Расчет ленточного фундамента для дома

Расчет фундамента при строительстве дома включает:

расчет по несущей способности грунта;

расчет на деформацию грунта.

Мы рассмотрим пример расчета фундамента по несущей способности грунта, т.к. он достаточно прост и доступен застройщику обладающему знаниями в математике и физике в объеме средней школы.

Расчет состоит из трех этапов:

Определение веса конструкций дома, снеговой, полезной нагрузок и удельного давления на подошвенный грунт фундамента.

Определение размеров фундамента.

Корректировка размеров фундамента.

Далее подробно разберем все три этапа.

Определение веса конструкций дома, снеговой, полезной нагрузок и удельного давления на подошвенный грунт фундамента.

1.1. Определяется вес конструкции дома, включая все его основные элементы которые несут нагрузку на фундамент.

Итак, для того чтобы рассчитать нагрузку на фундамент, определяем основные элементы, которые дают нагрузку. Так для среднестатистического дома это будут:

Фундамент. Подробно выбор параметров ленточного фундамента изложен в статье «Фундамент ленточный»;

цоколь и его отделка;

полы, в том числе цокольное перекрытие;

стены;

внутренние перегородки;

отделка стен (внутренняя и наружная) и перегородок;

окна;

двери;

потолочное перекрытие и отделка потолка;

стропильные конструкции крыши;

материал покрытия крыши;

лестницы;

металлические крепежные изделия (гвозди, скобы, металлические стяжки и т.п.);

тепло и гидроизоляция.

Чтобы определить объем этих элементов выполняются эскизы всех элементов конструкции дома участвующих в расчете. Элементы должны быть прорисованы не обязательно с точностью до миллиметра, а максимально приближенно к будущей реальной конструкции. По этим эскизам определяем объем конструкции. Для прямоугольных форм конструкций, характерных для строительства, определив геометрические размеры Д (длина), В (высота), Ш (ширина) и перемножив их, получаем объем V (объем). Если конструкция сложной прямоугольной формы, ее необходимо разбить на простые геометрические фигуры. Размерность элементов можно брать в сантиметрах или метрах, получая объем в см3 или м3.

Удельный вес Y (кг/м3) основных строительных материалов можно легко найти в интернете, проведя поиск физических характеристик конкретных строительных материалов.

Теперь зная объем и материал всех этих элементов, определяем их вес, умножая объем V м3 конструкций на удельный вес материалов Y кг/м3, из которых они изготавливаются, получаем вес конструкции Р в килограммах, который можно перевести в тонны (1т = 1000 кг).

Применяя стандартные строительные элементы, при строительстве дома, например плиты перекрытий, фундаментные блоки, различные балки, теплоизоляционные маты, гидроизоляционные покрытия, листовые ДВП, стальной профнастил и т.д., мы, по нормативным документам, можем сразу определить их вес в зависимости от размера и количества, что упрощает расчет.

Поскольку размеры фундамента являются искомой величиной, задаем их приближенно (1-е приближение) исходя из планируемой конструкции (монолитный, сборный фундамент), материалов из которых он будет изготавливаться (бетон, бутобетон, кирпич и т. д.), величины его заглубления в зависимости от категории грунта (как приблизительно самостоятельно определить тип грунта смотрите дополнение), глубины его промерзания (см. приложение 2), уровня грунтовых вод. Для этого наличие схемы и эскиза фундамента является обязательным требованием.

Более подробно выбор параметров фундамента изложен в статье «Выбор типа фундамента дома«.

Расчет глубины фундамента производится по таблице (рекомендуемые значения):

Расчет ленточного фундамента для дома

таблица заложения фундамента

Толщина фундаментов зависит от категории грунта и, как правило, принимаются не менее 350 мм.
Рекомендуемые пропорции фундаментов в зависимости от расстояния между поперечными стенами (мм) приведены в таблице:

Расчет ленточного фундамента для дома

таблица ширины фундамента

Руководствуясь объективными данными (проектом дома, рекомендуемой минимальной шириной фундамента и т.п.) и рекомендациями по устройству фундаментов определяем (в метрах) его геометрические размеры: длину Д, высоту В, ширину Ш. Перемножив эти величины, мы производим расчет объема фундамента Д х В х Ш = V (объем в м3). Для определения веса фундамента его объем V умножаем на удельный вес Y и получаем вес Р в килограммах (переводим их в тонны).

Необходимо отметить, что основным параметром для дальнейших расчетов фундамента будет являться ширина его подошвенной части, т.к. от нее зависит удельное давление на грунт). Исходя из этого, мы будем оценивать достаточность площади (м2) подошвенной части фундамента (Д х Ш) для работоспособного фундамента. Здесь Ш является переменной функцией, которую мы и будем подбирать по расчетам.

1.2. Определяется снеговая нагрузка.

Умножив площадь крыши на характеристические значениям веса снегового покрова, получим снеговую нагрузку на дом. Эта величина зависит от районов строительства и определена в СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия».

1.3. Определяется полезная нагрузка.

Нагрузка от мебели, печки, бытовых и хозяйственных аппаратов и оборудования, максимальное количество людей в доме и т. д., т.е. все, что будет находиться в доме. Обычно эта величина (с запасом) принимается равной общей площади дома умноженная на 180 кг/м2.

1.4. Определение удельного давления на подошвенный грунт фундамента.

Сложив все полученные величины: вес всех элементов конструкции, снеговую нагрузку, полезную нагрузку, получаем общий вес дома (в тоннах) воздействующий на фундамент. Разделив общий вес дома на общую площадь подошвы фундамента (в метрах квадратных), мы получим удельное давление на грунт под подошвой фундамента от всех нагрузок действующих на дом и обозначается эта величина – Р, т/м2.

Определение размеров фундамента.

Различные виды грунтов воспринимают без осадки определенные величины удельных нагрузок Р, т/м2. Этот показатель называется – расчетным сопротивлением грунта и обозначается как R, т/м2.

Основное условие для надежной работы фундамента: величина удельного давления дома на подошвенный грунт (описанная в п.1.3.) должна быть меньше расчетного сопротивления грунта.

Т.е. P < R, (1)

Как определить R?

Зная категорию грунта под подошвой фундамента (по геологическим исследованиям, отрывкой контрольных шурфов и т.д.), приблизительно определяется величина R.

Например, величины R для грунтов, т/м2:

Галька (щебень) 60-40;

Гравий 50-35;

Песок крупный 60-50;

Средний 50-40;

Супеси 30-20;

Суглинки 30-10;

Глина 60-10.

Если выполняется требование (1), значит, расчет выполнен правильно. Для создания запаса прочности фундамента, перекрывающего неточности в выборе исходных данных, необходимо чтобы величина R была на 15-20% больше, чем Р.

Корректировка размеров фундамента.

Если R равна или меньше Р (с учетом 15-20%), необходимо уточнить размеры фундамента. В первую очередь увеличить площадь его подошвы.

Если R значительно больше, чем на 15 — 20% Р, тогда для экономии средств можно уменьшить размеры фундамента.

Откорректированные размеры фундамента следует проверить расчетным путем, как изложено выше. При этом необходимо учесть, что уменьшение размеров фундамента влечет к уменьшению его веса. Следовательно, в проверочном расчете необходимо закладывать новый вес фундамента.

Как самостоятельно определить тип грунта на участке.

Индивидуальные жилые дома имеют сравнительно небольшие размеры и вес, который могут воспринимать все грунты, за исключением илов и торфяников. Поэтому их можно строить без проведения специальных геологических изысканий, самостоятельно обследовав грунт в пределах строительной площадки.

Для этого отрывают пробный колодец — шурф размером 0,8 х 0,8 и глубиной 2,0-2,5 м. По мере заглубления через 0,5 м берут пробы грунта, маркируют и размещают отдельно друг от друга в какие либо емкости, исключив попадания на них осадков (складируют в помещении, под навесом) и испарения из него влаги (изолируют, например полиэтиленовой пленкой).

Для определения вида грунта собственными силами, можно провести простые тесты:

1. Небольшую порцию грунта обильно смачивают водой, затем из полученной массы, между ладоней рук скатывают жгут (Ø12-15 мм, длиной 10-15см) и загибают в кольцо. Кольцо из супеси рассыпается на мелкие фрагменты, из суглинка на 2 — 3 части, из глины — кольцо остается целым;

2. Для определения коэффициента пористости: из тестируемого грунта вырезают кубик размером 10 х 10 х 10 см и взвешивают. Полученная величина является объемной массой грунта в естественном состоянии. Затем этот грунт измельчают и уплотняют, удаляя из кубика воздушные поры. Затем измеряют объем полученной массы грунта, т.е. находят объемную массу грунта без пор. Коэффициент пористости (Е) определяется по формулам:

E= 1 – Y0/Y;

Y0=G/V0;

Y= G /V1

где Y0, Y – объемный вес грунта в естественном и уплотненном состоянии, G – вес единицы объема грунта, V0 и V1 — объем грунта в естественном и уплотненном состоянии. Y – кг/см3, G – кг, V – см3.

При вырезании кубика из грунта он может рассыпаться. Ничего страшного — объем известен и нам нужен только вес. Объем грунта без пор можно определить мерным стаканом или другой мерной емкостью.

Пример: исходные данные — грунт суглинок, V0=1000см3; G=2,01кг; Y0= 2,01кг : 100см3= 0,0201кг/см3.

Полученные данные: V1= 301см3. Y=2,01кг : 301см3=0,0667кг/см3.

Рассчитываем Е=1- Y0/Y = 1 – (0,0201кг/см3 : 0,0667кг/см3) = 1- 0,3=0,7.

Коэффициент пористости Е = 0,7.

Расчет ленточного фундамента для дома

расчётное сопротивление песков

Расчет ленточного фундамента для дома

сопротивление глинистых грунтов

3. Показатель текучести определить более сложно, но существуют такие критерии: при нулевой текучести лопата в глину почти не входит, при текучести = 1 глина прилипает к лопате намертво.

При встрече на участке строительства биогенных (торфяников, илов и пр.) засоленных, набухающих либо просто непонятных грунтов необходимо приостановить строительство и пригласить специалистов.

Грунт считается упругопластическим материалом. Под действием нагрузки, не превышающей определенного значения, он способен сжиматься и расправляться после ее снятия. Расчет фундамента на такую нагрузку называется расчетом по несущей способности грунта.

При увеличении нагрузки происходит необратимое смятие грунта. Расчет в таком случае называется расчетом на деформацию грунта. Его могут выполнить только квалифицированные специалисты, при наличии инженерно-геологических исследований грунтов на участке.

Заключение.

Представленная упрощенная методика расчета фундамента по несущей способности грунта, предназначена для понятия застройщиком общих принципов работы по конструированию и возведению ленточного фундамента при загородном строительстве. Она позволяет с достаточной степенью достоверности определить основные размеры будущего ленточного фундамента. При необходимости, для полного расчета фундамента (плюс расчета по деформации грунтов) необходимо обратиться к квалифицированным специалистам.

Сайт «Как построить дом» желает Вам удачи

Ваш отзыв

Обсуждение закрыто.