Расчет нагрузки на фундамент. Расчет подошвы фундамента

Из статьи «Грунты в основании фундаментов» известно, что фундамент дома может опираться на грунт с разной несущей способностью.

Выбери тип фундамента для своего дома

Прочитайте статью Выбор фундамента для частного дома на пучинистом грунте

Какой фундамент выбрали Вы? Голосуйте! Узнайте, что выбрали другие.

Фундамент для дома на пучинистых грунтах?

Смотреть! — все опросыЕще статьи на эту тему

  • Стены несущие, самонесущие и не несущие — какая разница!?
  • Нормы и правила планировки частного дома, коттеджа
  • Расходы на отопление и сопротивление теплопередаче
  • Покраска фасада, стен дома снаружи
  • Козырек, навес для наружной двери
  • Делаем на участке дорожки и площадки из плитки и брусчатки
  • Водосток с крыши, водосточные желоба и трубы
  • Отделка, обшивка стен дома виниловым сайдингом

Методика подсчетов

Есть два способа, как можно произвести расчет ленточного фундамента своими руками, не пользуясь онлайн калькулятором:

  • первый, по сопротивлению, или несущей способности, грунтов;
  • второй, по деформации почв.

Проще и эффективнее в применении первый вариант. Рассмотрим его более детально.

Каждому известно, что строительство начинается с основания – фундамента, однако его проект создается в последнюю очередь. Назначение фундамента – перенести нагрузки от здания, однако сами нагрузки становятся известны только после того, как будут выбраны все строительные и декоративные материалы для возведения здания, а также подсчитаны их объемы. Поэтому прежде, чем производить расчеты основания из ленточного фундамента, требуется:

  1. Сделать подробный чертеж всего строения в плане.
  2. Определиться с наличием и габаритами подвального помещения.
  3. Подобрать высоту и материал изготовления цоколя.
  4. Решить, какой тип внешней отделки и внутренней, а также вид термо-, ветро- и гидроизоляции будут применяться, какими размерными характеристиками будут обладать эти материалы.

Нужно найти значения удельного веса всех материалов, использующихся в строительстве; для удобства можно составить таблицу. И только после этого переходить к расчету.

Различают два вида ленточных фундаментов: сборно-бетонный и монолитный. Сегодня намного реже встречаются бутобетонные и кирпичные ленты – их устройство весьма затратно в части материалов, а надежность невысока.

Расчет фундамента можно условно разделить на следующие этапы:

  1. Вычисление нагрузок, действующих на фундамент.
  2. Подбор характеристик фундаментной ленты.
  3. Корректировка расчета сообразно условиям.

Далее поговорим о каждом из этапов более подробно.

Расчёт свайных фундаментов по несущей способности

Расчёт фундамента по оси 1-В

Определяем суммарную нагрузку в уровне обреза ростверка из расчёта фундамента по I группе предельных состояний.

Определяем количество свай в ростверке:

Необходимое количество свай и в свайном фундаменте в первом приближении можно определить по формуле

где NI = 1512 кН — расчетная вертикальная нагрузка в уровне обреза фундамента.

Конструктивно принимаем 6 сваи.

Размещение свай в плане.

Размещение свай в плане

Определение расчётной нагрузки, передаваемой на сваю и уточнение количества свай.

Проверку фактической расчетной нагрузки на каждую сваю для внецентренно нагруженного фундамента осуществляют исходя из условия:

где N — фактическая расчетная нагрузка на максимально нагруженную сваю, кН;

F — допускаемая расчетная нагрузка на сваю, кН.

где n — число свай в фундаменте;

МоyI, МохI — расчетные изгибающие моменты, относительно главных центральных осей в плоскости подошвы ростверка, кН·м;

Читайте также:  Праймер битумный: технические характеристики, расход на м2, применение

yi, xi — расстояния от главных осей до оси каждой сваи, м;

ymax, хmax — расстояния от главных осей до оси максимально нагруженной сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м.

Схема к определению расчетной нагрузки при эксцентриситете относительно двух осей инерции.

— условие выполняется.

Определение осадки свайного куста из висячих свай.

Расчет свайного куста из висячих свай по деформациям производится как для условного фундамента на естественном основании методом послойного суммирования.

Границы условного фундамента определяются следующим образом: снизу — плоскостью AD, проходящей через нижние концы свай; с боков — вертикальными плоскостями АВ и CD, отстоящими от наружных граней крайних рядов вертикальных свай на расстоянии (рисунок 16):

Осредненное значение угла внутреннего трения грунта определяется:

где h — глубина погружения сваи в грунт,

— расчетное значение углов внутреннего трения для отдельных, пройденных сваями слоев грунта толщиной Hi.

Определение границ условного фундамента при расчёте свайных фундаментов по деформациям

Размеры подошвы условного фундамента определяют по формулам

Lусл = L + 2S;

Bусл = В + 2S.

Lусл = 1.2 + 2 · = м;

Bусл = 1.2 + 2 · = м;

Площадь подошвы условного фундамента определяется по формуле

Aусл = Bусл · Lусл.

Aусл = · = м2.

При определении деформации основания необходимо выполнение следующего условия:

Pср ? R;

где Pcp — среднее фактическое давление на грунт в плоскости нижних концов свай, кН/м;

R — расчетное сопротивление грунта в плоскости нижних концов свай, кН/м2.

Расчетное сопротивление грунта в уровне подошвы условного фундамента определяется по формуле

где гс1, гс2 — коэффициенты условий работы;

Мг, Мq, Мс — коэффициенты, принимаемые в зависимости от угла внутреннего трения ц под подошвой условного фундамента;

гII — удельный вес грунта под подошвой условного фундамента, кН/м2;

Вусл — ширина подошвы условного фундамента, м;

dI = hycл — глубина заложения подошвы условного фундамента, м;

CII — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой условного фундамента кПа;

— осредненное значение удельного веса грунта выше подошвы условного фундамента.

Фактическое давление, действующее по подошве условного фундамента, определяется по формуле

Вес условного фундамента определяется по формуле:

GH = Gp + Gcв + Gгр,

где Gp = Vpocm · гбет — вес ростверка,

Vрост — объем ростверка, м3;

гбет = 25 — удельный вес железобетона, кН/м3;

Gсв = n · Vсв · гбет — вес свай,

Vсв — объем сваи, м3;

Gгp = ( — Vрост -Vсв) — вес грунта в межсвайном пространстве.

= Аусл · hусл =·7.4= — объем условного фундамента, m3.

Gp = (0.7·2.6·3.1·1.5+1.1·1·1.2) · 25= кН,

Gсв = 4·(·0.3·0.3+1/3··0.3·0.3) · 25 = ,

Gгp = () · 19.7 = 1017.9 кН,

GII = + 52.5 + 1017.9 = кН,

Pср ? R

— условие выполняется.

Расчёт осадки.

Расчет осадки условного фундамента на естественном основании ведется методом послойного суммирования.

Толщина слоя составляет

Подсчёт напряжений на границах элементах слоёв сводим в таблицу.

Параметры для определения величины осадки фундамента

Расчет осадки выполняется по формуле:

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.

Выводы

Сведем в таблицу полученные варианты расчета столбчатых фундаментов

Как видно, результаты по ручному расчету не сильно отличается от результатов ФОК Комплекс, но при ручном вычислении, мы я не проверял на продавливание, на ширину раскрытия трещин и т.д., а при необходимо посчитать большое количество фундаментов (столбчатых, ленточных, на свайном основании), ручной расчет становится громоздким. Ручной расчет я использую, если нет под рукой программ или необходимо проверить полученные результаты по программе. Использование бесплатных программ возможно, но желательно чтобы они выдавали развернутые результаты, а платные программы должны быть сертифицированными. На данные момент ФОК Комплекс помогает производить расчет фундаментов, сразу введя весь план фундаментов (разных типов), но и выдать чертежи.

Список использованной литературы

  1. СП «Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП *» M., Стройиздат, 2011
  2. , «Примеры расчеты оснований и фундаментов» M.,
  3. Стройиздат, 1986

Как определяются временные нагрузки?

Любой пример расчета временных нагрузок включает большое количество параметров. Для расчета плитного фундамента эти вычисления основываются на разделе «Нагрузки и воздействия», указанного выше «Руководства». В этом документе, например, коэффициент снеге определяется показателем 1,4.

Предлагается заранее рассчитанная нагрузка от предметов мебели. Этот параметр имеет коэффициент надежности. Принимается усредненный показатель нагрузки от предметов мебели в 150 кг/м2.

Как самому рассчитать бетон для фундамента

Определить кубатуру смеси можно самостоятельно, применяя простейшие формулы. Для этого нужно знать ширину ленточного фундамента, его высоту и общую длину. Длина ленты определяется как сумма периметра и несущих простенков. Высота складывается из надземной части и глубины заложения, ширину берут из предварительного расчета несущей способности фундамента.

Условно примем ширину равной 0,3 м, высоту – 1,6 м, длину – 40 м. Бетон рассчитывают как объем параллелепипеда:

V = 0,3 х 1,6 х 40 = 19,2 м3.

Чтобы упростить расчет количества бетона и избежать при этом ошибок, можно использовать программу-калькулятор. Для этого готовят стандартные исходные данные:

  • схему ленточного основания;
  • длину и ширину дома;
  • ширину и высоту ленты.

В программе указано, в каких единицах следует выражать линейные параметры. Обычно калькулятор позволяет рассчитать не только бетон: параллельно выполняется расчет профиля, длины и общего веса арматуры, размеров опалубки, объема теплоизоляционных материалов

Как самому рассчитать бетон для фундамента

В качестве примера предлагается определить количество расходных материалов, необходимых для того чтобы заложить основание под дачный однокомнатный домик. В калькулятор вводят параметры из таблицы 1.

Таблица 1

Схема Квадрат
Бетон, марка М200
Ширина фундамента 6 м
Длина 6 м
Высота ленты 70 см
Ширина ленты 40 см

После введения данных выбирают опции – например, расчет арматуры или опалубки. Есть программы, в которых арматура рассчитывается по умолчанию, на основании размерных параметров и в соответствии со строительными нормами СНиП 52-01-2003.

Читайте также:  Два способа строительства фундамента из покрышек своими руками

В результате вычислений калькулятор выдает сформированные в виде таблицы результаты.

Таблица 2

Наименование параметра Значение параметра Единица измерения Примечание
Суммарная длина ленточного основания 22,4 м Расчет выполнен по осевой линии ленты.
Площадь подошвы 8,96 м2 Площадь поверхности, на которую опирается фундамент. По ней определяют размеры гидроизоляции.
Площадь наружной боковой поверхности ленты 16,8 м2 Она равна площади утеплителя, которым фундамент закрывают с наружной стороны.
Чистый объем бетонной смеси 6,3 м3 Из-за усадки бетон следует заказать с 10-15%-ным запасом.
Масса раствора 14,74 т Это приблизительная масса с учетом средней плотности раствора марки М200
Давление, которое оказывает фундамент на почву 0,165 Кгс/см2 Распределенная нагрузка на единицу площади опоры

Если выбрана дополнительная опция расчета арматуры, то калькулятор выкладывает следующую информацию: минимальный диаметр продольных арматурных прутьев, число рядов арматуры в каждом поясе, наименьший диаметр поперечных хомутов, шаг арматуры, ее общую длину и вес.

Расчет объема раствора под ленточный фундамент для ограждения

Этот тип основания используют, чтобы установить забор практически из любого материала. В качестве него используется бетон, кирпич, металл, дерево. Чтобы получить основание высокого качества, учитывают плотность грунта, глубину его промерзания, уровень расположения грунтовых вод. Так как забор считается легким сооружением, в его основание обычно заливают «тощий» бетон марки марки 150. При условии легкого или скального грунта пригодна бетонная смесь марки 100 с невысоким содержанием цемента. На участках со сложным рельефом и рыхлым грунтом желательно использовать 200-й бетон.

Как самому рассчитать бетон для фундамента

Чтобы рассчитать объем смеси, нужно для начала выяснить габариты ленты. Ее длина соответствует протяженности забора, ширина чаще всего составляет 0,4 м. Средняя глубина ленточного фундамента для забора — 0,5 м. Она является оптимальной для деревянных и металлопрофильных ограждений. Для более массивных конструкций делают фундамент глубокого заложения, проходящий ниже уровня промерзания грунта (обычно разница составляет 30 см).

Пример расчета

Требуется изготовить основание под забор из армированных бетонных блоков общей длиной 25 м. Ограждение устанавливается на участке с пылеватым песчаным грунтом, промерзающим на глубину 1,5 м. Бетон для заливки ленты считают так:

Н = 25 х 0,4 х (1,6 + 0,3) = 19 м3.

Если смесь будет изготавливаться самостоятельно, следует помнить: фундамент будет прочным лишь при условии составления рецептуры бетона в соответствии со строительными нормами.

Как рассчитать толщину фундаментной плиты

Чтобы правильно выполнить расчет толщины плиты, необходимо располагать следующими данными:

  • предельная точка промерзания почвы;
  • структура грунта;
  • глубина залегания подземных вод.

Самый простой расчет заглубления фундамента – к точке промерзания прибавляется 60 см. Актуальность монолитной плиты в рои опоры дома возрастает на пучинистых и часто подтопляемых грунтах. Технология строительства такого фундамента по вложенным средствам существенно отличается от возведения столбчатого или ленточного основания.

Армирование монолитной плиты – обязательный этап фундаментных работ

Конструкция фундаментной плиты дома собирается по типу пирога:

Как рассчитать толщину фундаментной плиты

1) две сетки из арматуры закладываются на 7-см удалении;

2) поверх, снизу и между сетками устраивается слой из бетона, по бокам армирующего каркаса отступается до 5-ти см;

3) диаметр сечения арматурных прутьев должен превышать 120 мм.

Базовая толщина монолитной фундаментной плиты, исходя из вышеприведенных правил, равна 21,8 см.