Расчет фундамента по нагрузке: калькулятор, таблица расчета и как правильно рассчитать

Виды фундаментов для дома

Выбор типа фундамента целиком зависит от характеристик сопротивления грунта, рельефа участка и особенностей местного климата, наличия в грунте грунтовых вод. В большинстве случаев для одного и того же объекта можно применить не один, а несколько основных типов. Обычно проектировщики просчитывают несколько вариантов по ориентировочной стоимости и делают выбор исходя из экономической целесообразности.

Ленточный фундамент

Весь процесс проектирования фундамента строится на математических расчетах и ​​только после изучения свойств грунта на участке, отведенном под строительство. В наибольшей степени это относится к ленточным фундаментам, так как они пространственно наиболее нестабильны и могут не только прогнуться, но и сместиться в подошве и даже опрокинуться.

неблагодарное дело — давать необоснованные советы, где можно построить такой фундамент, а где нет. Такой выбор, без тщательной оценки ситуации и расчета, подобен лотерее — и в ней, как известно, мало кому везет.

• Однако при строительстве частного жилья часто это ленточный фундамент, так как иногда даже не нужно ставить опалубку для его заполнения. При правильном определении ширины, глубины и конфигурации секции ленты она имеет отличную несущую способность, что очень важно для зданий, построенных из тяжелых каменных материалов. Газобетон хоть и не очень тяжелый, но во избежание растрескивания важно, чтобы у него было прочное, статичное основание.
• Фундаментные полосы можно возводить из сборного железобетона и железобетона (блоки ФБС и УДБ) и кладочных материалов (слоистый щебень и глиняный кирпич). Но самый надежный материал — это бетонный монолит, засыпанный щебнем или армирующая космическая конструкция. Последний вариант наиболее популярен, поскольку щебень доступен далеко не во всех регионах.
  Монолитные фундаментные ленты в строительстве более трудоемки, чем сборные, но они больше подходят для газоблочных домов, так как обладают наибольшей жесткостью. Особенно это актуально для домов с подвалом или цокольным этажом — монолит герметичен и позволяет создать максимально надежный гидроизоляционный барьер. Из-за отсутствия стыков, которые необходимо ремонтировать, такие ленты еще дешевле.
• При больших нагрузках и неустойчивых грунтах ленточные основания выполняются не только в виде прямоугольной стены в земле, но могут иметь уширения как в подошве, так и в подземной части. Для увеличения площади опоры требуется большая бетонная площадка у основания. В цокольной части расширение проводят так, чтобы было достаточно места для поддержки стен дома с утеплением и отделкой, и при этом не нужно увеличивать ширину ленты по всей высоте.
• Расширение подошвы может придать ремню Т-образную или трапециевидную форму, и это также должно быть точно рассчитано. Выступ подошвы относительно вертикальных частей ремня делают не более 200 мм, чтобы не вызывать возникновения напряжений из-за растяжения.
• При наличии цоколя обычно используют Т-образную ленту, горизонтальная часть которой расположена ниже нижней границы этажа. Высота опорной стопы около 300 мм, расстояние от ее подошвы до уровня нижнего этажа по земле засыпано утрамбованным песком.
• Нормальная кладка любого фундамента считается вариантом, когда подошва опускается ниже пределов промерзания грунта. В России даже на средней полосе отметки UPG варьируются в пределах 1,1-1,5 м, что также во многом зависит от типа местности. Лента такой высоты никак не может стоить дешево, ведь объем бетона получается большим, да к тому же нужно подумать и о черновых полах.
• Такой вариант целесообразен только при строительстве дома с подвалом — без него все стараются строить небольшие ленты. Это можно сделать, но и здесь требуется точный расчет нагрузки дома на фундамент. Этот вариант может подойти для стен из газобетона, но, скорее всего, также потребует расширения подошвы. Залить Т-образную ленту без опалубки невозможно, так как траншею придется делать не по ширине ленточной стены, а по ширине ее нижней опоры.

При закладке фундамента в зоне промерзания рыхлые слои увеличивают по толщине, чтобы заменить слабый слой почвы и нейтрализовать силы мороза. Идеальным средством борьбы с вертикальными и боковыми подъемными силами является размещение утеплителя под подошвой ремня и под отмосткой. Чтобы понять, что именно нужно делать, нужно иметь информацию, предоставленную предварительным исследованием почвы.

Монолитная плита

Вариант, не создающий проблем даже при строительстве без проекта, — монолитная плита, хотя, конечно, она также необходима для расчета нагрузки на фундамент. Сплошной монолит подходит практически для любого грунта, включая малопрочные, неравномерно сжатые и переувлажненные грунты. Вероятность проседания грунта здесь минимальна, так как плита имеет большую площадь опоры и равномерно прижимается.

Еще одно преимущество — возможность создания подземного варианта с укладкой в ​​грунт только основных слоев (песчаные подушки, плинтус, тепло- и гидроизоляция). Объем земляных работ и стоимость опалубки минимальны, а вместе с отсутствием необходимости формировать перекрытие хорошо компенсируется увеличение расхода бетона и металла на формирование монолита.

Для уменьшения толщины — а значит для экономии бетона, при формировании фундамента допускается совмещение плиты с лентой, играющей роль ребер жесткости. Лента может быть опорой для плиты (когда она направлена ​​в землю и находится внизу), а также, будучи размещенной над плитой, действует как основание. Врезанные в землю ребра не только защищают плиту от возможных сдвигов, но и принимают на себя львиную долю нагрузки.

Это позволяет уменьшить горизонтальную часть монолита до 200-250 мм, в то время как строительные нормы требуют минимальной толщины плиты 500 мм. Но и здесь, конечно, все зависит и от конкретных нагрузок. Плита с такой конструкцией идеально работает на изгиб, а при правильно выполненном дренаже (ведь здесь сказываются не только грунтовые, но и поверхностные воды) избавляет дома от многих проблем в регионах с холодным климатом.

Недостатком плит в подвальных домах является отсутствие места для размещения коммуникаций, так как трубы необходимо прокладывать в жилом помещении, под полом. Доступ к участкам трубопроводов, проходящим под самой плитой, для ремонта ограничен, необходимо предусмотреть резервные линии.

Такие фундаменты не строят на вечномерзлых грунтах, так как:

• печь сложно защитить от воздействия подъемных сил в условиях непостоянного нагрева.
• В мерзлом состоянии любой грунт прочен, но при оттаивании теряется прочность конструкции. Требуются дополнительные опоры в виде свай, а это увеличивает стоимость фундамента.
• Под плиту придется проложить толстый слой утеплителя (не менее 200 мм), а это тоже довольно большие затраты.

Проблему с прокладкой коммуникаций, а также с обеспечением так необходимой газобетонным стенам жесткости помогает решить вариант плиты, края которой «смотрят» вверх. Их высота в среднем 30-40 см, и этого пространства, заполненного утрамбованным песком, хватит для прокладки любого трубопровода. Сверху, опираясь на цоколь, заливается монолитный плиточный пол или устанавливаются балки с черновой обшивкой и утеплителем — и перекрытия в доме надежно отделяются от коммуникаций.

Столбчатый фундамент

Столбы — вариант точечного фундамента. Кроме них к этой категории относятся и сваи — они похожи по форме, поэтому эти два типа опор часто путают. Разница между ними заключается в размере секции, которая больше у столбов, и в длине, которая меньше у столбов. Кроме того, столбы можно возводить из кирпичной кладки, при этом столбы всегда фиксированные или монолитные.

Высота столбчатых опор определяется пределом промерзания грунта. Максимальная их высота 2,5 м (такие опоры можно делать даже при небольшой глубине в 50 см, но не для дома из газобетона). Для создания надежного фундамента под каменные стены на поверхность грунта выкладывается сетка с опорой на столбы. Именно эта конструкция принимает нагрузку от веса постройки и равномерно передает ее на точки опоры.

Для формирования сетки можно использовать готовые заводские балки — обычные оконные перемычки прямоугольного сечения или балки трапециевидного сечения. Но чаще всего в малоэтажном строительстве их просто насыпают на опалубку.

По сути, сетка — это вариант фундаментной ленты на земле, и при ее возведении используются те же технологии. Единственное отличие в том, что здесь кольцевая железобетонная балка упирается не в землю, а на столбы. Поэтому такой фундамент называют столбчатой ​​решеткой. Это один из самых дешевых вариантов, но подходит не для всех условий строительства.

Например, столбчатые опоры не проектируют на сильно проседающих и подвижных грунтах, на неровном грунте, когда перепады высот превышают 2 м. Такой тип фундамента не подходит для устройства цокольного этажа, а также для тяжелых стен из кирпича или бетон с облицовкой из кирпича.

Как и в случае с ленточным фундаментом, высоту стоек можно уменьшить, если предусмотреть расширение подошв. Чтобы залить монолитный столб, нужно вырыть под ним яму такого размера, чтобы в нее мог поместиться и человек, устанавливающий опалубку. А чтобы можно было переходить из одной ниши в другую, ямы между собой соединяются небольшими траншеями по ширине.

Как вариант, сразу роют большую траншею. В любом случае объем земляных работ будет больше, чем при неглубокой плите. Причем опалубка имеет довольно сложную конфигурацию, особенно когда необходимо предусмотреть увеличение подошвы.

По этим причинам столбчатые фундаменты как таковые при строительстве частных домов практически не используются. Чаще устанавливаются носители, образованные приставленной технологией. В народе их называют столбчатым фундаментом, но на самом деле это не столбы, а сваи.

Свайный фундамент

Основное отличие от столбов — это значительная длина столбов, что позволяет вырезать непригодные для строительства слои почвы любой толщины. В результате даже на затопленном участке или на болоте можно забить глубокие сваи, связать их сеткой и построить дом или любой другой объект.

Это единственный тип фундамента, подходящий для любой проблемной местности: просадки, набухания, промокания, вечной мерзлоты. Свайный фундамент не рекомендуется использовать только для каменистых грунтов — пробурить их сложно и не нужно, так как грунт имеет отличную прочность.

Оптимальность этого выбора также должна быть подтверждена анализом почвы. Кроме того, необходимо учитывать такие данные:

1. сейсмическая активность в регионе;
2. конструкция здания;
3. рельеф местности;
4. наличие поблизости построек и коммуникаций;
5. суммарные нагрузки, действующие на фундамент.

Столбы часто сочетаются с фундаментными обрешетками или плитами, и в этом случае они являются армирующими элементами почвы. Это самые дорогие варианты фундаментов, но условия строительства отнюдь не благоприятные.

Основной особенностью классификации свай являются способы их установки:

• К направляющим сваям относятся все варианты сборного железобетона, которые устанавливаются в предварительно пробуренный котлован с помощью механизмов — не только ударных, но и давления, вибрации. Такие сваи могут иметь различную форму в сечении (не только круг или четырехугольник, но и трапецию или призму), быть пустыми или цельными. По материалу такие сваи могут быть не только железобетонными, но и стальными и даже деревянными.
• К винтовым сваям относятся только те сваи, которые имеют хотя бы одну лопасть и устанавливаются путем ввинчивания в грунт. Их делают из железобетона и металла. Второй вариант не очень подходит для дома из газобетона, кроме случаев, когда столбы обвязаны железобетонной сеткой. В этом случае полости столбов необходимо заполнить цементной или песчано-цементной смесью и хорошо заделать приваркой дюбелей. Бетонные винтовые сваи в частном домостроении — редкость.
• Направляемые сваи называются опорами, устанавливаемыми в колодцы. К тому же они не бурятся, а образуются в результате принудительного выдавливания почвы. Существуют разные технологии, в которых используются механизмы с разными принципами работы (вытеснение, виброформование и т.д.). Основное отличие в том, что бетон кладется прямо в колодец, без футеровки.
• Перфорированные сваи отличаются от набивных только тем, что бетон закладывается в предварительно пробуренные ямы. Метод очень удобно использовать при пересечении водоносных горизонтов, когда стены колодца нужно сразу укрепить (например, в пропитанной глине). Для этого можно использовать кожух чуть меньшего диаметра — между его стенками и землей заливается раствор бентонитовой глины. Затем труба снимается и полость скважины цементируется. Есть как минимум 5 других технологий бурения свай, разница между ними зависит от типа используемого оборудования.

Не будем описывать характеристики технологий, скажем только те, которые используются в частном строительстве. В основном это комбинация трамбовочной и буровой свай, которая называется буронабивным фундаментом. Для его устройства бурят скважины и заливают бетоном прямо в землю. В качестве альтернативы, если характеристики сопротивления грунта слабые или он пропитан водой, можно использовать постоянные оболочки асбестоцементных труб.

Валы для буронабивных опор с футеровкой из асбестоцементных труб

Такие сваи будут иметь максимальную устойчивость при наличии камуфляжной пятки (уширение в основании), что позволяет немного уменьшить глубину укладки. Сделать такое удлинение можно с помощью специального приспособления — дрели TISE. Он имеет складной плуг чашеобразной формы, который надевается на вал после бурения скважины. Эта технология позволяет увеличивать основание без развития котлована или большой котлованы, сводя к минимуму объем земляных работ. Высота такой сваи обычно соответствует глубине промерзания, но не может быть меньше 1,5 м.

Принцип формирования кучи по технологии TISE

Столбы должны возвышаться на 20 см над уровнем земли, чтобы головы можно было бросить в решетку. Для этого вокруг котлована устанавливается 4-х осевая опалубка, с помощью которой формируется продолжение сваи. Чтобы упростить себе задачу и обойтись без опалубки, многие просто оставляют гнезда арматуры необходимой длины. Опалубка также позволяет избавиться от опалубки. Это дополнительные расходы, и каждый разработчик сам решает, брать их на себя или нет.

Если зимой в регионе выпадает много снега, а первый этаж дома нужно поднять, выгоднее это делать не за счет увеличения высоты сетки, а за счет надземного широкого свеса полюса. В этом случае их намного проще формировать по опалубке или просто отдать предпочтение заводским железобетонным изделиям.

Как выбрать тип фундамента для дома

В первую очередь выбор типа фундамента зависит от конструкции нулевого цикла, то есть наличия или отсутствия цоколя. Подвальный вариант обычно предпочитают сельские жители и владельцы дачных участков, ведь помещения под домом избавляют от необходимости строить дополнительные погреба или другие помещения для хранения продуктов. Горожане часто предпочитают подвал, в котором можно разместить все технические помещения, а также оборудовать прачечную, сауну, мини-спортзал — не говоря уже о гараже, для которого не всегда хватает места на небольших площадях, предназначенных для индивидуального строительства. Корпус.

Отказ от фундамента обычно продиктован либо его ненужностью, либо наличием противопоказаний, связанных с геологической средой: увеличением УГВ или чрезвычайно плотным грунтом, разработка которого обходится слишком дорого. Если таких противопоказаний нет, то для формирования помещения в нулевом цикле можно использовать только ленточный или плитный фундамент.

В этом случае лента помимо функций фундамента будет играть еще и роль стен подвала. Что касается фундамента из плиты, то стены, которые на нее опираются, являются просто замыкающими конструкциями. Если они монолитные, их совмещают с ребрами жесткости плиты.

Если в подвальном доме между цокольной плитой и цоколем получается лишь небольшой зазор, который используется для прокладки коммуникаций, то при заглублении плиты образуются полноценные помещения. Однако в этом случае, как и во всех других, необходимо учитывать геологическую среду.

Учет состояния грунта

Перед началом проектирования местность исследуется. Основная цель этого действия — выявить происходящие в почве процессы, которые могут быть опасны для заложенных в ней конструкций (оползни, зыбучие пески, суффозия, пропитка). Кроме того, необходимо изучить структуру слоев земли, их механические характеристики, степень влажности и коррозионной активности. Полученные данные помогут выбрать лучший вариант, устойчивый к существующим неблагоприятным факторам, а также рассчитать его экономическую целесообразность.

Отсутствие полного анализа может привести к печальным последствиям: от разрыва трубопроводов до входа в здание и в конечном итоге с перекосом или опрокидыванием дома. Для исследования в земле бурят скважины и отбирают пробы прямо на стройплощадке не менее чем в пяти точках: в углах здания и в центре.

Образцы обычно анализируются в лаборатории, но могут быть проанализированы и в полевых условиях. Последний вариант часто используется, когда требуется свайное поле, и помогает определить лучший способ заглубления опор.

В лабораториях на пробах выявляют:

• подгруппа почв по классификации;
• состав пласта, его физические свойства и механическое состояние;
• однородность конструкции по площади и глубине резервуара;
• стандартизованные функции;
• оценивается вероятность изменения характеристик грунта в процессе строительства и эксплуатации.

Каждый тест проводится трижды, и в качестве результата принимается среднее арифметическое. Изучаются не только сыпучие образцы, но и монолиты с невозмущенной плотностью. Лаборатория оценивает состав зерен, плотность и прочность, а также процент влажности. Основное испытание выявляет степень деформации грунта при сжатии и может проводиться несколькими способами: с помощью штампа, манометра, щупа, стабилометра. Это зависит от типа грунта, ведь часто бывает необходимо изучить не только характер деформации, но и определить консистенцию каждого слоя.

Одним из основных показателей грунта является величина оседания — это разница между исходным положением и положением после перемещения под нагрузкой. Расчет фундаментной плиты зависит от результатов этого испытания, если речь идет о лентах или опорах. Задача проектировщика — обозначить такие размеры фундамента, которые позволят ему осесть равномерно, так как именно неравномерная осадка вызывает проблемы с растрескиванием.

Даже когда верхний слой почвы показывает одинаковую просадку во время испытаний, он неравномерно принимает разные нагрузки. Поэтому при выборе фундамента или комбинации двух конструкций большое значение имеет конструкция здания, в которой могут быть разной высоты, пристройки и надстройки. Это другой вес и, следовательно, разные нагрузки, которые должна выдерживать земля.

СП 22.13330 предлагает таблицы расчетных сопротивлений для разных типов грунтов, на основании которых можно сделать предварительные расчеты. Но точные данные можно получить только с использованием реальных показателей, полученных в процессе изучения почвы. Особо анализируется поверхностный слой почвы, в котором может скапливаться вода, стекающая с поверхности. Чем больше в почве пор, тем больше воды она может собрать, особенно если под рыхлым слоем есть глиняная прокладка.

Лед, образующийся при минусовых температурах, занимает больше места, чем вода. Увеличивая объем, он выталкивает твердые и прочные частицы земли на поверхность, вызывая разбухание почвы — и это происходит по всей толщине мерзлого слоя. Чтобы понять, где находятся границы слоя, вам не просто нужно узнать средний уровень промерзания почвы в конкретном регионе.

определять УПГ необходимо исходя из типа почвы, так как не все промерзают одинаково. В том же городе глина может промерзать на 130 см, а крупнозернистая почва — на все 190 см, что является еще одной причиной проведения анализа почвы перед запуском проекта.

Грузовая площадь для сбора нагрузок на фундамент

Разберем сбор грузов на примере. Для расчета ленточного фундамента потребуется собрать нагрузки со всех конструкций, от крыши до стен.

Что такое сбор груза? Начнем с того, что ширина фундаментной плиты напрямую зависит от величины нагрузки конструкций. Поэтому первым делом нужно проанализировать, сколько типов планок фундамента мы назначим.

В нашем примере мы рассмотрим двухэтажный дом без подвала с несущими стенами по цифровым осям. На эти стены опираются сборные перекрытия первого этажа и монолитный пол второго этажа, а также на них опираются балки деревянной крыши. По осям букв — самонесущие стены.

Как собирают груз? Если стена самонесущая, то просто учитывается вес одного погонного метра этой стены (окна и двери мы не рассматриваем условно). Если стена несущая и на нее опирается пол, конструкции крыши или лестницы, к весу самой стены прибавляется нагрузка половины пролета перекрытия (крыши).

Зона, из которой забирается груз, называется грузовой зоной. Допустим, расстояние между двумя несущими стенами составляет 4 метра. Набираем нагрузку на 1 погонный метр. Одна половина пролета будет приходиться на одну стену, вторая — на другую. Это означает, что площадь загрузки для каждой стены этого этажа составляет 4 * 1/2 = 2 м 2.

Если на стене с двух сторон находится перекрытие, то эти две грузовые площадки необходимо сложить.

На рисунке показана планировка дома и погрузочных площадок для каждой стены.

Нагрузка на стены по осям «1» и «3» одинаковая, это будет первый тип фундамента. Нагрузка на стену по оси «2» намного больше, чем на внешние стены (во-первых, нагрузка от перекрытий и кровли вдвое больше, во-вторых, сама стена по оси «2» больше), это будет второй тип фундамента. И третий тип — это нагрузка на самонесущие стены по осям А и В».

Определившись с количеством типов фундаментов, определим нагрузки от конструкций.

Нагрузка на 1 м 2 этажа над первым этажом.

Нагрузки учитываемые при расчете фундаментов

Нагрузки и воздействия при расчете оснований и фундаментов

Основные положения и правила определения и учета всех видов нагрузок и воздействий, а также их сочетаний определены в соответствии со СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия».

При проектировании фундаментов зданий и сооружений необходимо учитывать нагрузки, возникающие при их строительстве и эксплуатации, а также при производстве, хранении и транспортировке строительных конструкций.

Основными характеристиками нагрузок являются их нормативные значения, установленные СНиП для нагрузок и воздействий. Расчетные значения действующих нагрузок определяются как произведение стандартных значений коэффициентов запаса прочности по нагрузке γf, которые должны соответствовать рассматриваемому предельному состоянию и учитывать любые отклонения нагрузок в неблагоприятном направлении от стандартные значения.

При расчете фундаментов зданий и сооружений на первую группу предельных состояний принимается коэффициент надежности:

1. По весу строительных конструкций
2. При проверке конструкций на устойчивость положения от опрокидывания, а также в других случаях, когда уменьшение веса конструкций и грунтов может ухудшить условия эксплуатации конструкций, необходимо произвести расчет, принимая для для всех конструкций или их части коэффициент запаса прочности по нагрузке f = 0,9.
3. При определении нагрузок на грунт необходимо учитывать переносимые на землю нагрузки хранимых материалов, оборудования и транспортных средств.
4. Для металлических конструкций, у которых силы собственного веса превышают 50% от общих сил, следует принимать γf = 11.
5. Коэффициенты запаса прочности по нагрузке f по весу оборудования
6. Для равномерно распределенных нагрузок значение γf принимается: 1,3 — при полном нормативном значении до 2,0 кПа (200 кгс / м 2); 1,2 — с полным нормативным значением 2,0 кПа (200 кгс / м 2) и выше.
7. При передаче груза от крана γf = 1.1.
8. Для снеговой нагрузки γf = 1,4; если отношение нормативного значения нагрузки, равномерно распределенной по весу дорожного покрытия, к нормативному значению снежного покрова менее 0,8, значение запаса прочности следует принять равным 1,6.
9. Для ветровой нагрузки f = 1,4.
10. Для климатических воздействий температуры γf = 1,1.

При расчете фундаментов зданий и сооружений на вторую группу предельных состояний (по деформациям) коэффициент надежности принимается равным единице.

Все нагрузки в зависимости от продолжительности их действия делятся на постоянные и временные.

К постоянным нагрузкам относятся нагрузки, которые при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений действуют и возникают постоянно. К ним относятся: вес частей зданий и сооружений, включая вес опорных и ограждающих конструкций; вес и давление почвы; горное давление и др.

Временные нагрузки делятся на:

• долгосрочные — вес временных перегородок, стационарного оборудования (машин, приборов, двигателей, резервуаров, трубопроводов с арматурой, опорными деталями и т д.), давление газов, жидкостей и сыпучих материалов в контейнерах и трубопроводах, нагрузки на перекрытия от хранящиеся материалы, грузы от людей, животных на потолках, вертикальные нагрузки от мостовых кранов и мостовых кранов и т д.;
• краткосрочные — нагрузки оборудования в пусковых, переходных и испытательных режимах, масса людей и ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования, грузы мобильного подъемно-транспортного оборудования, снеговые нагрузки с нормативным значением полной, ветровые, ледовые грузы и т.д.;
• специальные — статические, взрывные воздействия, нагрузки, вызванные внезапными нарушениями технологического процесса, временной неисправностью или выходом из строя оборудования, эффекты, вызванные деформациями основания с коренным изменением структуры грунта (при пропитке лессовидных просадочных грунтов) или его проседание в карстовых регионах или в районах добычи полезных ископаемых.

Расчет фундаментов зданий и сооружений на предельные состояния первой и второй групп следует проводить с учетом наиболее неблагоприятных сочетаний нагрузок.

В зависимости от состава учитываемых нагрузок различают следующие сочетания:

1. основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных;
2. специальные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, кратковременных нагрузок и одной из особых нагрузок.

Если учитываются комбинации, включающие постоянные нагрузки и не менее двух кратковременных нагрузок, рассчитанные значения временных нагрузок необходимо умножить на коэффициенты комбинации: а) в базовых комбинациях для длительных нагрузок ψ1 = 0,95, для краткосрочного ψ2 = 0,9; б) в специальных сочетаниях для длительных нагрузок ψ1 = 0,95, для кратковременных нагрузок ψ2 = 0,8.

Фундаменты зданий и сооружений рассчитываются исходя из деформаций для основного сочетания нагрузок, по несущей способности — для основного сочетания, а при наличии особых нагрузок — для основного и специального сочетания.
Нагрузки на перекрытие и снеговые нагрузки могут быть как долгосрочными (при расчете деформаций), так и кратковременными (при расчете фундаментов по несущей способности).

Нормативные значения равномерно распределенных временных нагрузок на чердаки, лестницы и перекрытия на площадках приведены в СНиП для нагрузок и воздействий.

При определении продольных сил для расчета нагрузок на фундамент от двух или более этажей общие значения стандартных нагрузок должны быть уменьшены путем умножения на коэффициент комбинации ψn:

1.  Для квартир в жилых домах, общежитиях и гостиницах, комнат в больницах и санаториях, офисах, бытовых помещениях промышленных предприятий:
2.  Для читальных залов, столовых, торговых залов, участков обслуживания и ремонта оборудования на производственных предприятиях:

A> A2 = 36 м 2 по формуле (1.7);

n — общее количество этажей, от которых рассчитываются нагрузки на фундамент.

Пример 1.1. Определите нагрузку на фундаменты наружных стен здания с цоколем (рис. 1.4). Стены здания кирпичные, толщина внешних стен первого этажа 64 см, внутренних стен 51 см; толщина стен остальных этажей: внешняя — 51 см, внутренняя — 38 см. Высота этажа — 3,0 м. Межэтажные и мансардные этажи в большом железобетонном перекрытии, крыша плоская из железобетона плиты по строительным балкам с технической плитой.

Сбор нагрузок выполняется в следующей последовательности. Определить постоянные нормативные нагрузки от: веса покрытия (гидроизоляционного ковра, пола и балок) — 1,50 кПа; вес мансарды с утеплителем — 3,8 кПа; вес межэтажного перекрытия — 3,6 кПа; вес перегородок — 1,0 кПа; вес карниза — 2,0 кН; вес 1 м3 кладки — 18 кН (1800 кг).

СНиПу устанавливает временные нормативные нагрузки: снег при горизонтальной проекции 1 м 2 — 1,5 кПа; временное для мансардного этажа — 0,7 кПа; временный для межэтажного перекрытия — 2,0 кПа (200 кгс / м 2).
С учетом постоянных и временных нагрузок нагрузки на фундамент наружной стены определяются на уровне планировочного уровня.

Предварительно выделяется грузовое пространство, которое в данном случае определяется следующими контурами; расстояние между осями оконных проемов по зданию и половина расстояния очистки между стенами — по зданию:

Эту зону постоянной нагрузки берем, пренебрегая ее уменьшением на первом этаже за счет увеличения ширины внешних и внутренних стен.

1. Вес покрытия 1,5 * 7 = 10,5 кН.
2. Вес перекрытия 3,8 * 7 = 26,6 кН.
3. Вес шести этажей 3,6 * 7 * 6 = 151,5 кН.
4. Все перегородки на шести этажах 1,0 * 7 * 6 = 41 кН.
5. Вес карниза и стен над полом (2,0 + 6,0 * 0,51 * 1,8) * 2,53 = 19,8 кН.
6. Вес подвала и стен первого этажа за вычетом веса оконных проемов на длине 2,53 м:
7. Вес стены со второго этажа и выше за вычетом веса оконных проемов на длине 2,53 м:

Общая постоянная нагрузка составила 596,4 кН.

1. Снег 1,5 * 7 = 10,5 кН.
2. На мансардном этаже 0,7 * 7 = 4,9 кН.
3. Для шести межэтажных этажей с учетом понижающего коэффициента 0,7:

В этом случае коэффициент комбинации ψn1 = 0,7 определялся по формуле (1.6).

Суммарная нагрузка на 2,53 м стены составила 74,2 кН. Тогда стандартная нагрузка на 1 м наружной стены будет равна

Аналогичным образом можно определить нагрузку на фундамент на уровне земли под внутренней стеной здания.

Расчет нагрузки на фундамент

Расчет нагрузки на фундамент необходим для правильного выбора его геометрических размеров и площади основания фундамента. В конечном итоге от правильного расчета фундамента зависит прочность и долговечность всего здания. Расчет сводится к определению нагрузки на квадратный метр земли и сопоставлению ее с допустимыми значениями.

Для расчета необходимо знать:

• Регион, в котором построено здание;
• Тип почвы и глубина грунтовых вод;
• Материал, из которого будут выполнены конструктивные элементы здания;
• Планировка здания, этажность, тип кровли.

На основании необходимых данных после проектирования конструкции проводится расчет фундамента или его окончательная проверка.

Попробуем рассчитать нагрузку на фундамент для одноэтажного дома из полнотелого кирпича сплошной кладки, при толщине стен 40 см. Размеры дома 10х8 метров. Перекрытие цоколя — железобетонные плиты, перекрытие 1 этажа — дерево по стальным балкам. Крыша двускатная, покрыта металлочерепицей, с уклоном 25 градусов. Регион — Московская область, тип почвы — влажный суглинок с коэффициентом пористости 0,5. Фундамент из мелкозернистого бетона, толщина стены фундамента для расчета равна толщине стены.

Определение глубины заложения фундамента

Глубина заделки зависит от глубины промерзания и типа почвы. В таблице приведены справочные значения глубины промерзания грунта в разных регионах.

Глубина фундамента в общем случае должна быть больше глубины промерзания, но есть исключения из-за типа грунта, они указаны в таблице 2.

Глубина фундамента необходима для последующего расчета нагрузки на грунт и определения его габаритов.

Глубину промерзания почвы определяем по таблице. Для Москвы она составляет 140 см. По таблице находим тип почвы — суглинок. Глубина кладки должна быть не менее расчетной глубины промерзания. Исходя из этого, выбрана глубина фундамента под дом 1,4 метра.

Расчет нагрузки кровли

Нагрузка кровли распределяется между теми сторонами фундамента, на которые через стены опирается стропильная система. Для обычной двускатной крыши это обычно две противоположные стороны фундамента, для двускатной крыши — все четыре стороны. Распределенная нагрузка на крышу определяется площадью свеса крыши, относящейся к площади нагруженных сторон фундамента, и умножается на удельный вес материала.

1. Определите площадь проекции крыши. Размеры дома 10х8 метров, площадь выступа двускатной крыши равна площади дома: 10 8 = 80 м 2 .
2. Длина фундамента равна сумме двух его длинных сторон, так как двускатная крыша опирается на две противоположные длинные стороны. Следовательно, длина нагруженного фундамента определяется как 10 2 = 20 м.
3. Площадь фундамента, нагруженного кровлей толщиной 0,4 м: 20 0,4 = 8 м 2 .
4. Тип облицовки металлический, угол наклона 25 градусов, значит, нагрузка, рассчитанная по таблице 3, составляет 30 кг / м 2 .
5. Нагрузка крыши на фундамент 80/8 30 = 300 кг / м2 .

Расчет снеговой нагрузки

Снеговая нагрузка передается на фундамент через крышу и стены, затем нагружаются те же стороны фундамента, что и при расчете кровли. Площадь снежного покрова рассчитывается равной площади кровли. Полученное значение делится на площадь нагруженных сторон фундамента и умножается на удельную снеговую нагрузку, определенную по карте.

1. Длина ската для крыши с уклоном 25 градусов составляет (8/2) / cos25 ° = 4,4 м.
2. Площадь кровли равна длине конька, умноженной на длину ската (4,4 · 10) 2 = 88 м 2 .
3. Снеговая нагрузка для Подмосковья по карте составляет 126 кг / м 2. Умножаем на площадь кровли и делим на площадь нагруженной части фундамента 88 126/8 = 1386 кг. / м 2 .

Расчет нагрузки перекрытий

Потолки, как и крыша, обычно опираются на две противоположные стороны фундамента, поэтому расчет ведется с учетом площади этих сторон. Площадь этажа равна площади здания. Для расчета нагрузки на перекрытие необходимо учитывать этажность и перекрытие цокольного этажа, то есть перекрытия первого этажа.

Площадь каждого этажа умножается на удельный вес материала из Таблицы 4 и делится на площадь нагруженной части фундамента.

1. Площадь этажа равна площади дома — 80 м 2. В доме два этажа: железобетонный и деревянный на стальных балках.
2. Умножаем площадь железобетонного перекрытия на удельный вес из Таблицы 4: 80 * 500 = 40 000 кг.
3. Умножаем площадь деревянного пола на удельный вес из таблицы 4: 80 200 = 16000 кг.
4. Суммируем их и находим нагрузку на 1 м 2 нагруженной части фундамента: (40 000 + 16 000) / 8 = 7000 кг / м 2 .

Расчет нагрузки стен

Нагрузка на стену определяется как объем стен, умноженный на удельный вес из таблицы 5, результат делится на длину всех сторон фундамента, умноженную на его толщину.

1. Площадь стен равна высоте здания, умноженной на периметр дома: 3 · (10 · 2 + 8 · 2) = 108 м 2 .
2. Объем стен — это площадь, умноженная на толщину, он равен 108 0,4 = 43,2 м 3 .
3. Вес стен находим, умножив объем на удельный вес материала из таблицы 5: 43,2 1800 = 77,760 кг.
4. Площадь всех сторон фундамента равна периметру, умноженному на толщину: (10 2 + 8 2) 0,4 = 14,4 м 2 .
5. Удельная нагрузка стен на фундамент 77760 / 14,4 = 5400 кг.

Предварительный расчет нагрузки фундамента на грунт

Нагрузка фундамента на землю рассчитывается как произведение объема фундамента на удельную плотность материала, из которого он состоит, деленное на 1 м 2 площади основания. Объем можно найти как произведение глубины фундамента и толщины фундамента. Толщина фундамента в предварительном расчете принимается равной толщине стен.

1. Площадь фундамента 14,4 м 2, глубина фундамента 1,4 м. Объем фундамента 14,4 · 1,4 = 20,2 м 3 .
2. Масса мелкозернистого бетонного фундамента: 20,2 1800 = 36 360 кг.
3. Нагрузка на грунт: 36360 / 14,4 = 2525 кг / м2 .

Расчет общей нагрузки на 1 м 2 грунта

Резюмируются результаты предыдущих расчетов, рассчитывается максимальная нагрузка на фундамент, которая будет больше для тех сторон, на которые опирается крыша.

Сопротивление условного расчетного грунта R определяют по таблицам СНиП 2.02.01-83 «Фундаменты зданий и сооружений».

Расчет фундаментов (основания) от ветровой и снеговой нагрузок

Страница 1 из 5

1

2

3

>

5 »

Доброго времени суток уважаемые форумчане!
Меня очень мучает вопрос о расчете фундамента (фундамента.
Речь идет больше о расчете фундамента по II ГНС (на деформации) от ветровой (без пульсации) и снеговой нагрузки

Насколько я понимаю, при расчете по 1 ГПС (несущая способность) фундамент и фундаменты (только п. 2.3 СНиП 2.02.01-83) учитываются на основное сочетание расчетных нагрузок (куда ветер и снег будут входить с полный расчет краткосрочной стоимости).
В расчете по II GPS (по деформациям):
— если необходимо учесть силы на фундамент (фундаменты) от ветровой нагрузки (в основном Q и M).
Некоторые говорят, что ветер — это кратковременная нагрузка, и при расчете деформаций следует учитывать только постоянные и длительные нагрузки.
— какая часть расчетной снеговой нагрузки учитывается при расчете фундамента (фундамента) посредством деформаций.
Согласно п.2.6 СНиП 2.02.01 при расчете от деформаций снег должен выдерживать длительную нагрузку.
Насколько я понимаю: согласно СНиП 2.01.07-85 п. 1.7к «К длительным нагрузкам относятся снеговые нагрузки с пониженным расчетным значением, определяемым умножением полного расчетного значения на коэффициент 0,5» и 5,7 * » нормативное значение снеговой нагрузки необходимо определить умножением расчетных значений на коэффициент 0,7 «, получаем:
что часть снеговой нагрузки, участвующая в расчете фундамента по II HPS (для деформаций), будет равна: Длительность Ssnod = Scalc * 0,5 * 0,7 = Scalc * 0,35. Подтвердите или опровергните.

Прочитал СНиП, разные темы на форуме, поговорил с несколькими людьми, точного и однозначного ответа не получил.

Теперь я рассматриваю основу для выпускного вечера, так как здания и сила ветра существенно влияют на размер фундамента (особенно на крайних колоннах)

Какие воздействия испытывает фундамент и как их определить

В процессе эксплуатации конструкция испытывает следующие нагрузки:

Виды нагрузок, действующих на фундамент

• Статический (постоянный).
• Динамический (переменные).

Статические силы оказываются весом элементов. Они не меняются со временем. Подобный эффект имеют потолки и стены. Статические силы используются в качестве определяющих при выполнении расчетов.

При расчете фундамента используется вес кровли, внутренних и внешних стен дома, плит (балок) перекрытий, лестничных маршей и опорной части.

Динамические силы переменны. Он включает в себя влияние людей, мебели и оборудования, погоды и осадков.

Внимание! Воздействие ветра для условий малоэтажной застройки не учитывается. Действие осадков в виде снега — наиболее значимый вид динамического усилия

Эффект снега учитывается при расчете сил на основание

Действие осадков в виде снега — наиболее значимый вид динамического усилия. Эффект снега учитывается при расчете сил на основание.

Расчет фундамента

Разобравшись с характеристиками земли, можно приступать к расчету веса дома. Каждый вид фундамента требует своего подхода, поэтому рассказать обо всем сразу и не получится. Рассмотрим, как рассчитать нагрузку на фундамент на примере монолита плиты.

Расчет нагрузки на фундамент вручную

Чтобы определить толщину плиты, необходимо рассчитать нагрузку на фундамент. Для этого необходимо иметь представление об архитектуре дома: учитываются не только габариты всех конструкций, но и материалы, использованные при их возведении. В качестве примера возьмем следующие условия задачи:

1. одноэтажный дом с мансардой, размерами в плане 10 * 8 м;
2. стены из ячеистого бетона толщиной 375 мм (общая площадь 162 м²);
3. внутренние перегородки из гипсокартона площадью 120 кв.м²;
4. цокольный и мансардный этажи деревянные по балкам, площадь 160 м²;
5. металлическая кровля с учетом уклона 30 градусов, площадь 90 м²;
6. зимняя снеговая нагрузка — 170 кг / м².

В СНиП есть готовые расчетные нагрузки в кг / м² для любой конструкции в зависимости от материала изготовления. Для расчета фактических нагрузок необходимо вычисленное значение умножить на площадь и коэффициент безопасности (это тоже нормированное значение).

Вот так будет выглядеть наша расчетная таблица с нагрузкой на фундамент:

Определение нормативной нагрузки	Фактор надежности	Определение расчетной нагрузки
Стены: 162 м2 * 600 кг / м2 = 97200 кг	1.1	106.920 кг
Разделители: 120 м² * 30 кг / м² = 3600 кг	1.2	4320 кг
Перекрытия: 160 м2 * 150 кг / м2 = 24000 кг	1.1	26400 кг
Крыша: 90 м² * 60 кг / м² = 5400 кг	1.1	5940 кг
Полезная нагрузка: 160 м² * 150 кг / м² = 24000 кг	1.2	28800 кг
Снеговая нагрузка: 90 м² * 170 кг / м² = 15300 кг	1.4	21420 кг
Общее количество загрузок:		193800 кг

Так как наша плита будет выступать на 10 см со всех сторон относительно основания, ее площадь составит:
10,1 * 8,1 = 81,81 м² или 818100 см².

Удельная нагрузка на землю по весу дома рассчитывается путем деления суммы нагрузок на площадь плиты:
193800 кг: 818100 см² = 0,24 кг / см².

Если, например, строительство ведется на глинах и их несущая способность определена в лаборатории как 0,32 кг / см², необходимо вычесть и выявить разницу с полученным нами результатом:
0,32 — 0,24 = 0,08 кг / см². Это нагрузка, которую компенсирует сама плита.

Рассчитываем массу монолита, умножая разницу нагрузок на площадь плиты. У нас есть:
M = 0,08 кг / см² * 818100 см² = 65448 кг.

Теперь, разделив массу на плотность железобетона и его площадь, определяем толщину плиты:
T = 65448 кг: 2500 кг / м: 81,81 м² = 0,32 м.

Толщину плит округляют с точностью до 5 см. С полученным значением вы можете взять как 35 см, так и 30 см. Рассчитывая вариант, нужно убедиться, что земля будет нести свой вес вместе с домом, для которого проводится проверка.

1. 0,3 м * 81,81 м² = 25,55 м³ — объем монолита;
2. 25,55 м³ * 2500 кг / м³ = 61358 кг — вес листа;
3. 61358 кг + 193800 кг = 255158 кг — общие нагрузки дома вместе с весом фундамента;
4. 255158 кг: 818100 см² = 0,312 кг / см² — фактическое давление на землю;
5. Находим разницу: 0,32 кг / см² (устойчивость к почве) — 0,312 кг / см² = 0,008 кг / см² — или 2,5%.

Важно: согласно нормам разница между сопротивлением почвы и фактическим давлением на нее должна составлять от 3 до 25%. У нас получилось меньше, поэтому значение толщины плиты придется округлить в большую сторону — до 35 см.

Использование калькулятора

Для получения точных данных необходимо использовать программу проектирования, содержащую все необходимые стандартные значения. При их использовании вводятся только габариты здания и указываются типы его конструкций, на основании которых производится расчет.

Важно: не имеет особого смысла пользоваться обычными онлайн-калькуляторами, которые находятся на многих участках возле строительства, потому что полученные в них данные будут очень приблизительными. И многие ценности еще предстоит определить независимо.

Принцип использования калькулятора для расчета несущей способности фундамента заключается в следующем. Для сбора нагрузок предлагается заполнить исходные данные в разделах:

1. Стены. Указаны размеры плана, высота и этажность. Калькулятор предлагает примерную планировку с пятью внутренними стенами. Помимо внешних стен (в окне необходимо указать толщину и материал изготовления) необходимо указать материал перегородок и их толщину. Вы также можете удалить некоторые, отключив соответствующее окно.
2. Перекрывать. Здесь просто нужно указать тип каждого этажа — в данном случае у нас есть подвал и чердак.
3. Крыша. Вводятся данные о количестве откосов, угле наклона, высоте и длине свесов, а также указывается тип кровли.
4. Фонд. Необходимо указать не только тип фундамента, но и его параметры. Пришлось ввести толщину пластины, поэтому на калькуляторе нет готового рецепта для ее определения.
5. Заканчивать. В этом разделе перечислены все виды отделки (пол, стены, потолок) внутри дома и на фасаде.
6. Последний этап. В соответствующих окнах было предложено ввести полезную нагрузку и снеговую нагрузку, а также тип местности. После нажатия кнопки «рассчитать» калькулятор выдал нам список индикаторов.

По сути, сервис выполнял только роль компьютера и суммировал все нагрузки (собирал). Хотя что это, если уже известна необходимая толщина плиты?

Если с помощью такого калькулятора взять примерную толщину монолита, можно провести несколько аналогичных расчетов. В результатах появляется графа «нагрузка на основание» — сравнивая ее с расчетным сопротивлением грунта, можно понять, соответствует ли разница показателей (несущая способность грунта и нагрузки дома) нормативным диапазон (об этом сказано выше).

Подходит — значит, выбранный вариант толщины плиты обеспечит нормальное функционирование фундамента и не будет перегружать грунт (главное иметь точную информацию о типе грунта). Если разница меньше или больше допустимой, вам нужно будет произвести новый расчет с другой толщиной. Получается «метод тыка», но лучше построить дом на его фундаменте, чем не делать никаких расчетов.