Ширина подошвы ленточного фундамента бетонный

Определение ширины ленточного фундамента

Определение ширины подошвы ленточного фундамента, много времени не занимает, если нагрузки на основание от стен и расчетные характеристики основания уже известны. Например, планируется такой себе домик на пару этажей со стенами из газосиликатных блоков. Для такого дома предполагался фундамент — монолитная плита. Однако расчеты показали, что одни только материалы для такой плиты будут стоить немало. А потому возникает стойкое желание узнать не будет ли ленточный фундамент дешевле по деньгам пусть даже и в ущерб надежности?

Предварительный план дома, использовавшийся при сборе нагрузок на основание при расчете фундаментной плиты, выглядел так:

Рисунок 345.1. Примерный план 1 этажа для расчета фундаментной плиты.

При этом нагрузка на стены в сечении 3-3 составляла (для погонного метра стены):

А₃ = 750 + 1872 + 3240 +364.5 = 6226.5 кг

С₃ = 750 + 1872 + 3240 = 5862 кг

В₃ = 750 + 1872 + 6480 +364.5 = 9466.5 кг

А₁ = В₁ = 750 + 1872 + 243 = 2865 кг

А₂ = С₂ = 750 + 1872 + 243 = 2865 кг

В₂ = 750 + 1872 + 729 = 3351 кг

Примечание: данные нагрузки рассчитывались с учетом относительно небольшой высоты фундаментных стен — 0.5 м (их вес составлял 750 кг). И если фундамент будет заглубляться на 1 м и более, то значение нагрузок следует пересчитать. Например, при высоте фундамента 1 м расчетная нагрузка на основание под стенами составит:

А₃ = 750 + 6226.5 = 6976.5 кг

С₃ = 750 + 5862 = 6612 кг

В₃ = 750 + 9466.5 = 10216.5 кг

А₁ = В₁ = 750 + 2865 = 3615 кг

А₂ = С₂ = 750 + 2865 = 3615 кг

В₂ = 750 + 3351 = 4101 кг

Очень часто строители-непрофессионалы делают подошву ленточного фундамента под все стены одной ширины, а иногда и просто льют фундамент без подошвы. При достаточно прочных грунтах и небольших нагрузках на основание такое может быть допустимо, но вообще это очень большая ошибка.

Дело в том, что грунты под действием нагрузки от дома деформируются, проще говоря оседают. При этом чем меньше прочность грунтов под фундаментом, тем больше будет осадка, впрочем расчет осадки фундамента не является предметом рассмотрения данной статьи. Так вот, если делать подошву фундамента одинаковой ширины для всех стен, то осадка основания, например под внутренней стеной в сечении 3-3 будет почти в 3 раза больше, чем под наружными стенами в сечении 1-1. Более того, при неравномерной осадке фундамента в фундаменте возникают неучтенные ранее напряжения, при этом ленту фундамента под каждой из стен следует рассматривать как балку, лежащую на упругом основании, на которую действуют сосредоточенные нагрузки по концам (в углах дома) и(или) в пролете (пересечения наружных и внутренних стен).

Объективности ради добавлю, что подобную ошибку допускают не только строители-любители. Моя теща живет в сталинке — небольшом двухэтажном доме на 8 квартир, построенном после войны пленными немцами. Так вот когда я взялся выравнивать полы, то перепад отметок между одной из внутренних несущих стен и наружной стеной составлял около 10 см при расстоянии между стенами около 6 м, т.е. отметка пола возле внутренней стены была ниже отметки пола возле наружной стены. Полагаю, что виноваты в этом не кривые руки немцев или их нежелание хорошо работать, а наплевательское отношение инженера-конструктора к своим обязанностям. Впрочем, могу ошибаться.

Мы подобных ошибок допускать не будем и потому рассчитаем ширину подошвы фундамента для как минимум трех стен: 1 — наружных А₃ и С₃, 2 — внутренней В₃ в сечении 3-3 и 3 — для наружных и внутренних в сечениях 1-1 и 2-2. А на разницу значений нагрузок на основание меньше 15% обращать внимания не будем.

А теперь собственно сам расчет

При рассмотрении 1 погонного метра длины ленточного фундамента (l = 1 м) формула вида

N/F = N/(lb) ≤ R_o

где N — нагрузка, действующая на 1 погонный метр основания.

При принятом расчетном сопротивлении грунта R_o = 1 кг/см 2 или 10000 кг/м 2 ширина b подошвы под стены должна составлять не менее:

1(B₃): 10216.5/10000 = 1.02 м

Ну а чтобы не работать на пределе несущей способности грунта, с учетом возможной передачи нагрузки от наружных несущих стен со смещением от центра тяжести рассматриваемого сечения и с учетом расчетной ширины стены фундамента 0.5 м, увеличим ширину подошвы примерно в 1.25 раза (для большей надежности можно увеличить и в 1.5 раза, это кому как нравится). Тогда даже при очень низкой несущей способности грунта

1(B₃): 10216.5/10000 = 1.25 м

2(А₃, С₃): 6976.5/10000 = 0.8 м

Вот собственно и весь расчет ширины подошвы фундамента. Как видим, для большинства стен фундамент можно действительно делать сплошным, а не ступенчатым и только под стены в сечении 3-3 требуется увеличение ширины фундамента. Причем при высоте подошвы 0.15 м и ширине фундаментной стены 0.5 м выступы подошвы под наружными стенами составят 0.15 м при высоте 0.2 м и с учетом перераспределения напряжений в теле фундамента армировать эти выступы не обязательно. А вот под внутренней стеной В₃ выступы подошвы составят (1.25 — 0.5)/2 = 0.375 м и если высоту выступов принять такой же 0.2 м, то необходимость армирования следует проверять расчетом.

Примечание: как правило без армирования можно обойтись, если высота подошвы в 1.1-1.3 раза больше выступа.

Чтобы сравнение с вариантом фундамента — монолитной плиты было корректным для расчетов будем использовать все тот же бетон класса В20. Выступы подошвы мы можем рассматривать как консольные балки длиной 0.375 м и высотой 0.15 м, на которые действует равномерно распределенная нагрузка q = 10000/1.25 = 8000 кг/м. Тогда максимальный момент составит

М = ql 2 /2 = 8000·0.375 2 /2 = 562.5 кгс·м или 56250 кгс·см

Теперь по вспомогательной таблице 170.1 методом интерполяции значений:

Таблица 170.1. Данные для расчета изгибаемых элементов прямоугольного сечения, армированных одиночной арматурой

η = 0.943 и ξ = 0.034. Далее ограничимся простой проверкой, согласно таблице 220.1 граничное значение относительной высоты сжатой зоны бетона при арматуре А400 составляет ξ_R = 0.531 > ξ = 0.034, т.е. расчет можно продолжать, требование по относительной высоте сжатой зоны бетона нами не превышено. И тогда требуемая площадь сечения арматуры:

Если принять армирование 1 погонного метра консолей 5 стержнями Ø6 мм, то площадь сечения составит 1.42 см 2 .

Чтобы максимально упростить и ускорить работы по установке арматуры, можно использовать готовые сварные сетки, например из проволоки класса В500 (Вр1) с расчетным сопротивлением растяжению R_s = 415 МПа или 4230 кг/см 2 . Тогда

Тогда при ячейке 100х100 мм можно использовать сетки из проволоки Ø 4 мм, площадь сечения при этом составит 1.26 см 2 .

Примечание: конструктивное армирование стен ленточного фундамента мы здесь не рассматриваем, хотя оно никогда не помешает (мало ли чего может произойти с основанием: подмачивание, пучение, неравномерная осадка основания и др.). Тем не менее люди, строя свой первый в жизни дом и начитавшись форумов, стараются заложить такой арматуры как можно больше. Однако монолитный бетонный фундамент — достаточно прочное сооружение, намного более прочный, чем ленточный фундамент из бутового камня или сборный из блоков (в таких фундаментах продольного армирования по всей длине нет по умолчанию) при условии его заливки без технологических швов.

На всякий случай примем продольное армирование стен фундаментной стены 6 стержнями Ø 12 мм с обвязкой хомутами из арматуры Ø 6 мм через каждые 0.5 м (общая длина хомутов примерно 3 м. Тогда для армирования фундамента потребуется примерно 6х(27 + 26 + 7) = 360 м арматуры Ø 12 мм общим весом 320 кг и 3х60х2 = 360 м арматуры Ø 6 мм общим весом 80 кг. Ориентировочно арматура обойдется в 300$.

Впрочем, если рассчитывать армирование фундамента на самое неблагоприятное стечение обстоятельств, в частности на неравномерную осадку основания под лентой фундамента, то потребуется арматура большего сечения.

Кроме того нам потребуется около 4 сварных сеток длиной 2 м и приблизительной стоимостью 10-20$. Примерный расход бетона составит 56х0.5х0.5 + 8(0.75 +0.3)0.2 = 14 + 1.68 = 15.7 м 3 . Это в 2.7 раза меньше бетона, чем при выполнении фундаментной монолитной плиты, ну а по расходу арматуры и говорить не приходится. Ориентировочно бетон обойдется в 800$, напомню мы сравниваем только подземные части фундаментов. Общая цена составит около 1100$.

Разница у нас получилась почти в 4 раза, правда и нагрузка на основание при фундаментной плите почти в 3 раза меньше. Впрочем расчет по прочности не считается обязательным при расчете фундаментов, а обязательным считается расчет по деформациям, в частности расчет осадки фундамента, но это отдельная тема.

На этом пока все.

Доступ к полной версии этой статьи и всех остальных статей на данном сайте стоит всего 30 рублей. После успешного завершения перевода откроется страница с благодарностью, адресом электронной почты и продолжением статьи. Если вы хотите задать вопрос по расчету конструкций, пожалуйста, воспользуйтесь этим адресом. Зараннее большое спасибо.)). Если страница не открылась, то скорее всего вы осуществили перевод с другого Яндекс-кошелька, но в любом случае волноваться не надо. Главное, при оформлении перевода точно указать свой e-mail и я обязательно с вами свяжусь. К тому же вы всегда можете добавить свой комментарий. Больше подробностей в статье «Записаться на прием к доктору»

Для терминалов номер Яндекс Кошелька 410012390761783

Номер карты Ymoney 4048 4150 0452 9638 SERGEI GUTOV

Для Украины — номер гривневой карты (Приватбанк) 5168 7422 4128 9630

Категории:

• Расчет конструкций . Фундамент

Оценка пользователей: 9.0 (голосов: 2) Переходов на сайт: 3735 Комментарии:

Док, по вопросу армирования подошвы фундамента:Выступы подошвы мы можем рассматривать . на которые действует равномерно распределенная нагрузка q = 10000/1.25 = 8000 кг/м. Как я понял,здесь нагрузка равна принятому расчетному сопротивлению грунта Ro = 1 кг/см2 или 10000 кг/м2.
В статье «расчет жб балки» Вы приводили: «Перевести квадратные метры в погонные не сложно. распределенная нагрузка вполне логично умножается на расстояние между осями балок перекрытия».Почему q = 10000/1.25? Ведь изменятся единицы измерения,у меня получилось 12500, с последующим перерасчетом арматуры?

Вообще-то я уже много раз помогал вам решить ваши проблемы, было бы не плохо, если бы и вы чем-нибудь помогли проекту. Но не будем о грустном.
В данном случае 1.25 — это не принятая ширина подошвы фундамента, а коэффициент увеличения ширины фундамента. Соответственно, чем больше этот коэффициент, тем расчетная нагрузка меньше. Конечно же более коректно было бы использовать точное значение коэффициента 1.25/1.02 = 1.225, но это уже детали. А для определения линейной распределенной нагрузки мы по-прежнему умножаем плоскую нагрузку 10000 кг/м2 на рассматриваемый 1 погонный метр длины фундамента и получаем 10000 кг/м. Мне это кажется столь очевидным, что я даже не стал об этом упоминать.

Док, там дочка Вам немного закинула. Умная, блин, в школе учится. С уважением.

Спасибо! Я отправил вам письмо по поводу exel расчетов.

Доктор я не понял вот что все таки.Мы рассчитываем выступ подошвы как консольную балку.Откуда мы берем нагрузку?Нагрузку от давления грунта снизу на выступ подошвы?как мы ее получаем я этого не понял

Эмин, я ответил на ваш вопрос в письме.

Здравствуйте,
Подскажите как проверить необходимость армирования выступов? Нужно ли при этому учитывать минимально рекомендуемый процент армирования 0.05%?
Также есть интересный вопрос про подбетонку для ленты. Существует мнение, что подбетонка не расчитывается и нужна только для удобства. Однако поскольку подбетонка выступает за край ленты, то получается эти выступы тоже можно рассматривать как консольные балки. При этом подбетонка не армируется и сам бетон тощий B7.5. В результате осадки подбетонка может треснуть и нарушить гидроизоляцию. В виду этого возникает вопрос какую толщину и какой выступ подбетонки выбрать, чтобы гарантировать отсутствие разрушений при расчетных нагрузках. Толщина как я понимаю должна лежать в диапазоне 70-100мм. А выступ соотв. 50-100мм. Хочется подтвердить это расчетом.

Вообще-то в статье это достаточно подробно расписано. Если геометрия выступов позволяет, то можно ограничиться конструктивным армированием 0.05%.
Подбетонка действительно не рассчитывается. Она перераспределяет напряжения и служит дополнительной защитой для арматуры в подошве. Таким образом подбетонка обеспечивает дополнительный запас по прочности. А в остальном вы все правильно понимаете.

Очепятка, η = 0.943 вместо 0.983. Впрочем, в дальнейших вычислениях значение используется верное.

Примечание: Возможно ваш вопрос, особенно если он касается расчета конструкций, так и не появится в общем списке или останется без ответа, даже если вы задатите его 20 раз подряд. Почему, достаточно подробно объясняется в статье «Записаться на прием к доктору» (ссылка в шапке сайта).

Источник

Расчет ширины ленточного фундамента

Монолитные и сборные фундаменты ленточного типа являются наиболее распространенными в малоэтажном строительстве. Это объясняется оптимальным соотношением надежности, несущей способности и финансовых затрат на строительство.

От чего зависит оптимальная ширина ленты

Размеры поперечного сечения ленточного фундамента определяются проектным расчетом и зависят от таких факторов как:

• тип грунта на участке застройки;
• глубина промерзания почвы;
• уровень залегания грунтовых вод;
• расчетный вес здания с учетом снегового покрова;
• ветровые нагрузки на стены и кровлю;
• материал, из которого будет возводиться основание.

Для сбора исходных данных приходится использовать справочную литературу, проводить гидрогеологические изыскания на участке.

Нормативные документы

Ширина ленточного фундамента, прежде всего, привязана к несущей способности грунта. Для плотной устойчивой почвы достаточно добавить по 70-100 мм с каждой стороны от толщины стены для получения оптимальной ширины ленты. А вот при неплотном и рыхлом грунте ее необходимо значительно увеличивать — в некоторых случаях она может достигать 900 мм.

Чтобы избежать большого расхода бетона или каменных материалов, применяют составные конструкции из широкой бетонной опоры внизу и верхней части ленты, ширина которой зависит от толщины стен. Основная проблема широких ленточных фундаментов заключается в невозможности их применения на подвижных пучинистых почвах и при высоком уровне грунтовых вод.

Нормативных документов, которые следует использовать при выполнении расчетов, три:

• СНиП 2.01.07-85 – Нагрузки и воздействия;
• СНиП 2.02.01-83 – Основания зданий и сооружений;
• СП 131.13330.2012 – Строительная климатология.

В первом изложена методика расчета фундамента. Во втором приведены стандартные требования к фундаментным конструкциям. В третьем указана глубина промерзания грунта по климатическим зонам для большинства крупных населенных пунктов.

Минимальная ширина

Методика расчета размеров сечения ленты определяет не конкретное числовое значение ширины, а величину, меньше которой она быть не должна. Реальное основание обычно на 10-20% больше, а минимальная ширина ленточного фундамента нужна для определения оптимального значения ширины и снижения расходов на строительство.

Иногда, при плотном устойчивом грунте и получении в расчетах минимальной ширины фундамента 200-250 мм, применяют компромиссный вариант. Строят нижнюю часть узкой, а верхние 300-400 мм определяют толщиной стен. Такой способ можно часто увидеть при строительстве легких бань, веранд и хозяйственных построек.

Максимальная ширина

В указанных выше нормативных документах понятие максимальной ширины фундаментной ленты отсутствует. Проектный расчет ширины ленточного фундамента должен быть направлен на обратное – определение оптимальных размеров с целью снижения финансовых затрат.

Однако, есть один важный нюанс, который следует учесть при строительстве зданий с обустройством подвала. В этих случаях ограничение максимальной ширины фундамента существует. Оно связано с весовым давлением на грунт и зависит от длины каждой отдельной стены, а также материала, из которого она сделана.

Для стен длиной до 3 метров фундаментная подошва должна быть не более:

• бетонный монолит – 400 мм;
• бетонные фундаментные блоки – 500 мм;
• бутобетон – 600 мм;
• кирпич полнотелый – 750 мм;
• бутовый камень – 800 мм.

Если стены длиной более 3 метра, то максимально допустимая ширина составляет:

• железобетонный монолит – 500 мм;
• бетонные фундаментные блоки – 600 мм;
• бутобетон – 800 мм;
• кирпич полнотелый – 900 мм;
• бутовый камень – 1000 мм.

Эти данные не являются нормативным требованием и взяты из практических наблюдений строителей. Поэтому их следует учитывать при расчетах, но не принимать за безусловные.

Какие данные потребуются для расчета

Кроме климатологических показателей региона, гидрогеологической структуры грунта и определения материала фундаментных стен, для разработки проекта требуется определить полный вес постройки, несущую способность грунта и длину стен.

Определение нагрузки от здания

Весовая нагрузка на ленточный фундамент определяется по простой формуле:

М+П+С+В, где:

• М – мертвая масса здания, включающая вес всех строительных конструкций и элементов, в том числе фундамента;
• П – полезная нагрузка или вес всего, что будет находиться внутри постройки и создавать давление на перекрытия;
• С – максимально возможная масса снегового покрова зимой и в начале таяния;
• В – ветровое давление на стены и кровлю.

Полученный расчетный результат следует умножить на коэффициент 1,2-1,25, обеспечивая 20-25% запаса прочности конструкции ленточного фундамента.

Несущая способность или сопротивление грунта

Этот показатель приводится в нормативной литературе и определяется ГОСТ 25100-95 «Классификация грунтов». Для наиболее распространенных типов почвы он составляет (в кг/см 2 ):

• суглинок – 1,5-2,8;
• глина сухая плотная – 1,6-3,0;
• песок мелкозернистый – 2,2-3,4;
• среднезернистый – 2,5-3,6;
• супесь – 2,6-3,6;
• песок крупных фракций – 3,6-4,6;
• гравий, щебень, галька – 5,1-6,5.

На показатель сопротивления весовым нагрузкам также влияет влажность, текучесть и пористость почвы, которые приходится учитывать при подготовке расчетных данных.

Пример расчета ширины подошвы под ленточный фундамент

Определение размера опорной фундаментной подошвы производится по формуле:

Ширина = масса здания : длина стен : сопротивление грунта

Предположим, что первоначальные расчеты при сборе данных показали:

• здание из газобетонных блоков с учетом полезной, снеговой и ветровой нагрузки создает весовое давление 165800 кгс;
• общая длина фундаментной ленты в доме 10 х 8 метров с одной поперечной перемычкой составляет 44 метра или 4400 см;
• грунт – сухая плотная глина с несущей способностью 1,9 кг/см 2 .

На основании этих показателей выполняем расчет ширины ленты для дома из газобетона:

165800 : 4400 : 2,1 = 19,83 см, округляем до 20 см

Получается, минимальная ширина ленты может быть равна 20 см. Однако, толщина газобетонных блоков 300 мм и фундамент должен выступать за края стены как минимум на 5 см. Следовательно, оптимальная ширина подошвы будет равна 400 мм, что обеспечит двойной запас прочности конструкции. К слову, полный просчет ленточного основания представлен тут, а вопрос оптимальной глубины заложения ленты рассмотрен здесь.

Усредненные значения ширины ленты для различных типов построек

Как показывают результаты эксплуатации здания, средняя ширина монолитного ленточного фундамента, в зависимости от типа грунта и размеров постройки, составляет:

Бани, веранды, гаражи, сараи и другие легкие хозяйственные постройки:

• на плотном грунте и глине – 250 мм;
• суглинки – 300 мм;
• песок и супеси – 350 мм;
• рыхлый песок, насыпные грунты – 450 мм.

Ширина ленты фундамента для одноэтажного дома из газобетона и легких каркасных зданий:

• плотный грунт и сухая глина – 300 мм;
• суглинки – 350 мм;
• крупно- и среднезернистый песок и супеси – 400 мм;
• рыхлый песок, плохо уплотненный насыпной грунт – 450 мм.

Под кирпичный дом высотой до двух этажей:

• плотные типы грунта – 500 мм;
• супеси и слежавшиеся пески – 600 мм.

Для строительства тяжелых домов на рыхлых, пучинистых и неустойчивых грунтах от ленточного основания лучше отказаться и подобрать другой тип основания. Однако, сначала обратитесь за консультацией к опытному специалисту. Не исключается, что в ваших расчетах есть ошибка.

Источник