Розрахунок фундаменту. Приклад розрахунку фундаменту

Деколи здається, що серед нашого слов’янського народу є три речі, які уміє робити майже кожен, – лікувати, керувати країною і будувати. Не ламатимемо цю традицію, а лише спробуємо допомогти «народним майстрам» виконати розрахунок фундаменту і побудувати добротний фундамент своїми руками (Будівництво фундаменту с порадами по силці). Від надійності фундаменту будинку, як відомо, залежить його довговічність.

Як приклад розрахунку фундаменту розглянемо конструкцію стрічкового фундаменту з монолітного бетону на гранітному щебені, план і розріз фундаменту представлено на рис. 1. Розміри стрічкового фундаменту для розрахунку 12х6м. Конструкція фундаменту для кращого опору силам морозного навантаження, пише iBud.ua, вибрана із зовнішньою похилою поверхня. Верхня частина фундаменту має ширину 0,4м; а нижня (підошва) 0,5м. Основні характеристики будинку, для якого проводитиметься розрахунок фундаменту:

– стіни – газоблок, щільність 600кг/м3 и товщина 40см;
– підлога першого поверху насипні по грунті;
– два повні поверхи;
– міжповерхове перекриття – залізобетонні плити;
– дах скатний під кутом 45 градусів, накриття – черепиця по дерев’яних лагах;
– грунт – глина пластична;
– місце будівництва – біля Києва.

Найбільше навантаження на фундамент буде від бокових ділянок зовнішніх стін будинку по 12м (перетин А-А на рис. 1), оскільки на бічні стіни спираються плити перекриття і лаги даху. Проведемо розрахунок загального навантаження на 1м довжини підошви фундаменту в перетині А-А. Навантаження на фундамент буде дорівнює сумі навантажень від

– снігу,
– даху,
– перекриттів,
– стін будинку
– самого матеріалу фундаменту.

Для розрахунку навантаження на фундамент від снігу необхідно нормативне навантаження снігового покриву помножити на навантажувану площу даху, що припадає на 1м фундаменту. Нормативне снігове навантаження для розрахунку береться відповідно до СНіП 2.01.07-85 (див. рис. 2) для України. Площа даху на 1м фундаменту в нашому прикладі розраховується таким чином: загальна площа даху ділитися на загальну довжину фундаменту, при цьому враховуватися будуть лише бокові частини фундаменту (12+12=24м). Торцеві частини фундаменту (6+6=12м) в розрахунку не враховуються, оскільки балки покрівлі спираються лише на довгі бокові стіни. Результат розрахунку снігового навантаження:

– загальна площа покрівлі дорівнює добутку подвоєної довжини скатів на довжину карниза покрівлі. Довжина одного ската визначається таким чином: Дск=6/2=3/cos45=4,29м. Загальна площа покрівлі: Sпокр=2*4,29=8,58*12≈103м2;

– навантажувана площа покрівлі на 1м фундаменту рівна: 103/ (12+12)=4,3м2;

– питоме снігове навантаження для Києва (зона II) з таблиці буде 70кгс/м2 (див. табл.1 і рис. 2);

– снігове навантаження на фундамент: 4,3х70=301кгс.

Снігові райони СРСР (приймаються по карті 1 обов’язкового застосування 5)

Як правильно розраховується фундамент: розміри, осадка, бетон і навантаження

Розрахунок фундаменту – роботи, що передують реалізації проекту несучої конструкції. Вони включають визначення різних важливих показників, калькуляцію вартості та ін. Нюансів, які слід врахувати, досить багато. У статті ми зупинимося на основних, у тому числі вартість, навантаження, кількість бетонної суміші, осаду.

Як розраховуються витрати?

Розрахунок підстави – це останній крок перед проектуванням і початком будівництва.

Розрахунок вартості фундаменту пропонуємо розглянути на монолітній несучої конструкції стрічкового типу. Підошва будь-якої основи повинна знаходитися нижче рівня, на який промерзає земля, приблизно на 0,5 м.

Візьмемо середній показник промерзання. Він коливається в межах 0,7-1 м. Отже, глибина фундаменту дорівнює 1,2-1,5 м.

Ширину необхідно розраховувати по ряду факторів. По-перше, щільність грунту. По-друге, товщина стінових конструкцій. По-третє, кількість поверхів.

Іноді беруть до уваги інші параметри, що безпосередньо впливають на навантаження. Мінімальна допустима товщина – 0,5 м.

Приклад розрахунку

Вихідні дані ми вже знаємо. Тепер пропонуємо виконати розрахунок для фундаментів, що припускають зведення будинку з двох поверхів площею 10×8 м. До уваги слід застосовувати такі величини:

• периметр несучих стінових конструкцій – 36 погонних метрів;
• товщина кладки з цегли в півтора вироби – 0,38 м;
• ширина основи – 0,6 м;
• висота цокольного ділянки – 0,5 м;
• глибина несучої конструкції – 1,3 м;
• загальна величина основи – 1,8 м.

Крім того, розглянутий фундамент включає посилення за рахунок армирующих виробів. Треба брати прути діаметром 1-1,2 см. Один погонний метр включає 29 м арматури або 18 кг матеріалів. Нагадуємо, за основу беремо зазначені раніше параметри.

Спорудженню, возводимому за нашим прикладом, потрібно 38,88 м3 бетонної суміші. Марка – M300. Увага, це точна цифра! Не слід сприймати її буквально і купувати матеріали впритул. Зазвичай беруть з невеликим запасом. Скажімо, 40 м3. Армуючих виробів діаметром 1 см потрібно 650 кг.

У середньому один куб бетонної суміші оцінюється в 38 $. Одна тонна металу обійдеться в 1000 $. Що стосується робіт безпосередньо по заливці і армуванню несучих конструкцій, вони стоять десь 40 $ за один квадратний метр. Що в результаті? Приблизно 3670 $ (ціна матеріалів + оплата послуг робітників). Додамо форс-мажорні обставини та інші подібні фактори, отримаємо 4000 $.

Визначення навантаження на основу

З вартістю розібралися, тепер розглянемо розрахунок навантаження на фундамент, який теж грає важливу роль. Щоб обчислити показник, необхідно взяти до уваги два важливі чинники. Перший – загальна вага майбутньої споруди. Другий – експлуатаційні навантаження, що надаються на несучу конструкцію.

Розрахунок, що стосується навантаження, включає також площа і масу опори. Найоптимальніший варіант – рівномірний розподіл тиску по всій поверхні основи. Коли зробити таке не виходить, вдаються до різних конструктивним хитрощів.

Виникає логічне запитання – як порахувати вага споруди, якщо воно ще не побудовано? Для цього необхідно знати середні показники маси головних несучих елементів. До них відноситься покрівельна конструкція, стінки та перекриття. Як у попередньому випадку з вартістю, розглянемо конкретний приклад для різних матеріалів.

Вага одного квадратного метра стіновий конструкції, зробленої з колод або бруса, дорівнює 70-100 кг / м2. У цегляної стінки з товщиною 15 см маса трохи вище – 200-270 кг / м2. Якщо покрівля зроблена зі сталі листового типу, то потрібна величина становить 20-30 кг / м 2. Показник для руберойду – 30-50 кг / м2.

Залишилося дізнатися про перекриття. Маса відповідних елементів горищних приміщень у комплексі з тепловим ізолятором – 70-100 кг / м2. Цокольний ділянку, облаштований за деревним балках, разом з утеплювачем важить 100-150 кг / м2. Нагадуємо, зазначені величини вважаються усередненими.

Знаючи перераховані параметри вираховується загальна площа покрівельної конструкції, перекриттів споруди і стінок. Потім отримана цифра множиться на питому масу одного квадратного метра якого-небудь матеріалу. У результаті виходить постійне навантаження, необхідна для розрахунку.

Поряд з постійними, враховуються тимчасові навантаження. Наприклад, надавані вітром або снігом. Середня маса покриву, що утворюється через снігопад, визначається на підставі показників, властивих заданому регіону країни. Скажімо, для південної частини вона становить 50 кг / м2. У північній збільшується до 190 кг / м2. Для середньої смуги характерний показник 100 кг / м 2.

Обчислення кількості бетонної суміші на прикладі плитної основи

Щоб зрозуміти, як виконують розрахунок бетону для фундаменту, візьмемо плитную несучу конструкцію. Вона є плитою монолітного типу, яка встановлюється під всю площу споруджуваного споруди. Внаслідок цього для визначення потрібного показника необхідно з’ясувати обсяг плити. Площа множиться на товщину.

Типові споруди нерідко мають розміри 6×6 м. Значить, площа дорівнює 36 м2. Мінімально допустима товщина плитного підстави – 10 см. Бетонною суміші буде потрібно 3,6 м3. Якщо взяти плиту товщиною 20 см, вже знадобиться 7,2 м3. Для 30 см – 10,8 м3. Стільки бетонної суміші потрібно для створення гладкої плити.

Однак на цьому обчислення не закінчуються. Для розрахунку плитного підстави, якщо виходити з бетонної суміші, потрібно ще врахувати інші параметри. Справа в тому, що для збільшення жорсткості описуваних підстав застосовують спеціальні ребра. Вони прокладаються, як в поперечному, так і поздовжньому напрямку монолітної плити. Плюс дані елементи ділять її на деяке число квадратів.

Завдяки ребрам жорсткості плита краще сприймає деформаційні навантаження. Як правило, елементи облаштовують на нижній ділянці конструкції. Пояснюється це простотою створення. Інша перевага такого підходу – гладка верхня поверхня.

Розрахунок витрати бетонної суміші, призначеної для ребер жорсткості, вираховується на підставі загальної протяжності елементів і площі перетину. Мова йде про поперечної величиною. Скажімо, якщо ребра ставлять через 3 м на основі розміром 6×6 м, загальна кількість дорівнює шість штук. Нагадаємо, три ставиться вздовж і стільки ж впоперек.

Довжина кожного ребра жорсткості – 6 м, в сумі – 36 м. Висота елемента майже завжди дорівнює товщині самої плити. Поперечний переріз має або прямокутну, або трапецеидальную форму. Ширина – 0,8-1 від висоти. Відповідно, площа поперечного перерізу при плиті 10 см дорівнює 0,008 м2, об’єм – 0,288 м3.

У ситуації з трапецеидальной формою співвідношення між довжинами основ заданої фігури дорівнює приблизно 1,5. Менша основа – 0,8-1 від загальної товщини фундаментної плити, велика – в 1,5 рази більше, ніж у “батька”. Знову беремо плиту, товщина якої становить 10 см. Необхідний показник по поперечному перерізі – 0,01 м2. Обсяг ребер жорсткості вийде 0,36 м3. Аналогічними чином здійснюється розрахунок фундаменту з плитами більшої товщини.

Осадка несучої конструкції

Розрахунок осідання здійснюється за спеціальною технологією.

Розрахунок опади фундаменту проводиться по впливу постійних нормативних навантажень. Калькуляція виконується за встановленою методикою, регламентованої різними правилами. Головне, щоб отримана осаду була або дорівнює заданій, або менше її. Більше не допускається.

Відійдемо убік від житлових споруд. Візьмемо інші не менш важливі і всім відомі конструкції. Наприклад, мости. Відповідно до одного з діючих СНиП, відмінність за осадкою між сусідніми опорами не повинно стати причиною виникнення кутів перелому в поздовжньому профілі конструкції. У міських і автодорожніх мостів величина не перевищує 2%, у залізничних – 1%.

Є інші враховуються фактори. Суть в тому, що розрахунок фундаменту без визначення опади попросту позбавлений сенсу. Не має значення, для якого споруди він виконується. Будь то наведені раніше мости або житлові споруди, осадка є невід’ємною частиною їх експлуатації.

В цілому осаду несучої конструкції являє собою деформацію вертикального типу. З’являється вона внаслідок передачі на фундамент зусиль від споруди. На показник впливає і грунт. Точніше, зміна його фізичного стану в ту чи іншу сторону.

Таким чином, проектна документація в обов’язковому порядку повинна враховувати природну осадку. Для її попереднього розрахунку проводять геологічні дослідження, розраховують різні параметри, в тому числі згадані раніше, і виконують ряд інших заходів.

Коли осаду перестає відповідати потрібному рівню, необхідно провести роботи, що усувають виниклі дефекти. Спосіб вибирається, виходячи з основної причини виникнення проблеми. Приміром, нерівномірне осідання нерідко з’являється через зміни глибини залягання грунтових вод або ущільнення грунту.