Пример расчета прочности ленточного фундамента

31.03.2021

Рейтинг: 27

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:

определение несущей способности почвы;
допустимая деформация грунта.

Расчет ленточного фундамента.

Пример упрощенных вычислений доступен каждому застройщику – потребуется вспомнить школьный курс физики, математики. При этом из равенства:

N_r x L x S = 1,3 x M_z + M_m + N_s + N_{v ,}где

N_r – расчетное сопротивление почвы;
L, S – длина, ширина фундамента;
M_z, M_m – вес здания, мебели соответственно;
N_s, N_v – нагрузка снеговая, ветровая соответственно;
потребуется вычислить параметр S (ширину ленты).

Глубина заложения не вычисляется, а берется из соответствующих таблиц, составленных с учетом многолетней практики эксплуатации на различных грунтах.

После чего составляется смета для планирования бюджета строительства, экономичной транспортировки.

Данные для вычисления характеристик ленты

Примеры расчета оперируют такими данными, как:

Пример расчета бетона на ленточный фундамент.

проект здания;
снеговая нагрузка;
отметка промерзания почвы;
уровень грунтовых вод;
характеристики грунта.

Ленточный фундамент рассчитывается в четыре этапа:

вычисление общей нагрузки на основание: масса конструкций коттеджа, эксплуатационные нагрузки (пользователи, мебель, интерьер), снеговая, ветровая нагрузка;
определение удельного давления подошвы основания на почву;
вычисление геометрических размеров ленты;
корректировка геометрии по результатам предыдущих расчетов.

Пример расчета коттеджа класса эконом оперирует такими конструктивными элементами, как:

фундамент;
цоколь;
перекрытие нулевого уровня;
коробка дома;
перегородки;
облицовки, кровля;
лестницы (наружные, внутренние);
тепло-, паро-, шумо- и гидроизоляция;
прочие конструкции (печь, камин, климатическое оборудование, отопительные котлы, коммуникации)

Ленточный фундамент виды и формы.

На этом этапе расчета ленточного фундамента потребуются чертежи (либо эскизы) с точными размерами. По ним высчитывается объем используемых конструкционных материалов. Для облегчения проектирования в сети существуют бесплатные сервисы для подсчета объемов бетона, количества кирпича, пиломатериала. После получения значений объемов конструкций цифры умножаются на плотность материалов, из которых они изготовлены. Полученный вес фундамента, перегородок, стен, перекрытий, кровли умножается на коэффициенты надежности, различные для отдельных конструкционных материалов:

металл – 1,05;
дерево, камень, железобетон, бетон – 1,1;
заводские ж/б конструкции – 1,2;
железобетон, залитый в пятне застройки – 1,3;
грунт – 1,1;
легкие материалы – 1,3.

Плотность материалов берется из таблиц справочников либо СНиП. Например, бетоны, в зависимости от наполнителя, могут существенно отличаться этой характеристикой (от 1,8 до 2,5 т в кубе объема). Параметры ленты задаются исходя из характеристик грунта, ширины стеновых материалов.

Вернуться к оглавлению

Порядок вычисления характеристик ленты

Пример расчета для одноэтажного коттеджа 10 х 10 м с единственной перегородкой, высотой потолков 3 м выглядит следующим образом:

Схема ленточного фундамента.

площадь S = (10 м х 4 шт) х 3 м + 10 м х 3 м = 150 м². Ленточный фундамент в случае использования кирпичной кладки в полкирпича будет испытывать нагрузку.
0,75 т/м² х 150 м² = 112,5 т. При площади дома в 100 квадратов, с перекрытием чердака из досок по балкам, цоколя ж/б плитой добавится нагрузка.
100 м² х 150 кг/м² + 100 х 500 = 65 т. Расчет ленточного фундамента будет неполным без учета кровли, вес которой складывается из материалов стропил, самой кровли. Причем крыша опирается на стены под некоторым углом, поэтому ее площадь больше площади этажа, 120 квадратов при углах наклона скатов 30˚. В данном случае для стропильной системы потребуются:

брус 15 х 10 см – 10 шт;
доска 20 х 5 см – 32 шт.

Нагрузка от стропильной системы составит:

- - [(32 х 0,06) + (10 х 0,09)] х 500 = 1,41 т;

При использовании легкого ондулина добавляется еще 0,6 т.

Для расчета снеговой нагрузки используются таблицы СНиП, в которых приведены данные по регионам строительства. Для Краснодара это 120 кг на квадрат, поэтому итоговый результат будет равен:

- - 120 х 120 = 14,4 т;

Схема монтажа фундамента.

Аналогично вычисляется снеговая нагрузка, для этого также потребуются нормативы СНиП. В данном случае для расчета потребуется площадь фасадов:

- - 100 м² х (15 х 7 + 40) = 14,5 т;

Нагрузка от мебели в примере составит 100 м² х 195 кг/м² = 19,5 т.

Полный вес дома составил 227,91 т, ленточный фундамент передает нагрузки на почвы с разным сопротивлением грунта, значения которых сведены в таблицы СНиП. Например, для крупного песка это 5 единиц, для гравия с пылевато-глинистым наполнителем – 4 единицы, щебня с песком – 6 единиц. Несущая способность почвы должна быть больше полного веса дома, умноженного на коэффициент 1,3 (в нашем случае – 296,28 т). Исходя из полученных значений расчетного сопротивления, полного веса дома, можно скорректировать ширину фундамента:

- - 296,28/5000 = 59,6 см.

Значение округляется в большую сторону до 60 см. Следует помнить, что ширина ленты всегда больше толщины кладки. Ширина стен зависит от характеристик материала, так как ни один из них не обладает универсальными качествами. Стены должны быть:

- - прочными – для опирания тяжелых стропильных систем, кровли, перекрытий;
  - теплыми – конструкционные материалы обладают высокой теплопроводностью, поэтому требуют дополнительной теплоизоляции;
  - красивыми – фасады должны обладать художественной ценностью.

Поэтому на практике используют композитные стены (наружная облицовка, теплоизолятор, кирпич либо дерево для опирания стропил, пароизоляция, внутренняя отделка), что позволяет снизить толщину стены, фундамента, соответственно.

Глубина траншей для ленточного фундамента может браться из нормативов СНиП:

- - 45-90 см – на суглинках, супесях, песках;
  - 0,75-1 м – на глине;
  - 0,45 м – на камне.

Самыми опасными для ленточного фундамента являются силы пучения, возникающие при расширении насыщенных влагой глин. Поэтому чем выше уровень УГВ, больше в почве глины, глубже отметка промерзания, тем выше сдвигающие, разрывающие либо сжимающие усилия в нем возникают. На практике используют несколько технологий, снижающие силы пучения:

- - утепление прилегающего периметра – теплоизоляция наклеивается на наружные стены ленты, изменяет направление на дне котлована, отходит от него по периметру на 1,5 м, сохраняя зимой тепло недр;
  - замена грунта – пучинистые глины внизу ленты заменяют песком, щебнем, гравием либо их смесями, для чего траншея выкапывается глубже проектной отметки на 0,35 м;
  - сваи – в ответственных местах лента опирается на сваи, заглубленные ниже уровня промерзания.

Арматура внутри железобетона предотвращает растрескивание, увеличивает прочность, объединяет периметр ленты в единое целое.

Вернуться к оглавлению

Необходимое количество арматуры для фундамента

Пример расчета будет неполным без вычислений количества арматуры, используемой в армопоясе ленты. Обычно в лентах используют два пояса из двух продольных стержней, периодически (через 0,5 м) соединенных горизонтальными, вертикальными перемычками. Все элементы, расположенные в силовой объемной конструкции горизонтально, используют арматуру периодического сечения (рифленка), вертикальные стойки делают из гладкой арматуры.

Расчет может производиться в специальной онлайн программе, при самостоятельных вычислениях придется учесть:

- - нахлест горизонтальных стержней 10 см (+0,2 м в каждом стыке);
  - специфику расположения прутков в углах (загибы заходят на сопряженную стену на 0,5 м, считая от угла внутренней опалубки);
  - вертикальные стойки заходят за нижний/верхний горизонтальные пояса на 5 см.

Рекомендуемый специалистами запас составляет 5-10% в зависимости от конфигурации стен. При покупке следует учесть, что арматура продается на вес, а не метражом. В каждой торговой точке имеется таблица перевода метража в массу. Прутки связываются проволокой, на каждый стык уходит 25 см материала. При вязке пистолетом расход меньше, однако придется приобрести сам инструмент, чаще всего, для разовых работ.

Вернуться к оглавлению

Расчет фундамента МЗЛФ для коттеджа 6х5 м

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.

http://youtu.be/B0qKNFeXRgo

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.

Статьи по теме