• 13.04.2024 22:40

    CemGid.ru - бетон, цемент, фундамент, армирование, арматура

    CemGid.ru - ваш проводник в категориях бетон, цемент, фундамент, армирование, арматура, пескобетон, кирпич, строительство

    Как самостоятельно рассчитать нагрузку на фундамент?

    Целью расчета является выбор типа фундамента и его размеров. Задачи, решаемые для этого, заключаются в: оценке нагрузок от конструкции будущего сооружения, действующие на единицу площади грунта; сравнении полученных результатов с несущими способностями пласта на глубине заложения.

    Как узнать нагрузку на основание

    Оглавление:

    1. Нюансы проведения вычислений
    2. Пошаговая инструкция
    3. Нагрузка на столбчатые и свайные системы

    Правила расчета

    Исходные данные:

    • Регион (климатические условия, сейсмоопасность).
    • Сведения о типе почвы, уровне подземных вод на площадке застройки (предпочтительно такую информацию получить по результатам геологических изысканий, но при предварительной оценке можно воспользоваться данными по соседним участкам).
    • Предполагаемая планировка будущего здания, количество этажей, тип кровли.
    • Какие стройматериалы будут использованы для сооружения.

    Окончательный расчет фундамента может быть выполнен только после проектирования и желательно, если это сделает специализированная организация. Однако предварительную оценку возможно провести самостоятельно с целью определения подходящего места, количества требуемых материалов и объёма работ. Это позволит повысить долговечность (не допустить деформаций основания и конструкций здания) и уменьшить расходы. Достаточно просто и удобно задача решается с применением онлайн-калькуляторов, получивших распространение в последнее время.

    Виды нагрузок

    Нагрузки бывают:

    • Статические.
    • Динамические.

    К первым относят общий вес самого строения. Он складывается из массы стен, основы, кровли, перекрытий, утеплителя, окон и дверей, мебели, бытовой техники, канализации, отопления, водопровода, отделки, жильцов. Второй вид носит временный характер. Это выпавший снег, сильный ветер, сейсмические воздействия.

    Общая последовательность расчета

    • Определение веса здания, ветровых и снеговых давлений.
    • Оценка несущей способности почвы.
    • Вычисление массы основания.
    • Сравнение суммарной нагрузки от массы сооружения и его фундамента, воздействия снега и ветра с расчетным сопротивлением земли.
    • Корректировка размеров (при необходимости).

    Зависимость осадки фундамента от нагрузки

    1. Вес дома.

    Массу строения рассчитывают по его площади (Sd). Для вычислений используется средний удельный вес кровли, стен и перекрытий в зависимости от применяемых материалов из справочных таблиц.

    Удельный вес 1 м2 стен:

    Бревно ø14-18см100
    Керамзитобетон толщиной 35 см500
    Полнотелый кирпич шириной 250 мм500
    То же 510 мм1000
    Опилкобетон толщиной 350 мм400
    Деревянный каркас 150 мм с утеплителем50
    Пустотелый кирпич шириной 380 мм600
    То же 510 мм750

    Глубина заложения фундаментов

    Удельный вес 1 м2 перекрытий:

    Плиты железобетонные пустотные350
    Цокольное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м3300
    То же 200 кг/м3150
    Чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м3200
    Железобетонное500

    Нагрузка разных конструкций

    Удельный вес 1 м2 кровли:

    Листовая сталь30
    Шифер50
    Черепица80

    Массу здания вычисляют как сумму сомножителей площади сооружения на удельные веса кровли, стен и перекрытий. К полученному весу постройки необходимо добавить полезные нагрузки (мебель, люди), которые ориентировочно рекомендуют принимать для жилых помещений из расчета 100 кг массы на 1 м2.

    Последствия деформации фундамента

    2. Ветровая нагрузка на фундамент.

    Находится по формуле:

    W=W0∙k, где W0=24-120 кг/м2 – нормативное значение давления ветра (по таблицам в зависимости от региона России).

    При определении величины коэффициента k учитывают тип местности:

    • А – ровные участки.
    • Б – имеются препятствия 10 м высотой.
    • С – районы городской застройки высотой >25 м.

    Коэффициент изменения давления по высоте (k)

    Высота дома, мАБС
    до 50,750,50,4
    101,00,650,4
    201,250,850,5

    Для высотных зданий (башни, мачты) расчет выполняют с учетом пульсаций ветра.

    3. Снеговое давление на фундамент.

    Определяется как произведение площади кровли на коэффициент её уклона и на вес одного квадратного метра снежного покрова, величина которого зависит от региона.

    Нормативная нагрузка от снегового покрова для России, кг/м2:

    Юг50
    Север190
    Средняя полоса100

    Нагрузка на основу частных домов

    Коэффициент влияния наклона крыши:

    0-20°1,0
    20-30°0,8
    30-40°0,6
    40-50°0,4
    50-60°0,2

    Чтобы определить, какая нагрузка приходится на фундамент, надо просуммировать статические и временные воздействия и умножить полученный результат на коэффициент запаса (1,5). Подобные расчеты легко выполняются с помощью калькуляторов, содержащих базы необходимых данных.

    4. Несущая способность грунта.

    При разработке проекта обязательной процедурой является проведение геологических изысканий в месте строительства. По итогам этих работ определяют тип почвы, а по ней и несущую способность пласта на глубине заложения основания. Последняя зависит ещё от уровней промерзания (df) и залегания грунтовых вод (dw).

    Заглубление в землю подошвы:

    Тип грунтаdw> df + 2 мdw< df + 2 м
    Пески крупные, гравелистыеНе зависит от глубины промерзания
    Пески мелкие, супеси≥dfНе зависит от глубины промерзания
    Суглинки, глиныТо же≥0,5df

    Уровень сезонного промерзания около фундамента можно взять по карте местности в районе застройки. Для сейсмоопасных регионов основание дополнительно заглубляют на 10%. Зная тип почвы, можно ориентировочно определить его несущую способность.

    Расчётное сопротивление некоторых грунтов, R0:

    Тип почвыСупесьПлотная глинаСуглинокПесок крупныйМелкий песокПылеватая водонасыщенная
    R0, кгс/см22-33-42-35-631

    5. Нагрузка для ленточного фундамента.

    Расчет начинают с вычисления его массы:

    Мфл= Sфл∙L∙ρ, где Sфл – площадь несущих стен, L – глубина заложения, ρ – плотность его материала.

    Значения плотности ρ, кг/м3:

    Железобетон2500
    Бутовый камень1600
    Бетон2300

    Определяют сумму всех нагрузок на грунт:

    Рфлдфлвнсн, где Мд – вес дома, Мфл – масса ленточного фундамента, Рвн и Рсн – давления ветра и снега.

    Вычисляют напряжение на грунт и сравнивают с его несущей способностью: Рфл/ Sфл < R0. Если указанное условие выполняется, считается, что основание выдерживает нагрузку и корректировка его размеров не требуется. В противном случае увеличивают ширину ленты.

    Нагрузка для столбчатого и свайного фундаментов

    При расчете предполагается, что нагрузки между сваями распределяются равномерно. Вычисляют вес всех опор: Мсф = Sc∙L∙n∙ρ, где Sc – площадь поперечного сечения одной сваи, L – высота столба (длина сваи), n – количество, ρ – плотность материала.

    Определяют сумму всех нагрузок на почву: Рфсдсфвнсн, где Мд – вес дома, Мсф – масса всех опор, Рвн и Рсн – ветровые и снеговые давления. Вычисляют напряжение на грунт и сравнивают с его несущей способностью: Рфс/( Sс∙ n )< R0.

    Если указанное условие выполняется, считается, что корректировка не требуется. В противном случае увеличивают диаметр или число свай.

    В последнее время задача существенно упростилась в связи с появлением калькуляторов. Человеку остаётся лишь загрузить правильные сведения о своём доме и о материалах, из которых его собираются строить.