Расчет фундаментов

Решающими факторами при выборе типа фундамента и глубины его заложения должны стать: вид грунта, глубина промерзания, уровень грунтовых вод и нагрузки, которые будут действовать на фундамент в процессе его эксплуатации. В зависимости от этих нагрузок подбирают площадь основания фундамента и глубину его заложения. Нагрузки бывают временными и постоянными.

К постоянными нагрузками относят:

• вес строительных конструкций (самих фундаментов, стен и перекрытий, в том числе и кровли);
• эксплуатационные нагрузки (вес мебели, оборудования и проживающих людей и т.д.).

К временным нагрузкам относят:

• вес снежного покрова, присущего для данного региона;
• ветровые нагрузки.

Площадь основания фундамента выбирают из такого расчета, чтобы на каждый ее квадратный сантиметр приходилась нагрузка, не превышающая критическое значение. Расчетное сопротивление грунтов выбирают, исходя из таблицы 8.

Таблица 8. Значения расчетных сопротивлений основных видов Грунт Расчетное сопротивление грунтов (кг/см2) Плотных Средней плотности Пески гравелистые и крупные независимо от их влажности 4,5 3,5 Пески средней крупности независимо от их влажности 3,5 2,5 Пески мелкие: маловлажные 3,0 2,0 очень влажные и насыщенные водой 2,0 2,5 Глины твердые и пластичные: глины твердые 6,0 3,0 пластичные 3,0 1,0 Крупнообломочные, щебень, галька, гравий 6,0 5,0

Следует отметить, что при строительстве дома и в первые годы его эксплуатации грунты сжимаются под действием прилагаемых нагрузок. В результате этого фундамент опускается на определенную величину, называемую осадкой. Большие, а главное, неравномерные осадки являются основной причиной трещин, деформаций и других разрушений здания. Несущую способность основания определяют величиной нагрузки, при которой не превышена установленная нормативами осадка.

Нагрузки от строительных конструкций рассчитывают, исходя из удельного веса материалов, используемых для их сооружения. Для этого проще всего воспользоваться нижеприведенными таблицами.

Таблица 9. Удельный вес 1 м3 фундамента
Материал фундамента	Удельный вес, кг/м3
Бутовый камень	1600-1800
Бутобетон, кирпич	1880-2200
Бетон, железобетон	2200-2500
Таблица 10. Удельный вес 1 м2 стен
Тип стен	Удельный вес, кг/м2
Деревянные каркасно-панельные толщиной 150 мм с утеплителем	30-50
Бревенчатые, брусчатые	70-100
Таблица 11. Удельный вес 1 м2 перекрытий
Тип перекрытий	Удельный вес, кг/м2
Чердачное, по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3	70-100
То же, с плотностью утеплителя до 500 кг/м3	150-200
Цокольное, по деревянным балкам с плотностью утеплителя до 200 кг/м3	100-150
То же, с плотностью утеплителя до 500 кг/м3	200-300
Железобетонное монолитное	500
Плиты перекрытия бетонные пустотные
Таблица 12. Нагрузка от элементов крыши
Вид кровли	Нагрузка, кг/м2
Кровля из листовой стали	20-30
Рубероидное покрытие (2 слоя)	30-50
Кровля из асбестоцементных листов	40-50
Кровля из черепицы гончарной	60-80

Таблица 13. Нагрузки от снегового покрова
Регион застройки	Величина нагрузки, кг/м2
Для средней полосы России	100
Для Юга России	50
Для Севера России	190

Глубина заложения фундамента. Грунт, являющийся основанием для фундамента дома, должен обладать достаточной прочностью и несжимаемостью. Однако этим требованиям отвечают далеко не все грунты.

В скальных и полускальных породах котлованы под деревянные дома не делают, ограничиваясь снятием просадочного верхнего слоя грунта.

В непучинистых грунтах при достаточно большом (2 м и более) промерзании глубину заложения фундаментов выбирают не менее расчетной глубины промерзания грунта. Но в любом случае эта глубина должна быть не менее 0,5 м.

Зимой, в зависимости от природно-климатических условий, грунты промерзают на различную глубину. Промерзание грунтов приводит к вспучиванию пучинистых грунтов, которые впоследствии оседают неравномерно, что может вызвать появление трещин в фундаментах и стенах. Для исключения этих негативных явлений необходимо заложить фундамент ниже точки промерзания грунта. В большинстве регионов РФ глубина промерзания грунта лежит в пределах 1,2 м, поэтому достаточно заложить фундамент на глубину 1,5 м. Под жилым домом, который эксплуатируют постоянно, грунт не промерзает. Поэтому если между заложением фундамента и заселением дома не будет холодного периода (строительство завершают в сезон весна — осень), то глубину промерзания грунта можно не брать в расчет. Однако при этом следует учитывать, что основанием фундамента должен быть слежавшийся материковый грунт и глубина заложения фундаментов не должна быть меньше 0,5 — 0,7 м. Для уменьшения осадки слой относительно рыхлого грунта, залегающего непосредственно под фундаментом, часто заменяют более плотным, а значит, менее сжимаемым. В этом случае делают подушку из крупно- или среднезернистого песка без глинистых примесей. ‘Засыпанный песок уплотняют трамбовками.

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Источник

Расчётные нагрузки и планы фундаментов малоэтажных зданий

При определении расчетных нагрузок на фундаменты всех стен дома необходимо:

• иметь план и поперечный разрез дома (для примера соответственно на рис.1 и 2);
• выделить расчетные сечения и определить к ним грузовые площади (в нижеследующем примере и на рис.2);
• принять следующие расчетные параметры:
  • удельный вес кладки стен -1,8 т/м 3
  • вес панелей междуэтажного перекрытия — 0,3 т/м 2
  • полезная нагрузка:

на междуэтажное перекрытие — 0,15 т/м 2

на чердачное перекрытие -0,07 т/м 2

• вес кровли — 0,15 т/м 2
• снеговая нагрузка на кровлю — 0,24 т/м 2

Ниже приводится пример проектирования фундаментов для дома с кирпичными стенами и панелями междуэтажных перекрытий. Однако могут быть:

• дома разной этажности (обычно 1-2х этажные),
• стены других конструкций,
• пол первого этажа на лагах,
• чердак, как жилое помещение,
• кровля другой конструкции,
• дом может быть бесподвальным или с подвалом и др.

В этих случаях методика приведенных расчетов остается, но учитываются указанные конструктивные особенности.

Рис. 1. Поперечный разрез дома

Рис. 2. План дома с указанием расчетных сечений

Рассмотрим пример:

Производится расчет для дома с кирпичными стенами размерами в плане 10 х 10 м, конструктивные особенности которого приводятся на рис. 1 (поперечный разрез) и рис. 2 (план расположения несущих стен).

На рис. 2 выделены грузовые площади А:

• в сечении 1-1 для стен по ряду 1 — А₁ = 18 м 2
• в сечении 2-2 для стен по ряду 2 — А₂ = 45 м 2
• в сечении 3-3 для стен по ряду 3 -А₃ = 27 м 2
• в сечении 4-4 для стен по ряду «А» — А₄ = 0.

1) Расчетные нагрузки на фундамент стены по ряду 1 в осях «А» — «Б» с грузовой площадью А₂=18 м 2 (сечение 1-1).

1. Вес кирпичной стены за вычетом проемов 3-х окон:

(0,51 м•4,5м• 10,6м)• 1,8т/м 3 — (0,51 м• 1,5м• 1,5м)•3•1,8 т/м 3 =37т.

2. Вес перекрытия 1-го этажа — железобетонные плиты и полезная нагрузка:

(0,30 т/м 2 +0,15 т/м 3 ) • 18 м 2 = 9т

3. Вес чердачного перекрытия — железобетонные плиты и полезная нагрузка:

(0,30 т/м 2 +0,07 т/м 2 ) •18 м 2 = 7т

4. Вес кровли — конструкции и снеговая нагрузка:

(0,24 т/м 2 +0,24 т/м 2 ) •(2,5 м• 11,6м) = 14т

• общая нагрузка на фундамент — 67 т.
• нагрузка на 1 п.м. фундамента – n₀₁

n₀₁= 67т / 10,6 м = 6,32 т/п.м.

2) Расчетные нагрузки на фундамент стены по ряду 2 в осях «А» — «Б» с грузовой площадью A₂=45 м 2 (сечение 2 — 2).

1. Вес кирпичной стены за вычетом проемов 3-х окон:

(0,38м•4,5м•10,6м)•1,8т/м 3 = 33т.

2. Вес перекрытия 1-го этажа — железобетонные плиты и полезная нагрузка:

(0,30 т/м 2 +0,15 т/м 2 ) •45 м 2 = 21т.

3. Вес чердачного перекрытия — железобетонные плиты и полезная нагрузка:

(0,30 т/м 2 +0,07 т/м 2 ) •45 м2= 17т

4. Вес кровли — конструкции и снеговая нагрузка:

(0,24 т/м 2 +0,24 т/м 2 ) •(5м•11,6м)= 28т.

• общая нагрузка на фундамент — 89 т.
• нагрузка на 1 п.м. фундамента — n₀₂

n₀₂=89 т / 10,6 м = 8,4 т/п.м.

3) Расчетные нагрузки на фундамент стены но ряду 3 в осях «А» — «Б» с грузовой площадью А₃=27 м 2 (сечение 3-3).

1.Вес кирпичной стены за вычетом проемов 3-х окон:

(0,51 м•4,5м• 10,6м)• 1,8т/м 3 — (0,51 м• 1,5м• 1,5м)•3• 1,8 т/м 3 = 37т.

2. Вес перекрытия 1-го этажа — железобетонные плиты и полезная нагрузка:

(0,30 т/м 2 +0,15 т/м 2 ) •27 м 2 = 13 т.

3. Вес чердачного перекрытия — железобетонные плиты и полезная нагрузка:

(0,30 т/м 2 +0,07 т/м 2 ) •27 м 2 = 10 т.

4. Вес кровли — конструкции и снеговая нагрузка:

(0,24 т/м 2 +0,24 т/м 2 ) •(3,8м • 11,6м) = 21,2т.

Итого: • общая нагрузка на фундамент – 81,2 т.

•нагрузка на 1 п.м. фундамента — n₀₃

n₀₃= 81,2 т / 10,6м = 7,7 т/п.м.

4) Расчетные нагрузки на фундамент стены то оси «А» в рядах 1 — 3

1. Вес кирпичной стены за вычетом проемов 3-х окон:

(0.51 м•7м• 10,6 м)• 1,8т/м 3 -(0,51 м• 1,5м• 1,5м)•3• 1,8т/м 3 = 62т.

Итого: нагрузка на 1 п.м. фундамента — n₀₄

n₀₄ = 62 т / 10,6м = 5,9 т/п.м.

План фундаментов возводимых малоэтажных зданий.

Ленточные фундаменты.

1) Определение размеров подошвы ленточных фундаментов:

Рассмотрим пример:

Дом с размерами в плане 10 х 10 м, приведенный на рис. 1 и 2.

Ширина подошвы фундаментов:

1. в сечении 1 -1 (по ряду 1):

где: b — ширина подошвы фундамента;

d — глубина заложения подошвы фундамента (принята 0,5м):

n₀₁ — нагрузка на 1 п.метр фундамента на верхнем его обрезе (о), т.е. на уровне поверхности земли в сечении 1-1 (1) — 6,32 т;

R — расчетное сопротивление грунта (принят — песок пылеватый, влажный с R₀=1,5 кг/см 2 или 15 т/м 2 — см. раздел «Инженерно-геологические условия площадки строительства»);

γ _mg — средний удельный вес материала фундамента и грунта на его обрезах, принимаемый в расчетах 2 т/м 3 .

2. в сечении 2-2 (по ряду 2):

3. в сечении 3-3 (по ряду 3):

4. в сечении 4-4 (по оси «А» или «Б»):

2) Составление плана ленточных фундаментов дома.

—при варианте монолитного бетонного ленточного фундамента — (рис. 3а) приняты:

• по ряду 1 и осям «А» и «Б» — ширина подошвы фундамента b = 0,5 м
• по ряду 2 — ширина подошвы фундамента b = 0,6 м
• по ряду 3 — ширина подошвы фундамента b = 0,6 м

-при варианте выполнения фундаментов из бетонных стеновых блоков (номенклатура завода ЖБК) — рис.3а

• по ряду 1 и осям «А» и «Б» — блоки ФБС 24.5.6-Т (ширина 0,5 м, высота 0,6 м, длина 2,4 м из тяжелого бетона)
• по ряду 2 и 3- блоки ФБС 24.6.6-Т (то же, но ширина 0,6 м)

Рис. 3. Схематические планы фундаментов домов.

а) ленточного (монолитного ж б. или сборных ж.б. блоков) б) столбчатого (бетонные, бутобетонные) в) с винтовыми сваями (металлические или столбчатые, буронабивные, бетонные).

Столбчатые фундаменты.

Дом размером в плане 10 х 10 м, аналогично дому на рис.1 и 2. Но стены — сруб или новые стеновые конструкции.

• нагрузка на фундамент от стены по ряду 1 — N = 29 тонн;
• нагрузка на фундамент от стены по ряду 2 — N = 43 тонн;
• нагрузка на фундамент от стены по ряду 3 — N = 36 тонн.

Глубина заложения столбчатых фундаментов d = 1 м.

В основании — песок мелкий, влажный, средней плотности сложения; расчетное сопротивление грунта R₀ — 2 кг/см или 20 т/м 2 .

— при варианте выполнения столбчатых фундаментов (рис.3б):

1. Опорная площадь столбчатого фундамента:

А = 0,6 х 0,6= 0,36 м 2

2. Несущая способность одного столбчатого фундамента:

F=A х R₀= 0,36 м 2 х 20 т/м 2 = 7,2 т

3. по ряду 1 необходимое количество столбчатых фундаментов:

4. по ряду 2 необходимое количество столбчатых фундаментов:

5. по ряду 3 необходимое количество столбчатых фундаментов:

6. план расположения столбчатых фундаментов приведен на рис. 3б.

Источник