РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
Ширина ленточного фундамента bf определяется по формуле
, м, (61)
Затем находится расчетное сопротивление R по формуле (7) [20] и уточняется размер ширины фундамента путем подстановки в формулу (7) [20] вместо R значения R. При внецентренно нагруженном фундаменте находят краевые напряжения Pmax и Pmin по формуле
, (62)
где – момент сопротивления подошвы условного фундамента.
Делается проверка следующих условий:
Расчёт осадки ленточных фундаментов
Расчет осадки ленточных фундаментов производится по аналогии со столбчатыми фундаментами. При этом должны учитываться погонные нагрузки, приложенные на обрез фундамента, распределенные на один погонный метр или на участке между серединами соседних простенков стены.
Расчет прочности нормальных сечений ленточного фундамента
Расчет сводится к определению требуемой площади арматуры вдоль длинной стороны фундамента (рис. 15).
Рассчитываем только подушку, выступы которой работают как консоли, загруженные реактивным давлением грунта PI (без учета массы веса тела подушки и грунта на её обрезах)
, кПа, (63)
где gf = 1,2 – коэффициент надежности по нагрузке; NII – погонная нагрузка на обрез фундамента при расчете по второй группе предельных состояний; Af = bf ×1 п.м. – площадь фундамента, м 2 .
Сечение арматуры подушки подбираем по моменту консоли в сечении I-I по формуле
, кН×п.м. (64)
Определяем значение am по формуле
, (65)
где Rb – расчётное сопротивление осевому сжатию (призменная прочность бетона), кПа, определяется по табл. 13 [22]; l1 – ширина сжатой зоны (в верхней части) сечения ленточного фундамента равная 1 п.м.; h – рабочая высота рассматриваемого сечения, см; b1 – вылет консоли, м, определяется по формуле
, (66)
где bf и bc – соответственно ширина подошвы фундамента и стены (колонны).
По табл. 20 [14] в зависимости от am(А) определяем n и по формуле вычисляем площадь арматуры As:
, см 2 , (67)
где Rs – расчетное сопротивление арматуры для предельных состояний первой группы, кПа (кгс/см 2 ), определяется по табл. 22 [22].
По сортаменту арматурной стали подбираем расчетную арматуру.
7.4. Расчет прочности ленточных фундаментов
на действие поперечной силы
При расчете наклонных сечений на действие поперечной силы должно соблюдаться следующее условие:
Расчет на действие поперечной силы НЕ ПРОИЗВОДИТСЯ при выполнении следующего условия:
где k1 – коэффициент, для тяжелого бетона принимается равным 0,75;
Rbt – сопротивление осевому растяжению бетона.
Расчет свайных фундаментов зданий и сооружений следует начинать с определения (назначения) глубины заложения dp подошвы ростверка FLp из условий рекомендуемых пп. 2.25 ¸ 2.33 [20]. Затем определяется длина сваи l, назначаемая из условий выбора инженерно-геологического элемента ИГЭ по глубине грунтового массива с наиболее приемлемым условным расчетным сопротивлением R по эпюре на рис. 16.
Острие сваи, в первом приближении, располагаем в ИГЭ с R, значение которого наибольшее из массива грунта под ростверком. Величина анкеровки lанк острия сваи из условия погружения принимается:
– на глубину не менее 0,5 м в крупнообломочные грунты, гравелистые, крупные и средней крупности песчаные грунты и глинистые грунты с показателем текучести JL £ 0,1;
– на глубину не менее 1 м – в остальные грунты.
Оголовок сваи при свободном сопряжении с ростверком должен быть заделан в ростверк на глубину lзадел. = 5 ¸ 10 см. Тогда из рис. 16 имеем:
+ 1,2 + 0,35 + 0,1 = 5,65 м, принимаем сборную железобетонную сваю
Определяем несущую способность призматической висячей сваи или сваи трения по глубине основания. Для этого используем практический метод, основывающийся на табличных данных [21].
, кН. (70)
Обозначения, входящие в формулу, приведены в формуле (3) [21]. Далее рассчитывается допустимая нагрузка Nd, кН на сваю, по формуле
, кН, (71)
где gk – коэффициент надежности (если несущая способность Fd определена расчетом или по результатам динамических испытаний без учета упругих деформаций грунта, gk = 1,4; если Fd найдена по результатам полевых испытаний грунтов эталонной сваей или зондом статического зондирования, а также по результатам динамических испытаний с учетом упругих деформаций грунта, gk = 1,25; если Fd определена по результатам полевых испытаний статической нагрузкой, gk = 1,2).
По величине допустимой нагрузки определяется количество свай n, шт, по формуле
, шт. (72)
Результат округляется до целого числа свай. Например: NI = 1500 кН, Nd = 430 кН, тогда 3,488 шт, принимаем n = 4 шт.
Для столбчатых ростверков оптимальное количество свай должно быть от 3-х до 5-ти штук. Оптимальное расположение свай под ленточными ростверками может быть в один ряд, два или три.
После определения количества свай следует решить вопрос об их размещении в плане и конструирование ростверка.
РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ Ширина ленточного фундамента b f определяется по формуле , м, (61) Затем находится расчетное сопротивление R по формуле (7) [20] и уточняется размер
Источник: megaobuchalka.ru
[content-egg module=GdeSlon template=compare]
Пример расчета прочности ленточного фундамента
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:
- Nr — расчетное сопротивление почвы;
- L, S — длина, ширина фундамента;
- Mz, Mm — вес здания, мебели соответственно;
- Ns, Nv — 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.
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 м 2 . Ленточный фундамент в случае использования кирпичной кладки в полкирпича будет испытывать нагрузку.
- 0,75 т/м 2 х 150 м 2 = 112,5 т. При площади дома в 100 квадратов, с перекрытием чердака из досок по балкам, цоколя ж/б плитой добавится нагрузка.
- 100 м 2 х 150 кг/м 2 + 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:
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:
Схема монтажа фундамента.
Аналогично вычисляется снеговая нагрузка, для этого также потребуются нормативы СНиП. В данном случае для расчета потребуется площадь фасадов:
Нагрузка от мебели в примере составит 100 м 2 х 195 кг/м 2 = 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:
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:
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.
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.
Расчет фундамента МЗЛФ для коттеджа 6х5 м
Выбран проект шале с размерами ленты:
На выходе получится лента длиной 25 м с площадью подошвы 12,5 квадратов, внешней поверхностью 17,5 м 2 . Для нее понадобится 9,625 куба бетона (учтен 10% запас), который весит 22,62 т, создает на грунт нагрузку 0,18 кг/см 2 .
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.
Пример расчета ленточного фундамента: порядок вычисления характеристик ленты. Два вычисления для ленточного фундамента. Данные для вычисления характеристик ленты.
Источник: masterbrusa.ru
[content-egg module=GdeSlon template=compare]
Расчет ленточного фундамента для дома
Цель публикуемой статьи – обрисовать основные вопросы по расчёту фундаментов и определить пути их решения. В статье можно представить множество методик по расчёту прочности ленточного фундамента, большое количество сложных формул для определения разных характеристик строительных элементов оснований строений.
Но всё это мало заинтересует человека без специального строительного образования. Поэтому данная информация предлагается для застройщиков, которые самостоятельно хотят рассчитать фундамент с минимальными затратами.
Общие положения
При возведении зданий и сооружений часто применяют ленточную опорную базу. От правильного расчёта на прочность ленточного фундамента зависит дальнейшая эксплуатация строения и его долговечность.
Ленточный фундамент
Застройщики крупных объектов заказывают проектную документацию на строительство зданий, домов и сооружений.При проектировании все конструкции рассчитывают на прочность для обеспечения их долговечной эксплуатации. Особенно важны прочностные характеристики конструктивных элементов основания дома.
Когда объект по своему объёму небольшой (малоэтажный жилой дом, дача или другое сооружение), затраты на изготовление проекта экономически невыгодны.
Даже имея минимум строительного опыта и знаний,можно рассчитать фундамент самостоятельно. На сегодня в интернете существует масса информации по тому, как определить прочность конструкций и материалов для возведения основания дома.Все методики и калькуляторы сети по определению прочностных качеств опорной базы зданий содержат сведения общего характера. Однако в каждом отдельном случае без самостоятельного расчёта конструкций фундамента не обойтись.
Методы расчётов ленточных фундаментов
Рассмотрим схемы прочных конструктивных элементов каждого вида ленточного фундамента.
Его изготавливают в трёх видах:
- Основание строения из сборных железобетонных блоков и подушек;
- Монолитное железобетонное основание;
- Бутобетонная монолитная опора.
Сбор данных для определения вида и конструкции основания
Для определения вида и конструкции опоры строения, собирают и проводят анализ следующих данных:
- в местном управлении архитектуры утверждают привязку генплана строительства;
- получают копию вертикальной съёмки залегания грунтов в месте привязки генплана;
- с помощью СНиП определают снеговую нагрузку.
На основании вертикальной съёмки определают характеристику грунтового основания, его несущую способность. Устанавливают глубину промерзания почвы и уровень грунтовых вод.
Исходя из общей нагрузки на опорную базу, от веса конструкций дома и всей «внутренней начинки здания» с учётом снеговой нагрузки рассчитывают удельное давление на единицу площади фундаментного основания.
После анализа полученной информации, возможностей применения тех или иных строительных конструкций и материалов, выбирают вид и размеры ленточного фундамента.
Конструкция глубокозаглубленного ленточного фундамента
Определают показатель несущей способности основания, глубину погружения основания. Фундамент может быть мелкозаглублённым или глубокозаглублённым, с подвальным помещением или с высоким цоколем.
На основании расчёта несущей способности элементов конструкции окончательно выбирают схему фундаментной ленты.
Приведём пример расчёта площади ленточного фундамента, обеспечивающей прочность и устойчивость опоры здания:
Строение может не только выталкиваться промёрзшими вспученными грунтами, но и проседать под собственным весом. Правильно определённая площадь подошвы позволит избежать этих негативных явлений.
Площадь подошвы фундамента (S) рассчитывают по формуле:
k(n) – коэффициент надежности обычно равен значению 1,2, что определяет площадь подошвы с запасом на 20% больше;
F – общая нагрузка на грунт. Это нагрузка от дома, фундамента, коммуникаций и всего того, что может находиться в доме;
k(c) – коэффициент условия работы железобетонной ленты, имеющий значение от 1 для пластичной глины и сооружений жесткой конструкции, до величины 1,4 при каменных стенах и крупном песке;
R – расчетное сопротивление грунта.
Фундамент из сборного железобетона
Ленточная опора здания из сборного железобетона — это фундаментные блоки заводского изготовления, уложенные в ряд по всему периметру дома и внутри площадки под несущие стены. В некоторых случаях бетонные блоки устанавливают на железобетонные подушки.
Сборные железобетонные блоки
Подушки монтируют вплотную друг к другу. Иногда в целях экономии подушки располагают с интервалом, но не на слабых грунтах. Стандартные железобетонные блоки способны выдерживать нагрузки от многоэтажных домов. Поэтому опора малоэтажных зданий из одного ряда блоков в высоту будет очень надёжным и прочным.
При устройстве подвала, гаража блоки монтируются в несколько рядов, создавая собой стены подземного помещения.
Скрепляют сборные блоки между собой цементным раствором с укладкой арматурной сетки.
Важно помнить что если на строительном участке находятся грунты со слабой несущей способностью, прерывистое расположение подушек неприемлемо.
Монолитный железобетонный ленточный фундамент
На формирование монолитного фундамента влияют три фактора:
- Пучинистость грунта;
- Несущая способность основания;
- Глубина промерзания грунта.
От степени пучинистости почвы зависит глубина фундамента. Если по данным вертикальной съёмки грунтовое основание находится в сухом состоянии, то целесообразно устраивать мелкозаглублённое основание. В противном случае основание дома нужно устраивать на глубине залегания более плотного грунта.
Наиболее высокая несущая способность у скалистых оснований, глинистых сухих грунтов. Подошва фундаментного основания должна быть находиться ниже отметки промерзания земли. То есть ниже уровня почвы, подверженной морозному вспучиванию. Посмотрите видео-семинар о том, как заливать фундамент:
Рассчитывая ленточное монолитное основание дома, определают марку бетона, класс арматуры, площадь опоры строения и его габариты.
Ширина ленты монолита должна быть больше ширины стены на 10 см.
Для оснований малоэтажных зданий применяют бетон марки 250 и марки 300.
Для создания армокаркаса монолитного основания для малоэтажных домов в опалубке располагают два параллельных ряда из вертикальных прутьев ребристого сечения с шагом 15 – 20 см. Поперечные отрезки гладкой арматуры фиксируют вязальной проволокой с вертикальными прутьями. Такая схема армирования обеспечит достаточную прочность ленточного монолитного фундамента дома.
Бутобетонный монолитный фундамент
Монолитный фундамент дома из бутобетона по своей прочности не уступает ленточному железобетону. Возводят монолит из бутовых камней крупного размера – 30 см. и больше.
Чем плотней будут прилегать бутовые камни друг к другу, тем меньше потребуется бетонной смеси для их скрепления. Формируют бутовое основание по такому же принципу, что и монолитный железобетонный фундамент.
Заключение
Правильно выполненная опалубка, качественное бетонирование, тщательная гидроизоляция и армирование является гарантией прочности фундамента.
В интернете существует множество калькуляторов по расчёту прочности фундаментов различного вида. Достаточно ввести данные о материалах, конструкциях, качественной характеристике грунта и прочие показатели, чтобы получить точный расчёт прочности проектируемого фундамента.
Технологический расчет ленточного фундамента на прочность: как правильно рассчитать основание под жилой дом, потребность в ресурсах.
Источник: fundamentaya.ru
[content-egg module=GdeSlon template=compare]
Станьте первым!