Расчет ленточного фундамента на изгиб

Требуется рассчитать массу арматуры всех диаметров для ленточного фундамента.Рабочее горизонтальное армирование

Армирование ленточного фундамента

Свойства стальной арматуры напрямую зависят от способа ее производства:

• горячекатаная сталь (маркируются буквой А) проходит обработку при очень высоких температурах, которые приводят к некоторым изменения в структуре сплава. В итоге получается очень прочный материал, который подходит для использования даже на ответственных объектах. Такая сталь отлично сваривается, потому ее применяют в тех случаях, когда отдельные прутки необходимо соединять именно сваркой (правда, такой метод подходит только для устойчивого грунта);
• сталь холодного проката (маркируются буквой В) производится путем воздействия на катанку стали валков, которые раскатывают заготовку до необходимого диаметра, затем ролики придают ей рельеф. Готовая арматура сматывается в мотки, которые на месте строительства могут разматываться, разрезаться и использоваться по назначению. Диаметры арматуры – 3-8 мм. Сталь холодного проката также используется при строительстве фундамента, но ее применение возможно не всегда – стоит предварительно провести расчеты;
• канатная сталь (К) чересчур прочна для построения фундамента, использовать ее экономически невыгодно, но когда речь идет о строительстве конструкций, которые будут работать при экстремальных условиях, о большепролетных зданиях и т.д., то ее использование оправдано.

Расчетные сопротивления элювиальных глинистых грунтов.

Сбор нагрузок

Сбор нагрузок осуществляется суммированием их каждого вида (постоянные, длительные, кратковременные) с умножением на грузовую площадь. При этом учитываются коэффициенты надежности по нагрузке.

Значения коэффициентов надежности по нагрузке согласно СП 20.13330.2011.

Нормативные значения полезных нагрузок в зависимости от назначения помещения согласно СП 20.13330.2011.К постоянным нагрузкам относят собственный вес конструкций. К длительным – вес не несущих перегородок (применительно к частному строительству). Кратковременными нагрузками является мебель, люди, снег. Ветровыми нагрузками можно пренебречь, если речь не идет о строительстве высокого дома с узкими габаритами в плане. Разделение нагрузок на постоянные/временные необходимо для работы с сочетаниями, которыми для простых частных строений можно пренебречь, суммируя все нагрузки без понижающих коэффициентов сочетания.По своей сути сбор нагрузок представляет собой ряд арифметических действий. Габариты конструкций умножаются на объемный вес (плотность), коэффициент надежности по нагрузке. Равномерно распределенные нагрузки (полезная, снеговая, вес горизонтальных конструкций) формируют опорные реакции на нижележащих конструкциях пропорционально грузовой площади.Сбор нагрузок разберем на примере частного дома 10х10, один этаж с мансардой, стены из газоблока D400 толщиной 400мм, кровля симметричная двускатная, перекрытие из сборных железобетонных плит.

Схема грузовых площадей для несущих стен в уровне перекрытия первого этажа (в плане.

Схема грузовых площадей для несущих стен в уровне кровли (в разрезе.Некоторую сложность представляет собой сбор снеговой нагрузки. Даже для простой кровли согласно СП 20.13330.2011 следует рассматривать три варианта загружения:

Схема снеговых нагрузок на кровлю.Вариант 1 рассматривает равномерное выпадение снега, вариант 2 – не симметричное, вариант 3 – образование снегового мешка. Для упрощения расчёта и для формирования некоторого запаса несущей способности фундаментов (особенно он необходим для примерного расчёта) можно принять максимальный коэффициент 1,4 для всей кровли.Конечным результатом для сбора нагрузок на ленточный фундамент должна быть линейно распределенная (погонная вдоль стен) нагрузка, действующая в уровне подошвы фундамента на грунт.

Таблица сбора равномерно распределенных нагрузок

Наименование нагрузки	Нормативное значение, кг/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчётное значение нагрузки, кг/м2
Собственный вес плит перекрытия	275	1,05	290
Собственный вес напольного покрытия	100	1,2	120
Собственный вес гипсокартонных перегородок	50	1,3	65
Полезная нагрузка	200	1,2	240
Собственный вес стропил и кровли	150	1,1	165
Снеговая нагрузка	100*1,4 (мешок)	1,4	196

Всего: 1076 кг/м2Нормативное значение снеговой нагрузки зависит от региона строительства. Его можно определить по приложению «Ж» СП 20.13330.2011. Собственные веса кровли, стропил, напольного перекрытия и перегородок взяты ориентировочно, для примера. Эти значения должны определяться непосредственным вычислением веса того или иного конструктива, или приближенным определением по справочной литературе (или в любой поисковой системе по запросу «собственный вес ххх», где ххх – наименование материала/конструкции).Рассмотрим стену по оси «Б». Ширина грузовой площади составляет 5200мм, то есть 5,2м. Умножаем 1076кг/м2*5,2м=5595кг/м.Но это ещё не вся нагрузка. Нужно добавить собственный вес стены (надземной и подземной части), подошвы фундамента (ориентировочно можно принять её ширину 60см) и вес грунта на обрезах фундамента.Для примера возьмем высоту подземной части стены из бетона в 1м, толщина 0,4м. Объемный вес неармированного бетона 2400кг/м3, коэффициент надежности по нагрузке 1,1: 0,4м*2400кг/м3*1м*1,1=1056кг/м.Верхнюю часть стены примем в примере равной 2,7м из газобетона D400 (400кг/м3) той же толщины: 0,4м*400кг/м3*2,7м*1,1=475кг/м.Ширина подошвы условно принята 600мм, за вычетом стены в 400мм получаем свесы общей суммой 200мм. Плотность грунта обратной засыпки принимается равной 1650кг/м3 при коэффициенте 1,15 (высота толща определится как 1м подземной части стены минус толщина конструкции пола первого этажа, пусть будет в итоге 0,8м): 0,2м**1650кг/м3*0,8м*1,15=304кг/м.Осталось определить вес самой подошвы при её обычной высоте (толщине) в 300мм и весе армированного бетона 2500кг/м3: 0,3м*0,6м*2500кг/м3*1,1=495кг/м.Суммируем все эти нагрузки: 5595+1056+475+304+495=7925кг/м.Более подробная информация о нагрузках, коэффициентах и других тонкостях изложена в СП 20.13330.2011.

Ленточный фундамент

Для определения вида и конструкции опоры строения, собирают и проводят анализ следующих данных:

• в местном управлении архитектуры утверждают привязку генплана строительства;
• получают копию вертикальной съёмки залегания грунтов в месте привязки генплана;
• с помощью СНиП определают снеговую нагрузку.

На основании вертикальной съёмки определают характеристику грунтового основания, его несущую способность. Устанавливают глубину промерзания почвы и уровень грунтовых вод.Исходя из общей нагрузки на опорную базу, от веса конструкций дома и всей «внутренней начинки здания» с учётом снеговой нагрузки рассчитывают удельное давление на единицу площади фундаментного основания.После анализа полученной информации, возможностей применения тех или иных строительных конструкций и материалов, выбирают вид и размеры ленточного фундамента.

Конструкция глубокозаглубленного ленточного фундаментаОпределают показатель несущей способности основания, глубину погружения основания. Фундамент может быть мелкозаглублённым или глубокозаглублённым, с подвальным помещением или с высоким цоколем.На основании расчёта несущей способности элементов конструкции окончательно выбирают схему фундаментной ленты.Приведём пример расчёта площади ленточного фундамента, обеспечивающей прочность и устойчивость опоры здания:Строение может не только выталкиваться промёрзшими вспученными грунтами, но и проседать под собственным весом. Правильно определённая площадь подошвы позволит избежать этих негативных явлений.Площадь подошвы фундамента (S) рассчитывают по формуле:k(n) – коэффициент надежности обычно равен значению 1,2, что определяет площадь подошвы с запасом на 20% больше;F – общая нагрузка на грунт. Это нагрузка от дома, фундамента, коммуникаций и всего того, что может находиться в доме;k(c) – коэффициент условия работы железобетонной ленты, имеющий значение от 1 для пластичной глины и сооружений жесткой конструкции, до величины 1,4 при каменных стенах и крупном песке;R – расчетное сопротивление грунта.

Ленточный фундамент виды и формы.

Необходимое количество арматуры для фундамента

Пример расчета будет неполным без вычислений количества арматуры, используемой в армопоясе ленты. Обычно в лентах используют два пояса из двух продольных стержней, периодически (через 0,5 м) соединенных горизонтальными, вертикальными перемычками. Все элементы, расположенные в силовой объемной конструкции горизонтально, используют арматуру периодического сечения (рифленка), вертикальные стойки делают из гладкой арматуры.Расчет может производиться в специальной онлайн программе, при самостоятельных вычислениях придется учесть:

• • • нахлест горизонтальных стержней 10 см (+0,2 м в каждом стыке);
    • специфику расположения прутков в углах (загибы заходят на сопряженную стену на 0,5 м, считая от угла внутренней опалубки);
    • вертикальные стойки заходят за нижний/верхний горизонтальные пояса на 5 см.

Рекомендуемый специалистами запас составляет 5-10% в зависимости от конфигурации стен. При покупке следует учесть, что арматура продается на вес, а не метражом. В каждой торговой точке имеется таблица перевода метража в массу. Прутки связываются проволокой, на каждый стык уходит 25 см материала. При вязке пистолетом расход меньше, однако придется приобрести сам инструмент, чаще всего, для разовых работ.

Вес многих параметров фундамента рассчитывается своими руками, некоторые из них определяются из справочных данных. Рассматривая наш пример, давление снега находится из СНиП, где указаны усреднённые показатели для каждого региона.

Метод и последовательность расчета

Рассчитать данные можно, используя ленточный фундамент калькулятор онлайн, или произвести всё своими руками. Существуют два основных способа: по деформации грунта и по их несущей способности. Для самостоятельного расчета фундамента больше всего подходит второй вариант.

Здесь возникает довольно интересная ситуация. Каждый знает, что основание возводится в самом начале. Однако мало кто знает точную последовательность, как рассчитать ленточный фундамент.Для начала расчета ленточного фундамента нужна следующая информация:

• план будущего дома со всеми несущими внутренними перегородками;
• будет ли подвал и какой глубины;
• определиться с высотой цокольного этажа и из какого материала он будет сделан;
• тип и толщина наружного и внутреннего гидроизоляционного и утеплительного материала.

Для удобства расчета все данные лучше свести в таблицу и использовать онлайн калькулятор. После того, как вся предварительная информация будет обработана, можно осуществлять непосредственно расчет фундамента. Облегчить задачу в этом плане может ленточный фундамент калькулятор онлайн.Для понимания всего процесса, полный пример расчета фундамента можно разбить на последовательные этапы:

• определение действующих нагрузок;
• выбор типа основания;
• доработка и корректировка полученных данных, в зависимости от природных условий.

Пример расчета при строительстве ленточного основания

В процессе расчета фундамента необходимо учесть все факторы, которые будут нагружать его и сам дом. Сам расчет лучше всего производить, используя онлайн калькулятор.Далее мы разберём пример расчета ленточного фундамента. Он будет возводиться на «подушке» из щебня. Предварительные размеры основания:

• 12 метров в длину и 6 метров в ширину;
• внутренних перегородок нет;
• форма в разрезе – трапеция (ширина в нижней части – 0,5 м, в верхней – 0,4 м.).

Характеристики дома выглядят следующим образом:

• материал несущих стен – газоблок;
• толщина стен – 0,4 м;
• этажность – 2;
• материал перекрытия – железобетонная плита;
• покрытие первого этажа наливается прямо по грунту;
• подвала нет;
• крыша – скатная, лаги изготовлены из дерева, наружный материал – черепица;
• почва – глина средней влажности;
• участок находится на территории в средней полосе России.

Очень часто, чтобы несколько упростить весь процесс, используют калькулятор для расчета ленточного фундамента. Для этого своими силами осуществляют расчет участка основания, на который приходятся самые максимальные нагрузки. В большинстве случаев, им оказывается боковая стена. В указанном примере, на неё будут воздействовать плиты перекрытия и крышные лаги. Исходя из этого, для определения максимального воздействия на 1 метр нижней поверхности основания, определяют сумму следующих параметров:

• весовые характеристики стен;
• весовые характеристики крыши;
• весовые характеристики перекрытий;
• нагрузка от снега и осадков;
• материал основания.

После сложения всех этих параметров, мы получим максимальное давление, которое будет оказывать конструкция дома на самую нижнюю точку фундамента.Вес многих параметров фундамента рассчитывается своими руками, некоторые из них определяются из справочных данных. Рассматривая наш пример, давление снега находится из СНиП, где указаны усреднённые показатели для каждого региона.

Для того, чтобы своими руками рассчитать нагрузку от кровли, которая приходится на 1 метр основания, следует поделить всю площадь крыши на протяжённость фундамента. В конкретном случае, в расчет мы не включаем торцевые части. Это связано с тем, что фундамент устанавливается по периметру здания, а крышные балки опираются исключительно на боковые стены. Поэтому рассматривая указанный пример: общая протяжённость основания 24 метра (12+12). Расчет ленточного фундамента онлайн калькулятор может значительно упростить задачу.

Последовательность расчета

1. Давление снега на ленточное основание высчитывается следующим образом:

• находится площадь крыши, она равна умножению двойной длины ската дома на его длину;
• используя калькулятор, вычисляем длину ската: Lск = 6/2 = 3/cos45 = 4,29 м;
• общая площадь: Sкр = 2х4,29 = 8,58х12 ≈ 103 м²;
• грузовая площадь на 1 м для основания: 103/24 = 4,3 м²;
• воздействие снега на основание составляет: 4,3х70 = 301кгс (из СНиП взят район II).

2. Давление на ленточный фундамент, которое оказывает крыша совместно с кровлей (в нашем случае — это черепица): 3х80 = 240 кгс (нагрузки для каждого типа кровли находятся по справочнику, наш пример — это 80 кгс/м²). 3. Давление на ленточный фундамент от плит перекрытий, также определяются при помощи таблиц. Их грузовая площадь на 1 метр основания вычисляется по формуле: 12х6 = 72/24 и равна 3 м2.Нагрузка от чердачного перекрытия, сделанного из дерева (плотность — 300 кг/м³) и железобетонного межэтажного перекрытия (плотность — 500 кг/м³) равна: 300х3 = 900 кгс и 500х3 = 1500 кгс соответственно. С помощью сложения мы получим общую нагрузку — 2400 кгс. 4. Нагрузка от стен на ленточный фундамент своими руками определяется подобным образом. Определяют давление на 1 м основания. Для этого берут площадь стены в разрезе. Приведённый пример — это 0,4 метра в ширину и 6 метров в высоту. Общая нагрузка получается: 6х0,4х600 = 1440 кгс.5. Завершающая операция – это нагрузка самого ленточного фундамента. Для её нахождения нам нужно знать глубину его заложения и плотность. Указанный пример: для мокрого грунта глубина – 1 метр, а объём – 0,45 м3. В результате получаем: 0,45х2300 = 1035 кгс. 6. Используя онлайн калькулятор, складываем все полученные значения и находим общую нагрузку. Она составляет: 5415 кгс или 55 кН.Площадь дома в нашем случае 5000 см2 (50х100), а нагрузка на грунт – 5415/500 = 1,1 кгс/см2.Из справочных данных – грунт способен выдерживать – 1,5 кгс/см2. Исходя из этого, наше основание полностью удовлетворяет всем нагрузкам и, кроме этого, обладает достаточным запасом по прочности.

Как видно, ленточный фундамент расчет своими руками не такой уж и сложный. Для этого достаточно знать основные характеристики будущего строения и потратить некоторое время на сам расчет. Однако, в последствии, вы будете точно уверены, что с ваш дом будет прочным и долговечным.