Расчет фундамента ленточного по несущей способности
Расчет фундамента ленточного по несущей способности
Удельный вес плит 0,63 т/м3. Общая площадь перекрытий составляет 8,9 х 11,9 = 106,0 м2х 2 = 211,8 м2. При стандартной толщине перекрытия 0,22 м объем составляет 211,8 х 0,22 = 46,6 м3.
Пример расчета монолитного ленточного фундамента
В данной статье приведена методика расчета фундамента для дома из кирпича по несущей способности грунта. Мы расскажем какие основные данные необходимо учитывать, при расчете фундамента, как правильно эти данные обрабатывать и на что обращать внимание. Эта статья поможет Вам самостоятельно рассчитать фундамент дома из кирпича.
Именно из результатов такого нехитрого эксперимента можно узнать о несущей способности грунта. Все данные можно взять из соответствующих таблиц:
Виды расчетов
К слову, все вышеперечисленные виды фундамента являются основными. Существует и несколько подвидов и разновидностей. Что касается сферы частного строительства, то самым распространенным в ней можно смело назвать именно ленточный фундамент.Говоря о таком фундаменте, можно выполнить несколько расчетов:- расчет, итог которого показывает правильность выбора его размеров, если во внимание брать несущую способность грунта и вес здания;
- расчет, итог которого показывает примерный расход материалов и стоимость всего проекта.
Существует ряд других расчетов. Расчеты, приведенные выше, являются условными, хотя и достаточно точными. И для частного строительства их более чем достаточно.Конечно, инженеры и проектировщики выполняют более сложные расчеты, затрачивая много времени и применяя массу специализированных знаний. Отнюдь не каждый их имеет, а выполнить хотя бы элементарный расчет требуется. Специально для таких случаев есть упрощенные варианты расчетов.
На фундамент также влияют вертикальные, горизонтальные нагрузки со стороны почвы и самого здания, поэтому грунт может просто не справиться с такой массой.
Пример расчета ленточного фундамента
Наиболее популярны в частном строительстве ленточные фундаменты. Они могут использоваться под разные дома на различных типах грунтов, расчет их можно сделать своими руками. Для этого не нужны знания высшей математики или сопромата. Есть метод, при котором все просто, правда, громоздко: придется собирать много данных. Этот расчет ленточного фундамента называется «по несущей способности грунта». Но предварительно вам нужно будет собрать нагрузки от дома: рассчитать какая масса будет приходится на каждый квадратный метр (сантиметр) основания.Затем, подбирая ширину подошвы фундамента, выбрать оптимальную ее ширину.
В этой статье описан метод расчета параметров ленточного фундамента (ширины) по несущей способности грунтов
Метод расчета
Ленточный фундамент можно рассчитать двумя способами: по несущей способности грунтов под подошвой и по их деформации. Более прост первый способ. Его и рассмотрим.Мы точно знаем, что первым строится фундамент. Но проектируется он в последнюю очередь. Его задача передать нагрузку от дома. А ее мы будем знать лишь после того, как определимся с типом всех строительных материалов и их объемов. Так что до начала расчета фундамента необходимо:- начертить план всего здания со всеми простенками;
- решить, нужен или нет подвал, и какой он должен быть глубины, если нужен;
- знать высоту цоколя и материал, из которого он будет сделан;
- определиться с типом и толщиной используемых материалов для утепления, ветрозащиты, гидроизоляции, отделки как внутри, так и снаружи.
- Определение нагрузки на фундамент.
- Выбор параметров ленты.
- Корректировка в зависимости от условий.
Теперь обо всех этапах подробнее.На этом этапе суммируется масса всех строительных материалов, которые используются для строительства:
- стен — внешних и внутренних (берется площадь общая, не учитывая вырезы на двери и окна);
- перекрытий пола и материалов для него;
- потолка и потолочного перекрытия;
- стропильной системы и кровельных материалов;
- лестниц и других внутренних элементов дома;
- наружной тепло- ветро- изоляции и отделки;
- цоколя и фундамента (для начала — ориентировочно);
- крепежа (гвозди, саморезы, шпильки и т.д.)
Таблица усредненных нагрузок от разных типов узлов дома. ее можно использовать на предварительном этапе — когда вы оцениваете примерный уровень затрат
Чтобы стало понятнее, приведем пример. Посчитаем сколько весить будет стена из профилированного соснового бруса 150*150 мм, с обшивкой из липовой вагонки толщиной 14 мм, обрешетка из соснового бруска 50*20 мм. Стена длиной 4 м и высотой 2,8 м.
Удельный вес закупленного соснового бруса (может быть разным) 570 кг/м3, вагонки 530 кг/м3, бруска 510 кг/м3.Пример расчета нагрузки стеныПлощадь стены: 4 м * 2,8 м = 11,2 м2.
Объем бруса в стене будет 11,2 м2 * 0,15 м (толщина бруса) = 1,68 м3.Умножив объем на удельный вес бруса, получим массу стены: 1,68 м3 * 570 кг/м3 = 957,6 кг. Сколько весит вагонка узнаем, умножив ее удельный вес на объем: 0,16 м3 * 530 кг/м3 = 84,6 кг.Количество обрешетки считают по-другому: определяем сколько планок прибивается. Мы будем прибивать обрешетку вдоль с шагом 60 см. Получится 5 планок длиной 4 м. Погонных метров всего будет 20. Теперь находим объем: 20 м.п. * 0,05 м * 0,02 м = 0,02 м3.Теперь находим массу обрешетки: 0,02 м3 * 510 кг/м3 = 10,2 кг.
Теперь находим массу всех материалов для стены: 957,6 кг 84,6 кг 10,2 кг = 1052,4 кг.Думаем, принцип понятен. Но считать так каждую стену долго. Дальше можно сделать проще: определить, сколько весит один квадратный метр стены, затем найти площадь всех стен, имеющих такую же отделку и получить общую их массу.Мы рассчитали, что масса стены площадью 11,2 м2 будет 1052,4 кг. Получается, что один квадрат весит 1052,4 кг / 11,2 м2 = 93,96 кг/м2. Теперь посчитав, площадь всех стен с такой отделкой, можем найти их общую массу. Пусть общая их площадь 42 м2. Тогда весить они будут 42 м2 * 93,96 кг/м2 = 3946,32 кг.По такой методике находите массу всех перечисленных элементов. Если они имеют сложную геометрию, разбиваете их на простые фигуры и так определяете площадь. С остальным проблем быть не должно.Кроме стройматериалов на фундамент будет давить вся обстановка в доме: мебель, техника, люди и т.д. Считать все это очень уж долго, так что при планировании принимают, что на один квадратный метр площади полезная нагрузка составляет 180 кг/м2. Чтобы узнать общую полезную нагрузку дома, его площадь (всех этажей) умножаете на эту цифру.В общую нагрузку от дома необходимо добавить нагрузку от всех предметов интерьера, техники и т.д.
Снеговая нагрузка
В большинстве регионов необходимо еще учитывать нагрузки на фундамент от снега. Снеговые нагрузки определены по регионам (смотрите фото), их значения приведены в таблице.Снеговые нагрузки по России (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)Но так как кровли разные, а них скапливается разное количество снега. Потому в зависимости от угла ската применяются коэффициенты:
- угол наклона меньше либо равен 25° — коэффициент равен 1 (снеговая нагрузка берется из таблицы без изменений);
- угол наклона больше либо равен 60° — коэффициент равен 0 — снеговая нагрузка не учитывается.
Снеговые нагрузки по Украине (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)Пример: пусть снеговая нагрузка в регионе 180 кг/м2, общая площадь кровли 65 м2, коэффициент учета угла ската кровли 0,82 (угол наклона около 30°). Находим снеговую нагрузку: 65 м2 * 180 кг/м2 * 0,82 = 9594 кг.
Эту нагрузку необходимо будет добавить к массе дома и его полезной нагрузке.При расчете ленточного фундамента необходимо будет определить два его параметра:
- глубина заложения высота цоколя = высота;
- ширина ленты;
Глубина заложения во многом определяется в зависимости от типа находящихся под подошвой грунтов. Общие рекомендации можно найти в таблице, а описание определения глубины заложения читайте в статье «Какой глубины должен быть фундамент».Таблица с рекомендуемой глубиной заложения фундамента в зависимости от типа грунта и уровня подземных вод (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши) Теперь нужно рассчитать ширину ленточного фундамента. Она зависит от расстояния, на котором находятся стены и материала, из которого будем его строить. Рекомендованные значения приведены в таблице.Выбираете ширину фундамента в зависимости от материала и расстояния между стенами (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)Теперь нужно найти, с какой силой будет давить дом на фундамент. Для этого общую массу дома (масса всех элементов полезная нагрузка снеговая) делим на площадь фундамента.
Площадь ленточного фундамента находим умножив ее длину на выбранную в предыдущем пункте ширину. Потом общую нагрузку от дома делим на площадь фундамента в квадратных сантиметрах. Получаем удельную нагрузку на каждый квадратный сантиметр ленточного фундамента.Пример. Пусть нагрузка от дома 408000 кг, площадь ленточного фундамента (длинна 4400 см, ширина 30 см) — 132000 см2. Разделив эти значения, получаем: на каждый сантиметр давит 3,09 кг.Теперь необходимо узнать, выдержат ли грунты под подошвой фундамента это значение. Любой грунт в состоянии выдержать какое-то давление. Эти значения просчитаны и занесены в таблицу. Находим тип грунта под подошвой фундамента (определяется геологическими исследованиями) и смотрим его удельную несущую способность.Несущая способность грунтов — сравниваем найденную нагрузку от дома с нормативной для вашего грунтаЕсли несущая способность грунта больше чем нагрузка от дома, все выбрано правильно. Если нет, необходимо вносить корректировки. Если нагрузка, передаваемая через ленточный фундамент, для данных грунтов велика, выхода два: использовать при строительстве более легкие материалы или увеличить ширину ленты.
Изменение материала очень трудоемко: часто изменение одного материала тянет за собой цепочку изменений параметров целого ряда других. В результате расчет массы приходится переделывать. Потому чаще увеличивают толщину ленты в фундаменте.
Чтобы рассчитать фундамент, необходимо несколько этапов:
Корректировка размеров
Если по результатам расчета получается, что сопротивление грунта меньше или равно нагрузке на него (с учетом 15-20% превышения), то необходимо увеличить площадь подошвы фундамента и провести новый расчет.Если же размер сопротивления много больше размера нагрузки (с учетом 15-20% превышения), то размер подошвы можно уменьшить для экономии материалов и затрат и провести новый расчет со скорректированными параметрами.При новом расчете необходимо учитывать, что при уменьшении размеров подошвы изменяется ее объем и, соответственно, вес.Вернуться к оглавлениюТеперь найдём массу пола. Сказано, что он сделан из лаг и досок. Значит, сначала найдём массу всех лаг, а потом массу всех досок, можно и всё вместе, то есть сначала найти общий объём древесины, а потом общий вес. Будем находить вес по отдельности.
Пример расчета ленточного фундамента
Какой бы дом или хозяйственную постройку вы ни планировали построить, ленточный фундамент – первое решение для надежного обустройства основания, которое подойдет для любого сооружения, капительного или легкого. Главное при выборе этого варианта основы – сделать точный и правильный расчет ленточного фундамента, чтобы не расходовать лишние материалы и не выполнять ненужные объемы работ, например, для фундамента со сваями.Наиболее простой метод расчета ленточного фундамента для дома предусматривает оперирование множеством данных, но этот вариант расчета по несущей способности грунта не использует сложных формул, при этом результаты удовлетворяют все запросы застройщиков. Основной принцип – вычисление значения удельной массы будет на 1 см2 основания.Остальные параметры (длина ленты, ее ширина и глубина заложения) выбираются, исходя из начальных данных. Также после получения результатов по фундаменту необходимо провести расчет арматуры для ленточного фундамента – эти параметры в сумме с предыдущими и дадут общее представление о стоимости работ и стройматериалов.Более точную стоимость основания можно получить, проведя отдельный расчет стоимости ленточного фундамента.Программа для расчета фундамента согласно свойствам грунта
Как проводить расчеты
Строительная практика подтвердила работоспособность двух вариантов расчета: согласно несущей способности грунта под основанием бетонной ленты, и по деформации грунта под фундаментом. Первый вариант — расчет мелкозаглубленного ленточного фундамента по несущей способности грунта – проще в расчетах, поэтому он и будет рассматриваться в качестве базового метода.Нулевой цикл в строительстве дома – это возведение фундамента. Задача любого основания – равномерно перераспределить по основанию нагрузку от здания.Но значения нагрузки можно узнать только после определения типов стройматериалов, их количества и других физических параметров, например, объем, армировка или вес стройматериалов.Поэтому перед тем, как проводить расчеты монолитного ленточного фундамента, нам необходимо:- Сделать детальный чертеж (эскиз) плана дома;
- Определиться с наличием подвала и цоколи, и их размерами;
- Выбрать тип и конструктивные параметры утеплительных материалов, устройства защиты от ветра, снега и дождя (гидроизоляция), выбрать декоративные отделочные материалы для внутренних и наружных работ;
- Для каждого материала определяется удельная масса – это справочная информация.
- Расчет общей нагрузки на фундамент;
- Бетонную ленту нужно привязать к конкретным размерам;
- Согласно плана местности следует подкорректировать все расчеты и размер конструкции.
- Нагрузка от наружных и внутренних стен без учета оконных и дверных проемов;
- Нагрузка от материалов пола и перекрытий для пола;
- Нагрузки от потолочных перекрытий и материалов;
- Нагрузки от системы стропил и кровли;
- Вес всех строительных и архитектурных элементов. Например, расчётная масса лестниц с перилами, ниш и эркеров;
- Масса наружных материалов, используемых для тепло изоляции, ветрозащиты и финишной отделки поверхностей;
- Нагрузки от фундамента с цоколем, масса метизов, используемых при строительстве дома.
| Вид перекрытий | кПа | кгс/м2 |
| Перекрытие из древесины по балкам из дерева с плотностью ≥ 200 кг/м3 | 1 | 100 |
| ≥ 300 кг/м3 | 1.5 | 150 |
| Перекрытие из древесины по балкам из металла с плотностью ≥ 300 кг/м3 | 2 | 200 |
| Ж/б перекрытия | 5 | 500 |
| Стройматериалы | кПа | кгс/мЗ |
| Каркасные деревянные стены с обшивкой листовыми материалами и с утеплением | 3 | 300 |
| Стены из бруса или бревна | 6 | 600 |
| Газобетонные стены | 6 | 600 |
| Шлакоблочные стены | 12 | 1200 |
| Стены из блоков ракушечника | 15 | 1500 |
| Пустотелые кирпичи | 14 | 1400 |
| Кирпич полнотелый | 18 | 1800 |
Как рассчитать вес стен
Для расчета стен дома или фундамента пример, который приведен ниже, покажет привязку к конкретным конструкциям – стройматериалы можно подставлять любые. Припустим, что необходимо рассчитать вес стены из бруса сечением 150 х 150 мм, обшитой вагонкой из липы 14 мм толщиной, с деревянной обрешеткой с размером реек 50 х 20 мм. Размеры стены: длина 4 метра, высота 2,5 метра.Справочные данные для расчета веса стен- Удельная масса соснового профилированного бруса — 570 кг/м3, вагонки — 530 кг/м3, сосновых реек — 510 кг/м3.
- Вся площадь стены: 4 х 2,5 = 10 м2.
- Объем профилированного бруса равен 10 м2 х 15 см (толщина соснового бруса) = 1,5 м3.
- Вес стены равен 1,5 м3 х 570 = 855 кг, где 570 – удельный вес соснового профилированного бруса.
- Вес вагонки равен 0,14 м3 х 530 кг/м3 = 74,2 кг, где 530 — удельный вес вагонки.
- Так как обрешетка крепится с шагом 60 см, то для стены получается 5 реек длиной 4 метра, или 20 м.пог. объем материала для обрешетки: 20 м.п. х 5 см х 2 см = 0,02 м3, где 2 и 5 см – размеры реек.
- Общий вес обрешетки из сосновых реек: 0,02 х 510 = 10,2 кг, где 510 – удельный вес сосновых реек.
- Осталось рассчитать вес всех стройматериалов для стены: 855 кг + 74,2 кг + 10,2 кг = 939,4 кг.
Расчет ширины ленточного фундамента
Расчет предполагает вычисление двух основных значений:- Глубина заложения бетонной ленты и высота цоколя, чтобы провести расчет глубины всего фундамента;
- Ширина основания;
| Тип почвы | Грунт под фундаментом до глубины его промерзания | Расстояние от поверхности грунта до начала залегания грунтовых вод в зимний период | Глубина основания для малоэтажных зданий |
| Непучинистая | Грунт крупнообломочный, грунты с гравелистыми песками, с песками средней крупности и крупнопесочные грунты | — | Любая глубина, но не менее 50 см |
| Пучинистая | Грунт песчаный, из мелкого песка и пылеватый | Больше чем на 2 метра от расчетной глубины промерзания грунта | Любая глубина, но не менее 50 см |
| Супесчаный грунт | Меньше чем на 2 метра от расчетной глубины промерзания грунта | 75% от расчетной глубины промерзания грунта, но не менее 70 см | |
| Суглинистый и глинистый грунт | Меньше глубины промерзания | Меньше глубины промерзания |
| Стройматериал | Высота подвального помещения, м | Длина стены, метров | |||
| До трех метров | Более трех метров | ||||
| Ширина стен подвала, см | Ширина основания, см | Ширина стен подвала, см | Ширина основания, см | ||
| Бут строительный каменный | 2 | 60,0 | 80,0 | 75,0 | 90,0 |
| 2,5 | 60,0 | 90,0 | 75,0 | 105,0 | |
| Бутобетон | 2 | 40,0 | 50,0 | 50,0 | 60,0 |
| 2,5 | 40,0 | 60,0 | 50,0 | 80,0 | |
| Кирпич | 2 | 38,0 | 64,0 | 51,0 | 77,0 |
| 2,5 | 38,0 | 77,0 | 51,0 | 90,0 | |
| Монобетон | 2 | 20,0 | 30,0 | 25,0 | 40,0 |
| 2,5 | 20,0 | 40,0 | 25,0 | 50,0 | |
| Блоки из бетона | 2 | 25,0 | 40,0 | 30,0 | 50,0 |
| 2 | 25,0 | 50,0 | 30,0 | 60,0 |
Как рассчитать нагрузку на фундамент
Расчет давления здания на основание, как и расчет армирования ленточного фундамента, нужен, чтобы уточнить конструкцию основания. Чтобы вычислить давление на фундамент, необходимо вес дома разделить на площадь основания.В свою очередь, площадь ленты рассчитывается умножением ее длины на ширину. Окончательные результаты получатся, если нагрузку на фундамент разделить на площадь основания в см2.Таким образом, мы найдем значение удельной нагрузки на 1 см2 ленточного основания.Например, нагрузка от здания составляет 400000 кг, площадь основания — 130000 см2. Согласно приведенным выше рекомендациям, после деления получаем Разделив эти значения, получаем 3,07 кг/см2.Дальше узнаем давление веса всей конструкции на грунт – это справочные параметры (смотрите таблицу), основанные на свойствах грунта.
| Тип почвы | Сопротивление почвы (кг/см2) | |
| Плотная почва | Почва средней плотности | |
| Грунт песчаный гравелистый, грунт с крупными песками любой влажности | 4,5 | 3,5 |
| Грунт с песками среднекрупными, любой влажности | 3,5 | 2,5 |
| Мелкие пески | ||
| Не влажный | 3,0 | 2,0 |
| Влажный и водонасыщенный | 2,0 | 2,5 |
| Глина пластичная и твердая | ||
| Твердая | 6,0 | 3,0 |
| Пластичная | 3,0 | 1,0 |
| Галька, гравий и щебень | 6,0 | 5,0 |