Как происходит расчет нагрузки на фундамент

Пример расчета ленточного фундамента позволит индивидуальному застройщику произвести вычисления для собственного коттеджа, надворной постройки, заложив в конструкцию необходимый для максимального срока эксплуатации запас прочности. Для ленточного фундамента используют два вычисления:

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 2006 «Нагрузки и воздействия» в разделе 6 по таблице 6.2.

Расчет нагрузки на фундамент

В строительстве достаточно часто применяется фундамент на забивных сваях, представляющих железобетонные столбы квадратного сечения с заостренным концом длиной от 3 до 25 метров, которые способны выдерживать большой вес, независимо от типа почвы. Сечение варьирует от 150 до 500 мм. Главным показателем прочности конструкции является несущая способность каждой сваи. От этого находим необходимое их количество, частоту установки.

Правильно вычисленная нагрузка на фундамент позволяет:

  • рационально использовать участок;
  • исключить проседание грунта, деформацию строения;
  • использовать различные материалы для возведения объекта.

Проводя расчет нагрузки на фундамент необходимо учитывать способность грунта на площадке выдерживать воздействующий на него вес. Рассчитываются следующие критерии:

Расчет нагрузки на фундамент
  • общая нагрузка;
  • несущая способность сваи.

На конструкцию действует вес всех элементов здания от основания до кровли, а также грунт, находящийся над подошвой. Это является постоянной нагрузкой. Также действует временная в виде природных явлений и осадков и имеющихся в здании мебели, оборудования, находящихся людей.

Нагрузка на фундамент в зависимости от материалов

В расчете нагрузок используются усредненные данные удельного веса материалов. Умножая эти величины на объем, получаем необходимый результат.

Стены (в кг/м2)

  • кирпичные (1.5 кирпича) 30-50
  • рубленые, из бруса 70-100
  • ж/б панель 15 см 300-350
  • панели каркасные 15 см 30-50

Перекрытия ( в кг/м2)

  • чердачные в зависимости от плотности утеплителя 70-200
  • цокольные 100-300
  • междуэтажные 500
Расчет нагрузки на фундамент

Кровля (в кг/м2)

  • шиферная 20-30
  • кровельное железо 40-50
  • черепичная 65-80
  • рубероид на изоляционном слое 3-5

Чтобы определить массу здания, объем стен, перегородок, перекрытий, цокольного этажа, площадь крыши, умножается на удельный вес. Приплюсовываем дополнительные воздействия.

Формулы для расчета нагрузки на фундамент

Для определения воздействия осадков, других явлений используется СНИП. Это касается и определения полезной, куда входит вес мебели, оборудования, находящихся в здании людей. Для жилых домов берется средняя величина 150 кг/м2. Для промышленных, производственных объектов существуют соответствующие разделы СНИП.

При вычислении следует применять коэффициент запаса 1.2.

Используется следующая формула:

P=Pl Pf где P – суммарная нагрузка Pl – от строения Pf – фундамента.

Затем следует рассчитать нагрузку самого фундамента, что является произведением объема и удельной плотности Vф x Q. Vф = SxH (умножаем площадь фундаментной конструкции на его высоту).

Расчет нагрузки на фундамент

Расчет свайной конструкции следует начинать с подсчета общей массы дома исходя из материалов, планируемых для строительства. Подсчитав ее, к ней следует добавить 30% запаса. Зная, что железобетонная свая длиной 4 метра способна выдержать нагрузку в 40 тонн, можно рассчитать, сколько их нужно для строительства дома, согласно имеющимся данным.

Несущую способность сваи находим по формуле 0.7 КФ х (Нс х По х Пс х 0.8 Кус х Нсг х Тсг), где:

Читайте также:  От чего зависит цена на ленточный фундамент?

Кф – однородность почвы Не , Нет – коэффициенты нижнего и бокового сопротивления грунта По – площадь опоры Пе – периметр сваи Куе – условия работы (к) Тсг – высота грунта

Обязательно учитывается плотность грунта по результатам геодезических исследований. Более простой способ заключается в выкапывании шурфа глубиной 50 сантиметров. Следует выбрать наиболее низкий участок площадки. Насколько слои плотные, определяется визуально.

При достаточно плотной породе применяются сваи длиной 2,5 метра. Если она не плотная, шурф углубляется, достигается плотный слой, по фактической глубине подбирается длина сваи. Согласно полученным результатам, выявляются их несущие характеристики. По расчетным данным можно определить необходимое их количество и параметры.

Правильный подбор основания гарантирует устойчивость строения, исключает деформацию конструкций, так как в противном случае возможно проедание здания и разрушение отдельных конструкций. Особенно это важно, если имеются перепады высот.

В этих случаях подобранная согласно плотности грунта свая подойдет для высоких участков, на заниженные потребуются более длинные, соответствующие разности высот. Данная величина определяется при помощи нивелира. Целесообразно для этой работы привлекать специализированные организации. Также учитываются глубина промерзания грунта и места пролегания грунтовых вод.

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.

Расчет нагрузки на грунт

Как рассчитать ленточный фундамент на нагрузку, создаваемую сооружением на почву? Сделать это несложно: нужно разделить полную массу сооружения (вес дома, наполнения постройки, снеговую нагрузку) на площадь основания в см2.

Чтобы найти площадь опорной конструкции нужно ее длину умножить на ширину.

Полученные данные сравниваем с удельным сопротивлением грунта R0 кг/см², на котором планируется возведение постройки.

Тип грунта Сопротивление грунта (R0 кг/см²)
Глинистая почва 4.5
Глинистая почва с гравием 4.0
Почва с песком крупной фракции 6.0
Грунт с песком средней фракции 5.0
Почва с речным песком мелкой фракции 4.0
Суглинистые почвы 3,5
Глина 6.0
Насыпной утрамбованный грунт 1.5

Пример расчета фундамента по несущей способности

Допустим, что полная масса сооружения (стены, крыша, фундамент, наполнение) с учетом снеговой и ветровой нагрузки составляет 400 тыс. кг. Площадь основания составляет 100 тыс. см2 (длина ленты 4 тыс. см; ширина – 25 см.) Для получения данных об удельной нагрузке строения на см2 грунта нужно разделить полную массу дома на площадь основания. 400000 кг/100000 см2 =4.

Читайте также:  Как утеплить цоколь фундамента снаружи пеноплексом

Определяем по таблице тип грунта, на котором предполагается строительство, для получения данных о его несущей способности. Далее все просто: сравниваем расчетный показатель и несущую способность грунта. Необходимо, чтобы было выполнено условие: P≤ Ro где Р – полная масса сооружения, Ro – удельное сопротивление почвы.  Если данные в таблице больше или равны расчетным, то необходимости вносить корректировки нет.

Если условие не выполнено, то для корректировки ширина подошвы увеличивается на 10 см и расчеты массогабаритных показателей фундамента повторяются. Так делается до того момента, пока условие P≤ Ro не будет выполнено.

Расчет фундамента МЗЛФ для коттеджа 6хм

Выбран проект шале с размерами ленты:

      • наружный периметр 6х5 м;
      • ось 5,5х4,5 м;
      • ширина ленты 0,5 м, высота 0,7 м;
      • перегородка по ширине;
      • стандартные стержни арматуры 11,7 м.

На выходе получится лента длиной 25 м с площадью подошвы 12,5 квадратов, внешней поверхностью 17,5 м2. Для нее понадобится 9,625 куба бетона (учтен 10% запас), который весит 22,62 т, создает на грунт нагрузку 0,18 кг/см2.

Минимальные характеристики арматуры в этом случае получатся:

      • диаметр – 12 мм с поперечными стержнями 6 мм;
      • пояса – два по три стержня;
      • шаг поперечных стержней 0,35 м;
      • нахлест – 0,56 м;
      • количество продольного прутка – 140 кг либо 157,2 м;
      • количество поперечной арматуры – 38 кг либо 171,4 м;
      • опалубка – 42 шестиметровых доски шириной 15 см, опоры через 1 м в количестве 44 шт.

В калькуляторах бесплатных сервисов подставляются необходимые значения, на выходе получается подобие сметы, которую можно распечатать здесь же. Это снижает транспортные расходы, избавляет от большого запаса, который не пригодится в дальнейшем. На этапе заливки ленты важно не забыть о вентиляционных, технологических отверстиях. Первые необходимы для увеличения ресурса основания, цоколя, перекрытия нулевого цикла. Сквозь гильзы, установленные в технологических отверстиях, позже будут подводиться системы жизнеобеспечения. Выдалбливание/высверливание отверстий в застывшем бетоне чревато микротрещинами вокруг отверстий.

Расчёт армирования плитного основания

Армирование плиты подбирают с учетом ее толщины. Если она меньше 15 см, укладывают одну сетку с ячейкой 15-20 см, при большем значении — две. Каркас сваривают из стержней диаметром 12-16 мм, соединяют с верхним слоем арматуры вертикальными хомутами с размерами сечения до 10 мм.

Плитный фундамент Источник

Расчет плиты выполняют по Своду Правил 50-101-2004 и «Руководству по проектированию плитных фундаментов». Он заключается в определении несущей способности по удельной нагрузке на грунт и изгибающих усилий.

Ширина фундаментной плиты больше размера дома на 10 см. Для арматурной сетки определяют количество стержней в обоих направлениях. Если используют два каркаса, удваивают число прутков.

Чтобы найти, сколько потребуется арматуры для соединений, определяют число сочленений в сетке. Его умножают на длину хомута, равную толщине плиты за вычетом защитного слоя бетона.

Армирование плитного фундамента Источник

Теперь можно рассчитать необходимое количество арматуры, заложив запас около 5%. По сортаменту стали находят ее вес.

Онлайн калькулятор плитного фундамента

Чтобы узнать примерную стоимость плитного фундамента, воспользуйтесь следующим калькулятором:

Расчет строительных конструкций

Время чтения: 5 минут

Расчеты строительных конструкций проводятся для обеспечения надежности и прочности здания, безопасных условий его строительства и эксплуатации. Расчеты нужны для всех видов конструкций и элементов объекта, которые прямо или косвенно воспринимают нагрузку, должны обеспечивать устойчивость здания – фундаменты, основания, перекрытия, несущие стены и т.д. Все расчеты делаются на стадии проектирования, будут проверяться при согласованиях и экспертизах.

Читайте в этом материале, что входит в расчет строительных конструкций, для каких проектов он требуется, как правильно выбрать проектную компанию для работы.

Какие данные нужно собрать для правильного расчета фундамента под колонны?

Расчет колонного фундамента провести довольно сложно, ведь тут проводится сбор сразу многих факторов. Понятно, что самостоятельно такие сложные вычисления сделать практически невозможно, нужно специальное образование и навыки. Поэтому, перед началом расчета колонного фундамента, нужно получить следующие данные:

  • особенности климатических условий в регионе строительной площадки, тип и мощность ветров, а также периодичность ливней;
  • создать подробную геодезическую карту, причем лучше делать скважинный анализ с целью получить данные о структуре почвы, толщине мягких и прочных пород. Также нужно получить данные о залегании грунтовых вод, их сезонном движении;
  • масса самого здания. Чем она больше, тем и колонны должны быть мощнее. Понятно, что для железобетонных колонн используются фундаменты стаканного типа, а для металлических – совсем другие;
  • тип колонны, ее несущие характеристики, степень растяжения и сжатия при воздействии повышенных и пониженных температур;
  • тип бетона, его марка, состав и эксплуатационные характеристики;
  • структура будущего сооружения, материал несущих стен и перекрытий, высота сооружения.

Раньше расчет колонного основания делали на глаз, используя стандартные показатели допустимых нагрузок. Например, стандартная глубина погружения подушки составляла до 200 мм, а верхняя ее часть выступала из грунта на высоту до 50 мм.

Такие колонны не способны выдерживать подвижки почвы, ведь подушка быстро вымывалась и основание разрушалось. Теперь в расчете четко указывается максимально допустимая глубина погружения подушки, она должна быть ниже глубины промерзания почвы, где нагрузок уже практически нет.

Что подразумевают под расчетной способностью грунтов?

Несущую способность грунтов оценивают в комплексном порядке при расчете фундаментов и сооружений. Главная цель такого расчета – это обеспечить прочность, устойчивость грунтов под подошвой фундамента, не допустить сдвиг здания по подошве в любую сторону.

Нарушение правильного состояния здания может привести не только к накоплению осадок, но впоследствии к нарушению конструкции самого основания. На фундамент также влияют вертикальные, горизонтальные нагрузки со стороны почвы и самого здания, поэтому грунт может просто не справиться с такой массой. Именно по этой причине особое внимание уделяют расчетам несущей способности оснований фундаментов, чтобы максимально определить допустимую зону нагрузки и защитить грунт от полного разрушения.

Создание конструкции

Мы попробуем представить понятную пошаговую инструкцию, объяснив все этапы,

Создание конструкции

Начало

Создание конструкции

Прежде чем планировать строительство основания, нужно изучить особенности грунта, на котором оно будет возводиться. Не менее важны и конструктивные особенности здания. Всё это в сумме влияет на создание основания.

Создание конструкции

Теперь скажем о том, что нужно учесть при планировании фундамента из ФБС. Вот несколько пунктов, которые влияют на будущую конструкцию:

Создание конструкции
  1. Тип почвы.
  2. Уровень нахождения грунтовых вод.
  3. Габариты дома (в т.ч. этажность).
Создание конструкции

Важны вещи и помельче — например, способ проведения коммуникаций. Возможно, будет смысл приобрести специальные ФБС блоки, которые имеют в конструкции готовые решения (мы о них уже говорили)

Создание конструкции

Очень важно провести проверку на предмет возможности прохождения по участку различных труб вроде газовых, чтобы не натолкнуться на них во время проведения работ

Создание конструкции

Когда на бумаге созданы все необходимые схемы, можно переходить к земле. Чтобы обозначить контуры будущего фундамента, можно использовать колышки (вбивающиеся примерно в метре от углов) и шнуры (при натяжении которых нужно учитывать цокольные особенности и ширину блоков).