Как собрать нагрузки на фундамент

Для сбора показателей необходимо с помощью ручного бура по периметру площадки под застройку сделать несколько скважин глубиной 2-2.5 м. Одна скважина должна располагаться в центре участка, еще две – в центральных частях боковых контуров предполагаемого фундамента. Необходимость бурения нескольких скважин обуславливается тем, что на разных участках площадки может наблюдаться отличающийся уровень грунтовых вод.

В первую очередь нужно определить тип почвы: в процессе бурения возьмите изымаемый из скважины грунт (с глубины 2-ух меров) и скатайте его в плотный цилиндр, толщиной 1-2 сантиметра. Затем попытайтесь согнуть цилиндр.

• Если почва рыхлая и цилиндр из нее сформировать невозможно (она попросту рассыпается), вы имеете дело с песчаным грунтом;
• Цилиндр скатывается, но при этом он покрыт трещинами и разламывается при сгибающем воздействии, значит грунт на участке представлен супесями;
• Цилиндр плотный, но при сгибании ломается – легкий суглинок;
• Грунт хорошо скатывается, но при сгибании покрывается трещинами – тяжелый суглинок с большим содержанием глины;
• Почва легко скатывается, не трескается и не ломается при сгибании – глинистый грунт.

Далее необходимо определить показатель уровня грунтовых вод. Оставьте пробуренные скважины на ночь, чтобы они заполнились водой. На следующее утро возьмите деревянную рейку двухметровой длины и обмотайте ее бумагой, опустите рейку в скважину. По мокрому участку определите, на каком расстоянии от поверхности скважины расположена вода.

Рис: Пробная скважина для определения уровня грунтовых вод

Предлагаем вашему вниманию карту расчетной глубины промерзания почвы в разных регионах России, которую нужно использовать при самостоятельном проектировании фундамента.

Определяем несущую способность грунта

Ориентировочную несущую способность грунта можно определить на основе проделанных ранее изысканий. Зная тип грунт на участке под застройку сопоставьте его с данными в нижеприведенной таблице.

Источник: ustanovkasvai.ru

Расчёт нагрузки на фундамент

Неприятно наблюдать, как в недавно построенном доме появляются на стенах трещины. Самое печальное в этой ситуации, что исправить практически ничего изменить нельзя, а если и можно что-то сделать, то это весьма проблематично.

А ведь всего этого можно было избежать, если бы изначально расчету нагрузки на фундамент было уделено достаточно внимания.Ознакомьтесь с материалом о том зачем это делается, а также как грамотно и верно выполнять расчёт нагрузки на фундамент.

Как выполняется расчет

Что включается в такой расчет, и что нужно учитывать? Рассмотрим некоторые параметры.

• У различных видов грунта отличная друг от друга несущая способность, поэтому нельзя опираться на тот факт, что у друга дом на мелкозаглубленном ленточном фундаменте стоит уже несколько лет, и ничего.
• Учитывая вес строительных материалов, проводится вычисление массы строения.
• Какая снеговая нагрузка на кровлю в регионе. Тип, и форма крыши играют огромную роль в таком подсчете.
• Ветровая нагрузка. Любой дом, особенно высокий, испытывает ощутимые нагрузки в ветреную погоду, а если ветер постоянно дует в одну и ту же сторону, то фундамент будет подвержен дополнительной нагрузке. Особенно это ощутимо в легких домах, с не очень прочным фундаментом.
• Вес мебели, сантехники и отделочных материалов.

Полученные данные и собранная информация служит для учета несущей характеристики, размера и опорной площади возводимого фундамента. Пренебрежение этими требованиями приводит к ситуациям, описанным в начале статьи.

Расчет нагрузки для ленточного фундамента

При расчете нагрузки на ленточный фундамент, нужно определить количество заливаемого бетона, для чего нужно узнать общую площадь с учетом установленной опалубки. Полученную цифру (в м 3 ) нужно умножить на массу 1 м 3 , которая колеблется в пределах 2000–2500 кг. При расчете фундамента лучше перестраховаться, поэтому за основу возьмем 2500 кг.

Потребуется узнать полную массу дома, снеговую нагрузку на крышу и давление ветра. Эти 4 показателя слаживаются и делятся на площадь основания. Выглядит это так:

(масса фундамента + масса дома + снеговая + ветровая нагрузка) / площадь основания = искомая цифра.

Поскольку расчет получается приблизительным, нужно иметь запас прочности около 25%.

Расчет нагрузки для столбчатого фундамента

Для того чтобы определить нагрузку на столбчатый фундамент, придется умножить площадь сечения столба на его высоту, в результате чего станет известен объем одной опоры. Полученные данные умножаются на цифру, обозначающей плотность материала, из которого сделаны столбы (q). Таким образом произведен расчет нагрузки для одного столба, а чтобы узнать расчетную нагрузку всего фундамента, результат перемножим на количество опор.

Если при расчете получилось, что фундамент не соответствует требованиям, то можно увеличить сечение столбов или увеличить число опор, сократив между ними расстояние.

Расчет нагрузки для свайного фундамента

Расчет нагрузки на свайный фундамент выполняется таким образом:

• Полная масса будущего здания умножается на коэффициент запаса надежности.
• Опорная площадь 1 квадратного сечения сваи определяется путем перемножения размеров двух сторон. При использовании круглых свай опорная площадь одной из них вычисляется по формуле: R2×3,14. Затем полученные данные умножаются на количество используемых свай, задействованных в фундаменте.
• Теперь необходимо узнать нагрузку на 1 см 2 грунта, для чего масса здания делится на опорную площадь фундамента, и удостовериться, что нормативная допустимая нагрузка на грунт в норме.

Одной из особенностей свайного фундамента является правильный выбор сечения и длины свай, для чего нужно знать особенности грунта. Например, в некоторых районах, свая длиной в 3 м может не дойти до твердого основания, и приобретать опоры нужно только после предварительной геологической разведки.

В случае необходимости грунт можно уплотнить путем вбивания дополнительных, не предусмотренных проектом свай, но это приведет к дополнительным, незапланированным затратам.

Источник: kommtex.ru

Сбор нагрузок на фундамент — особенности и пример расчета

Непомерная нагрузка на фундамент приведет к разрушению всей постройки. Поэтому в процессе проектирования конструкции дома нужно уделить особое внимание расчету (сбору) нагрузок, действующих на фундамент строения.

И в этой статье мы познакомим вас с процессом вычисления самых заметных нагрузок, оказывающих влияние и на габариты, и на конструкцию основания для жилого дома или коммерческого строения. Но вначале мы дадим немного теории, рассказав о разновидностях нагрузок проецируемых на фундамент со стороны строения и грунта и о типах деформаций конструкции основания спровоцированных этими нагрузками.

Разновидности нагрузок

Сбор нагрузок на фундамент формируется под влиянием следующих факторов:

• Веса самого строения: от кровли до нижнего венца (или первого ряда кирпичей/блоков), возведенного по уже существующему проекту.
• Эксплуатационной нагрузки — веса всех предметов интерьера, жильцов, отделочных материалов, меблировки, внутренних коммуникаций, бытовой техники и прочего содержимого жилища.
• Веса самого фундамента: от пяты до ростверка со всеми сопутствующими элементами – отделкой, гидроизоляцией, утеплением и так далее.
• Динамической нагрузки – предполагаемого веса снежного покрова и силы давления ветра на стены и кровлю строения.

Точное определение суммы нагрузок, а равно и каждой составляющей сбора, относится к достаточно затруднительным операциям.

Поэтому большинство вышеприведенных параметров считают исходя из объемов стройматериалов и площади пола, кровли и стен строения, умножая эти данные на соответствующие коэффициенты.

К счастью для проектантов вычисление веса дома и основания строения, а равно и эксплуатационной, и динамической нагрузок, производится путем ввода исходных данных в специальную программу – калькулятор фундамента.

Характеристики опорного грунта

Помимо конструкционного, эксплуатационного и динамического веса, проводя расчет нагрузки на фундамент, следует учесть такие характеристики и качества опорного грунта, как:

• Усадку грунта под пятой основания. Этот параметр определяется по степени деформации почвы под весом нагруженной ленты или опоры. И чем выше плотность грунта, тем меньше его усадка.
• Глубину промерзания почвы. Этот параметр влияет на нагрузку, возникающую вследствие деформаций пучения грунта. Расширяющийся под влиянием низких температур грунт выталкивает заглубленный в него фундамент.
• Несущую способность грунта. Этот параметр определяет сопротивляемость почвы внешним нагрузкам. Высокая несущая способность позволяет уменьшить площадь подошвы основания.

Впрочем, перед тем, как посчитать нагрузку на фундамент со стороны почвы, необходимо провести полноценную геологическую разведку с контрольным бурением и статическими испытаниями опор. Поэтому, в большинстве случаев, вышеуказанные параметры берутся из таблиц или вычисляются по средним значениям на основе сопоставления наименьших и наибольших значений.

Разновидности деформации конструкции основания

Под влиянием нагрузок со стороны основания и гранта в конструкции, в теле фундамента возникает сразу несколько разновидностей деформации, а именно:

• Деформация по тикали – прогиб и выгиб, провоцируемая моментом сил, возникающим в процессе неравномерной усадки (погружения) всей подошвы фундамента в грунт.
• Деформации по горизонтали и вертикали фундамента – крен, перекос или сдвиг, которые провоцирует нагрузка на одно «плечо» конструкции. Источник нагрузки в данном случае — заметна усадка грунта под одним углом, опорой или гранью (свайной линией) фундамента.
• Деформация горизонтали – смещение, вызываемое сейсмическими нагрузками, провоцируемыми смещением слоев грунта.

Причем необходимо понимать, что указанные деформации возникнут в теле фундамента в любом случае. Однако, если прогиб, сдвиг, крен и прочие разновидности деформаций не выйдут за разумные пределы, то конструкция основания не пострадает.

Пример сбора нагрузок на фундаменты

Но хватит теории. Давайте рассмотрим пример сбора нагрузок ленточного и столбчатого фундамента. И начнем мы с нагрузок, действующие на фундамент со стороны строения. Эти рекомендации подойдут и для столбчатых, и для ленточных оснований.

Сбор нагрузок со стороны строения

Выше по тексту уже говорилось, что нагрузки со стороны строения разделяются на:

• Конструкционные (вес самого дома).
• Эксплуатационные (вес содержимого дома).
• Динамические (вес снега на кровли, усилие, передаваемое на конструкцию ветром).

Конструкционные нагрузки считают по объему и удельному весу стройматериала. Например, если вы приобрели для строительства стен 15 кубометров пиломатериала с плотностью 600 кг/м3, то конструкционная нагрузка приблизится к 9 тоннам. Ну а строение, возводимое из 8 тысяч ординарных кирпичей – масса одной штуки – 3,5 килограмма – сгенерирует конструкционную нагрузку в 28 тонн.

Но это только стены. Конструкционную нагрузку перекрытий и кровли следует вычислить отдельно. Вес одного листа 8-волнового шифера равен 26 килограммам, а квадратный метр такого покрытия весит 14 кило. Плотность соснового бруса, расходуемого на каркас кровли равна 550-600 кг/м3.

В итоге, двускатная крыша с площадью кровли в 60 «квадратов» сгенерирует вес в 0,8 тонны по кровле и 1,2 тонны по каркасу (до двух кубометров пиломатериалов на брус и доски обрешетки). Точные объемы стройматериала можно вычислить по калькулятору кровли – специальной программе, в которую вводят габариты крыши и получают на выходе данные по метражу кровельного покрытия и объему пиломатериалов для каркаса и обрешетки.

Эксплуатационная нагрузка определяется по метражу цокольного и межэтажного перекрытия. По СНИП квадратный метр площади дома можно нагрузить 300-350 килограммами. В итоге, дом площадью в 100 м2 сгенерирует 3,5 тонны эксплуатационной нагрузки.

Динамическую нагрузку считают по площади кровли, умножаемой на массу снега, давящую на квадратный метр крыши. В наших широтах снеговая масса доходит до 180 кг/м3. И в рассматриваемом случае она равняется 10,8 тонны.

Сбор нагрузок со стороны фундамента

Следующий этап сборки нагрузок – определение массы самого фундамента. Зная внешние усилия, генерируемые общей массой строения можно подсчитать объемы ленточного основания и количество опор в столбчатом фундаменте.

Сбор нагрузок на столбчатый фундамент начинается с определения несущей способности одного столба, вычисляемой по площади его подошвы и несущей способности грунта. И если последняя характеристика равняется 2 кг/см2 (это минимальное значение), а площадь подошвы доходит до 1600 см2 (40х40 сантиметров), то один столб удержит не менее 3,2 тонны.

Общее количество столбов, вычисляется по сбору нагрузок со стороны строения. В нашем случае она равна 44,3 тонны, увеличим этот результат на 50 процентов (коэффициент запаса прочности) и получим 66,45 тонны. На этот вес нужно, как минимум 21 столб.

Ну а зная количество столбов и объемы одной опоры (0,4х0,4 (площадь основания) х1,5 (высота)) можно вычислить общий объем фундамента. В нашем случае он равен 5,04 м3. Столбы заливают бетоном, следовательно, вес такого фундамента равен 12,6 тонны (5,04м3 х 2500 кг/м3 (удельный вес бетона)).

Сбор нагрузок на ленточный фундамент начинают с вычисления площади подошвы. Ее определяют по сбору нагрузок со стороны строения и несущей способности грунта. В нашем случае она равна 33225 см2 (66450 кг (вычисленная выше масса дома) / 2 кг/см2).

Но эти данные определяются только по конструкционным характеристикам, а есть еще и эксплуатационные – морозостойкость, влагостойкость, минимальная ширина ленты и прочее. И по этим параметрам при минимальной ширине ленты в 40 сантиметров площадь основания лучше всего вычислить по периметру самого здания. И для дома в 100 м2 (условные габариты 10х10 м) периметр будет равен 40 метрам, а площадь основания 16 м2 (40х0,4).

Зная площадь основания и глубину залегания фундамента можно вычислить объем заливки. И при высоте стены фундамента в 1,5 метра на заливку основания уйдет до 24 м3 раствора. А масса фундамента будет равна 60 тоннам (24м3 объема умножаем на 2500 кг/м3 плотности железобетона)

Выдержит ли такой вес наш грунт? Разумеется, да. Ведь 160 000 см2 грунта (16 м2 подошвы нашего фундамента) с несущей способностью в 2 кг/см2 могут принять 320-тонную нагрузку, а общий вес нашего фундамента и строения – всего 126,45 тонны.

Подведем итоги

В завершении следует отметить, что все вышеприведенные расчеты можно выполнить с помощью специальных программ – калькуляторов, в которые загружают сведения о габаритах строения и характеристиках грунта. А на выходе получают информацию по объемам используемых стройматериалов. На основе этих данных сбор нагрузок вычисляется путем простейшего перемножения рекомендуемого объема на плотность соответствующего стройматериала.

Источник: opalubok.ru

Проведение расчётов нагрузки на фундамент

Есть три процесса, который, по мнению каждого, он умеет делать – это хорошо управлять государством, лечить любые болячки и, конечно же, строить. Переубедить обычно наш славянский народ в этом вряд ли кто-то сможет или захочет. Поэтому очень остро стоит тема подготовки к строительству, а также предварительный расчет нагрузки на фундамент.

Стоит или не стоит производить исчисления?

Базисной составляющей строительства любого дома является фундамент. От его прочности, надежности и стойкости зависит «срок годности» здания. Поэтому вопрос о том, сколько воздействий может выдержать этот базис и сколько простоит то или иное здание, по нынешний день поставлен достаточно остро.

Конечно, кроме вычислений, многое еще зависит от материалов и технологии его создания, а также от того, насколько опытны и совестливы специалисты, которые занимаются этой работой. Но предварительный этап, если он сделан без ошибок, по крайней мере, сможет показать, где лучше сэкономить некоторые средства и насколько прочным будет фундамент дома. Если вычислить, сколько может выдержать этот базис, то можно смело, а главное правильно, сделать надежное основание для любого здания или сооружения, вне зависимости от его сложности.

Какие нагрузки может испытывать основание

Пример нагрузки здания на основание

Любое здание, хоть одноэтажное, хоть 50-тиэтажное, испытывает нагрузки и давит на грунт, вследствие чего последнее проседает и деформируется.

Конечно же, самым существенным является первый пункт в перечне. Но уж лучше перестраховаться и учесть все элементы с излишком, чем потом кусать локти и наблюдать за деформациями и просадкой от нагрузки на плиту фундамента.

Есть несколько базовых видов нагрузок:

• Статическая – непосредственно вес конструктивных решений и других элементов здания или сооружения;
• Динамические нагрузки также необходимо учитывать. Они могут возникать из-за различных колебаний или работы машин (например, с какими-либо вращающимися частями).
• Третий вид проявляется при появлении определенных погодных условий. Попросту говоря – осадки и различные неблагоприятные погодные влияния. Т.е это снег, сильные шквалы ветра и другое;
• Четвертый вид обусловлен давлением предметов и вещей, которые находятся в самом доме, т.е. это то, чем дом и его опоры нагружены.

Сваи как панацея современного строительства

Расчет нагрузки свайного фундамента наверно самый востребованный. Если грунт имеет большие показатели по просадке, актуальным будет рассмотрение вопроса об использовании свай. Хотя в последнее время за счет того, что при возведении этого типа основания меньше трудоемкость и количество затрат, его используют и на достаточно плотных почвах, в качестве экономного варианта.

Места основной нагрузки

Винтовой фундамент (или основание на винтовых сваях) для вычисления способности выдержки требует таких исходных данных:

• площадей кровли и чердачного покрытия;
• перекрытий;
• внешних и внутренних силовых стен;
• общий периметр основания.

Его выбор значительно сокращает количество земляных работ. К тому же для него не нужно проводить дополнительные подготовительные этапы. В таком случае вычисляются нагрузки на сваи фундамента.

Чтобы выбрать, какие же лучше использовать сваи, нужно определить все возможные особенности конструктива будущего здания. В последнее время все чаще для такого вида используются винтовые сваи для фундамента. Они имеют множество преимуществ. В первую очередь, уменьшается объем бетона и других дополнительных материалов. К одному из главных преимуществ относится возможность возведения базы сооружения на «тяжелых» и проблемных местностях. Пример такой местности – болото, торфяной грунт, местность с уклоном.

Разновидности вычислений

Нахождение и вычисление нагруженности, которую может выдержать основание, в первую очередь необходимо для оптимального и рационально обоснованного определения его площади и размеров. Все исчисления сводятся к нахождению значения нагруженности на м2 грунта, которое потом сравнивается с предельно допустимыми показателями.

Строительные вычисления по проекту

Для того чтобы вычислить глубину базы, нужно обладать данными, которые отражают глубину промерзания грунта, которая в свою очередь зависит от его типа.

Если обратить внимание на типы оснований, расчет фундамента под нагрузку можно градировать на несколько видов.

Какие данные нужно собрать для вычислений:

1. место локализации или регион строительства здания;
2. какая почва на месте заложения, какова глубина залегания грунтовых вод;
3. материал, из которого планируется выполнять различные конструктивные элементы здания;
4. предварительный план дома, количество его этажей, какая будет кровля.

Для того чтобы произвести вычисление нагрузки столбчатого фундамента на грунт, в первую очередь нужно определить параметры столбов, которые будут служить опорами. Но кроме параметров нужно знать и их количество. Это отправная точка для этого случая. Сам расчет ничем особым не выделяется среди остальных и имеет тот же алгоритм.

Результаты по вычислению нагрузки на столбчатый фундамент аналогичны, как и в случае со свайным основанием. Он обычно показывает в несколько раз меньше необходимые затраты бетона. И объем земляных работ по сравнению с ленточным типом также меньше.

Этот вариант также полюбился в последнее время строителями, поскольку позволяет сэкономить на затратах и менее трудоемкий.

Расчет нагрузки на столбчатый фундамент делается по подобию предыдущего. Как и раньше для него понадобятся показатели места строительства и информация о строительных материалах, которые будут использовать. И, конечно же, климатические условия и геологический анализ грунта.

Акцент на опалубках

Для ленточных фундаментов необходима закладка опалубок. Опалубка – это базис для ленточного основания. Поэтому расчет нагрузки на опалубку фундамента, которая она может выдержать, актуален и полезен.

Опалубка, будь она из дерева, или из какого другого материала, имеет одну главную функцию или предназначение – она формирует каркас для будущего основания. Это очень важно, поэтому она должна быть способной выдержать различные давления от жидкости, бетона и динамические нагрузки, производимые оборудованием и машинами в процессе заливки.

Общая способность выдержки ленточного фундамента равняется суммарной от осадков (например, снега), кровли и перекрытий, самих стен здания, а также от материала фундамента.

Прохождение смеси бетона по опалубке происходит с относительно небольшой скоростью, но в тоже время с огромной силой. Причем, если подача происходит с помощью бетононасоса, мощь потока еще выше за счет подачи массы с высоты нескольких метров.

Алгоритм исчислений

Все расчеты производят согласно четким алгоритмам и условиям, в зависимости от результатов. Вычисление того, сколько и как долго может сопротивляться нагрузкам база, не является исключением и состоит из следующих последовательных действий:

1. Определение глубины промерзания грунта в зависимости от региона, где планируется стройка (обычно эти данные имеют справочный характер и их можно найти в нормативах). Есть четкое правило: глубина заложения должна превышать глубину промерзания;
2. Следующим шагом идет определение возможной силы давления на базис от снега. Она передается на него через конструктивные решения. За основу берется площадь крыши;
3. Перекрытия. Это исчисление проводится с учетом площади всех сторон здания. За основу берется равенство суммы площади сторон = площади здания. Во внимание берется количество этажей, а также пол первого этажа;
4. Стены – этот пункт схож с предыдущим шагом;
5. Предварительный расчет нагрузки на грунт зависит от площади непосредственно заливания, глубины его заложения и массы бетона, который используется для заливки;
6. Общий результат нагрузки на 1 м2 получается путем суммирования предыдущих итогов.

Эти данные позволяют правильно оценить надежность и долговечность, его предрасположенность к деформации и просадке. Таким образом, пройдя правильно все шаги в алгоритме, можно получить сбор нагрузок.

Предварительным этапом перед любой стройкой является произведение необходимых расчетов и анализ их результатов для возможности дальнейшей оценки. Он зачастую не дает спокойно спать проектировщикам и строителям, поскольку от него очень многое зависит.

Для исчисления, сколько же может выдержать будущее основание той или иной постройки, нужно максимально внимательно и осознанно оценить его параметры и характеристики, сопоставить их с типажом земельного участка и природными климатическими условиями.

Верно собранные исходные данные, правильность и последовательность пунктам алгоритма даст возможность понять, насколько прочным и долговечным будет базис постройки, возможны ли его повреждение и просадка, а также на каких моментах можно немного сэкономить на расходе материалов и трудозатратах.

Источник: nafundamente.ru