С какой целью делают расчет фундаментов по несущей способности основания

Содержание

Несущая способность фундаментов

С какой целью делают расчет фундаментов по несущей способности основания

Строительная компания «Богатырь» оказывает профессиональные услуги в строительстве долговечных и прочных фундаментов на забивных железобетонных сваях, особенно мини сваи – идеальное решение по соотношению цены к качеству. 

В нашей компании работает команда высококвалифицированных специалистов, выполняющие свои работы на высочайшем уровне. Но прежде всего, мы осуществляем определение фактической несущей способности фундамента, что позволяет достигать дальнейшего прекрасного результата.

Эта статья поможет узнать, как произвести правильные расчеты свайных фундаментов, а также, что для этого необходимо.

Используемые приборы

Если принято решение возводить строение на основании, которое было в эксплуатации уже несколько лет, тогда в обязательном порядке производятся действия по определению несущей его способности. Для этой цели требуется специальное оборудование, например, как на фото ниже:

Рис. 1.1: прибор ОНИКС-ОС используется для произведения измерений на прочность бетона, способом отрыва со скалыванием.

На первом этапе происходит обследование фундамента здания. Вся работа имеет такую последовательность:

  • Специалисты нашей компании изучают проектную документацию на фундамент.
  • Производится анализ грунта на стройплощадке.
  • Осматриваются поверхностные элементы основания.
  • Инструментальное исследование основания.
  • Происходит сбор всех предполагаемых нагрузок на фундамент, например, снег, ветер, масса всего строения и прочее.
  • Отталкиваясь от предполагаемых нагрузок, происходит сопоставление с силой сопротивления грунта.

В конце специалисты определяют несущую способность. Возможно, будет принято решение об усилении существующего фундамента.

Совет эксперта! Выполняя анализ линейного основания, обязательная процедура – вскрытие основания, который контактирует с грунтом. Также по периметру необходимо сделать выемки, которые предоставляют возможность добраться к опорной подошве. Когда речь идет о работе с основанием свайного типа у оголовка и ростверка свай мы удаляем грунт.

Рис. 1.2: прибор Пульсар 2.1 ультразвуковой измеритель, использующийся для определения прочности бетона

Определение несущей способности фундамента

Под несущей способностью подразумевается способность основания справиться с предполагаемой нагрузкой.

Совет эксперта! Как показывает наша практика, несущую способность основания попросту невозможно определить на стройплощадке и проектных нагрузках в отрыве от технических характеристик почвы. По этой причине, сперва мы осуществляем сбор необходимой информации, а потом приступаем к решению основной задачи.

Так, для начала происходит анализ почвы и всевозможные геодезические исследования на стройплощадке. Определяются такие данные:

  • Насколько земля насыщена водой.
  • Какой хим-состав грунта.
  • Тип почвы.
  • Плотность и коэффициент пористости породы.

Ниже приводиться нормативная таблица, в которой находится информация о сопротивлении плотных и песчаных грунтов:

Рис. 1.3: информация в таблице приводится по центральной части Российской Федерации

После этого выбирается следующая информация:

  • Вес строения.
  • Предполагаемые нагрузки снега.
  • Нагрузка ветра.

Чтобы узнать вес отдельных стройматериалов, следует отталкиваться от следующих весовых характеристик:

Рис. 1.4: удельный вес различных конструкций того или иного строения

Совет эксперта! Согласно всем вычислениям и совокупности всей предполагаемой нагрузки, наши специалисты будут знать точную информацию касательно того, какую нагрузку сможет перенести фундамент, а это позволяет нам точно определять несущую способность.

Особенности расчета

Итак, чтобы определить несущую способность фундамента, необходимо знать:

  • Сопротивление испытываемых нагрузок фундаментом и почвы.
  • Проектную площадь.

В зависимости от того, какой тип фундамента особенно используется, способ и порядок расчета будет отличаться.

Железобетонный ленточный

Процесс расчета осуществляется по такой формуле:

  • S>Yn×F/Yc×Ro
  • S – площадь основания (опорная).
  • Yn – коэффициент надежности.
  • F – совокупность всей нагрузки дома.
  • Yc – коэффициент работы основания в почве.
  • Ro – расчетное сопротивление почвы.

Подобные вычисления представлены ниже:

Рис. 1.5: коэф. надежности при работе основания в почве.

Винтовые сваи

В этом случае за основу вычислений берутся хар. одной сваи, а потом умножается на общее количество используемых свай для фундамента.

Совет эксперта! Как показывает наша практика, фундамент на сваях одно из лучших решений. Также нашим клиентам мы рекомендуем микросваи. Если смотреть на них в разрезе цены и качества, то это оптимальное решение. Поэтому мы рекомендуем его к реализации, особенно в сложных грунтах.

Рис. 1.6: схема, как работают сваи в грунте винтового типа.

Чтобы определить опорную площадь одной сваи диаметром 133 мм с лопастями в 300 мм используется следующая формула:

  • “R2*3.14” – 15*15*3,14 = 706.5 см2

По силе сопротивления несущая способность рассчитывается так: 706,5×3,6=2,55 тонн. Как следствие, несущая способность фундамента будет равняться следующему 14×2,55 = 35,7 тонн.

Важно! Во всех случаях выполняются индивидуальные расчеты, важно чтобы несущая способность свай соответствовала ожидаемой нагрузки всего строения. По этой причине следует обращаться исключительно к профессионалам.

Железобетонные сваи

Преимущество ЖБИ свай в том, что они имеют рабочие боковые стенки, как следствие они имеют улучшенную несущую способность.

Вычисления выполняются посредством такой формулы: P = 10Rh×F+u×l×f>P.

  • Rh – сопротивление грунта под острием свай.
  • u – поперечное значение (периметр).
  • F – поперечное значение.
  • f – сопротивление грунта боковыми стенками.
  • l – глубина забивки.

Какой фундамент имеет наивысшую несущую способность

Все типы фундамента имеют свои отличительные особенности и свою несущую способность. Самым оптимальным решением со стороны цены и качества, ЖБИ сваи являются универсальными. Как показывает практика, эти намного надежней и выгодней с финансовой стороны.

Рис. 1.7: деревянный каркасный дом на сваях

Совет эксперта! Наши специалисты имеют большой опыт в работе с микросваями. Они прекрасно зарекомендовали себя в плане эксплуатационных характеристик, так как имеют большую несущую способность. Поэтому мы рекомендуем их всем нашим клиентам.

Заказать испытания фундамента

Строительная компания «Богатырь» готова предоставить профессиональные услуги по определению несущей способности фундамента. Плюс ко всему, мы осуществляем работы по погружению железобетонных свай и микросвай, которые в последние годы являются лучшим решением при строительстве домов.

Статьи по теме

Несущая способность грунтов, что это, как её определить, таблица несущей способности. Как избежать ошибок при вычислении несущей способности грунта в Москве.

Несущая способность свай – это максимальная величина нагрузки, которую способна выдерживать погруженная в грунт свая, не подвергаясь деформациям.

При производстве свайных работ специализированная организация производит забивку каждой сваи фундамента до сопротивления, обеспечивающего указанную в проекте несущую способность сваи.

Источник: https://kommtex.ru/nesushchaya-sposobnost-fundamentov.html

Расчет несущей способности фундамента

С какой целью делают расчет фундаментов по несущей способности основания

Пример расчёта фундамента на несущую способность

Расчёт фундаментов может быть выполнен с различной целью. Примеры расчёта фундаментов приводятся для того, чтобы показать, как правильно рассчитать ширину фундамента, как правильно рассчитать давление и так далее.

Монолитный ленточный фундамент

Каждый тип фундамента имеет свой расчёт, однако все они проводятся по одной технологии.

Если говорить о расчёте на несущую способность, то методика расчёта такова: — Нахождение коэффициента сопротивления грунта; — Нахождение общей массы постройки; — Нахождение давления, которое оказывается постройкой на грунт;

— Сравнение давления и несущей способности грунта, и при необходимости внесение корректировок в параметры фундамента.

Расчёт ленточного фундамента

Для того, чтобы привести пример расчёта ленточного фундамента, потребуются исходные данные, зададим их: — Пусть возводится прямоугольное здание, которое внутри не имеет стен; — Длина стены большей равна 6 метров; — Длина меньшей стены равна 3,5 метра;

— Высота здания равна 4 метра.

Кроме того: — Фундамент ленточный с шириной ленты 30 сантиметров. Высота фундамента равна 1 метру. Весь фундамент монолитный бетонный; — Стены строятся из блока, который кладётся на ребро; — Пол будет деревянным.

На его устройство потребовалось 13 брусов, сечением 150 на 150 миллиметров. Обрёшётка устраивается досками в один слой. Доски имеют толщину 30 миллиметров. досок кладётся фанера, толщина которой равна 1 сантиметру; — Перекрытие делается деревянным.

На его устройство потребовалось 13 балок сечением 150 на 150 миллиметров. Обрешётка выполнена из тех же досок снизу и сверху;

— Крыша покрыта шифером, всего 60 листов по 26 килограмм. Каркас изготовлен из деревянных брусов сечением 150 на 100 миллиметров, длиной 4 метра.

Всего израсходовано 26 брусов. Обрешётка выполнена через одну доску. Доски толщиной 2 сантиметра. Крыша двухскатная.

Фундамент под сруб тоже требует тщательного расчета

Сначала необходимо определить тип грунта. Есть несколько способов определения типа грунта самостоятельно.

Однако такой метод не даёт точного результата, но его можно получить в геологической службе. Допустим, установили, что коэффициент сопротивления грунта равен 2.

Тогда приступаем ко второму этапу — расчёту массы здания.

Сначала определим массу

Для этого определим объём фундамента. Объём прямоугольной фигуры находится, как длина, умноженная на ширину и высоту, тогда:

1*0,3*19=5,7 кубического метра. Цифра 19 показывает длину фундамента, то есть периметр стен.

[attention type=yellow]
Теперь поскольку сказано, что фундамент бетонный, для нахождения его массы следует объём умножить на среднюю плотность бетона, то есть на 2500 килограмм на метр кубический, тогда получим:
[/attention]

5,7*2500 = 14250 килограмм.

Теперь 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.

Масса лаг равна объёму, умноженному на плотность древесины, которую примем равной 800 килограммам на метр кубический, что равно плотности сосны. Итак, объём вычисляется, как длина, умноженная на ширину и высоту. Сечение лаги равно 0,15*0,15 метра. Длина равна ширине здания, то есть 3,5 метрам, тогда:

0,15*0,15*3,5*13=1,023 кубического метра объём всех лаг.

Тогда их масса равна:

Теперь вычислим массу обрешетки. Сначала найдём объём древесины, который равен площади покрытия, умноженной на толщину доски. Площадь покрытия равна внутренней площади здания, то есть имеем объём:

6*3,5*0,03=0,66 кубического метра.

Тогда масса равна:

Теперь найдём массу фанеры. Стандартный размер одного листа равен 1,5*1,5 метра. Он весит порядка 16 килограмм. Тогда можно сделать вывод, что один лист фанеры покрывает площадь в 2,25 квадратных метра и весит 16 килограмм. Для определения общей массы фанеры найдём, сколько листов поместится на всю площадь пола:

Тогда их масса равна:

Тогда общая масса пола равна:

На следующем этапе определим массу стен. Стандартный блок имеет размеры: Длина 0,6 метра; Ширина 0,3 метра;

Высота 0,2 метра.

Сказано, что блок ложится на ребро, то есть его площадь образуют две стороны, которые равны 0,6 и 0,3 метрам. Тогда найдём площадь одного блока:

0,6*0,3=0,18 квадратного метра.

Теперь найдём общую площадь стен, как всю длину всех четырёх стен, то есть периметр, умноженный на высоту:

19*4=76 метров квадратных.

Теперь вычислим необходимое для этих стен количество блоков, как вся площадь стен, разделённая на площадь одного блока:

Вес одного блока равен примерно 30 килограммам, тогда вес стен равен:

422*30=12700 килограмм. К этому весу можно добавить массу цемента, на который кладутся блоки. Однако мы этого делать не будем, чтобы потом не вычитать массу всех ниш, то есть дверей и окон, из общей массы стен – будем считать, что эти две величины взаимно вычитаются.

Следующим шагом требуется рассчитать массу перекрытия.

Оно так же, как и пол состоит из лаг и обрешётки. На этот раз для наглядности вычислим массу по общему объёму. Сначала найдём объём лаг:

0,15*0,15*13=1,023 кубического метра.

Объём первого слоя досок равен:

6*3,5*0,3=6,3 кубического метра.

Следовательно объём досок второго слоя такой же. Тогда можно посчитать общий объём:

6,3+6,3+1,023=13,623 кубического метра.

Тогда масса всего перекрытия равна:

13,623*800=10898,4, то есть приблизительно 11000 килограмм.

Дальше осталось рассчитать только массу крыши, которая состоит из каркаса и шифера. Рассчитаем объём древесины, который нужен для устройства каркаса. Сказано, что использовалось 26 брусов сечением 150*100 и длиной 4 метра, тогда их общий объём равен:

Устройство фундамента своими руками

0,15*0,1*4*26=1,56 кубического метра.

Теперь вычислим объём обрешётки. Для начала необходимо вычислить площадь покрытия. Она равна площади, образованной стропилами, то есть:

4*6=24 квадратных метров.

Так как крыша двухскатная, то таких площадей две, то есть их общая площадь равна 48 квадратным метрам. Но поскольку обрешётка выполняется через одну доску, то ими покроется ровно половина всей площади, то есть всего 24 квадратных метров.

Теперь можем найти объём досок, затраченных на обрешётку:

24*0,02=0,48 кубического метра.

Тогда масса деревянного каркаса равна:

Теперь вычислим массу шифера:

Тогда общая масса крыши равна:

Общая масса постройки равна:

Следующим этапом следует вычислить площадь опоры фундамента, как длина всей ленты, умноженная на ширину:

1900*30=57000 сантиметров квадратных.

Давление на грунт

Теперь вычислим давление, которое дом оказывает на грунт. Для этого нужно разделить массу дома на площадь опоры:

[attention type=green]
Такое получилось давление на сантиметр квадратный грунта. По условию несущая способность грунта была равна 2, что в значительной мере больше чем 0,72. Это означает, то фундамент не требует больше никаких корректировок.
[/attention]

Примеры расчета столбчатого фундаментов ничем не будут отличаться от расчёта ленточного фундамента, только нахождением общей площади опоры. Она будет находиться для одного столба, а потом умножаться на количество столбов.

Примеры расчета оснований и фундаментов

Схема основных видов фундамента.

В качестве примера можно рассмотреть случай под буквой «д»: фундамент, основание которого опирается на глинистый грунт.
Для определения его противодействия, Fu. необходимо знать несущую способность грунтов (см. Таблицу 1) и площадь Sф. на которую опирается фундамент сооружения. К примеру, его ширина d = 0,5 м, а здание имеет размеры 8×10 м.

Внутри здания, посредине, имеется одна несущая стена. Обычно фундамент на естественном основании имеет прямоугольное сечение. Определение площади подошвы необходимо выполнять исходя из положения, что его размеры в сечении должны быть одинаковыми. Тогда значение площади будет равно:

Несущая способность сухой глины средней плотности составляет 2,5 кг/см² (см. Таблицу 1). По величине подошвы фундамента и несущей способности грунта можно определить противодействующую силу.

Следует определить вес здания III класса (γn =1,1) для глины (γc =0,9):

Следовательно, если вес сооружения F будет меньше 419 т, то несущая способность грунта обеспечит его надежность. Иначе придется прибегнуть к увеличению площади подошвы фундамента, сделав его сечение не прямоугольным, а трапецеидальным. Увеличение одной только площади подошвы существенно сокращает количество материала.

Расчет по несущей способности для сооружений, расположенных на откосе или недалеко от него, намного сложнее.

Расчет фундамента на естественном основании по деформациям

Строения в процессе эксплуатации деформируются, и причиной этому могут быть вертикальные деформации оснований, на которых они построены. Такие деформации разделяют на осадки и просадки.

Схема внецентренно нагруженного свайного фундамента.

Коренное изменение сложившегося строения грунта называют просадкой. Причиной просадки может быть уплотнение почвы при замачивании. Рыхлый грунт может уплотниться при сотрясении. Иногда он начинает выпирать из-под подошвы фундамента. Таких изменений фундаментов по деформациям допускать нельзя. Вероятность их появления необходимо установить до начала строительства.

Если происходит уплотнение прочных грунтов из-за веса строения, в результате чего происходит осадка фундамента. такую деформацию оснований называют осадкой. Как правило, в результате осадки в элементах здания трещины не появляются. Если грунт оседает по-разному под каждой из частей здания, это и может явиться причиной появления трещин в отдельных элементах его конструкции.

Причиной неравномерности осадки грунта могут быть:

  • разница плотностей и как следствие, неодинаковая их сжимаемость;
  • разное расширение его слоев в результате сезонных промерзаний и оттаиваний;
  • неодинаковая мощность пластов;
  • различные нагрузки на грунт со стороны строения, что приводит его к разным напряженным состояниям.

Существуют две причины, из-за которых необходимо выполнять расчет оснований по деформациям. Одной из них являются близко стоящие от строительства сооружения, существенно отличающиеся по весу.

Схема не симметричного свайного фундамента с определением смещенного центра тяжести.

Второй причиной осадки фундаментов могут быть слабые грунты. Это насыпные почвы, рыхлые пески в глинистых типах, находящихся в текучем состоянии, грунты с большим содержанием органических остатков. В таких видах возможна деформация фундамента.

Расчет оснований состоит в проверке выполнения неравенства:

где S – расчетная абсолютная величина осадки;
f – предельно допустимая осадка.

Предельные осадки, при которых не выполняется условие (2) могут быть причиной для формирования искусственного основания.

Значение S определяют путем проведения по установленной методике испытаний на сжимаемость в различных местах строительной площадки. В результате находят максимальное Еmax и минимальное Еmin значение модуля сжимаемости.

Основание считается таким, что его осадка мало зависит от сжимаемости, если Еmin = 200 кг/см², иначе необходимо проверить выполнение еще двух условий:

Существуют специальные таблицы, по которым определяют абсолютные значения деформации f. Не приводя таблицы, следует указать, что в зависимости от типа стен и отношения длины ленточного фундамента к высоте стены, максимальная осадка f изменяется от 8 до 15 см.

При отношении Еmax /Еmin

Источник: https://1pofundamentu.ru/raschet-nesushhej-sposobnosti-fundamenta.html

Расчёт столбчатого фундамента под колонну при действии вертикальной нагрузки и момента в двух направлениях

С какой целью делают расчет фундаментов по несущей способности основания

Ранее мы рассматривали расчёт столбчатого фундамента при действии только вертикальной нагрузки и при действии изгибающего момента в одной плоскости.

В этой статье рассмотрим расчёт фундамента под колонну по 1-му предельному состоянию при нагружении фундамента вертикальной нагрузкой и горизонтальной нагрузкой с изгибающими моментами, действующими в двух плоскости.

Как правило, колонну здания закрепляют жёстко только в одном направлении, а в другом закрепляют шарнирно обеспечивая жёсткость каркаса установкой связей, однако даже на фундамент не прилагается изгибающий момент от колонны, он всё равно может появиться из-за действия поперечной нагрузки на уровне закрепления фундамента.

Исходные данные

Исходными данными для расчёта фундамента будут нагрузки, приходящие на фундамент от колонны и инженерно-геологические изыскания.

В результате расчёта рамы в расчётной программе получили следующие нагрузки на фундамент:

N=21.3 т (вертикальная нагрузка)

Mx=14.8 т*м (изгибающий момент)

My=1  т*м (изгибающий момент)

Qx=2.8 т (поперечная нагрузка)

Qy=0,5 т (поперечная нагрузка)

Хочу отметить, что лучше всего проверить 2-а расчётных сочетания:

  1. Полная ветровая, снеговая, вес конструкций, равномерно-распределённая
  2. Полная ветровая и вес конструкций

Дело в том, что одно из условий расчёта является недопущение отрыва края фундамента от земли и при отсутствии снеговой нагрузки вертикальная нагрузка будет меньше и соответственно меньше сопортивления изгибающему моменту.

Также нужно отметить, что при расчёте изгибающего момента от действия ветра нужно брать отдельно изгибающий момент в 2-х плоскостях. Т.е. когда изгибающий момент от действия ветра в одной оси даёт положительное значение, в другой оно равно нулю. В этом случае нужно также считать 2-а отдельных сочетания: при действии ветровой нагрузки вдоль оси Х и при действии ветровой нагрузки вдоль оси Y.

Схему приложения нагрузок см. на рисунке ниже.

Инженерно-геологические изыскания:

Глубина сезонного промерзания – 1,79 м;

Уровень грунтовых вод 1,6 м;

Свойства грунтов:

Прочностные свойства грунтов определяются по инженерно-геологическим изысканиям.

Для этого ищем инженерно-геологический разрез под нужный фундамент и таблицу с нормативными и расчётными характеристиками грунтов.

Для расчёта по 1-му предельному состоянию (расчёту на прочность) необходимы расчётные характеристики при α=0.95 (доверительная вероятность расчётных значений), согласно п.5.3.17 СП 22.13330.2016.

ИГЭ-1 — насыпной грунт — песок разной крупности c вкл. строительного мусора до 15-20%, комки суглика, обломки ж.д. плит (в расчёте не участвует т.к. отметка низа фундамента находится ниже этого слоя грунта);

ИГЭ-2 — песок средней крупности, средней плотности, водонасыщенный: (e=0.65, ρ=1,8 т/м³, Е=30 МПа, ϕ=35°, С=1 кПа).

ИГЭ-3 — песок средней крупности, с редкими прослоями текучей супеси, суглинка, глиниcтый средней плотности, водонасыщенный: (e=0.6, ρ=1,82 т/м³, Е=35 МПа, ϕ=36°, С=1,5 кПа).

Уровень грунтовых вод 1,8 м от уровня земли.

Расчёт фундамента

Схема приложения нагрузок на фундамент выглядит следующим образом:

Глубина заложения фундамента

Глубину заложения фундамента определяем в зависимости от максимальной глубины сезонного промерзания, которая дана в отчёте по инженерно-геологическим изысканиям. В моём случае нормативная глубина сезонного промерзания равна dfn=1,79м.

Расчётная глубина сезонного промерзания вычисляется по формуле 5.4 СП 22.13330.2016

df=kh*dfn

где kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по таблице 5.2 СП 22.13330.2016; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений kh=1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой;

В нашем случае здание неотапливаемое, поэтому

df=1.1*1.79=1.969≈2 м

Глубина заложения фундамента должна быть не выше расчётной глубины промерзания (согласно таблице 5.3 СП 22.13330.2016).

Для отапливаемых зданий допускается устраивать фундаменты внутри здания (не под наружными стенами) выше глубины промерзания, но должно быть гарантировано, что в холодное время года будет отопление здания.

Если же допускается, что здание могут подвергнуть консервации или отключить отопление, тогда и внутренние фундаменты также должны быть заложены на расчётную глубину промерзания.

Предварительные размеры фундамента

Определяем предварительно площадь основания фундамента.

Предварительные размеры фундамента определяем по формуле:

А=N/(R0-ȳd)

N — вертикальная нагрузка от колонны, которую мы получили при расчёте каркаса здания (N=21,3 т=213 кН);

R0 – расчётное сопротивление грунта, предназначенное для предварительного расчёта приведены в Приложении Б СП 22.13330.2016 (в нашем случае Таблица Б.2 для песка средней крупности и средней плотности R0 = 400кПа, для глины и других грунтов см. другие таблицы в приложении Б);

Таблица Б.2 — Расчетные сопротивления R0 песков

ПескиЗначения R0, кПа, в зависимости от плотности сложения песков
плотныесредней плотности
Крупные600500
Средней крупности500400
Мелкие:
маловлажные400300
влажные и насыщенные водой300200
Пылеватые:
маловлажные300250
влажные200150
насыщенные водой150100

ȳ — среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах, предварительно принимаемое ȳ=20 кН/м³;

d – глубина заложения фундамента (в нашем случае d=2 м)

А=N/(R0-ȳd)=213,246/(400-20*2)=0,6 м²

+20% т.к. фундамент внецентренно сжатый 0,72 м²

Размеры подошвы фундамента назначаются с шагом 0,3 м, размером не менее 1,5х1,5м (Таблица 4 Пособия по проектированию фундаментов на естественном основании)

Таблица 4 Пособия по проектированию фундаментов на естественном основании

Эскиз фундаментаМодульные размеры фундамента, м, при модуле, равном 0,3
hhplсоответственно hplподошвыподколонника
h1h2h3квадратной b ´ lпрямоугольной b ´ lпод рядовые колонны bcf ´ lcfпод колонны в температурных швах bcf ´lcf
1,50,30,31,5´1,51,5´1,80,6´0,60,6´1,8
1,80,60,30,31,8´1,81,8´2,10,6´0,90,9´2,1
2,10,90,30,30,32,1´2,11,8´2,40,9´0,91,2´2,1
2,41,20,30,30,62,4´2,42,1´2,70,9´1,21,5´2,1
2,71,50,30,60,62,7´2,72,4´3,00,9´1,51,8´2,1
3,01,80,60,60,63,0´3,02,7´3,31,2´1,22,1´2,1
3,63,6´3,63,0´3,61,2´1,52,1´2,4
4,24,2´4,23,3´3,91,2´1,82,1´2,7
Далее с шагом4,8´4,83,6´4,21,2´2,1
5,4´5,43,9´4,51,2´2,4
0,3 м4,2´4,81,2´2,7
или4,5´5,1
0,64,8´5,4
5,1´5,7
5,4´6,0

Предварительно назначаем фундамент 1,5х1,5=2,25 м², что больше предварительного минимума 0,72 м².

Расчёт максимального и минимального краевого давления

Максимальное и минимальное краевое давление находим по формуле 5.11 СП 22.13330.2016 (в формуле момент разложен на 2-е составляющие)

Где N=21,3т=213 кН вертикальная нагрузка от колонны в кН;

Аф=2,25 м² – площадь фундамента, м²;

γmt – средневзвешенное значение удельных весов тела фундамента, грунтов и полов, принимаемое 20 кН/м³;

d=2 – глубина заложения фундамента, м;

Mx-момент от равнодействующей всех нагрузок, действующий по подошве фундамента в кН*м, находим по формуле:

Мx=Mx+Qx*d=14,8+2.8*2=20.4т*м=204кН*м

Мy=My+Qy*d=1+0.5*2=2т*м=20кН*м

W – момент сопротивления подошвы фундамента, м³. Для прямоугольного сечения находится по формуле W=bl²/6 где в нашем случае b – это сторона подошвы фундамента вдоль буквенной оси, l – длина стороны подошвы фундамента вдоль цифровой оси (см. картинку ниже).

Т.к. предварительно мы приняли фундамент с размерами 1,5х1,5 м, то

Wx= bl²/6=1.5*1.5²/6=0.5625 м³

Wy= lb²/6=1.5*1.5²/6=0.5625 м³

При действии вертикальной нагрузки на фундамент совместно с изгибающим моментом у нас может быть 3 варианта эпюр давления на грунты:

  1. Треугольная с отрывом края фундамента

Нельзя допускать, чтобы происходил отрыв фундамента, т.е. Pmin всегда должен быть ≥0.

В нашем случае Pmin

Источник: http://buildingbook.ru/%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%87%D1%91%D1%82-%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BB%D0%B1%D1%87%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%B3%D0%BE-%D1%84%D1%83%D0%BD%D0%B4%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B0-%D0%BF%D0%BE%D0%B4-%D0%BA%D0%BE.html

Расчет несущей способности ленточного фундамента – Сваи Мания

С какой целью делают расчет фундаментов по несущей способности основания

Пример расчёта фундамента на несущую способность

Расчёт фундаментов может быть выполнен с различной целью. Примеры расчёта фундаментов приводятся для того, чтобы показать, как правильно рассчитать ширину фундамента, как правильно рассчитать давление и так далее.

Монолитный ленточный фундамент

Каждый тип фундамента имеет свой расчёт, однако все они проводятся по одной технологии.

Если говорить о расчёте на несущую способность, то методика расчёта такова: — Нахождение коэффициента сопротивления грунта; — Нахождение общей массы постройки; — Нахождение давления, которое оказывается постройкой на грунт;

— Сравнение давления и несущей способности грунта, и при необходимости внесение корректировок в параметры фундамента.

Расчёт ленточного фундамента

Для того, чтобы привести пример расчёта ленточного фундамента, потребуются исходные данные, зададим их: — Пусть возводится прямоугольное здание, которое внутри не имеет стен; — Длина стены большей равна 6 метров; — Длина меньшей стены равна 3,5 метра;

— Высота здания равна 4 метра.

Кроме того: — Фундамент ленточный с шириной ленты 30 сантиметров. Высота фундамента равна 1 метру. Весь фундамент монолитный бетонный; — Стены строятся из блока, который кладётся на ребро; — Пол будет деревянным.

На его устройство потребовалось 13 брусов, сечением 150 на 150 миллиметров. Обрёшётка устраивается досками в один слой. Доски имеют толщину 30 миллиметров. досок кладётся фанера, толщина которой равна 1 сантиметру; — Перекрытие делается деревянным.

На его устройство потребовалось 13 балок сечением 150 на 150 миллиметров. Обрешётка выполнена из тех же досок снизу и сверху;

— Крыша покрыта шифером, всего 60 листов по 26 килограмм. Каркас изготовлен из деревянных брусов сечением 150 на 100 миллиметров, длиной 4 метра.

Всего израсходовано 26 брусов. Обрешётка выполнена через одну доску. Доски толщиной 2 сантиметра. Крыша двухскатная.

Фундамент под сруб тоже требует тщательного расчета

Сначала необходимо определить тип грунта. Есть несколько способов определения типа грунта самостоятельно.

Однако такой метод не даёт точного результата, но его можно получить в геологической службе. Допустим, установили, что коэффициент сопротивления грунта равен 2.

Тогда приступаем ко второму этапу — расчёту массы здания.

Сначала определим массу

Для этого определим объём фундамента. Объём прямоугольной фигуры находится, как длина, умноженная на ширину и высоту, тогда:

1*0,3*19=5,7 кубического метра. Цифра 19 показывает длину фундамента, то есть периметр стен.

[attention type=yellow]
Теперь поскольку сказано, что фундамент бетонный, для нахождения его массы следует объём умножить на среднюю плотность бетона, то есть на 2500 килограмм на метр кубический, тогда получим:
[/attention]

5,7*2500 = 14250 килограмм.

Теперь 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.

Масса лаг равна объёму, умноженному на плотность древесины, которую примем равной 800 килограммам на метр кубический, что равно плотности сосны. Итак, объём вычисляется, как длина, умноженная на ширину и высоту. Сечение лаги равно 0,15*0,15 метра. Длина равна ширине здания, то есть 3,5 метрам, тогда:

0,15*0,15*3,5*13=1,023 кубического метра объём всех лаг.

Тогда их масса равна:

6*3,5*0,03=0,66 кубического метра.

Тогда масса равна:

Теперь найдём массу фанеры. Стандартный размер одного листа равен 1,5*1,5 метра. Он весит порядка 16 килограмм. Тогда можно сделать вывод, что один лист фанеры покрывает площадь в 2,25 квадратных метра и весит 16 килограмм. Для определения общей массы фанеры найдём, сколько листов поместится на всю площадь пола:

Тогда их масса равна:

Тогда общая масса пола равна:

На следующем этапе определим массу стен. Стандартный блок имеет размеры: Длина 0,6 метра; Ширина 0,3 метра;

Высота 0,2 метра.

Сказано, что блок ложится на ребро, то есть его площадь образуют две стороны, которые равны 0,6 и 0,3 метрам. Тогда найдём площадь одного блока:

0,6*0,3=0,18 квадратного метра.

Теперь найдём общую площадь стен, как всю длину всех четырёх стен, то есть периметр, умноженный на высоту:

19*4=76 метров квадратных.

Теперь вычислим необходимое для этих стен количество блоков, как вся площадь стен, разделённая на площадь одного блока:

Вес одного блока равен примерно 30 килограммам, тогда вес стен равен:

422*30=12700 килограмм. К этому весу можно добавить массу цемента, на который кладутся блоки. Однако мы этого делать не будем, чтобы потом не вычитать массу всех ниш, то есть дверей и окон, из общей массы стен – будем считать, что эти две величины взаимно вычитаются.

Следующим шагом требуется рассчитать массу перекрытия.

Оно так же, как и пол состоит из лаг и обрешётки. На этот раз для наглядности вычислим массу по общему объёму. Сначала найдём объём лаг:

0,15*0,15*13=1,023 кубического метра.

Объём первого слоя досок равен:

6*3,5*0,3=6,3 кубического метра.

Следовательно объём досок второго слоя такой же. Тогда можно посчитать общий объём:

6,3+6,3+1,023=13,623 кубического метра.

Тогда масса всего перекрытия равна:

13,623*800=10898,4, то есть приблизительно 11000 килограмм.

Дальше осталось рассчитать только массу крыши, которая состоит из каркаса и шифера. Рассчитаем объём древесины, который нужен для устройства каркаса. Сказано, что использовалось 26 брусов сечением 150*100 и длиной 4 метра, тогда их общий объём равен:

Устройство фундамента своими руками

0,15*0,1*4*26=1,56 кубического метра.

Теперь вычислим объём обрешётки. Для начала необходимо вычислить площадь покрытия. Она равна площади, образованной стропилами, то есть:

4*6=24 квадратных метров.

Так как крыша двухскатная, то таких площадей две, то есть их общая площадь равна 48 квадратным метрам. Но поскольку обрешётка выполняется через одну доску, то ими покроется ровно половина всей площади, то есть всего 24 квадратных метров.

Теперь можем найти объём досок, затраченных на обрешётку:

24*0,02=0,48 кубического метра.

Тогда масса деревянного каркаса равна:

Теперь вычислим массу шифера:

Тогда общая масса крыши равна:

Общая масса постройки равна:

Следующим этапом следует вычислить площадь опоры фундамента, как длина всей ленты, умноженная на ширину:

1900*30=57000 сантиметров квадратных.

Давление на грунт

Теперь вычислим давление, которое дом оказывает на грунт. Для этого нужно разделить массу дома на площадь опоры:

[attention type=green]
Такое получилось давление на сантиметр квадратный грунта. По условию несущая способность грунта была равна 2, что в значительной мере больше чем 0,72. Это означает, то фундамент не требует больше никаких корректировок.
[/attention]

Примеры расчета столбчатого фундаментов ничем не будут отличаться от расчёта ленточного фундамента, только нахождением общей площади опоры. Она будет находиться для одного столба, а потом умножаться на количество столбов.

Расчет несущей способности фундамента дома

Последствия неправильного расчета несущей способности фундамента

Сразу же после сдачи любого сооружения в эксплуатацию, происходит процесс медленного опускания фундамента за счет прикладываемых нагрузок. Фундамент всегда опускается на расчетную глубину, это значение всегда учитывается и закладывается при проведении расчетов.

Большие, неравномерные осадки оснований влекут за собой деформацию конструкций с дальнейшим разрушением здания. Как правило причина кроется в неправильном расчете несущей способности фундаментов, а также из-за ошибок в расчетах допустимых нагрузок на грунты.

Необходимость геологических исследований

Для определения типа фундаментов, а также в расчете ориентировочной просадки грунтов зоны строительства, в обязательном порядке проводятся геологические исследования.

С их помощью определяется тип почвы, глубина промерзания, уровень залегания грунтовых вод, структура грунта и прочие параметры.

Поэтому несущая площадь фундамента должна быть такой, чтобы ее масса вместе с будущим зданием не превышала расчетное сопротивление грунта на строительной площадке.

Только тогда получится качественный, надежный фундамент, способный выдерживать горизонтальные и вертикальные нагрузки. При этом строить дополнительные этажи без укрепления существующего фундамента запрещено, так как в таком случае резко увеличивается масса объекта в целом.

Что подразумевают под расчетной способностью грунтов?

Данные о несущей способности различных типов грунта для расчета фундамента

Несущую способность грунтов оценивают в комплексном порядке при расчете фундаментов и сооружений. цель такого расчета – это обеспечить прочность, устойчивость грунтов под подошвой фундамента, не допустить сдвиг здания по подошве в любую сторону.

Нарушение правильного состояния здания может привести не только к накоплению осадок, но впоследствии к нарушению конструкции самого основания.

Именно по этой причине особое внимание уделяют расчетам несущей способности оснований фундаментов, чтобы максимально определить допустимую зону нагрузки и защитить грунт от полного разрушения.

Какие факторы влияют на состояние грунта и основания?

Таблица с указанием допустимой нагрузки на грунт для расчета несущей способности основания

На несущую способность влияет огромное количество различных факторов, среди которых стоит отметить:

  • вид и характер нагрузок − вертикальная, наклонная, горизонтальная или, непосредственно, нагрузка под подошвой;
  • распределение центра тяжести площади фундамента относительно эксцентричной нагрузки;
  • размеры, характеристики, габариты и материал выполнения подошвы;
  • структура грунта;
  • форма подошвы;
  • глубина погружения основания в грунт, а также наличие под подошвой мягких осадочных пород с малой сопротивляемостью;
  • насколько ровно расположена подошва относительно горизонтали;
  • степень однородности почвы;
  • наличие внешних факторов, которые могут нанести вред подошве, такие как вибрация, сейсмические сдвиги, сезонный подъем грунтовых вод.

Все расчеты несущей способности оснований нужно делать по СНиП 2.02.01-83. Поэтому, обеспеченная несущая способность вычисляется по формуле:   F ≤ YcFu/Yn, где:

  • F – это равнодействующая сила, она должна быть разнонаправлена к основной нагрузке;
  • γс – коэффициент условий работы;
  • Fu— это максимальное сопротивление основания всем нагрузкам;
  • γn— коэффициент надежности по назначению сооружения, принимается равным 1,2; 1,15; 1,10 для сооружений I, II и III классов соответственно.

Источник:

Рассчитать ленточный фундамент своими руками

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.

Источник: https://svaimania.ru/kak-sdelat/raschet-nesushhej-sposobnosti-lentochnogo-fundamenta.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.