов.

В конечном итоге это положительно скажется на эксплуатационных характеристиках объекта, продлении межремонтного периода здания.

Несущая способность фундамента

В процессе возведения зданий любых типов, а также в первые годы после их запуска в эксплуатацию, грунты, на которых устроен фундамент объекта, будут сжиматься. Как итог — фундамент объекта будет опущен на определенную величину, дав так называемую осадку.

Это естественный процесс, который, однако, подлежит полному контролю. Осадка, превышающая допустимые нормы, приводит к трещинам фундамента и стен, в некоторых случаях вплоть до аварийного состояния объекта. Избежать подобных проблем помогут правильные расчеты несущей способности фундамента.

Этот показатель напрямую зависит от характеристики грунтов, на которых устроен фундамент. Чем выше плотность и сухость грунта — тем меньше объем фундамента.
Для расчета несущей способности фундаментов используется специальная аппаратура, адаптированные компьютерные программы. Как правило, проводить расчеты поручают специализированным организациям.

Еще один вариант, когда возникает необходимость определения несущих характеристик фундамента — подготовка к ремонту здания. В этом случае учитывается размер и положение усадки фундамента, наличие и причина возникновения трещин, продумываются способы препятствования дальнейшей порче конструкций.

Несущая способность сваи

Несущая способность сваи называют величину нагрузки, которую может выдержать одна свая с учетом предельно допустимых деформаций грунта под ней.

В зависимости от того, какие грунты залегают под острием, свои могут быть как висячими, так и сваями–стойками.

Если под нижним концом сваи — слабый, сильно сжимаемый грунт, определить несущую способность свай в основном можно по уровню сопротивления грунта на боковой поверхности. В таком случае свая будет считаться висячей.В случае залегания плотных малосжимаемых грунтов, свая будет применяться в качестве стойки, и ее несущую способность можно будет определить за счет уровня сопротивления грунта под острием.

В результате забивания свай, вокруг них грунт уплотняется грунт, образуя так называемую «напряженную зону». При этом эффективность фундамента, естественно, будет снижена. Грамотный анализ несущей способности конструкций позволяет разместить по периметру будущего объекта оптимальное количество свай.

Для определения несущих способностей свай привлекают специализированные организации.

Отчеты, составленные по итогам таких исследований, являются основой для внедрения мер по улучшению характеристик объекта.

Несущая способность балки

Балки относятся к основным элементам зданий. Несущая способность балок учитывается еще на этапе проектирования нового объекта. Если же требуется усиление или ремонт уже готового здания, расчет несущей способности балок понадобится вновь.

Характеристики прочности и максимальной нагрузки балки зависят от материала изготовления, вида крепления балки. Как принято, получая необходимые данные, специалисты формируют наиболее подходящие характеристики балок для возможности их максимально эффективной эксплуатации.Для расчетов несущей способности принято приглашать представителей специализированных организаций.

Читайте также  Чем отбелить кафельную плитку на полу?

После тщательного осмотра и изучения ситуации будут проведены расчеты с применением определенного программного обеспечения.Если со строительством здания все понятно, то какие есть причины, чтобы пригласить специалистов для изучения несущих способностей балок в процессе эксплуатации объекта?

В первую очередь, это модернизация оборудования, увеличение нагрузок на все конструкции объекта, эксплуатационный износ.

Обязательно нужно рассчитать несущую способность балок, если объект меняет функциональное предназначение.

Несущая способность перекрытий

Перекрытия — неотъемлемый элемент многоэтажных зданий. При проектировании подобных объектов одна из главных задач проектировщика — учет несущей способности перекрытий и, соответственно, правильный их подбор.

В качестве перекрытий наиболее часто используют железобетонные плиты. Существуют типовые детали, которые промаркированы согласно несущей способности. Плита с цифрой 6 указывает на возможность выдерживать нагрузки, равные 600 килограмм на метр квадратный, цифра 8 — 800 килограмм и так далее. Проектировщику нужно только рассчитать основу для использования оптимального количества плит с определенными характеристиками.

Как правило, определение несущей способности перекрытий происходит в период проектирования объекта. Комплекс проектных работ обычно выполняет одна специализированная организация. Это позволяет просчитывать оптимальную мощность перекрытий с учетом комплексных нагрузок на все элементы конструкций.
Подбор правильных плит перекрытия, усиление данной конструкции (при необходимости) в конечном итоге позволяет эксплуатировать объект долго, и, что самое главное, безопасно. Исключается и возникновение трещин и прочих деформаций за счет правильного распределения нагрузок.

Несущая способность стен

Несущая способность стен — это предельная нагрузка, которую они способны выдерживать без деформации и возникновения видимых повреждений.

Эта характеристика учитывается еще на этапе проектирования будущего объекта. Правильный подбор характеристик позволяет избежать трещин на стенах и прочих негативных факторов.

В целом, каждая стена имеет свои пределы по нагрузкам и функциональному предназначению. В несущих стенах оптимальная ширина и высота обязательно соблюдаются. Ширина каждой стены согласуется и испытывается.Проектные работы, к которым в том числе относится и определение несущей способности стен, как правило, выполняют представители специализированной организации.

Это дает возможность подойти к процессу комплексно, учитывая характеристики не только стен, но и других видов конструкций.

Таким образом, исключается наличие «слабых мест» в проекте, а после — и в готовом здании. Оптимально подобранные конструкции позволят эксплуатировать объект довольно долгий период без капитальных ремонтов — при условии, что нагрузка на стены и перекрытия будет стабильной и не повысится.

В последнем случае необходимо будет заново провести расчеты несущей способности.

Предложите другие виды сотрудничества. Хорошо!

Источник: https://www.npoekt.ru/bearing_capacity.html

Расчет фундаментов. Пример расчета фундамента

Как рассчитать несущую способность фундамента?

Не будем ломать эту традицию, а лишь попытаемся помочь «самостройщикам» произвести расчет фундамента и построить добротный фундамент своими руками. От надёжности фундамента дома, как известно, зависит его долговечность.

В качестве примера расчета фундамента рассмотрим конструкцию ленточного фундамента из монолитного бетона на гранитном щебне, план и сечение фундамента представлено на рис.1. Размеры ленточного фундамента для расчета 12х6м. Конструкция фундамента для лучшего сопротивления силам морозного пучения, пишет iBud.ua, выбрана с наружной наклонной поверхность. Верхняя часть фундамента имеет ширину 0,4м, а нижняя (подошва) 0.5м. Основные характеристики дома, для которого будет проводиться расчет фундамента:

— стены – газоблок, плотность 600кгc и толщина 40см; — полы первого этажа насыпные по грунту; — два полных этажа; — междуэтажное перекрытие – железобетонные плиты; — крыша скатная под углом 45 градусов черепичная по деревянным лагам; — грунт – глина пластичная;

— место строительства – возле Киева.

Самая большая нагрузка на фундамент будет на боковые участки по 12м (сечение А-А на рис. 1), так как на боковые стены опираются плиты перекрытия и лаги кровли. Проведем расчет общей нагрузки на 1м длинны подошвы фундамента в сечении А-А. Нагрузка на фундамент будет равна сумме нагрузок от

— снега, — кровли, — перекрытий, — стен дома,

— самого материала фундамента.

Для расчета нагрузки на фундамент от снега необходимо нормативную нагрузку снегового покрова умножить на грузовую площадь крыши, приходящейся на 1м фундамента. Нормативная снеговая нагрузка для расчета берется в соответствии со СНиП 2.01.07-85 (см. рис. 2) для Украины. Площадь кровли на 1м фундамента в нашем примере рассчитывается таким образом: общая площадь кровли делиться на общую длину фундамента, при этом учитываться будут только боковые ленты фундамента (12+12=24м). Торцевые части фундамента (6+6=12м) в расчете не учитываются, так как балки кровли опираются только на длинные боковые стены. Результат расчета снеговой нагрузки:

— общая площадь кровли равна произведению удвоенной длины скатов на длину карниза кровли. Длина ската определяется таким образом: Дск=6/2=3/cos45=4,29м. Общая площадь кровли: Sкр=2*4,29=8,58*12?103м2;

— грузовая площадь кровли на 1м ленты фундамента равна: 103/24=4,3м2;

— удельная снеговая нагрузка для Киева (зона II)из таблицы будет 70кгс/м2 (см. табл.1 и рис. 2);

— снеговая нагрузка на фундамент:4,3х70=301кгс.

Таблица 1. Карта снегового зонирования

Снеговые районы СССР (принимаются по карте 1 обязательного приложения 5) I II III IV V VI
?, кПа(кгс/см2) 0,5 (50) 0,7 (70) 1,0 (100) 1,5 (150) 2,0 (200) 2,5 (250)

Нагрузку от крыши определяем по нагрузке от 1м2 горизонтальной проекции крыши. Для наших расчетов это 3м черепичной двухскатной кровли под углом 45 градусов. Согласно табл. 2 нагрузка от кровли на фундамент равняется: 3*80=240кгс.

Таблица 2. Нагрузка на фундамент от горизонтальной проекции кровли

 Тип кровли Па кгс/м2
Металлочерепица или ондулин при уклоне до 27° 300 30
Рубероид в 2 слоя при уклоне 10° 400 40
Шифер асбестоцементный при уклоне 30° 500 50
Черепица керамическая или цементно-песчаная при уклоне 45° 800 80

Нагрузку от перекрытий на фундамент считаем, используя данные табл. 3. При этом грузовая площадь как и для кровли будет приходиться только на боковые ленты фундамента, так как перекрытия опираются только на боковые стены. В нашем случае грузовая площадь перекрытий на 1м фундамента будет равна 3м2 (12*6=72/24=3м2), а нагрузка от деревянного чердачного (плотностью 300кг/м3) и железобетонного междуэтажного перекрытия (плотностью 500кг/м3) будет равна соответственно: 3*300=900кгс и 3*500=1500кгс. Общая нагрузка от перекрытий на фундамент: 900+1500=2400кгс.

Таблица 3. Нагрузка на фундамент от перекрытий

Тип перекрытия кПа кгс/м2
Деревянное по деревянным балкам плотность 200 кг/м3 1 100
Деревянное по деревянным балкам плотность 300 кг/м3 1.5 150
Деревянное по стальным балкам плотность 300 кг/м3 2 200
Железобетонное, плиты серии ПК 5 500

Теперь произведем расчет нагрузки на 1м фундамента от наружных стен. Она будет равна произведению нагрузки от 1м2 стены по табл. 4 на высоту стен и толщину стены над фундаментом. В нашем примере высоту стены из газобетона Д600 примем 6м, толщину стены – 0,4м. Тогда нагрузка от стены на фундамент будет равна: 6*0,4*600=1440кгс.

Таблица 4. Нагрузка от 1м3 стен на фундамент

Материал стен кПа кгс/м3
Каркасные стены на дереве или тонкостенном профиле, с обшивкой листовым материалом и легким эффективным утеплителем  3 300
Бревенчатые или брусчатые 6 600
Из газобетона или паротерма Д600 6 600
Из шлакоблока Д1200 12 1200
Из ракушечника Д1500 15 1500
Из пустотелого кирпича 14 1400
Из полнотелого кирпича сплошной кладки 18 1800

Рассчитаем нагрузку от фундамента, которая равна объёму 1м длинны фундамента умноженного на плотность материала, из которого он сделан. Плотность материала фундамента можно взять из табл.5. В нашем случае при глубине заложения фундамента 1м (для Киева, если влажный пучинистый грунт) объём примерно составит 0,45м3, а нагрузка будет равна: 0,45*2300=1035кгс.

Таблицы 5. Плотность материала фундаментов

Материал Плотность кг/м3
Бутовый камень, полнотелый кирпич 1600
Мелкозернистый бетон (без щебня) 1800
Бетон на доломитовом щебне 2200
Бетон на гранитном щебне 2300
Железобетон 2500

Подсчитаем общую нагрузку на 1м длинный подошвы ленточного фундамента в сечении А-А (рис. 1). Общая нагрузка составит: 300+240+2400+1440+1035=5415 кгс или примерно 55 кН (5415 кгс~5,5тс). Такая нагрузка будет вполне допустима, так как при опорной площади фундамента в этом сечении, которая равна 5000 см2 (50см*100см), давление на грунт составит всего 1,1кгс/см2 (5415/5000). Расчётное сопоставление несущей способности грунта 1,5кгс/см2 для пластичной глины. Для других типов грунтов расчётные сопротивления можно взять из табл.6.

Таблица 6. Средние расчетные сопротивления грунтов

Грунт кгс/см2
Щебень, гравий 5
Пески крупные, гравелистые 4
Пески средней крупности 3
Пески мелкие и пылеватые плотные 2
Пески мелкие средней плотности 1,5
Суспеси твердые и пластичные 2,5
Суглинки твёрдые и пластичные 1,5
Глины твёрдые 4
Глины пластичные 1,5

Проведем расчет несущей способности столбчатого фундамента из монолитного железобетона (периметр стен и конструкция всего дома остаются прежними). Рассмотрим пример расчета для такого столбчатого фундамента:   — сечением столба в верхней части 40х40см;

— сечение подошвы столба 80х80см;

— расстояние между столбами 2м (то есть 1 столб на 2м длинный стены).

План столбчатого фундамента изображён на рис.3.

Подсчитаем общую нагрузку, которая действует на грунт от подошвы столбчатого фундамента в сечении А-А (рис.3). Она будет равна уже подсчитанной нагрузке, действующей на 1м длинны ленточных фундаментов (без учёта веса фундамента): 5415–1035=4380кгс. Далее необходимо умножить нагрузку на расстояние между столбами: 4380*2=8760 и добавить вес одного столба. Объём столбчатого фундамента приведённой конструкции примерно 0,25м3.

Таким образом, вес фундамента в соответствии с плотностью для железобетона по табл. 4 равен: 0,25*2500=625кгс. Результат расчета нагрузки фундамента на грунт: 8760+625=9385кгс на один столб. При этом опорная поверхность одного столба 80х80=6400см2. Если учесть несущую способность грунта 1,5гкс/см2, то предельные нагрузки фундамента на грунт будут: 6400*1,5= 9600кгс, что больше расчетных нагрузок (9385кгс). Такой столбчатый фундамент будет надёжен для приведенного в примере дома.

Необходимо отметить, что в общем случае для столбчатого фундамента:

— расход бетона будет примерно в 3-4 раза меньше;

— объем земляных работ приблизительно в два раза меньше.

Вот и всё, что касается простейшего расчета несущей способности фундамента. Надеемся, что приведенный пример расчета фундамента поможет Вам подобраться оптимальную конструкцию фундамента, при котором он будет не только надёжным, но и экономичным.

Читайте также  Как поднять деревянный дом и залить фундамент?

Игорь Шеин

Источник: http://domik.ua/novosti/raschet-fundamentov-primer-rascheta-fundamenta-n109055.html

Расчет несущей способности ленточного фундамента

Как рассчитать несущую способность фундамента?

Ленточный фундамент получил распространение в строительстве благодаря своей универсальности. Конструкция может быть изготовлена как из сборного, так и из монолитного бетона. Такой тип фундамента может с одинаковой успешностью применяться в индивидуальном и в массовом строительстве. Чтобы гарантировать прочность конструкции, ее долговечность и устойчивость, перед началом работ требуется выполнить расчет по несущей способности.

Порядок расчета

При проведении подготовительных конструкторских работ необходимо определиться со следующими значениями:

  1. глубина заложения фундамента;
  2. ширина подошвы (по расчету);
  3. ширина ленты.

Ширина подошвы и ленты будут различаться при строительстве дома на фундаменте т-образного типа. При применении прямоугольного сечения опорной конструкции, эти значения равны. Т-образные ленты применяются для возведения массивных зданий из кирпича, широкая подошва фундамента снижает давление на единицу площади от здания на грунт. Если дом строится по каркасной технологии или из бруса, достаточно прямоугольного фундамента. Расчет подошвы для монолитного и сборного фундамента не отличаются.

Чтобы найти или рассчитать нужные значения, работы проводятся в несколько этапов:

  1. изучение характеристик грунта;
  2. назначение глубины заложения;
  3. сбор нагрузок;
  4. расчет по несущей способности.

Каждый из этих этапов имеет свои особенности, поэтому требует отдельного рассмотрения.

Геологические условия участка

Для частного дома проводить дорогостоящие геологические исследования нецелесообразно. Все, что необходимо узнать это:

  • тип грунта;
  • уровень нахождения грунтовых вод;
  • наличие линз слабого грунта.

Это можно определить двумя способами:

Исследование почвы необходимо проводить на 50 см ниже предполагаемой отметки ленточного фундамента, которая на данном этапе принимается в зависимости от наличия подвала и величины промерзания (подробнее в следующем пункте).

Шурфы представляют собой ямы прямоугольного сечения, земляные работы можно проводить с помощью обычной лопаты. Грунт анализируется по стенкам откопанного шурфа. Бурение в условиях самостоятельного возведения дома можно проводить ручным буром. Анализ проводят по почве на лопастях инструмента.

Необходимо выбрать несколько точек для исследования, все они располагаются под пятном застройки дома. Одну скважину или шурф  делают в самой низкой точке участка. Чем больше точек для исследования взять, тем точнее будут результаты, но главное не переусердствовать.

Если грунтовые воды не найдены, можно принимать фундаменты глубокого заложения и обустраивать в доме подвальные помещения. Если УГВ располагается на глубине 1 м от поверхности земли и ниже, самым простым решением станет устройство мелкозаглубленных опор (50-60 см). Более сложным для выполнения вариантом будет устройство заглубленной ленты с дренажом и надежной гидроизоляцией подвала (снаружи и изнутри).

По типу найденных грунтов определяют их несущую способность, которая потребуется в дальнейшем расчете.

Тип грунта Несущая способность, кг/см2
Галечный с глиной 4,5
Гравий 4,0
Крупнозернистый песчаный 6,0
Среднезернистый песчаный 5,0
Мелкозернистый песчаный 4,0
Пылеватый песчаный* 2,0
Супеси и суглинки 3,5
Глины 6,0
Просадочные грунты* 1,5
Насыпной уплотненный* 1,5
Насыпной неуплотненный* 1,0

* грунт не подходит в качестве основания. Требуется полная его замена на песок крупной или средней фракции. В данном случае лучше остановиться на применении свайного фундамента или монолитной плиты.

Назначение глубины заложения

Как уже говорилось ранее, отметка подошвы зависит от уровня грунтовых вод. Изучив характеристики основания и обозначив допустимые границы, рассматривают другие факторы.

При наличии подвала, отметку подошвы выбирают не менее чем на 20-30 см ниже пола по подвала. Промерзание почвы также влияет. Лучше опирать конструкции дома на незамерзающий слой почвы. Для различных регионов он отличается. Самые точные значения приведены в СП «Строительная климатология». Значения для некоторых городов приведены в таблице.

Город Промерзание почвы, м
Москва 1,4
Санкт-Петербург 1,4
Ростов-на-Дону 1,0
Волгоград 1,2
Архангельск 1,8
Нижний Новгород 1,6
Уфа 1,8
Екатеринбург 1,9
Челябинск 2,0
Омск 2,2
Новосибирск, 2,2
Воркута 2,9
Иркутск 2,3
Владивосток 1,6

Сбор нагрузок

Нагрузки разделяют на два типа: временные и постоянные. Постоянные — масса конструкций здания, временные — людей, мебели, оборудования, снега.

Чтобы рассчитать все значения достаточно воспользоваться таблицей.

Тип нагрузки Величина
Кирпичные стены толщиной 510 мм 920 кг/м2
Кирпичные стены толщиной 640 мм 1150 кг/м2
Стены из бруса толщиной 150 мм 120 кг/м2
Стены из бруса толщиной 200 мм 160 кг/м2
Утепленные каркасные стены толщиной 150 мм 30-50 кг/м2
Гипсокартонные перегородки 80 мм без утеплителя 27,2 кг/м2
Гипсокартонные перегородки 80 мм с утеплителем для шумоизоляции 33,4 кг/м2
Железобетонное перекрытие сборными плитами толщиной 220 мм и цементно-песчаной стяжкой толщиной 30 мм 625 кг/м2
Деревянное перекрытие по балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/м3 100-150 кг/м2
Фундамент железобетонный 2500 кг/м3
Кровельный пирог в зависимости от типа покрытия, кг/м2
Металлическая черепица 40-60
Керамическая черепица 80-120
Гибкая черепица 50-70
Временные нагрузки
Полезная (мебель и оборудование) 150 кг/м2
Снег См. в табл. 10.1 СП «Нагрузки и воздействия» в зависимости от климатического района

Каждое значение, перед тем как взять в расчет, требуется умножить на коэффициент надежности по нагрузке. Для металлических элементов он составляет 1,05, для деревянных — 1,1, для железобетонных заводского изготовления — 1,2, для железобетонных, изготавливаемых на стройплощадке — 1,3. Полезная нагрузка умножается на 1,2, а снеговая на 1,4. При уклоне кровли свыше 60 градусов нагрузку от снега в расчет принимают равной нулю.

Расчет ширины подошвы

Фундамент — это конструкция передающая нагрузку от дома на грунт, т.е. при расчете фундамента по несущей способности главным параметром является несущая способность грунта под ним.

По сути расчет несущей способности сводится к расчету минимальной площади опирания фундамента на грунт, при которых его пространственные характеристики останутся в заданных пределах в течение всего времени эксплуатации здания, при заданной массе строения (считается из учета проекта).

Варьируя ширину фундамента можно изменять удельное давление (давление на единицу площади кг/см²) здания на грунт. Т.к. периметр строения известен из проекта, нужно определить минимально возможную ширину ленточного фундамента.

Рассчитать фундамент можно по формуле:

В = Р/L*R,

где В — значение требуемой ширины подошвы фундамента, L — общая длина всей ленты по периметру дома и внутренних несущих стен, R — несущая способность грунта (по таблице выше), P — масса дома с учетом всех нагрузок, умноженных на коэффициенты запаса по несущей способности.

Пример расчета

Для более точного представления, приведем пример для двухэтажного дома из бруса размерами 6 на 6 м и высотой этажа 3 м. Наружные сены на втором этаже(мансардном) имеют высоту 1,5м. Кровля из битумной черепицы, фундамент ленточный мелкого заглубления (60 см). Пример предусматривает район строительства — г.Москва. Опирание выше глубины заложения обусловлено высоким УГВ, для защиты от сил морозного пучения предусмотрено утепление ленты фундамента пенопластом (в расчет не учитывается). Геологические исследования показали, что на выбранной глубине опирания находятся суглинки.

Рассчитать нагрузки можно в табличной форме.

Нагрузка Величина, кг
Наружные стены из бруса толщиной 200 мм 6 м (длина) * 4 шт * 4,5 м (высота) * 160 кг * 1,1 = 19000 кг
Внутренняя стена из бруса толщиной 150 мм 6 м (длина) * 6 м (высота) * 120 кг * 1,1 = 4750 кг
Перегородки из гипсокартона без шумоизоляции 20 м (длина) * 2,7 м (высота) * 27,2 кг * 1,2 = 1770 кг
Перекрытия по балкам толщиной 300 мм 2 шт * 6 м (ширина) * 6 м (длина) * 150 кг * 1,1 = 11880 кг
Кровля 6 м * 6 м * 70 кг * 1,2/соs45ᵒ(угол наклона кровли) = 4260 кг
Полезная нагрузка на перекрытия 2 шт * 6 м * 6 м * 150 кг * 1,2 = 12960 кг
Снег 6 м * 6 м * 180 кг * 1,4 = 9080 кг

Итого с учетом всех коэффициентов — 63700 кг.

В примере ленточный фундамент закладывается под наружные стены и под внутреннюю. Подбираем ширину в зависимости от толщины стен. Предварительно значение ширины равно 25 см. Высота цоколя равна 40 см, глубина заложения 60 см, общая высота фундамента -100 см.

Предварительная масса ленточного монолитного фундамента = (6 м * 4 шт + 6 м * 1 шт) * 1 м (высота) * 0,25 м (ширина) * 2500 кг * 1,2 (коэффициент надежности по нагрузке) = 18750 кг .

Общая нагрузка от дома — 82450 кг. Периметр фундамента L=5 шт * 600 см = 3000 см.

В = Р/(L) * R = 82450/(3000 см * 3,5 кг/см²) = 7,85 см.

Такое небольшое значение в примере получено из-за небольшого веса здания из бруса и достаточно высокой несущей способности ленточного фундамента. Принять число меньше ширины стен возможно только при кирпичном здании (допускается свесы кладки до 10 см), но в тоже время принимать значение ширины фундамента меньше 30 см для частного дома не рекомендуется, поэтому остается величина 30 см (под внутреннюю стену можно сделать 25 см). Пример предусматривает прямоугольное сечение ленточного фундамента.

Если предварительная ширина фундамента отличается от конечной в меньшую сторону или в большую менее, чем на 5 см, перерасчет конструкции не требуется. При получении значения отличающегося от предварительного более чем на 5 см в большую сторону расчет проводят еще раз с полученной шириной. В данном случае нужно провести расчет веса фундамента заново, но мы не будем этого делать, так как и так понятно что запас просто огромный.

Рассчитать ленточный фундамент по примеру с учетом несущей способности для дома из бруса просто. Действие не отнимет большого количества времени, но обеспечит высокую надежность.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Источник: https://gidfundament.ru/lentochnyj/raschet-nesushchej-sposobnosti-lenty.html