Как сделать расчет фундамента на опрокидывание

Расчет фундамента на опрокидывание пример

В расчетах по первой группе предельных состояний проводятся также проверки:

а) устойчивости фундамента против опрокидывания

Где Mu — момент опрокидывающих сил относительно оси возможного поворота, проходящей через крайнюю точку подошвы фундамента;

Mz — момент удерживающих сил относительно той же оси;

m — коэффициент условий работы в стадии эксплуатации; для нескальных оснований m = 0.8;

— коэффициент надежности по назначению ( = 1.1);

б) устойчивости фундамента против сдвига по подошве

Где Q — сдвигающая сила, равная сумме проекций сдвигающих сил на направление возможного сдвига;

Qz — удерживающая сила, равная сумме проекций удерживающих сил;

m = 0,9 — коэффициент условий работы;

n = 1,1 — коэффициент надежности.

Удерживающая сила определяется по формуле:

где — коэффициент трения подошвы фундамента по грунту, принимаемый для глин во влажном состоянии 0,25, для сухих глин, суглинков и супесей 0,30, для песков 0,40, для гравийных и галечниковых грунтов 0,50.

Для фундамента, показанного на рисунке 5, имеем:

b = 5; l = 12.5 м; A = 6.25 м 2 .

Объем фундамента: Vф = 2 м 3 .

Объем грунта на уступах фундамента, считая от ЛТР (рис.5б);

Объем воды над фундаментом:

Тогда расчетные веса равны:

Общая расчетная вертикальная нагрузка на уровне подошвы фундамента по (7) равна:

FvI = 10200 + 5728,8 + 178,2+557,5 = 16664,5 кН

Напряжения по подошве равны:

Расчетное сопротивление основания R определяется по формуле 3 при ширине подошвы фундамента b = 5:

Таким образом, проверки (4…6) выполняются.

Проверяем условие устойчивости против опрокидывания (8).

То есть 5820 < 30299,1 – условие выполняется.

Проверяем условие устойчивости против сдвига по подошве (9):

1200 < 4090,4 — условие также выполняется.

Практическое занятие № 4.

Тема. Расчеты фундамента мостовой опоры по II группе предельных состояний (по деформациям).

В расчетах по деформациям проводятся следующие проверки:

a) Проверка положений равнодействующей или относительного эксцентриситета; для случая действия на опору постоянных и временных нагрузок должно выполняться условие:

где e- эксцентриситет равнодействующей;

— радиус ядра сечения.

Для прямоугольной подошвы фундамента

b) Проверка осадки фундамента:

где S — осадка по расчету;

Su – предельно допустимое значение осадки, см.

L- длина меньшего примыкающего к опоре пролета, м (но не менее 25 м)

c) Проверка горизонтального смещения верха опоры, проверяется выполнимость условия

где — смещение по расчету;

— предельно допустимое смещение (L в метрах,

Горизонтальное смещение рассчитывается по формуле:

Для прямоугольного фундамента при действии момента в направлении ширины b крен равен:

где и E коэффициент Пуассона и модуль деформации, средневзвешенные для всей сжимаемой толщи;

— момент относительно центра тяжести подошвы фундамента;

— коэффициент, принимаемый в зависимости от параметра формы подошвы по графику на рис. 6

Осадка фундамента (соответственно, и опоры моста) определяется от расчетных постоянных нагрузок для II группы предельных состояний, при = 1.

Расчет целесообразно выполнить в графоаналитической форме, в следующем порядке:

1. Вычертить в масштабе глубин схему фундамента и геологического строения основания.

2. Построить (слева от фундамента) эпюру природного давления грунта

3. Определить начальное уплотняющее давление по подошве фундамента:

4. Построить эпюру уплотняющего давления (справа от оси, в том же масштабе, что и эпюра ). Для этого толщу основания ниже подошвы фундамента разбить на расчетные слои hi и определить уплотняющее давление на границе каждого слоя, по формуле:

где — коэффициент рассеивания напряжений с глубиной, принимаемый по табл.7

5. Определить нижнюю границу сжимаемой толщи из условия:

6) Рассчитать осадку каждого расчетного слоя

где — среднее уплотняющее давление в i – ом расчетном слое;

— толщина расчетного слоя;

7) Определить общую осадку:

После этого проверяется выполнение условия (13).

Примеры расчета изложенным методом можно найти в методических указаниях [2] и общей литературе по проектированию оснований и фундаментов [4…6].

Значения коэффициентов рассеивания напряжений

§ 39. Расчет фундаментов на устойчивость против опрокидывания и сдвига

Расчет фундамента на устойчивость должен исключать возможность его опрокидывания, сдвига по основанию и сдвига совместно с грунтом по некоторой поверхности скольжения. Фундамент считают устойчивым, если выполняется условие (6.

1), в котором под F понимают силовое воздействие, способствующее потере устойчивости (опрокидыванию или сдвигу) фундамента, а под Fu — сопротивление основания или фундамента, препятствующее потере устойчивости. Расчеты устойчивости выполняют по расчетным нагрузкам, полученным умножением нормативных нагрузок на коэффициенты надежности по нагрузке.

Если для одной и той же нагрузки нормами предусмотрены два коэффициента надежности, то в расчете учитывают тот из них, при котором будет меньший запас устойчивости.

Рис. 7.7. Схема к расчету фундамента на устойчивость против опрокидывания

При расчете фундаментов опор мостов на устойчивость против опрокидывания все внешние силы, действующие на фундамент (включая его собственный вес), приводят к силам Fv, Qr и моменту Мu (рис. 7.7).

Силы Fv и Qr равны проекциям всех внешних сил соответственно на вертикаль и горизонталь, а момент Ми равен моменту внешних сил относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента перпендикулярно расчетной плоскости. Момент Ми способствует опрокидыванию фундамента (повороту его вокруг оси О — см. рис. 7.7).

Момент Mz, сопротивляющийся опрокидыванию, будет равен Fva, где а — расстояние от точки приложения силы Fv до грани фундамента, относительно которой происходит опрокидывание. Устойчивость конструкций против опрокидывания следует рассчитывать по формуле Ми≤(ус/уn)Мz, (7.

5) где Мu и Мz — моменты соответственно опрокидывающих и удерживающих сил относительно оси возможного поворота (опрокидывания) конструкции, проходящей по крайним точкам опирания, кН·м; ус — коэффициент условий работы, принимаемый при проверке конструкций, опирающихся на отдельные опоры, для стадии строительства равным 0,95; для стадии постоянной эксплуатации равным 1,0; при проверке сечений бетонных конструкций и фундаментов на скальных основаниях, равным 0,9; на нескальных основаниях — 0,8; уn — коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,1 при расчетах для стадии постоянной эксплуатации и 1,0 при расчетах для стадии строительства.

Опрокидывающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке, большим единицы.

Удерживающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке для постоянных нагрузок Уf где µ — коэффициент трения фундамента по грунту. В соответствии с требованиями СНиП 2.05.03—84 устойчивость конструкций против сдвига (скольжения) следует рассчитывать по формуле Qr≤(yc/yn)Qz, (7.

6) где Qr — сдвигающая сила, кН, равная сумме проекций сдвигающих сил на направление возможного сдвига; ус — коэффициент условий работы, принимаемый равным 0,9; уn — коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый как и в формуле (7.5); Qz — удерживающая сила, кН, равная сумме проекций удерживающих сил на направление возможного сдвига.

Сдвигающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке, большим единицы, а удерживающие силы — с коэффициентом надежности по нагрузке, указанным в экспликации к формуле (7.5). В качестве удерживающей горизонтальной силы, создаваемой грунтом, допускается принимать силу, значение которой не превышает активного давления грунта.

Силы трения в основании следует определять по минимальным значениям коэффициентов трения подошвы фундамента по грунту.

При расчете фундаментов на сдвиг принимают следующие значения коэффициентов трения µ кладки по грунту:

Глины во влажном состоянии

Фундамент: расчет возможного опрокидывания

  • Какой расчет необходим для основания дома?
  • Нужен ли расчет основания частного дома на устойчивость?
  • Определение опрокидывающего момента
  • Определение противодействующего момента

Представить себе опрокинутый фундамент частного дома достаточно сложно. Естественной причиной, по которой возможно опрокидывание небольшого дома, является ветер огромной силы, способный за счет парусности строения опрокинуть его набок. Например, как одиноко стоящую сосну, у которой нет фундамента, но вместо него есть корни.

Рис. 1. Варианты возможных поворотов и смещений фундамента: а – осадка с поворотом, б – осадка с поворотом и смещением, в – сдвиг по подошве.

Какой расчет необходим для основания дома?

Исходя из прямого назначения, которое состоит в равномерной передаче нагрузки сооружения на грунт, необходимо выполнить расчет ширины его опорной части и ее прочность.

Для этого необходимо определить вес сооружения, включая и собственный вес основания.

В расчет на прочность фундамента должны войти и снеговые нагрузки, передающиеся на него от кровли в зимнее время, и вес всего, что будет смонтировано и внесено внутрь помещения (отопительная система, водоснабжение, канализация, мебель и т. п.).

Ветровые нагрузки на невысокое здание в расчет фундамента на прочность не включают. Эти нагрузки учитывают, когда выполняют расчет на прочность такого элемента кровли, как мауэрлат, с помощью которого через стены они передаются на основание дома.

На рис. 1 показаны варианты возможных поворотов и смещений фундамента: а) осадка с поворотом, б) осадка с поворотом и смещением, в) сдвиг по подошве.

Рис. 2. Неправильный расчет прочности фундамента может привести к опрокидыванию всего сооружения.

На мелкозаглубленное основание в зимний период действуют выталкивающие силы, возникающие в результате пучения грунта.

Неравномерное распределение этих сил и может привести к потере устойчивости фундамента, показанное на изображении, особенно в том случае, если по каким-либо причинам на основание не было возведено строение.

Чтобы в этом случае исключить потерю устойчивости, грунт необходимо защитить от промерзания.

Если произошла потеря устойчивости, когда строительство дома было закончено, следует искать ошибки при расчете требуемой прочности. Но это все же не должно было привести к опрокидыванию всего сооружения, как это показано на рис. 2.

Изображен небольшой дом, опрокидывание которого произошло не потому, что не был выполнен соответствующий расчет фундамента.

При определении размеров основания и его заглубления, не были учтены физические свойства грунта (на изображении видно, что это песчаный грунт).

Источник: http://1pofundamentu.ru/raschet-fundamenta-na-oprokidyvanie-primer.html

Как правильно произвести расчет фундамента на опрокидывание

    Точные расчеты на этапе проектирования помогают определить и необходимое количество материалов и составить точную смету. В настоящей статье мы расскажем, как делать расчет фундамента частного дома на опрокидывание.

Читайте также: Какие существуют размеры блоков ФСБ для фундамента

Типы фундаментов

В настоящее время применяется несколько типов фундаментов для различных видов сооружений и грунтов.

Ленточный вариант наиболее простой – по сути, это сравнительное невысокое основание, построенное под всеми стенами дома. Оно принимает на себя нагрузку и распределяет ее по поверхности земли. Такой фундамент, в свою очередь, опирается на плиты. Обычно сооружается для домов от трех этажей и выше. Причем внутреннее пространство используют для обустройства подвального помещения.

Здесь не требуется специальное оборудование и особо сложные технологии. Кроме того, популярность данной конструкции обусловлена простотой, долговечностью и устойчивостью к разрушению.

Конструкция столбчатого фундамента совершенно другая. Представляет она собой совокупность опор, погруженных в землю на определенное расстояние.

Используется для решетчатой (каркасной) либо бревенчатой постройки до 2-х этажей. Данный вид целесообразен в тех местностях, где на почву не влияют температурные изменения.

Плиточный фундамент представляет собой монолитное основание из железобетона, уложенное на дно котлована уплотненное предварительно:

Применяют в тяжелых плотных грунтах для больших многоэтажных сооружений (башни водонапорные, ретрансляционные и пр.).

Такой вариант также подойдет для отдельно стоящей дымовой трубы. Существенным недостатком считают высокую стоимость работ и материалов.

Свайный тип фундамента представляет собой конструкцию, состоящую из множества длинных столбов, объединенных поверху либо плитами или балками из бетона. Устраивают такие фундаменты в слабых почвах, неспособных удерживать тяжелые строения. Данный тип основания применяют для строительства многоэтажек.

По СНиПам для всех крыш необходим еще расчет ветровой нагрузки.

Расчет веса дома

Прежде чем приступить к расчетам, нужно узнать ряд параметров.

Так, для метра квадратного стен дома:

  • каркасного, утепленного минеральной ватой, вес удельный составляет от 30 до 50 килограммов на метр квадратный;
  • бревенчатого – 70-100;
  • кирпичного (толщина до 15 см) – от 200 до 270;
  • железобетонного (15 см) – 300-350.

Вес перекрытий:

  • чердачных с деревянными балками и утеплителем плотностью 200 кг на метр кубический – 70-100;
  • цокольных деревянных (при тех же параметрах теплоизоляции) – 100-150;
  • железобетонных – 500.

Вес крыши:

  • из жести – от 20 до 30 килограммов на метр квадратный;
  • рубероида – 30-50;
  • шифера – 40-50;
  • черепицы керамической – 60-80.

Как показывает практика, правильнее всего учитывать максимальные значения, приведенные выше – это позволит обеспечить фундаменту наибольший запас прочности.

Совокупный размер перекрытий (их два – цокольное и чердачное) – 80 м2. Масса – 8 тонн.

Кровля для такого стандартного дома (с учетом всех скатов) будет иметь размер 96 метров квадратных и вес 2,88 тысячи килограммов.

Определение площади фундамента и его веса

Для того чтобы выяснить, сможет ли имеющийся на вашем участке грунт выдержать дом, нужно знать и вес дома, и массу собственно фундамента.

Поскольку чаще всего особняки возводятся на ленточных фундаментах, рассмотрим здесь именно этот вариант.

Для кирпичного дома основание углубляют в почву на 150 сантиметров, то есть ниже точки промерзания. К этому также добавляют еще полметра, выступающие над землей. То есть совокупно высота фундамента составляет 200 см.

Затем требуется выяснить длину всей ленты. Для этого периметр прибавляют к протяженности внутренне перегородки. То есть если основание имеет размер 5 на 8 метров и еще одну поперечную перемычку внутри, то в сумме получится 31 м.

Вслед за этим рассчитывается объем. Здесь длина фундамента умножается сначала на его высоту, а затем на ширину. Последнее значение примем за 50 сантиметров. Результат – 31 кубический метр.

Удельный вес бетона на м3 составляет 2,4 тысячи килограммов. Умножив это значение на 31, получаем массу фундамента – 74,4 тонны.

Результат

Наконец, остается определить опорную площадь для вашего дома. Делается это просто – умножается длина стен фундамента на их ширину. В нашем случае выходит – 15,5 тысячи квадратных сантиметров.

Читайте также:  Цоколь из камня - выбор материала и техника выполнения

Складываем массу всех конструкций:

  • стены – 25,1 тонны;
  • перекрытия – 8;
  • кровля – 2,88;
  • фундамент – 74,4.

Получается, что весь особняк у нас весит – 110,38 тонны. Этот результат нужно разделить на вышеупомянутую опорную площадь – 15500 см2. У нас выйдет, что на один квадратный сантиметр давит 7,12 килограмма.

Остается только свериться с нормами сопротивления грунтов:

  • крупный песок – от 3,5 до 4,5 килограммов на см2;
  • средний песок – 2,5-3,5;
  • мелкий – 2,5-3;
  • глина твердая – 3-6;
  • пластичная – 1-3;
  • каменистые грунты, галька или щебень – 5-6.

Как видно, особняк вышел слишком тяжелый. В этом случае увеличиваем площадь фундамента за счет толщины стен.

Опрокидывание

Опрокидывающему моменту особого внимания уделять не следует, поскольку геометрия частного дома делает его маловероятным.

В целом расчет осуществляется следующим образом – от минимальной для региона ветровой нагрузки, отнимают подъемную силу, воздействующую на крышу. Расчет данных величин следует поручить архитектору.

Определяя силу, при которой может произойти сдвиг строения, учитывают:

  • рельеф местности;
  • наличие деревьев;
  • расположение прочих построек.

Источник: http://SvoiDomStroim.ru/fundament/kak-pravilno-proizvesti-raschet-fundamenta-na-oprokidyvanie.html

Расчет фундамента на прочность и опрокидывание, формула и пример, методика, строительство подошвы своими руками: инструкция, фото и видео-уроки, цена, Профессиональный фундамент своими руками

Строительство дома начинается с выбора проекта. Он представляет собой подробный план с чертежами и расчетами для каждого этапа строительства, каждого элемента будущего здания. Проект привязывается к вашему участку, производится расчет фундамента на прочность в соответствии с типом грунта и пожеланиями заказчика относительно планировки или используемых материалов.

Любая стройка начинается с расчетов

Но небольшие дачные и сельские дома, гаражи, мастерские, хозблоки многие предпочитают строить своими руками и без проекта, по собственным чертежам. Однако если заранее не определить требуемые параметры фундамента, есть риск быстрого разрушения здания или невозможности его нормальной эксплуатации.

В этой статье будет дана сравнительно несложная инструкция, которая поможет вам самостоятельно произвести такие расчеты.

Людям, далеким от строительства, будет проще понять изложенный материал, если дать четкое определение некоторым используемым в расчетах терминов.

  • Фундаментом называют подземную часть сооружения, передающую нагрузку от него на грунт.
  • Основание – это залегающий на заданной глубине слой грунта, на который фундамент опирается своей подошвой (нижней плоскостью).
  • Глубина заложения – расстояние между поверхностью земли и подошвой.
  • Глубина промерзания – расстояние от поверхности земли до границы промерзания грунта. Это расчетная величина, определяемая климатическими условиями региона и регламентируемая нормами СНиП.

Карта промерзания грунтов

Обратите внимание. Под отапливаемыми зимой зданиями грунт прогревается, поэтому расчетную глубину промерзания для них принимают меньше на 20%. Это нужно учитывать, делая расчет фундаментов для домов с круглогодичным проживанием.

  • Сжимаемая толща грунта – та часть грунта, которая деформируется от нагрузки, передаваемой фундаментом.

Огромное значение для расчетов имеют типы грунтов и их плотность, подверженность пучинистым явлениям. Чем ближе к поверхности земли, тем плотность грунта ниже, и тем хуже он воспринимает нагрузку, сильно и неравномерно осаживаясь под её воздействием.

Результат неправильного расчета

Понятно стремление застройщиков снизить расходы на возведение фундамента, уменьшая глубину его заложения: чем она меньше, тем меньше материала уйдет на строительство и тем ниже будет цена. Но такая экономия может привести к очень неприятным последствиям в будущем.

Для проектирования определенного типа фундамента необходимо выбрать его конструкцию и определиться с глубиной заложения. При этом очень важно произвести расчет подошвы фундамента.

Если её площадь окажется недостаточной, здание может сильно просесть и даже разрушиться. С другой стороны, излишняя площадь – это лишние материалы, трудозатраты и финансовые расходы.

Чтобы вычислить требуемый параметр, используется следующая формула расчета фундамента:

S > 1,2 F/γc Ro , где

  • S – это искомая площадь подошвы в см 2 ;
  • 1,2 – повышающий коэффициент надежности;
  • F – вес здания в кг, включая сам фундамент, эксплуатационную нагрузку и сезонную нагрузку (снеговой покров на крыше);
  • Ro – расчетное сопротивление основания в кг/см 2 (несущая способность). Зависит от глубины заложения и определяется по таблицам СНиП 2.02.01-83*;
  • γc – коэффициент условий работы, который зависит от типа грунта, назначения и конструкции здания. Может иметь значение от 1 для пластичной глины до 1,4 для песка.

Чтобы определить вес здания, вам необходимо ещё до начала строительства решить, из чего будут сделаны стены, перекрытия, кровля и прочие элементы

Пример. Если проектная нагрузка от здания составляет 80 тонн, и строится оно на песчаном грунте средней плотности с расчетным сопротивлением 2,5 кг/см2, соответствующем глубине заложения 1,5-2 метра, то площадь подошвы должна быть не менее 171500 см2 ( S = 1,2х80000/1,4х2,5).

Зная общую длину ленточного фундамента, несложно найти требуемую ширину подошвы. Например, для дома 10х10 м с одной внутренней несущей стеной общая длина фундаментной ленты составит 50 м (5000 см).

Разделив площадь на длину, получаем искомую ширину подошвы: 171 500 : 5 000 = 34,3 см.

Длина сложного фундамента определяется суммированием всех его отрезков

Эта методика расчета фундамента поможет определиться и с его конструкцией. К примеру, если искомая площадь оказалась небольшой, можно подумать об использовании столбчатого фундамента. Для этого снова произведите расчеты с учетом площади одного столба, а не сплошной бетонной ленты.

Для справки. Если нужно рассчитать параметры фундамента под отдельно стоящие конструкции большой высоты (под кран, опоры линии электропередач, высокий сплошной забор), необходимо учитывать не только вертикальные, но и горизонтальные нагрузки (например, ветровые). Иначе возможно опрокидывание фундамента или его сдвиг по основанию.

Фото Пизанской башни, крен которой вызван мягкостью почвы и несоразмерностью фундамента

Существуют специальные справочники с таблицами усредненного удельного веса различных строительных конструкций, материалов, оборудования. Их использование упрощает расчеты, так как вам остается только вычислить площадь конструкции.

Внимание! Не принимаются в расчет фундаменты под ДГУ (дизель генераторные установки, часто используемые в частных домах), под печи, насосные установки и прочее оборудование, устанавливаемое внутри. Пример расчета фундамента под насос вы найдете в других материалах сайта.

Такие фундаменты проектируются отдельно и не должны быть связаны с фундаментом дома

Возьмем для примера небольшой одноэтажный бревенчатый дом с размерами в плане 5х10 м и высотой 2,7 м. Цокольные и чердачные перекрытия – деревянные, по деревянным балкам, с утеплителем плотностью 500 кг/м 3 . Кровля – из листовой стали. Фундамент дома — ленточного типа, заглубленный на глубину промерзания (1,4 м) с надземной частью 0,5 м.

  • Вычисляем площадь стен: 2 х (5+10) х 2,7 = 81 м 2 . Умножаем её на усредненный показатель удельного веса бревенчатых стен, который равен 70-100 кг/м 2 : 81х 100 = 8100 кг. Получаем общий вес стен.
  • Площадь перекрытий равна 50 м 2 . Так как у нас два перекрытия – цокольное и чердачное, умножаем на 2: 50 х 2 = 100 м 2 . Средний удельный вес деревянных перекрытий с утеплением – 200 кг/м 2 . Общий вес перекрытий: 100 х 200 = 20000 кг.
  • Площадь кровли всегда больше площади перекрытий. Примем её равной 70 м 2 и умножим на удельный вес, применяемый к стальным кровлям: 70 х 30 = 2100 кг.

Площадь кровли зависит от угла наклона скатов

  • Не забудьте про снеговую нагрузку. В средней полосе России она составляет 100 кг/м 2 . 70 х 100 = 7000 кг.
  • Наконец, нужно сделать расчет объема фундамента. При ширине 0,35 м он составит: 30 (периметр) х 1,9 (общая высота подземной и надземной части) х 0,35 = 19,95 м 3 . При плотности бетона 2400 кг/м 3 вес фундамента будет равен: 19,95 х 2400 = 47880 кг.

Суммируем все полученные данные и получаем общую нагрузку 85000 кг. На самом деле она получится значительно больше, так как в данном примере мы не учли вес перегородок, отделочных материалов, мебели, бытовой техники и т.д. Допустим, итоговая сумма равна 120000 кг. Её мы и подставляем в приведенную выше формулу.

Можно проверить себя и так: разделить общую нагрузку на опорную площадь фундамента (3000 х 35 = 105000 см 2 ): 120000 : 105000 = 1,14 кг/см 2 . А затем сравнить с несущей способностью грунта (Ro) на вашем участке. Если полученная цифра меньше или равна ей – тип и параметры фундамента выбраны верно.

В случае устройства монолитной конструкции расчет материалов для фундамента включает в себя определение количества бетона и арматуры. Количество бетона выражается в кубометрах. Это значение было найдено ещё при проектировании фундамента (в нашем примере – 19,95 м 3 ).

Расчет арматуры ведется по трем параметрам:

  • Прутки диаметром 1-1,2 см с ребристой поверхностью, принимающие на себя основную нагрузку. Для ленточных фундаментов их количество рассчитывается путем умножения периметра на 4 (2 пояса армирования по 2 прутка). Для столбчатых – умножением высоты столбов на их количество и на число прутков в каждом.
  • Гладкие тонкие прутки, служащие для поперечного соединения основной арматуры. Рассчитываются исходя из расстояния между ребристыми прутками и шага связки (обычно – не менее 50 см).

Арматурный пояс ленточного фундамента

  • Если арматурный пояс собирается без сварки, в расчет материалов на фундамент включается и вязальная проволока, с помощью которой скрепляется каркас. На каждое соединение – 30 см.

Расчет фундамента на опрокидывание, прочность, устойчивость к деформациям, сдвиг – это сложная работа, требующая специальных знаний. Поэтому при строительстве сложных объектов лучше обратиться к профессионалам.

Но небольшие постройки можно спроектировать самостоятельно. Надеемся, этот материал поможет вам в расчетах. А в представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме (узнайте также как сделать ленточный фундамент под забор).

Источник: http://vizada.ru/2018/06/22/raschet-fundamenta-na-prochnost-i-oprokidyvanie-formula-i-primer-metodika-stroitelstvo-podoshvy-svoimi-rukami-instrukciya-foto-i-video-uroki-cena-professionalnyj-fundament-svoimi-rukami/

Основы проведения расчета фундамента

Всем хочется, чтобы построенный дом служил нескольким поколениям, чтобы его основание выдерживало любые нагрузки, не трескалось и не проседало.

Прежде чем браться за калькулятор, следует выяснить, какие типы деформаций основания и какие виды нагрузок существуют.

Типы деформаций основания:

  • крен — когда разные стороны жесткого фундамента оседают в разной степени;
  • сдвиг — смещение в горизонтальной плоскости;
  • осадки — смещение в вертикальной плоскости без крена;
  • просадки — осадки, вызванные качественными изменениями структуры основания (оттаиванием вечной мерзлоты, уплотнением рыхлой почвы от вибрации, вымыванием и пр.).

И по каждому пункту есть свои сложные формулы расчета. Также есть некоторые виды деформаций фундамента, специфичные только для определенных видов конструкций. К примеру, продавливание.

Продавливающая нагрузка

Расчет на продавливание делается только для плитного фундамента. Этот тип нагрузки возникает в опоре, когда ее ширина и длина многократно превышают глубину.

Продавливание возникает в том случае, если на плиту действует сосредоточенная нагрузка. Такая нагрузка характерна для колонн, свай, несущих столбов — элементов, которые давят на плиту в одном небольшом месте.

Давление происходит на небольшую площадь, поэтому оно может достигать больших значений. В теле железобетонной плиты давление расходится под углом в 45 градусов.

Формируется своеобразная опорная пирамида, которая держит на себе колонну. И на границе этой пирамиды с остальной частью плиты возникает растягивающее усилие, к которому бетон не особо устойчив.

Выдержит плита нагрузку или нет, зависит от нескольких параметров. Влияет толщина плиты, чем она больше, тем лучше изделие противостоит продавливанию.

Также влияет площадь колонны или столба — чем она больше, тем больше площадь контакта опорной пирамиды с остальной частью плиты, соответственно больше удерживающая сила.

Также имеется зависимость от величины нагрузки и марки бетона. А еще важное значение тут играет наличие и количество прутков арматуры, которые соединяют опорную пирамиду с остальной плитой. Чем больше прутков, тем сильнее продавливание плита моет выдержать.

Есть еще один частный случай продавливающей нагрузки — когда плита опирается на точечную опору. Например, если закладывался свайный или столбчатый фундамент с плитным ростверком.

Чтобы выполнить просчет на продавливание, необходимо предположительную нагрузку сравнить с допустимой. Делается это по формуле:

F=a*Rbt*u*h

  • F — допустимая нагрузка;
  • a — коэффициент бетона (1 для тяжелого, 0,85 для мелкозернистого, 0,8 для легкого);
  • Rbt — класс бетона на прочность в кг/кв.см;
  • u — среднее арифметическое между верхним и нижним периметром опорной пирамиды;
  • h — толщина плиты.

Если полученное значение больше, чем расчетная нагрузка по проекту, то значит, что продавливание не приведет к разрушению плиты. В противном случае нужно обязательно пересмотреть проект.

к оглавлению ↑

Прочие нагрузки и деформации

Для определения осадки или других типов деформации основания нужны тщательные предварительные исследования. Начинать нужно с выбора формы, геометрии опоры дома, исходя из характеристик различных конструкций, прочности используемых материалов.

Нужно определить уровень закладки подошвы опоры.

Он зависит от глубины промерзания грунта, конструктивных особенностей постройки (наличие подвала, цоколя и пр.), геологических и гидрогеологических особенностей почвы, массы постройки, наличия особых условий на участке (сейсмичность, вечная мерзлота и пр.), наличия подземных коммуникаций и построек рядом, рельефа участка. Минимальная глубина — полметра.

Определившись с формой и глубиной закладки, высчитывают размеры опоры. И вот тут-то нужно будет выполнить калькуляцию устойчивости фундамента на опрокидывание, сдвиг и вертикальную нагрузку.

Важный параметр — расчет осадки. Она бывает абсолютная, средняя и дополнительная. Для вычисления этих параметров важно иметь детальные сведения о геологии участка. Но даже при этом задача вовсе не становится легкой.

Есть несколько сотен методов просчета осадки.

Наиболее распространенные и известные из них это метод линейно деформируемого полупространства, метод линейно деформируемого слоя конечной толщины, метод эквивалентного слоя грунта и, пожалуй, самый распространенный — метод послойного суммирования.

Последний широко используется, потому что отличается сравнительной простотой расчетов, но его точность снижается при увеличении площади опоры и глубины ее залегания.

Читайте также:  Монолитный свайно-ленточный фундамент: технология монтажа

Выполняется метод калькуляции осадки путем послойного суммирования по такому алгоритму:

  1. Строится геологический разрез площадки, на которой будет закладываться фундамент.
  2. Наносятся габариты фундамента.
  3. Выстраиваются эпюры напряжений от массы грунта и дополнительной внешней нагрузки.
  4. Высчитывается толщина сжимаемого слоя.
  5. Толща разбивается на отдельные фрагменты (слои).
  6. Высчитывается осадка одного фрагмента.
  7. Путем суммирования получается общая осадка.

Метод очень удобен при расчете небольших однородных участков, в структуре которых нет плотных несжимаемых или плохо сжимаемых грунтов.

При использовании этого метода приходится делать целый ряд допущений.

Принимается как данность, что деформация линейно зависит от напряжения, вычисление ведется исходя из эпюры самых больших давлений — по середине фундамента, не берется во внимание слоистость напластований, игнорируется боковое расширение грунта, ограничивается глубина просчета, ниже которой грунт принимается несжимаемым.

Можно увеличить точность расчетов, если выполнить их для нескольких точек под постройкой, а затем построить пространственную модель.

Не стоит игнорировать и такой вид деформации, как опрокидывание. Оно может возникнуть при сильном крене постройки или при огромных ветровых нагрузках.

Последнее актуально для легких домов, установленных на незаглубленные фундаменты.

Тем не менее, в большинстве случаев расчет делается таким образом, чтобы выдерживать 25-процентный отрыв опоры (когда возникает отрицательное давление, часть опоры не давит на грунт, а наоборот — поднимается).

Чтобы исключить опрокидывание, нужно правильно рассчитать вес постройки, вес опоры, создаваемое ими сопротивление смещению и сопоставить его с возможными ветровыми нагрузками.

На самом деле, для частной постройки очень редко требуется делать такую калькуляцию. Но вот для основания под забором, столбом, рекламным щитом этот пункт становится обязательным.

к оглавлению ↑

Стоимость

Подсчет нагрузок опоры дома на продавливание, осадку или крен обычно не выполняется отдельно от проектирования дома. Выше можно прочитать, что для определения параметров фундамента нужно знать характеристики всей постройки, а также особенности участка.

Если это типовая архитектура, то за работу архитектора и инженера придется заплатить не менее 10000 рублей, за индивидуальный проект цена начинается от 1000 рублей за квадратный метр.

Смотрите нашу видео-подборку:

Источник: http://proffu.ru/raschet/osnovy-provedeniya-rascheta-fundamenta.html

Расчет фундамента для дома: ленточного, свайного, плитного, бетона

Методика расчета основания фундамента или плиты дома имеет определенную последовательность.

Плитный фундамент для дома

Сначала определяется тип конструкции, затем — параметры основания и объем, затраченных на него материалов, пропорции материалов, количество цемента, песка, и щебня для фундамента. Для проведения расчетов мы подготовили специальный калькулятор. Но перед его использованием советуем ознакомится с методиками и нюансами расчетов фундамента разных типов.

Определение типа фундамента для дома

Чтобы правильно выполнить расчет фундамента, нужно учесть такие параметры:

  • тип почвы;
  • глубину залегания подземных вод;
  • толщину промерзания грунта;
  • вес в зависимости от того, сколько было использовано материалов (газобетона, дерева, железобетонных конструкций).

Для определения несущей способности почвы, нужно знать ее тип, степень плотности и увлажненности.

к оглавлению ↑

Методы

В домашних условиях надо выявить показатели несущей способности грунта при помощи колышка.

Если он входит в грунт только при помощи лома, перед застройщиком почва с высоким показателем несущей способности, если почва снимается легко без инструмента вручную, перед застройщиком – рыхлый массив с низкими показателями несущей способности.

Блочный фундамент для дома

Чтобы определить влажность почвы, достаточно растереть ее комок в руке. Если соотношение влаги к сухим компонентам высокое, то она скатается, если низкое, то она рассыплется.

Пластичность грунта определяется на глаз: если его комки остаются на лопате, значит он пластичный. Показатели его несущей способности низкие, и он склонен к усадке.

Чтобы осуществить сбор нагрузок на фундамент, нужно посчитать, сколько весит дом, то есть суммировать массу всех использованных материалов.

Для этого необходимо учесть такие параметры:

  1. Общий вес, а также объем конструкции (масса материалов).
  2. Нагрузку от эксплуатации (количество жильцов, мебель).
  3. Атмосферные нагрузки (осадки, ветер).

к оглавлению ↑

Расчет на опрокидывание и продавливание фундамента

При обустройстве ленточного фундамента в обязательном порядке необходимо провести расчет на опрокидывание. Угроза его появления существует при возведении малогабаритного, легкого дома. Опрокидывание также возможно при обустройстве фундамента мелкого заложения.

Чтобы рассчитать нагрузку на фундамент со стороны стихии на опрокидывание, необходимо использовать формулу: Mu≤(ус/уn)Мz, в которой:

  • Mu – опрокидывание сил по отношению к оси опрокидывания основания мелкого заложения, который проходит по крайним точкам опирания;
  • Mz – момент сдерживающих сил относительно указанной оси;
  • Yc – коэффициент условий работы (для скальных грунтов – 0.9, для нескальных грунтов – 0.8);
  • Yn – коэффициент надежности (1.1 – на стадии эксплуатации, 1.0 – на стадии строительства).

Расчет на продавливание используется для выявления безопасности монолитной конструкции. Он выполняется при наличии сосредоточенной силы (колоны, сваи и т.д.).

Если продавливание слишком высокое, это может привести к разрушению материалов плоть до арматурного пояса. В этом случае необходимо компенсировать продавливание наращиванием толщины монолитного перекрытия.

Продавливание рассчитывается по формуле: F≤αRbtumho, в которой:

  • F – указывает на продавливание;
  • Α – коэффициент, исчисляемый для разных типов бетона: тяжелого – 1, мелкозернистого – 0.85, легкого – 0.8;
  • Um – среднеарифметическое значение периметров оснований пирамиды, которая возникает, когда на плиту действует продавливание в пределах рабочей высоты сечения.

Продавливание исчисляется, при наличии опирания монолитной конструкции на колону, стойку, сваю, при обустройстве плитного и опорно-столбчатого фундамента.

На продавливание нужно проверять только плитные конструкции. Ростверки в свайных фундаментах проверять на продавливание не нужно.

к оглавлению ↑

Расчет ленточного фундамента

Ленточный фундамент используется при возведении построек с большой массой стен и бетонными перекрытиями. Он эффективен на пластичных грунтах с высокой угрозой проседания. Применяться ленточный фундамент может на участках с высоким залеганием грунтовых вод.

Выбрав ленточный фундамент в качестве основания, нужно рассчитать кубатуру фундамента, его пропорции, глубину и ширину. Это основные показатели несущей способности железобетонной ленты.

Устройство ленточного фундамента

Для определения глубины заложения фундамента под тяжелые, двух этажные здания, нужно прибавить 30-60 см и толщину промерзания почвы зимой. Заборы и легкие дома из дерева или газобетона могут обойтись основанием с глубиной мелкого заложения, не более 50 см. Ширина ленты стандартная и, как правило, она составляет 40 см.

Чтобы правильно сделать расчет фундамента ленточного типа, его пропорции, необходимо определить площадь его основания, которая будет указывать на параметры несущей способности. С этой целью используется формула: S > k (n)*F/k©*R, где:

  • k (n) – коэффициент надежности площади;
  • F – суммарная нагрузка на грунтовый массив. Сюда входит общая, эксплуатационная и атмосферная нагрузка;
  • k© – коэффициент условий работы (для глины пластичной и сооружений жесткой конструкции равен 1, для крупного песка и не жестких конструкций равен 1.4);
  • R – расчетное сопротивление грунта (показатели несущей способности, которые есть в таблице СНиПа).

Чтобы правильно рассчитать, сколько необходимо бетона для заливки ленточного основания, необходимо воспользоваться формулой V = 2ab x (c+d), в которой

  • а – ширина ленты;
  • b – высота;
  • с – длина стены по внешней стороне фундамента;
  • d – длина по внутренней плоскости.

Соотношение количества цемента, песка и воды для приготовления бетона для ленточного основания зависит от марки бетона. Например, чтобы получить нужный объем бетона марки М250, нужно смешать цемент М400 с песком и щебнем в пропорции 1:2.1:3.9.

Ленточный фундамент

Из десяти литров цемента должен получиться объем 43 литра бетона М250 для ленточного фундамента. Чем гуще пропорция бетона, чем выше показатели его несущей способности.

к оглавлению ↑

Расчет плитного фундамента

Перед тем, как рассчитать фундамент плитного типа, необходимо правильно определить толщину плиты и глубину ее заложения.

Подходит для дома из газобетона и тяжелых материалов, так как обладает повышенной несущей возможностью.

Для легких одноэтажных зданий из газобетона подойдет плита минимальной толщины 100 мм. В загородном частном строительстве используется плита для заливки в 200-250 мм. Толщина 250 мм удобна для армирования и заливки бетона.

Плита может быть мелкого или глубокого заложения. Наибольшее распространение получила плита мелкого заложения на 40-50 см. Фундамент глубокого заложения применяется для обустройства подвалов под домом из газобетона. Плита, в таком случае, ложиться на почву ниже уровня ее промерзания.

Объем бетона под плитный фундамент дома из газобетона или другого материала рассчитывается по формуле: V = xcb, в которой:

  • x ― длина одной стороны;
  • c ― другой;
  • b ― высота.

Для плитного основания лучше использовать бетон не ниже марки М300. Соотношение количества цемента с песком и щебнем должно составлять 1:1.9:3.7. При этом объем щебня с песком на 10 л цемента будет равен 32:17. А общий объем бетона из 10 л цемента получится 41 л.

к оглавлению ↑

Расчет фундамента для дома (видео)

к оглавлению ↑

Расчет свайного фундамента

Основой свайного фундамента являются столбчатые опоры. Чтобы определить их диаметр, необходимо выполнить расчет нагрузки на фундамент, то есть вес здания, как было упомянуто выше. Для дома из газобетона, бруса или каркаса оптимально подойдут сваи диаметром 108 мм.

Если под плодородным слоем почвы расположились рыхлые грунты, нужно сверлить скважину до достижения более плотной почвы. В случае неровности участка, к каждой длине сваи необходимо прибавить еще по 0.5 м.

Количество опор определяется весом дома из газобетона, кирпича или бруса. Чтобы определить, сколько их потребуется, можно воспользоваться упрощенной схемой определения расстояния между сваями, а затем просто поделить это число на длину стены:

  • для деревянный домов – 3 м;
  • для домов из газобетона – 2 м;
  • для заборов – 3.5 м.

Свайные столбы соединяются между собой железобетонным ростверком. Рекомендуется применять ленты высотой 30 см и шириной – 40 см. Можно использовать готовые столбы или залить их самостоятельно.

Чтобы посчитать объем расхода раствора, необходимо воспользоваться формулой: V = (3,14 × d2 / 4) х h, в которой:

  • h ― высота опоры;
  • d ― её диаметр.

Для заливки столбчатого основания для стен из газобетона или других материалов используется бетон марки М 300 и М400. Согласно строительным нормам соотношение пропорции цемента с песком и щебнем для М 400 будет равным 1:1.2:2.7.

При этом соотношение пропорции щебня с песком на 10 л цемента в объемном составе будет отвечать 24:11 л. Полученное количество раствора на 10 л цемента составляет объем 31л.

Источник: http://PoFundamenty.ru/fund/raschet-dlya-doma.html

Расчет на опрокидывание здания

11 мая 2016 г.

Когда отношение высоты здания к его размерам в плане велико, а также существует большая податливость основания, то под действием ветровых и сейсмических нагрузок возможно опрокидывание здания. Расчет на опрокидывание здания очень важен, так как напрямую связан с конструктивной безопасностью здания в целом.

«Нормы строительства и проектирования многоэтажных железобетонных конструкций» (JZ 102-79) рекомендуют при расчете на опрокидывание здания придерживаться следующего отношения удерживающего момента MR к опрокидывающему Mov:

«Правила строительства и проектирования многоэтажных железобетонных конструкций» (JGJ 3-91) тот же расчет ведут по условию:

«Строительные нормы сейсмостойкого проектирования» (GB 50011-2001) предписывают при сочетании нагрузок, в которые входят сейсмические воздействия, коэффициенты сочетания принимать равными 1,0.

Для многоэтажных зданий с отношением высоты к ширине больше 4 не допускается отрицательное давление под подошвой фундамента, а также области с нулевым давлением.

В остальных зданиях область нулевого давления не должна превышать 15% площади фундамента.

Согласно «Технической инструкции по проектированию конструкций высотных зданий» (JGJ 3-2002) для зданий с отношением высоты к ширине больше 4 в основании фундаментов не должно быть области нулевых напряжений; для зданий с отношением меньше 4 область нулевых напряжений допускается не более 15% площади фундамента.

Схема фундамента

 1 — верхняя часть; 2 — подвал; 3 — расчетная точка сопротивления опрокидывающему моменту; 4 — нижняя грань фундамента

  • Опрокидывающий и удерживающий моменты

Пусть площадь воздействия момента опрокидывания является площадью его основания, а сила воздействия — горизонтальном сеисмическои нагрузкой или горизонтальной ветровой нагрузкой:

где Mov — опрокидывающий момент; Н — высота здания; С — глубина подвала; V0 — суммарные значения горизонтальной силы.

Удерживающий момент вычисляется в краевых точках от воздействия суммарных нагрузок:

где МR — удерживающий момент; G — суммарные нагрузки (постоянные нагрузки, ветровые и снеговые нагрузки с пониженным нормативным значением); В — ширина подвала.

  • Регулирование удерживающего момента и область нулевых напряжений в основании фундамента

Предполагаем, что линии действия суммарных нагрузок проходят через центр основания здания (рис. 2.1.4). Расстояние между этой линией и равнодействующей эпюрой напряжений основания e0, длина области нулевых напряжений В-х, отношения длины области нулевых напряжений и длины основания (В — х)/В определяются по формулам:

Отсюда получим:

Из формул получено отношение площади области нулевых напряжений и площади основания для безопасного удерживающего момента.

Зоны нулевого напряжения основания и условие опрокидывания конструкций

Соотношение моментов (MR/Mov) 3 2,308 1,5 1,3 1
Процент зон нулевого напряжения (В-Х)/В 0 (все сечения под напряжением) 15% 50% 65,40% 100%

Источник: http://ros-pipe.ru/tekh_info/tekhnicheskie-stati/proektirovanie-zdaniy-i-sooruzheniy/raschet-na-oprokidyvanie-zdaniya/

Правила и способы расчета фундамента

Неважно, какие в доме стены, мебель и дизайнерское оформление. Все это может в одно мгновение обесцениться, если при строительстве фундамента были допущены ошибки. А промахи касаются не только качественных его черт, но и основных количественных параметров.

При расчете фундамента СНиП может оказаться бесценным помощником. Но важно правильно понимать суть изложенных там рекомендаций. Основополагающим требованием будет полное исключение намокания и промерзания подложки под домом.

Особенно актуальны эти требования, если грунт имеет повышенную склонность к пучению. Разведав точные сведения о почве на участке, можно уже смело обращаться к строительным нормам и правилам – там приведены скрупулезные рекомендации для строительства в любой климатической зоне и на любых существующих на Земле минеральных материалах.

Читайте также:  Как правильно сделать расчет ленточного фундамента на прочность

Следует понимать, что достаточно правильное и глубокое представление могут составить только профессионалы. Когда проектирование фундамента ведется дилетантами, старающимися сэкономить на услугах архитекторов, как раз и получается масса проблем – перекашивающиеся дома, вечно сырые и потрескавшиеся стены, затхлые запахи снизу, ослабление несущей способности и так далее.

Стабильность основания под домом прямо зависит от типа его. Существуют четкие минимальные требования к характеристикам фундаментов различных видов.

Так, под домом размерами 6х9 м можно закладывать ленты шириной 40 см, это позволит иметь двукратный запас прочности по сравнению с рекомендуемой величиной. Если же монтировать буронабивные сваи, расширяющиеся внизу до 50 см, площадь единичной опоры достигнет 0,2 кв.

м, и понадобится 36 свай. Более подробные данные можно получить только при непосредственном знакомстве с конкретной ситуацией.

Проектирование фундаментов даже в рамках одного типа может быть довольно разным. Основная граница проходит между основаниями мелкого и глубокого заложения.

Минимальный уровень закладки определяется:

  • свойствами грунтов;
  • уровнем находящихся в них вод;
  • обустройством подвалов и цокольных этажей;
  • расстоянием до подвалов соседних зданий;
  • прочими факторами, которые должны уже учитывать профессионалы.

При использовании плит нельзя поднимать их верхний край больше, чем на 0,5 м до поверхностной части здания.

Если строится одноэтажный индустриальный объект, который не будет подвержен динамическим нагрузкам, либо жилое (общественное) здание в 1-2 этажа, существует определенная тонкость – такие постройки на грунтах, промерзающих на глубину от 0,7 м, возводятся с заменой нижней доли фундамента на подушку.

Для формирования этой подушки применяют:

  • гравий;
  • щебенку;
  • песок крупной либо средней фракции.

Тогда каменный блок должен иметь высоту минимум 500 мм; для случая с песком средних размеров готовят основание таким образом, чтобы оно поднималось над подземными водами.

Фундамент под внутренние колонны и стены в обогреваемых сооружениях может не приспосабливаться к уровню воды и величине промерзания. Но для него минимальным значением будет 0,5 м. Заводить ленточную конструкцию под линию промерзания нужно на 0,2 м.

При этом запрещается понижать ее больше чем на 0,5-0,7 м от нижней планировочной точки строения.

Общие рекомендации по размерам и заглублению могут оказаться полезными, но гораздо правильнее будет ориентироваться на результаты расчетов профессионального уровня.

Большое значение при их выполнении имеет методика послойного суммирования. Она позволяет уверенно оценивать осадку основания, покоящегося на природной подложке из песка или грунта.

Важно: существуют отдельные ограничения для применимости такого метода, но разобраться в этом глубоко смогут только специалисты.

Необходимая формула включает:

  • безразмерный коэффициент;
  • среднестатистическое напряжение элементарного грунтового слоя под действием внешних нагрузок;
  • модуль повреждения почвенной массы при первичной загрузке;
  • он же при вторичной загрузке;
  • средневзвешенное напряжение элементарного грунтового слоя под собственной массой, извлеченной при подготовке котлована почвы.

Нижнюю линию сжимаемого массива определяют теперь по полному напряжению, а не по дополнительному воздействию, как это рекомендуют строительные нормы и правила.

В ходе лабораторных испытаний свойств почвы рассматривается сейчас обязательно нагружение с паузой (временным освобождением). Сначала основание под фундаментом условно разбивается на слои идентичной толщины.

Затем измеряют напряжение на стыках этих слоев (строго под серединой подошвы).

После этого можно установить напряжение, создаваемоесобственной массой почвы на внешних границах слоев. Следующим шагом становится определение низовой линии толщи, подвергающейся сжатию. И только после всего этого можно, наконец, рассчитать как следует осадку фундамента в целом.

Компенсировать изменение вектора приложения силы можно за счет армирования, но оно должно проводиться в строгом соответствии с проектными условиями. Иногда армируют подошву или ставят колонну. Начало расчета подразумевает установление сил, которые действуют по периметру фундамента.

Упростить вычисления помогает сведение всех сил к ограниченному набору результирующих показателей, по которым можно судить о характере и интенсивности прилагаемых нагрузок. Очень важно правильно вычислить точки, в которых будут прилагаться результирующие силы к плоскости подошвы.

Далее занимаются собственно вычислением характеристик фундамента. Начинают с определения той площади, которую он должен иметь.

Алгоритм примерно одинаков с тем, который используется и для нагруженного по центру блока. Разумеется, получить точные и окончательные цифры можно только при сдвиге на необходимые величины.

Профессионалы оперируют таким показателем, как эпюра грунтового давления.

Рекомендуется делать ее величину равной целому числу от 1 до 9. Такое требование связано с обеспечением надежности и устойчивости конструкции. Обязательно высчитывается пропорция наименьшей и наибольшей нагрузок по проекту.

Во внимание следует принимать как особенности самой постройки, так и применение тяжелой техники в ходе строительства. Когда предусмотрено воздействие крана на нагруженную за пределами центра фундаментную конструкцию, не допускается, чтобы минимальное напряжение было меньше 25% от максимального значения.

В тех случаях, когда строительство будет вестись без использования тяжеловесных машин, приемлемым уровнем является любое положительное число.

Наивысшее допускаемое сопротивление грунтовой массы должно на 20% превосходить самый значительный уровень воздействия, возникающего снизу от подошвы. Рекомендуется просчитывать армирование не только наиболее нагружаемых участков, но и прилегающих к ним конструкций.

Дело в том, что прилагаемая сила может смещаться по вектору вследствие износа, реконструкции, капитального ремонта или иных неблагоприятных факторов. Очень важно учесть все те явления и процессы, которые способны оказать вредное действие на фундамент и ухудшить его характеристики.

Консультация со стороны профессиональных строителей поэтому отнюдь не будет лишней.

Даже самые тщательно рассчитанные нагрузки не исчерпывают численной подготовки проекта.

Необходимо еще вычислить кубатуру и ширину будущего фундамента, чтобы знать, какую выемку грунта для котлована делать и сколько материалов заготовить для работы.

Может показаться, что расчет очень прост; к примеру, для плиты длиной 10, шириной 8 и толщиной 0,5 м суммарный объем составит 40 куб. м. Но если залить именно такое количество бетона, могут возникнуть существенные проблемы.

Дело в том, что школьная формула не учитывает расхода пространства на армирующую сетку. И пусть ее объем ограничен 1 куб. м.

, редко оказывается больше этой цифры — все равно нужно подготовить именно столько материала, сколько потребуется. Тогда не придется ни переплачивать за ненужное, ни искать лихорадочно, где купить недостающую арматуру.

Несколько иначе ведут расчеты при использовании ленточного фундамента, который внутри пустой и потому требует меньше раствора.

Необходимыми переменными выступают:

  • ширина служащего для закладки котлована (с поправкой на толщину монтируемых стен и опалубки);
  • длина несущих стеновых блоков и расположенных между ними перегородок;
  • глубина, на которую внедряется основание;
  • подвид самого основания – с монолитным бетоном, из готовых блоков, из бутовых камней.

Наиболее простой случай обсчитывается по формуле объема параллелепипеда за вычетом величины внутренних пустот. Еще легче определить необходимые параметры у фундамента столбового исполнения.

Потребуется только рассчитывать величины двух параллелепипедов, один из которых будет нижней точкой столба, а другой – подошвой самого сооружения.

Результат требуется умножать на число столбов, которые ставятся под ростверком с промежутком 200 см.

При использовании изготовленных на заводе буронабивных или ввинчиваемых свай рассчитывать придется исключительно ленточный сегменты. Величины столбов игнорируются, за исключением прогноза по величине земляных работ. Кроме объема фундамента, очень важен оказывается и подсчет его осадки.

Графическое представление метода послойного суммирования показывает, что необходимо обратить внимание на:

  • отметку поверхности натурального рельефа;
  • заход подошвы фундамента вглубь;
  • глубину расположения подземных вод;
  • самую нижнюю линию сдавливаемой породы;
  • величину вертикального напряжения, создаваемого самой массой почвы (измеряемой в кПа);
  • дополняющие напряжения, обусловленные внешними воздействиями (тоже измеряют в кПа).

Удельная масса почв между уровнем подземных вод и линией нижележащего водоупора просчитывается с поправкой на присутствие жидкости.

Напряжение, которое возникает в самом водоупоре под собственной тяжестью грунта определяют, игнорируя взвешивающее действие воды.

Большую опасность при эксплуатации фундаментов создают нагрузки, способные вызвать опрокидывание. Посчитать их величину не получится без определения общей несущей способности основания.

При сборе данных могут использоваться:

  • протоколы динамических испытаний;
  • протоколы статических испытаний;
  • табличные данные, теоретически рассчитанные для определенной местности.

Рекомендуется ознакомиться сразу со всей этой информацией. В случае обнаружения какой-то несогласованности, расхождений лучше сразу отыскать и понять ее причину, нежели заниматься рискованным строительством.

Для самодеятельных строителей и заказчиков подсчет параметров, влияющих на опрокидывание, проще всего вести согласно положениям СП 22.13330.2011.

Предыдущая редакция правил вышла в далеком 1983 году, и, естественно, их составители просто не могли отразить все современные технологические новинки и подходы.

Существует наработанный поколениями строителей и архитекторов набор ситуаций утраты устойчивости, которые должны быть смоделированы. В первую очередь рассчитывают, как могут сдвинуться грунты основания, увлекая за собой фундамент.

Дополнительно ведут расчеты:

  • плоского сдвига при соприкосновении подошвы с поверхностью;
  • смещения самого фундамента по горизонтали;
  • смещения самого фундамента по вертикали.

Вот уже 63 года применяется единообразный подход – так называемая методика предельных состояний. Строительные правила требуют рассчитывать два таких состояния: по несущей способности и по возникновению трещин. К первой группе относится не только полное разрушение, но и, к примеру, просадка вниз.

Ко второй – всевозможные изгибы и частичные трещины, ограниченная осадка и прочие нарушения, которые усложняют эксплуатацию, но не исключают ее совсем. По первой категории ведется расчет подпорных стен и работ, направленных на углубление существующего подвала.

Также она применяется в случае, если рядом есть другой котлован, крутой откос на поверхности или подземные сооружения (включая рудники, шахты). Различают стабильные либо временно действующие нагрузки.

Продолжительно или постоянно воздействующими факторами считаются:

  • веса всех составных частей построек и дополнительно засыпаемых грунтов, подложек;
  • гидростатическое давление от глубоких и поверхностных вод;
  • предварительное напряжение в железобетоне.

Все прочие воздействия, которые только могут коснуться фундамента, учитываются в составе временной группы. Очень важный момент – правильно просчитать возможный крен; десятки и сотни домов преждевременно разрушились только из-за невнимания к нему. Рекомендовано рассчитывать как крен под моментальным действием, так и под нагрузкой, приложенной в центр основания.

Когда оказывается, что по умолчанию уровень крена превосходит нормативные рамки, эта проблема решается одним из четырех способов:

  • полной сменой грунта (чаще всего используют насыпные подушки из песка и грунтовой массы);
  • уплотнением имеющегося массива;
  • повышением прочностных характеристик путем закрепления (помогает справиться с рыхлыми и водянистыми подложками);
  • формированием свай из песка.

Выбирая конкретный вариант для мелкой закладки, сначала просчитывают технологические и экономические параметры железобетонного основания. Потом проводят аналогичный расчет для свайной опоры. Сопоставив полученные результаты и еще раз перепроверив их, можно делать окончательный вывод об оптимальном виде фундамента.

При определении количества кубов материалов на плиту основания, внимательно оценивают расход досок для опалубки, а также длину и ширину арматурных ячеек, их диаметр.

В отдельных случаях может различаться число рядов укладываемой арматуры. Далее анализируют оптимальные пропорции бетона в сухом виде и в растворе.

Окончательная стоимость любых сыпучих веществ, в том числе и вспомогательных наполнителей для бетона, определяется по их массе, а не исходя из объема.

Среднее давление под подошвой фундаментной конструкции определяется с учетом эксцентриситета равнодействующей различных сил по отношению к центру тяжести конструкции.

Кроме выяснения расчетного сопротивления грунта, следует проверять слабый подстилающий слой на всей его площади и толщине на продавливание. Почти всегда максимальная толщина элементарных слоев при расчетах принимается не больше 1 м.

Когда сооружается ленточный фундамент, используют арматуру не толще 1-1,2 см. Для столбового основания ориентируются на вяжущий материал толщиной 0,6 см.

Очень важно не только выполнять все расчеты качественно, но и четко понимать, каким должен быть готовый фундамент. В случае строительства очень маленького подсобного сооружения стоит вести вычисления по строительству из асбестоцементной трубы. Ленточные и свайные опоры выбирают главным образом для домов, создающих очень серьезную нагрузку.

Соответственно ей определяется:

  • сечение основания в поперечнике;
  • диаметр усиливающей арматуры;
  • шаг укладки упрочняющей решетки.

На песках, слой которых снизу от постройки составляет свыше 100 см, лучше всего формировать легкие фундаменты с заглублением на 40-100 см. Той же величины стоит придерживаться, если внизу расположена галька либо смесь песка с камнем.

На суглинках дома чаще всего строят по массивному ленточному монолиту, пронизываемому арматурными контурами снизу и сверху. Боковины стоит обкладывать уплотняемым вручную песком, слой которого составляет от 0,3 м по всей высоте ленточки.

Тогда минимизируется или вовсе подавляется выдавливающее действие напряжений. Когда строительство идет на грунте, представленном супесью, требуется проанализировать соотношение песка и глины, после чего принимать окончательное решение.

При расчете строительства на торфяном пространстве обычно вынимают органическую массу до крепкой подложки под ней.

Когда это очень сложно и работы по сооружению ленты или столбов оказываются непропорционально тяжелыми и дорогими, нужно рассчитывать сваи. Их также обязательно доводят до плотной точки, где создается устойчивая опора.

Абсолютно любой по типу фундамент полагается заводить ниже промерзающей линии. Если не сделать этого, мощь морозного вытеснения и разрушения сокрушит сколь угодно крепкие и основательные сооружения.

В проекты желательно закладывать и такой вид земляных работ, как рытье по периметру траншей шириной 0,3 м.

Правильную информацию о свойствах грунта для расчетов нельзя получить, просто перекапывая огород или ориентируясь на слова соседей, даже если это добросовестные люди. Специалисты советуют бурить разведочные скважины глубиной 200 см. В ряде случаев они могут быть и глубже, если это необходимо по техническим причинам.

В следующем видео вас ждет расчет фундамента дома по несущей способности.

Источник: http://www.stroy-podskazka.ru/fundament/sposoby-rascheta/

Ссылка на основную публикацию