Расчет ленточного фундамента

Расчет ленточного фундамента

Расчет ленточного фундамента
СОДЕРЖАНИЕ
0

Как рассчитать фундамент

Расчет параметров для ленточного фундамента учитывает массу здания и вес бетона с арматурой, а также несущие характеристики почвы. Вес здания должен быть меньше массы основания. Расчет проводится в такой последовательности:

  • Изучение характеристик участка. Глубина ленты должна быть на 0,3-0,5 м ниже значения промерзания грунта в регионе;
  • Теоретическая ширина ленты принимается в 0,2 м – при дальнейших расчетах это значение будет расти;
  • Рассчитывается вес здания – приблизительные данные отдельных строительных конструкций указаны в таблице:
Строительные элементы Удельная масса, кг/м2
Стена
Стена в полкирпича (0,12 м) 200-250
Пено- или газобетонная стена, блоки D600, толщина стены – 0,3 м 180
Стена из бревен Ø 0,24 м 135
Стена из бруса сечением 0,15 м 120
Каркасно-щитовая стена сечением 0,15 м со слоем утеплителя 50
Межэтажное и потолочное перекрытие
Цокольное или межэтажное перекрытие по дереву (слой утеплителя с плотностью ≤ 200 кг/м3) 100
Перекрытие по дереву чердака (слой утеплителя с плотностью ≤ 200 кг/м3) 150
Плита с пустотами 350
Монолитная ж/б плита 500
Нагрузка на цоколь и перекрытия между этажами 210
Нагрузка на перекрытие чердака 105
Кровля, стропильная система и обрешетка
Листовая металлическая кровля, профлист или металлочерепица 30
Рубероид в два слоя 40
Шифер 50
Керамическая или глиняная черепица 80
Нагрузка от снежного покрова для контитентальной климатической зоны 100
Нагрузка от снежного покрова для южных регионов 50
Нагрузка от снежного покрова для севера РФ 190

Если крыша имеет наклон скатов более 600, то нагрузка от слоя снега не учитывается, когда проводится вычисление.

  • Вычисляется массабетона на ленточный фундамент. Общий объем основания (длина, высота и ширина перемножаются) требуется умножить на удельную массу армированного бетона (2500 кг/м³) – это будет общий вес ленты из бетона. Общая нагрузка от дома на почву (Р, кг) – это сумма веса основания и дома.
  • Рассчитываются цифры нижней ширины подошвы B (см):

B = 1,3 × Р / (L × Rо);

  • 1,3 – запас по нагрузке;
  • Р – вся масса здания с фундаментом, кг;
  • L – длина, см;
  • Rо– сопротивление почвы, кг/см². Приблизительная величина указана в таблице:
Тип почвы Ro, кг/см2
4,5
Гравийный грунт с глиной 4,0
Грунт с крупным песком 6,0
Грунт с песком средней фракции 5,0
Грунт с мелким песком 4,0
Грунт с пыльным песком 2,0
Супесчаные почвы 3,5
Суглинистые почвы 3,5
Глинистый грунт 6,0
Просадочные грунты 1,5
Насыпной слой с трамбовкой 1,5
Насыпной слой без трамбовки 1,0
  • Начальная ширина основы: 0,2 м – если расчет дал меньший результат, то окончательное значение принимается именно 0,2 м. Если расчетная ширина больше 20-ти сантиметров на 0,05 м, то расчет ленточного фундамента мелкого заложения повторяется с новым первоначальным значением ширины, пока результаты покажут прирост ширины основания меньше 5 см.
Фундамент частного дома

Сбор нагрузок

Сбор нагрузок осуществляется суммированием их каждого вида (постоянные, длительные, кратковременные) с умножением на грузовую площадь. При этом учитываются коэффициенты надежности по нагрузке.

Значения коэффициентов надежности по нагрузке согласно СП 20.13330.2011.

Нормативные значения полезных нагрузок в зависимости от назначения помещения согласно СП 20.13330.2011.

К постоянным нагрузкам относят собственный вес конструкций. К длительным – вес не несущих перегородок (применительно к частному строительству). Кратковременными нагрузками является мебель, люди, снег. Ветровыми нагрузками можно пренебречь, если речь не идет о строительстве высокого дома с узкими габаритами в плане.

По своей сути сбор нагрузок представляет собой ряд арифметических действий. Габариты конструкций умножаются на объемный вес (плотность), коэффициент надежности по нагрузке. Равномерно распределенные нагрузки (полезная, снеговая, вес горизонтальных конструкций) формируют опорные реакции на нижележащих конструкциях пропорционально грузовой площади.

Сбор нагрузок разберем на примере частного дома 10х10, один этаж с мансардой, стены из газоблока D400 толщиной 400мм, кровля симметричная двускатная, перекрытие из сборных железобетонных плит.

Схема грузовых площадей для несущих стен в уровне перекрытия первого этажа (в плане.

Схема грузовых площадей для несущих стен в уровне кровли (в разрезе.

Схема снеговых нагрузок на кровлю.

Вариант 1 рассматривает равномерное выпадение снега, вариант 2 – не симметричное, вариант 3 – образование снегового мешка. Для упрощения расчёта и для формирования некоторого запаса несущей способности фундаментов (особенно он необходим для примерного расчёта) можно принять максимальный коэффициент 1,4 для всей кровли.

Конечным результатом для сбора нагрузок на ленточный фундамент должна быть линейно распределенная (погонная вдоль стен) нагрузка, действующая в уровне подошвы фундамента на грунт.

Наименование нагрузки Нормативное значение, кг/м2 Коэффициент надежности по нагрузке Расчётное значение нагрузки, кг/м2
Собственный вес плит перекрытия 275 1,05 290
Собственный вес напольного покрытия 100 1,2 120
Собственный вес гипсокартонных перегородок 50 1,3 65
Полезная нагрузка 200 1,2 240
Собственный вес стропил и кровли 150 1,1 165
Снеговая нагрузка 100*1,4 (мешок) 1,4 196

Расчет ленточного фундамента

Всего: 1076 кг/м2

Нормативное значение снеговой нагрузки зависит от региона строительства. Его можно определить по приложению «Ж» СП 20.13330.2011. Собственные веса кровли, стропил, напольного перекрытия и перегородок взяты ориентировочно, для примера. Эти значения должны определяться непосредственным вычислением веса того или иного конструктива, или приближенным определением по справочной литературе (или в любой поисковой системе по запросу «собственный вес ххх», где ххх – наименование материала/конструкции).

Рассмотрим стену по оси «Б». Ширина грузовой площади составляет 5200мм, то есть 5,2м. Умножаем 1076кг/м2*5,2м=5595кг/м.

Но это ещё не вся нагрузка. Нужно добавить собственный вес стены (надземной и подземной части), подошвы фундамента (ориентировочно можно принять её ширину 60см) и вес грунта на обрезах фундамента.

Для примера возьмем высоту подземной части стены из бетона в 1м, толщина 0,4м. Объемный вес неармированного бетона 2400кг/м3, коэффициент надежности по нагрузке 1,1: 0,4м*2400кг/м3*1м*1,1=1056кг/м.

Верхнюю часть стены примем в примере равной 2,7м из газобетона D400 (400кг/м3) той же толщины: 0,4м*400кг/м3*2,7м*1,1=475кг/м.

Ширина подошвы условно принята 600мм, за вычетом стены в 400мм получаем свесы общей суммой 200мм. Плотность грунта обратной засыпки принимается равной 1650кг/м3 при коэффициенте 1,15 (высота толща определится как 1м подземной части стены минус толщина конструкции пола первого этажа, пусть будет в итоге 0,8м): 0,2м**1650кг/м3*0,8м*1,15=304кг/м.

Осталось определить вес самой подошвы при её обычной высоте (толщине) в 300мм и весе армированного бетона 2500кг/м3: 0,3м*0,6м*2500кг/м3*1,1=495кг/м.

Суммируем все эти нагрузки: 5595 1056 475 304 495=7925кг/м.

Более подробная информация о нагрузках, коэффициентах и других тонкостях изложена в СП 20.13330.2011.

Расчёт несущей способности грунта

Для расчёта несущей способности грунта понадобятся физико-механические характеристики инженерно-геологических элементов (ИГЭ), формирующих грунтовый массив участка строительства. Эти данные берутся из отчета об инженерно-геологических изысканиях. Оплата такого отчёта зачастую окупается сторицей, особенно это касается неблагоприятных грунтовых условий.

Формула определения расчетного сопротивления грунта основания.

Для этой формулы существует ряд ограничений по глубине заложения фундаментов, их размеров и т.д. Более подробная информация изложена в разделе 5 СП 22.13330.2011. Ещё раз подчеркнем, что для применения данной расчётной методики необходим отчет об инженерно-геологических изысканиях.

Расчетные сопротивления крупнообломочных грунтов.

Расчетные сопротивления песчаных грунтов.

Расчетные сопротивления глинистых грунтов.

Расчетные сопротивления суглинистых грунтов.

Расчетные сопротивления заторфованных песков.

Расчетные сопротивления элювиальных крупнообломочных грунтов.

Расчетные сопротивления элювиальных песков.

Расчетные сопротивления элювиальных глинистых грунтов.

Расчетные сопротивления насыпных грунтов.

В рамках примера зададимся суглинистым грунтом с коэффициентом пористости 0,7 при значении числа пластичности 0,5 – при интерполяции это даст значение R=215кПа или 2,15кг/см2. Самостоятельно определить пористость и число пластичности очень сложно, для приблизительной оценки стоит оплатить взятие хотя бы одного образца грунта со дна траншеи специалистом лаборатории, выполняющей изыскания.

Таблица с указаниями выбора основания в зависимости от типа грунта
Таблица с указаниями выбора основания в зависимости от типа грунта

От показателей несущей способности грунта будет зависеть на какую глубину нужно погружать сваи и выкапывать траншею для опалубки и заливки ленты, учитывается расчетная глубина основания. Анализ структуры грунта можно сделать тремя способами:

  1. Выкопать в разных местах размеченной территории под будущее здание или баню вертикальные углубления, и проанализировать структуру грунта.
  2. Взять на анализ керн грунта на различной глубине способом глубокого бурения;
  3. Обратиться в геологическую службу, а она предоставит приблизительную карту грунтов на данной территории с указанием уровня залегания грунтовых вод.

Большинство срезов покажет, что грунт на различной глубине не однороден. Сначала идет слой рыхлой плодородной почвы, которую необходимо полностью снять. Затем возможен суглинок или песок, на таком грунте строить фундамент лучше сразу на сваях. Возможен вариант каменистой почвы (содержащих в профиле значительное количество каменистых отдельностей более 5% от массы), которая идеальна для мелкозаглубленного ленточного фундамента.

Любой песчаный или глинистый сухой грунт, независимо от структуры, имеет несущую способность от 2 кг/см 2. Это исходная величина для первичного расчета будущей конструкции фундамента, а также глубины его залегания. Большинство бань и небольших деревенских дач строятся из древесины или кирпича. Грунт массу легкого здания хорошо выдерживает, и будет достаточно рассчитать необходимое количество строительных материалов. Но можно себя и подстраховать, увеличив ширину подошвы.

Если приходится увеличивать ширину подошвы фундамента, нужно обязательно повторно рассчитать необходимое количество строительных материалов, а также толщину свай для бани, например, если используется свайно-ростверковое основание.

Ленточный фундамент – расчет.

Геологическая разведка даст ответ на ключевой вопрос, на каком уровне находится граница промерзания почвы. Ниже этого уровня грунт уже максимально уплотнен, поэтому он способен выдерживать огромные нагрузки. Оптимальное решение – это начать строить подошву фундамента уже ниже границы промерзания. Грунт, расположенный выше уровня промерзания, насыщен влагой, поэтому в зимний период увеличивается в размерах. В результате, возникает деформация строительных конструкций и любое здание, даже баня, со временем просто разрушится.

Определение размеров основания: пример

Приведем пример расчёта ленточного фундамента мелкого заглубления вручную:

  1. Изучаются гидрогеологические параметры почвы на стройплощадке, и характеристики залегания подземных вод, а также свойства пучения и плывучести грунта;
  2. Сооружение с мелким заглублением ставится на песчаном или однородном грунте;
  3. Рассчитываются параметры армирования ленточного фундамента и размеры самого фундамента;
  4. Рассчитывается масса всей конструкции и отдельных элементов;
  5. Корректируются габариты и результаты расчета конструкции.
Закладка ленты

Любительская, но достаточно точная методичка – расчет фундамента – требует определения конкретных значений:

  1. Параметр b – ширина боковой стенки ленты, h – высота заливки, p – периметр дома;
  2. Формула, чтобы рассчитать объем и количество бетона: Н {amp}gt; / Z 10 см, где H – высота фундамента, Z – глубина;
  3. Результат сравнивается с длиной, шириной и высотой арматуры для фундамента: глубина основы должна быть больше или равна высота армопояса;
  4. Объем отлива вычисляется перемножением значений b, p и h;
  5. Теперь нужно проделать расчет площади опалубки. площадь боковой стенки ленты нужно умножить на периметр фундамента, ранее умноженный на высоту траншеи. Также определяется площадь одной доски для опалубки;
  6. Количество досок вычисляется так: нужно разделить на сумму боковых площадей бетонной основы на площадь всей опалубки.

Требуемая ширина подошвы определяется отношением расчетного сопротивления основания к линейно распределенной нагрузке.

Ранее мы определили погонную нагрузку, действующую в уровне подошвы фундамента – 7925кг/м. Принятое сопротивление грунта у нас составило 2,15кг/см2. Приведём нагрузку в те же единицы измерения (метры в сантиметры): 7925кг/м=79,25кг/см.

Ширина подошвы ленточного фундамента составит: (79,25кг/см) / (2,15 кг/см2)=36,86см.

Ширину фундамента обычно принимают кратной 10см, то есть округляем в большую сторону до 40см. Полученная ширина фундамента характерна для легких домов, возводимых на достаточно плотных суглинистых грунтах. Однако по конструктивным соображениям в некоторых случаях фундамент делают шире. Например, стена будет облицовываться фасадным кирпичом с утеплением толщиной 50мм.

Схема с размерами ленточного основания
Схема с размерами ленточного основания

Теперь можно приступать к расчету необходимого для заливки фундамента бетона. Количество арматуры чаще всего не считают, так как ее пойдет минимум, учитывая массу бани. Поэтому принимают за единственно верный показатель − объем бетона. Для бани площадью 100 м 2, ширина бетонной ленты 0,4 м и глубина 0,6 м, необходимое количество бетона будет составлять 100 х 0,4 х 0,6=24 м 3. Это тот объем бетона, который нужно изначально подготовить, чтобы одновременно залить ленточный фундамент для бани.

Можно также учесть арматурный пояс. Его делают с продольных металлических ребристых прутьев диаметром 12 мм и вертикальных прутьев сечением 10 или 8 мм. Горизонтальные пояса устанавливают с интервалом 20−30 см от глубины до поверхности, но обязательно края должны быть спрятаны в фундаменте на расстоянии до 5 см от поверхности.

Фундамент под дом

Нередко используют несъемную опалубку, которая обеспечивает дополнительную несущую способность основанию и делает поверхность максимально гладкой. В этом случае, вертикальные прутья должны быть спрятаны в бетоне, интервал между поясами составляет 50−60 см. Все соединения следует делать только с помощью проволоки или зажимов, сварку лучше не использовать.

Рекомендуется делать расчеты ленточных оснований для любого здания, даже небольшого гаража или хозяйственной постройки. Так как только после правильного расчета нулевого уровня, выбора оптимальных строительных материалов и конструкций будет гарантия того, что сооружение прослужит максимально возможный срок.

Расчет материалов Вы так же можете произвести на нашем онлайн калькуляторе доступном в меню.

Осадка фундамента

Ещё одной жестко нормируемой величиной при расчёте ленточного фундамента является его осадка. Её определяют методом элементарного суммирования, для которого вновь понадобятся данные из отчета об инженерно-геологических изысканиях.

Формула определения средней величины осадки по схеме линейно-деформируемого слоя (приложение Г СП 22.13330.2011).

Схема применения методики линейно-деформируемого слоя.

Исходя из опыта строительства и проектирования известно, что для инженерно-геологических условий, характерных отсутствием грунтов с модулем деформации менее 10МПа, слабых подстилающих слоев, макропористых ИГЭ, ряда специфичных грунтов, то есть при относительно благоприятных условиях расчёт осадки не приводит к необходимости увеличения ширины подошвы фундамента после расчёта по несущей способности.

Заключение

Расчёт ленточного фундамента выполняется согласно действующим строительным нормам и правилам, в первую очередь СП 22.13330.2011. Точный расчёт фундамента по несущей способности и его осадки невозможен без отчета об инженерно-геологических изысканиях.

Приближенным образом требуемая ширина ленточного фундамента может быть определена на основании усредненных показателей несущей способности тех или иных видов грунтов, приведенных в СП 22.13330.2011. Расчёт осадки обычно не показателен для простых, однородных геологических условий в рамках «частного» строительства (легких строений малой этажности).

Принятие решения о самостоятельном, приближенном, неквалифицированном расчёте ширины подошвы ленточного фундамента владельцем будущего строения неоспоримым образом возлагает всю возможную ответственность на него же.

Целесообразность применения он-лайн калькуляторов вызывает обоснованные сомнения. Правильный результат можно получить, используя методики расчёта, приведенные в нормах и справочной литературе. Готовые калькуляторы лучше применять для подсчета требуемого количества материалов, а не для определения ширины подошвы фундамента.

Точный расчет ленточного фундамент не так уж прост и требует наличия данных по грунтам, на которые он опирается, в виде отчета по инженерно-геологическим изысканиям. Заказ и оплата изысканий, а также кропотливый расчет окупятся сторицей правильно рассчитанным фундаментом, на который не будут потрачены лишние деньги, но который выдержит соответствующие нагрузки и не приведет к развитию недопустимых деформаций здания.

Комментировать
0
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector