Расчет ленточного фундамента

Исходные данные для расчета ленточного фундамента

На рисунке показана геометрия ленточного фундамента. Уровень природного рельефа взят из инженерно-геологического отчета (как и данные по всем грунтам). При строительстве дома рельеф будет понижен до уровня планировки срезкой, а пол первого этажа будет несколько выше уровня земли на улице.

Очень важным фактором является то, что подземная часть конструкции стены расположена симметрично относительно оси фундаментной ленты. А вот нагрузка от вышележащих конструкций Nc расположена с эксцентриситетом относительно этой оси. Этот эксцентриситет может быть вызван различными ситуациями (см

рисунок ниже), и важно определить не только его величину, но и в какую сторону сбита нагрузка по отношению к оси.

Исходные данные в нашем расчете описывают геометрию стены

Обратите внимание, что расчет можно построить так, чтобы вводить нужно было только значения, помеченные желтым маркером – остальные будут вычисляться автоматически.

Значение А3 должно быть не меньше глубины промерзания грунта в вашем районе. Пол дома нужно делать выше уровня земли.

Для упрощения расчета мы берем не всю длину ленты, какой бы она ни была, а только один ее погонный метр – так и с нагрузками проще будет оперировать, и с площадями.

Характеристики грунта в данном расчете взяты из инженерно-геологического отчета – и взяты именно расчетные значения характеристик для расчета оснований по деформациям.

Как видно из рисунка, фундамент залегает во втором слое грунта ИГЭ-2, а в третьем присутствуют грунтовые воды.

Для данного расчета нам не понадобятся коэффициент пористости и модуль деформации, но они будут нужны при расчете осадок фундамента.

В нашем случае ИГЭ-2 – просадочный суглинок с начальным просадочным давлением 16,5 т/м2, т.е. при таком давлении под подошвой грунт резко начинает деформироваться, чего мы допустить не должны. Поэтому мы задаем начальное просадочное давление для этого слоя несколько меньшим, чем 16,5 т/м2, чтобы иметь запас. Слой ИГЭ-2 является основанием для фундамента, но если бы он был где-то глубже, то согласно п. 2.177 пособия, расчетное сопротивление следует определять по наиболее слабому грунту – об этом забывать не следует.

Итак, исходные данные по грунтам сведены ниже в расчетную таблицу

Обратите внимание, что слоев грунта уже четыре, а не три. Для удобства третий слой разделен на два – сухой и водонасыщенный.

Завершающая часть исходных данных – обратная засыпка и нагрузки.

Нагрузка на стену в нашем случае взята из примера сбора нагрузок “Собираем нагрузки на ленточный фундамент дома” для фундамента по оси «1», т.е. для фундамента под крайнюю стену, и равна она сумме постоянных и временных нагрузок из шестой таблицы примера 7391 кг/м + 724 кг/м = 8115 кг/м = 8,115 т/м (так как расчет у нас ведется на 1 погонный метр фундамента, то нагрузка Nс берется уже не в тоннах на метр, а в тоннах).

Эксцентриситет приложения нагрузки в нашем примере равен 0,1 м, сбита нагрузка в сторону дома.

Расчет ленточного фундамента выполняется методом последовательных приближений. Чтобы от чего-то оттолкнуться, мы задаемся расчетным сопротивлением грунта (оно приближенное и выбирается из таблиц пособия для подходящего грунта). Далее мы находим предварительную ширину подошвы, по значениям которой будем уже более точно определять расчетное сопротивление грунта.

Исходные данные для ПК ФОК Комплекс (выборка)

Описание плана Li

Таблица 2.1 Характеристики грунтов для расчета по деформациям.

Таблица 2.2 Отметки

Таблица 2.3 Характеристики грунтов для расчета естественных оснований*

по несущей способности.

Таблица 3. Подколонник, колонны.

Таблица 4.1 Комбинации основных сочетаний расчетных нагрузок от колонн (I группа предельных состояний).

Таблица 4.3 Комбинации расчетных нагрузок от колонн для расчета*

Таблица 4.4 Дополнительные нагрузки, действующие на фундамент.

Таблица 4.6 Hагрузки на грунте.

Таблица 5.1 Ограничения при проектировании фундамента (начало)

Таблица 5.2 Ограничения при проектировании фундамента (продолжение)

Таблица 8.1. Задание для определения просадки фундамента на естественном основании.

Таблица 8.2.График относительной просадочности природного рельефа.

Общее описание

Вычисление ленточного фундамента под дом делится на 2 этапа: сбор нагрузок и определение несущих способностей грунта.

Отношение этих величин между собой позволяет выполнить расчёт ширины ленты.

Размер толщины в этом случае принимается от специфики наружной стены.

Армирование делается конструктивно в зависимости от используемого материала, например:

• для одноэтажного блочного дома применяется 2 стержня диаметром 10 мм;
• для кирпичных двухэтажных зданий используется 6 прутьев диаметром 12 мм, расположенных продольно;
• при возведении здания в регионе с неблагоприятными геологическими условиями рекомендуется выполнять отдельный расчет и конструирование цоколя, отталкиваясь от местных значений.

При расчетах фундамента пользуйтесь официальной методикой, которую можно найти в СНиПах

Следует выделить, что использование для расчета ленточных фундаментов онлайн-программ определяет только количество материалов, необходимых для монтажа.

Сбор нагрузок и вычисление несущей способности грунта они не выполняют.

Кроме этого, алгоритм проведения расчётов и интерфейс программы не ясен.

Воспользовавшись такой технологией расчёта точно можно получить лишь следующие параметры:

• кубатура бетона;
• количество арматуры.

Для того чтобы выполнить правильное вычисление желательно воспользоваться специальной методикой, размещённой в официальных документах, которые были обновлены и доработаны из редакций СНиПов, разработанных в советские времена:

• СП 20.13330.2011.
• СП 22.13330.2011.

Первый документ позволит подготовить информационные характеристики всех нагрузок, нужных для расчета. С помощью второго – определяется несущие способности почвы.

Ленточный фундамент под дом из бруса

Ленточные фундаменты для домов из бруса применяется чаще всего. Существует две их разновидности: монолитные и сборные. От величины предполагаемой нагрузки на ленточный фундамент зависит его ширина. Кроме того, при строительстве такого фундамента нужно учитывать свойства грунта основания. Если в доме будет подвал либо цокольный этаж, ленточный фундамент может служить в качестве стен помещения.

Для сборного ленточного фундамента под дом из бруса используются бетонные блоки. Однако данный тип фундамента не годится для домов с подвальным помещением, поскольку горизонтальные и вертикальные швы между блоками препятствуют проникновению влаги, а выполнение качественной гидроизоляции потребует значительных денежных средств.

Перед тем как залить такой фундамент под дом из бруса, на начальном этапе делают бетонную подушку (обычно толщиной 10 см). Затем выполняют первый ряд блоков, сверху наносят слой цементного раствора, после чего устанавливают блоки второго ряда. Вертикальные швы тщательно заполняются раствором. Блоки монтируются с перевязкой: швы между блоками первого ряда не совпадают со швами второго ряда. Перевязку соблюдают в местах прилегания как наружных, так и внутренних стен. Блоки устанавливаются на плиты шириной 80-280 см при недостаточной несущей способности грунта.

Несущие способности грунтов

Для того чтобы рассчитать заглубленный или мелкий фундамент ленточного типа потребуются характеристики, из которых состоит данный рельеф местности.

Взять эти физико-математические данные можно в отчетах инженерно-геологических направлений. Несмотря на то, что за это придётся заплатить, зачастую это стоит этого, тем более если строительство планируется в районах с неблагоприятными геологическими условиями.

Отталкиваться нужно от величины среднего давления под основанием фундамента. Число должно быть не более сопротивления основания, которое определяется по следующему принципу:

Для того чтобы рассчитать фундамент с помощью этой формулы, нужно учитывать перечень требований по глубине траншеи и размерам. Со всеми величинами можно ознакомиться в разделе № 5 СП 22.13330.2011. О том, как определить несущую способность грунта на вашем участке, смотрите в этом видео:

Коэффициенты сопротивления разных категорий грунтов

Все другие случаи вычисляются с использованием средних коэффициентов, определяющихся непосредственно от типа грунта (супесь, суглинок, глина):

коэффициент величины крупнообломочных типов;

коэффициент величины песчаных типов;

коэффициент величины глинистых типов;

коэффициент величины суглинистых типов;

коэффициент величины заторфованных песков;

коэффициент величины элювиальных крупнообломочных типов;

коэффициент величины элювиальных песков;

коэффициент величины элювиальных глинистых типов;

коэффициент величины насыпных типов;

Исходные данные для расчета фундамента:

Площадка строительства характеризуется следующими атмосферно-климатическими воздействиями и нагрузками:

• вес снегового покрова (расчетное значение) – 240 кг/м2
• давление ветра — 38 кг/м2

Объект представляет сбой склад для хранения продукции, габаритами 50м х 12 м и высотой от 11,50м до 14м относительно пола. По оси «Б» должен примыкать к существующему зданию, а по оси «Г» в дальнейшем хотели возвести такой же склад, поэтому надо было предусмотреть общие фундаменты по этой оси. Геология как всегда дана соседнего объекта, просадочность брал со скважины №8. Сам каркас я считал с помощью ПК ЛИРА.

Расчет фундамента МЗЛФ для коттеджа 6х5 м

Выбран проект шале с размерами ленты:

• • • наружный периметр 6х5 м;
    • ось 5,5х4,5 м;
    • ширина ленты 0,5 м, высота 0,7 м;
    • перегородка по ширине;
    • стандартные стержни арматуры 11,7 м.

На выходе получится лента длиной 25 м с площадью подошвы 12,5 квадратов, внешней поверхностью 17,5 м2. Для нее понадобится 9,625 куба бетона (учтен 10% запас), который весит 22,62 т, создает на грунт нагрузку 0,18 кг/см2.

Минимальные характеристики арматуры в этом случае получатся:

• • • диаметр — 12 мм с поперечными стержнями 6 мм;
    • пояса — два по три стержня;
    • шаг поперечных стержней 0,35 м;
    • нахлест — 0,56 м;
    • количество продольного прутка — 140 кг либо 157,2 м;
    • количество поперечной арматуры — 38 кг либо 171,4 м;
    • опалубка — 42 шестиметровых доски шириной 15 см, опоры через 1 м в количестве 44 шт.

В калькуляторах бесплатных сервисов подставляются необходимые значения, на выходе получается подобие сметы, которую можно распечатать здесь же. Это снижает транспортные расходы, избавляет от большого запаса, который не пригодится в дальнейшем

На этапе заливки ленты важно не забыть о вентиляционных, технологических отверстиях. Первые необходимы для увеличения ресурса основания, цоколя, перекрытия нулевого цикла

Сквозь гильзы, установленные в технологических отверстиях, позже будут подводиться системы жизнеобеспечения. Выдалбливание/высверливание отверстий в застывшем бетоне чревато микротрещинами вокруг отверстий.

Монолитный железобетонный ленточный фундамент

На формирование монолитного фундамента влияют три фактора:

• Пучинистость грунта;
• Несущая способность основания;
• Глубина промерзания грунта.

Наиболее высокая несущая способность у скалистых оснований, глинистых сухих грунтов. Подошва фундаментного основания должна быть находиться ниже отметки промерзания земли. То есть ниже уровня почвы, подверженной морозному вспучиванию. Посмотрите видео-семинар о том, как заливать фундамент:

https://youtube.com/watch?v=js76KAg5mAs

Рассчитывая ленточное монолитное основание дома, определают марку бетона, класс арматуры, площадь опоры строения и его габариты.

Для оснований малоэтажных зданий применяют бетон марки 250 и марки 300.

Для всех ленточных фундаментов малоэтажных зданий применяют арматуру класса А 3.

Для создания армокаркаса монолитного основания для малоэтажных домов в опалубке располагают два параллельных ряда из вертикальных прутьев ребристого сечения с шагом 15 – 20 см. Поперечные отрезки гладкой арматуры фиксируют вязальной проволокой с вертикальными прутьями. Такая схема армирования обеспечит достаточную прочность ленточного монолитного фундамента дома.

Табличные сведения

Пример статистических данных:

• Стены каркасного типа толщиной не более 15,0 см – 55 кг/м. кв;
• стены из дерева, бруса –до 105 кг/м. кв;
• кирпич, толщиной не более 15,0 см – 275 кг/м. кв;
• железобетон – 380 кг/м. кв;
• перекрытие из железобетона – 550 кг/м.кв;
• деревянные балки – от 100 до 310 кг/м.кв;
• лента листовой стали — 35кг/м.кв;
• шифер из асбеста мелкого помола — 55кг/м.кв;
• рубероид — 60кг/м.кв;
• черепица — 80кг/м.кв.

Вероятную массу снега также можно самостоятельно рассчитать. Для этого нужно знать средний показатель уровня осадков за последние несколько лет по данной местности. Значения нестабильны и варьируются в зависимости от региона. Так, в северной части показатель воздействия равен 185м кг/кв.м, а в южной — до 45 кг/кв.м. Какую нагрузку будет иметь строение подсчитать несложно, основываясь на вышеуказанных данных.

Немаловажный фактор –ветер, его не все проектировщики учитывают, что является нарушением. Считаются данные достаточно легко. Формула выглядит так: площадь всего строения х (15,0 х h здания + 40). Итоговую сумму конвертируем в тонны, как основную единицу измерения.

Нагрузка самого базиса равна: итоговым данным от объёма, умноженного на плотность материала для строения или N =Vф х Q. Считается, чтообъём вычисляется согласно формуле: V = S х H, где первое значение это площадь, второе – высота строения.

Часто при сооружении используют столбчатый тип фундаментов, когда в основу заливают несколько штук или десятков армированных столбов

В таком случае, расчёты проводятся индивидуально для каждого, радиус изделия также берётся во внимание.Посчитанная цифра будет исчисляться на основе суммарных данных от объёма столба, умноженного на плотность того же столба, или P = V х Q. Объём столба высчитывается по формуле и равен: площадь, умноженную на высоту

На практике чаще всего применяют фундамент свайного типа. Чем глубже забиты сваи в земляную основу, тем меньше давление на пласт земли. Также существенно снижается вероятность деформации капитального строения. Давление сваи на основу вычисляется с помощью формулы

Важно понимать, что чем больше радиус сваи, тем большее давление она создаёт в нижней части основы.Расчёт мелкозаглубленного ленточного фундамента проводится аналогичным способом. Не забываем, что мелкозаглубленный фундамент требует наличия глубины не менее чем слой замерзания грунта.Сбор нагрузок на фундаменты проводится с учётом показателя промерзания

Пример непосредственного расчета

Наиболее надежным видом ленточного фундамента является монолитный.

В самом обычном случае считается масса всей постройки. Зная при этом несущую способность грунта и фундамента, можно их сравнить с массой и сделать выводы о пригодности такого ленточного фундамента. В нашем случае сделать это не получится, так как не известна ширина монолитного фундамента.

В подобном случае поступают следующим образом:

•  считается примерная масса конструкции без ленточного фундамента;
•  находится ширина фундамента с учетом того, что давление должно быть меньше несущей способности грунта;
•  уточняется ширина фундамента и внесение некоторых поправок по необходимости.

Стоит заметить, что определение несущей способности грунта невозможно без определения его типа.

Существует сразу несколько народных способов определения типов грунта. Один из самых простых заключается в том, что нужно взять небольшую горсть земли, с некоторой глубины, желательно с глубины закладки фундамента, так как именно данный грунт будет держать весь вес на себе. Эта горсть ладонями формируется в шар, а дальше осталось сделать вывод по результатам:

•  если получается сформировать хоть что-то наподобие шара, но он рассыпается, то в руках супесь;
•  если шар получился крепким, при его сжатии он не рассыпается, а просто разделяется, то это суглинок;
•  если формируется шар, а при сжатии получилась аккуратная лепешка, то это глина;
•  если же даже шар сделать не получилось, то в руках обычный песок.

Именно из результатов такого нехитрого эксперимента можно узнать о несущей способности грунта. Все данные можно взять из соответствующих таблиц:

Глубина закладывания фундамента на пучинистых грунтах должна составлять не более 50 см.

•  крупнозернистый песок имеет коэффициент сопротивления (несущую способность) 5;
•  среднезернистый песок – 4;
•  мелкозернистый песок – 3;
•  сильно увлажненный мелкозернистый песок – 2;
•  сухая супесь – 2.5, а увлажненная – 2;
•  суглинок – 2
•  сухая глина – 2,5, а увлажненная – 1;

Стоит заметить, что данные коэффициенты относятся только к обычной плотности грунта. Если же грунт имеет плотность выше среднего, то его несущая способность больше:

•  крупнозернистый песок – 6;
•  среднезернистый песок – 5;
•  мелкозернистый песок – 4;
•  сухая супесь – 3;
•  суглинок – 3 и т.д.

Примем для нашего случая коэффициент сопротивления равный 2,5.

Теперь найдем массу строения.

Как уже было отмечено, расчет будет выполняться без учета массы фундамента.

Итак, про пол в исходных данных не было сказано. Это было сделано, т.к. пол не оказывает воздействия на фундамент.

Следует приступить к расчету массы стен. Мы можем знать и площадь стен, и площадь одного блока: 60*30 = 1800 см2 = 0,18 м2.

Тогда площадь стен: 30*3 = 90 м2.

Теперь легко вычислить необходимое количество блоков: 90/0,18 = 500 штук. Зная массу одного блока можно посчитать их суммарный вес: 500*30 кг = 15 тонн.

Теперь определим массу перекрытия. Оно сделано из бетона (средняя плотность 2500 кг/м3). Сначала следует найти объем бетона: 5*10*0,15 = 7,5 м3, то есть его масса равна: 7,5*2500 = 18,75 тонны.

Теперь определяем массу крыши. Всего потрачено 5 м3 древесины. Например, сосна имеет плотность около 800 кг/м3, а береза – 900 кг/м3. Эти данные являются справочными.

Пусть использовалась сосна. Тогда найдем ее массу: 5*0,8 = 4 тонны.

Масса кровли равна: 100*26 кг = 2,6 тонны.

Значит, масса крыши равна: 4+2,6 = 6,6 тонны.

Теперь остается найти общую массу, как сумму всех масс: – 15+18,75+6,6 = 40,35 тонн.

Опубликовано 01.06.2020 Обновлено 03.06.2020 Пользователем admin