Расчет нагрузки на фундамент: параметры и подсчеты, анализ грунта

Допустимая нагрузка на почву от фундамента в местах основания столбов Как рассчитать нагрузку на основание дома Любое строительство дома начинается с

Таблица допустимого давления на грунт, кг/см 2 .

Грунт

Глубина заложения фундамента

1 – 1,5

2 – 2,5

Щебень, галька с песчаным заполнением

4,5

6,0

Дресва, гравийный грунт из горных пород

4,0

5,0

Песок гравелистый и крупный

3,2

5,5

Глина твердая

3,0

4,2

Щебень, галька с илистым заполнением

2,8

4,2

Песок средней крупности

2,5

4,5

Песок мелкий маловлажный

2,0

3,5

Суглинок

1,7

2,0

Глина пластичная

1,6

2,0

Супесь

1,5

2,5

Песок мелкий очень влажный

1,5

2,5

Иногда влажность грунтов может изменяться в большую сторону, в таких случаях несущая способность почвы становится меньше. Рассчитать влажность грунта можно самостоятельно. Для этого необходимо выкопать скважину или яму, и в том случае если через какой либо промежуток времени в ней появляется вода – грунт влажный, а если ее нет, то он сухой. Ниже мы рассмотрим плотность и несущей способности различных грунтов. Для расчета фундамента вы можете воспользоваться калькулятором фундамента.

Принципы расчета фундаментов и типы нагрузок

Расчет фундамента включает в себя выбор типа и геометрических характеристик в зависимости от всех влияющих на работу конструкции факторов. Также определяют несущую способность грунта в привязке к весу дома. В первую очередь важно провести расчет нагрузки на фундамент. Она зависит от веса дома и некоторых других воздействий.

В общем, все воздействия на фундамент классифицируются по времени действия на:

  • постоянные;
  • временные.

Временные также разделяют на кратковременные, длительные и особые.

К постоянным относят собственный вес строительных конструкций, давление грунтовых масс на фундамент. Эти воздействия начинаются непосредственно с начала строительства и продолжаются весь срок эксплуатации строения.

Временные нагрузки воздействуют в некоторые периоды при возведении или эксплуатации здания. К ним относят:

  • длительные – вес оборудования, мебели, материалов;
  • кратковременные – транспортные нагрузки, снег, ветер.

При расчете все воздействия суммируются и распределяются на общую длину фундамента или количество свай.

Определение глубины заложения фундамента

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

Таблица 1 – Справочные данные о глубине промерзания грунта

Справочная таблица для определения глубины заложения фундамента

Справочная таблица для определения глубины заложения фундамента по регионам

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

Таблица 2 – Зависимость глубины заложения фундамента от типа грунта

Зависимость глубины заложения фундамента от типа грунта

Зависимость глубины заложения фундамента от типа грунта

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

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

Исходные данные для расчета нагрузки на фундамент

В качестве источника нагрузки на грунт возьмем двухэтажный дом 6 × 8 метров с внутренней силовой стеной.

исходные данные для расчета нагрузки на фундамент
Конструктивные элементы дома Площадь элементов
Площадь кровли 70 м²
Площадь чердачного перекрытия 50 м²
Общая площадь перекрытия первого и второго этажа 100 м²
Площадь внешних стен 160 м²
Площадь внутренних силовых стен 50 м²
Общий периметр фундамента 34 м

В зависимости от конкретной планировки дома, конструкции фундамента и крыши, площади элементов будут различаться. Каждый проект дома необходимо тщательно анализировать и просчитывать элементы. Представленные расчеты носят рекомендательный характер и служат для раскрытия методики анализа.

Для расширения области расчетов рассмотрим два варианта перекрытий – на деревянных лагах и с бетонными пустотными плитами.

Расчет полов

Пол на лагах устанавливается в большинстве домов, но при неправильном конструировании подвального помещения (отсутствие продухов, их малый или большой размер) в нем начинает конденсироваться влага.

Вода деформирует или полностью разрушает деревянные лаги и конструкцию пола, способствует разрушению бетона.

Самый простой способ бороться с влагой в подвале — отказаться от цокольного помещения. Пол по грунту обеспечит долговечность конструкции и не даст лишней влаге проникнуть в дом.

Постоянные нагрузки

Постоянные нагрузки от конструкций рассчитывают с использованием таблиц, каталогов и паспортных данных в которых указывается масса или плотность конкретного элемента. В таблице рассмотрим плотности часто используемых строительных материалов.

Название материала Плотность, кг/м3
Кладка из кирпича: полнотелого 1800
Силикатного 1900
Пустотелого 1300–1400
Бетоны: тяжелый 2200–2500
Ячеистый 400–1200
Асфальтобетон 2000–2200
Железобетон: на тяжелом бетоне 2500
Керамзитобетон 1600–1800
Шлакобетон 900–1200
Теплоизоляторы: Керамзит 500–900
Вата минеральная 200
Пенопласт 15–100
Плиты из минеральной ваты 300–500

Некоторые материалы рассчитывают исходя из их площади, а не плотности.

Название материала Масса 1 м2
Плиты перекрытия ж/б: Ребристые длиной 6 м 170
Ребристые длиной 12 м 220
Пустотные 250
Кровельные и изоляционные материалы: Черепица 50
Рубероид 1,7
Асбестоцементные листы усиленного профиля 22
Покрытия пола: Ковры 6,0
Паркет штучный 10
ДСП 16 мм 4,8
Линолеум 3 мм 4

К примеру, 1 м2 кирпичной стены из полнотелого кирпича толщиной 380 мм обшитой пенопластом ПСБ-25 толщиной 10 см будет обладать таким весом: 0,38×1800 + 0,1×25 = 304+2,5=303,5 кг. Зная это значение высчитывают вес всех стен и перегородок в здании. Также собирают нагрузку от собственного веса перекрытий и крыши.

К постоянным нагрузкам также относят и собственный вес самого фундамента. Его рассчитывают исходя из материала строительства и геометрических размеров. Ширина фундамента выбирается исходя из толщины стен, но не менее 300 мм. Высота (глубина заложения) в большинстве случаев зависит от глубины промерзания. Для Московской области, к примеру, она составляет около 1,8 м. То есть, с учетом просвета над грунтом, это около 2 м. Если проектируется ленточный фундамент шириной 400 мм и высотой 2 м из бетонных блоков, то вес 1 м будет составлять 0,4× 2×2500=2000 кг. Если общая длина фундамента 50 м, то он создает общую нагрузку на грунт в 100 000 кг.

Обязательно используют коэффициенты надежности, которые составляют:

  • для металлоконструкций – 1,05;
  • бетонных материалов плотностью выше 1600 кг/м3, деревянных, армокаменных, каменных и железобетонных конструкций – 1,1;
  • бетонных плотностью меньше или равной 1600 кг/м3, выравнивающих слоев, засыпок, стяжек, отделочных слоев, выполненных на заводе – 1,2;
  • то же самое, но выполненных на строительной площадке – 1,3.

С учетом этого коэффициента фундамент, запроектированный выше, будет обладать общим весом в 100 000 × 1,1 = 110 000 кг.

Таблица плотности и несущей способности различных грунтов.

При разработке проекта дома для примерного расчета фундамента, как правило, несущая способность принимается 2 кг/см2.

Следует отметить, что при разработке, грунт разрыхляется и увеличивается в объеме. Объем насыпи, как правило, больше объема выемки из которой грунт изымается. Грунт в насыпи будет постепенно уплотняться, это происходит под действием собственного веса или механического воздействия, поэтому значения первоначального коэффициента увеличения объема (разрыхления) и процента остаточного разрыхления после осадки будет между собой различаться. Грунты в зависимости от трудности и способа их разработки делятся на категории.

Монтаж ленточного основания

Всю технологию монтажа ленточного фундамента можно подразделить на этапы:

  1. Подготовка к работам.
  2. Монтаж траншейной системы и опалубки с распорками.
  3. Установление и обвязка арматуры.
  4. Заливка бетонного раствора.
  5. Гидроизоляция фундамента.
  6. Засыпка грунта.

Подготовительные работы

На этом этапе производят все расчеты, и досчитывают стоимость фундамента. Затем делается разметка на участке

При помощи колышков и шнура нужно произвести разметку будущего фундамента Рассчитать стоимость фундамента важно, так как без точных результатов можно получить излишние расходы

Нужно воспользоваться специальным калькулятором, каких множество в интернете, или вооружиться обычным. Считать кубатуру ленточного основания нужно по формуле: ДхШхВ, где д-длина, Ш-ширина, В-высота

При этом важно, что фундамент не имеет форму трапеции, а параллелограмма. Так для заливки платформы длиной 240, шириной 40 и высотой 60 (240х40х60), нужно примерно 6 кубов бетона

Но по личному опыту скажу, что к этой цифре лучше прибавить 10%, так как выполнить абсолютно ровный фундамент своими руками сложно.

Проще говоря кубатура высчитывается, проецируя форму фундамента на подходящую ему геометрическую фигуру. Если конструкция сложная, то ее разделяют схематично на более простые, и высчитывается их кубатура. Эти цифры в конце суммируются.

Основные работы

Монтаж всегда начинают от нулевого цикла. Если говорить о мелко заглубленном основании, то сначала роется траншея по разметке глубиной от 60 см. Затем укладывается подушка из гравия и песка в 25 -30 см. Размер подушки зависит от будущей высоты фундамента и геодезии. Связывается система из арматуры с диаметром 10-16 мм.

Связка должна быть замкнутой системой без разрывов с шагом крепления 10-20 см. После этого из обрезных досок 40х150-200 делается опалубка с распорками. После этого при помощи труб монтируют будущие отдушины. Затем в эту конструкцию заливают бетон. Причем высота опалубки должна быть не менее 30 см. Эта высота в дальнейшем будет высотой цоколя дома.

Для изготовления бетона используется песок, щебень и цемент М 250 или 400. Это можно сделать самостоятельно, или при помощи специальной машины, которой нужен подъезд. Если его нет, то придется дополнительно заказывать бетононасос. А это лишние расходы. Каждый слой бетона заливается отдельно и трамбуется до полного расхода запланированного объема. После полного просыхания конструкции опалубка снимают.

Расчет нагрузки перекрытий

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

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

Таблица 4 – Удельный вес перекрытий

Таблица расчет веса перекрытий и их нагрузка на фундамент

Таблица расчет веса перекрытий и их нагрузка на фундамент

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

Расчет потребности в бетоне

Работы по заливке бетона нельзя останавливать, не закончив их полностью. Для этого важно правильно оценить потребность в нем. Расчет необходимого количества проводится с учетом типа фундамента:

  1. Ленточный вариант. Порядок расчета можно рассмотреть на примере. Фундамент делается для дома размером 6х8 м. Глубина промерзания грунта составляет 1 м, а потому заглубление выбираем 1,4 м. Ширина ленты (уточненная по расчету минимальной площади опоры) – 0,5 м. Объем фундамента составит V=PxbлхНф, т.е. (2х6х8)х1,4х0,5=67,2 м³. Рекомендуется взять запас порядка 8-10 процентов. Окончательно, для данного фундамента потребуется 74 м³ бетона.
  2. Столбчатый тип. Если опора имеет прямоугольное сечение, то площадь ее определится, как произведение двух сторон. При возведении столба круглой формы применяется известная формула расчета окружности S=3.14R2, где R – радиус столба.
  3. Плитный фундамент. Объем определяется по формуле для правильного параллелепипеда, т.е. V=axbxHф, где а и b – размеры сторон плиты (м). Например, для дома 6х8 м при заглублении 0,4 м объем составит 19,2 м³.

Рекомендуем: Виды и этапы строительства столбчатых фундаментов своими руками. Как рассчитать опорные столбы?

Несколько сложнее учесть дополнительную потребность в бетоне при формировании ребер жесткости на плитном основании. Они изготавливаются обычно с шагом 2 м, причем по краям они располагаются обязательно.

Для выбранного примера количество ребер по длине составляет 4, а по ширине 3. Общая длина этих элементов составит (8х4)+(6х3) =50 м. Наиболее характерная ширина и высота ребра – 0,1 м. Следовательно, общий дополнительный объем бетона составит 50х0,1х0,1=0,5 м³.

Советуем почитать: Марка бетона и пропорции для фундамента частного дома

Снеговые нагрузки

из-за снега нагрузки на фундамент растут

Снежный покров, который собирается на кровле в холодный период года, необходимо учитывать при расчете нагрузки на грунт. Количество снега в регионах отличается. Для проектирования используют нормативные значения веса снегового покрова, взятые из строительных правил. В СНиП территория разделена на снеговые районы и указана нормативная нагрузка в них:

  • I – 80 кг/м2;
  • II – 120 кг/м2;
  • III – 180 кг/м2;
  • IV – 240 кг/м2;
  • V – 320 кг/м2;
  • VI – 400 кг/м2;
  • VII – 480 кг/м2;
  • VIII – 560 кг/м2.

Расположение районов лучше смотреть на карте в нормативных документах. В общем, для европейской части южные регионы относят к I–II району (громе горной части, которая принадлежит VIII району), центральные области (в том числе Москва и Санкт-Петербург) к III, Тверь, Нижний Новгород, Казань к IV, север к V снеговому району.

Кроме этого учитывают и конструкцию крыши, ее уклон. Для этого применяют коэффициент перехода μ (мю). Он составляет:

  • при уклоне до 30° μ=1;
  • 30–60° μ=0,7:
  • круче 60° – μ=0.

Имея все значения – площадь крыши, нормативные значения веса снежного покрова, уклон – высчитывают максимальную нагрузку на фундамент от снега: S=Sнорм · μ. При площади крыши 30 м2 с уклоном 30° в Москве общее значение будет: S=180×1×30 = 5400 кг.

Какой вы выбрали фундамент?

  • Ленточный 48%, 709 голосов

    709 голосов 48%

    709 голосов — 48% из всех голосов

  • Плитный 28%, 415 голосов

    415 голосов 28%

    415 голосов — 28% из всех голосов

  • Свайный 15%, 216 голосов

    216 голосов 15%

    216 голосов — 15% из всех голосов

  • Столбчатый 6%, 96 голосов

    96 голосов 6%

    96 голосов — 6% из всех голосов

  • Не определился 3%, 50 голосов

    50 голосов 3%

    50 голосов — 3% из всех голосов

Всего голосов: 1486

11.02.2020

×

Вы или с вашего IP уже голосовали.



Формула Терцаги

Формула Терцаги описывает закономерность уплотнения грунтов и их компрессионное сжатие. Для исследования грунтов редко выбирают метод трехосного сжатия ввиду его сложности, метод одноосного сжатия можно применять лишь к узкому кругу грунтов. Именно поэтому Терцаги рассматривает одноосное сжатие в жесткой таре, где стенки не дают образцу деформироваться.

По мере уплотнения, то есть сокращения объема полостей, давление возрастает. В результате становится понятно, то сумма деформаций образца составляется из пластической и остаточной деформации. (ξ1= ξp+ ξв)

Рис. 4 График нагружения грунта

При выполнении повторного нагружения основанию передаются только упругие деформации.

Расчет общей нагрузки на 1 м2 грунта

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

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

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

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

Расчет нагрузки на фундамент и грунт

proektirovanie-8.jpg

При проектировании фундаментов для любых типов зданий учитываются все влияющие на правильную их работу условия. Принимают во внимание инженерно-геологические особенности участка строительства, конструкцию здания, влияние окружающей среды. Основная задача – обеспечить прочность и пригодность готового фундамента к длительной эксплуатации. Неправильный расчет становится причиной осадок, разрушения и появления трещин на фундаменте и самом здании. Рассмотрим подробнее как рассчитать нагрузку на фундамент, и что учитывают при расчете.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Лазерные станки