Строим дом > Строительство фундамента дома >
Расчет фундаментов. Пример расчета фундамента
Рис.1. План и сечение ленточного фундамента, расчет которого необходимо выполнить Рис. 2. Нормативная снеговая нагрузка от снега
Порой кажется, что среди нашего славянского народа есть три вещи,
которые умеет делать почти каждый, – лечить, управлять страной и
строить. Не будем ломать эту традицию, а лишь попытаемся помочь
«самостройщикам» произвести расчет фундамента и построить добротный
фундамент своими руками. От надёжности фундамента дома, как известно,
зависит его долговечность.
В качестве примера расчета фундамента рассмотрим конструкцию ленточного
фундамента из монолитного бетона на гранитном щебне, план и сечение
фундамента представлено на рис.1. Размеры ленточного фундамента для
расчета 12х6м. Конструкция фундамента для лучшего сопротивления силам
морозного пучения, пишет iBud.ua, выбрана с наружной наклонной
поверхность. Верхняя часть фундамента имеет ширину 0,4м, а нижняя
(подошва) 0.5м. Основные характеристики дома, для которого будет
проводиться расчет фундамента:
- стены – газоблок, плотность 600кгc и толщина 40см;
- полы первого этажа насыпные по грунту;
- два полных этажа;
- междуэтажное перекрытие – железобетонные плиты;
- крыша скатная под углом 45 градусов черепичная по деревянным лагам;
- грунт – глина пластичная;
- место строительства – возле Киева.
Самая большая нагрузка на фундамент будет на боковые участки по 12м
(сечение А-А на рис. 1), так как на боковые стены опираются плиты
перекрытия и лаги кровли. Проведем расчет общей нагрузки на 1м длинны
подошвы фундамента в сечении А-А. Нагрузка на фундамент будет равна
сумме нагрузок от
- снега,
- кровли,
- перекрытий,
- стен дома,
- самого материала фундамента.
Для расчета нагрузки на фундамент от снега необходимо нормативную
нагрузку снегового покрова умножить на грузовую площадь крыши,
приходящейся на 1м фундамента. Нормативная снеговая нагрузка для расчета
берется в соответствии со СНиП 2.01.07-85 (см. рис. 2) для Украины.
Площадь кровли на 1м фундамента в нашем примере рассчитывается таким
образом: общая площадь кровли делиться на общую длину фундамента, при
этом учитываться будут только боковые ленты фундамента (12+12=24м).
Торцевые части фундамента (6+6=12м) в расчете не учитываются, так как
балки кровли опираются только на длинные боковые стены. Результат
расчета снеговой нагрузки:
- общая площадь кровли равна произведению удвоенной длины скатов на
длину карниза кровли. Длина ската определяется таким образом:
Дск=6/2=3/cos45=4,29м. Общая площадь кровли: Sкр=2*4,29=8,58*12≈103м2;
- грузовая площадь кровли на 1м ленты фундамента равна: 103/24=4,3м2;
- удельная снеговая нагрузка для Киева (зона II)из таблицы будет 70кгс/м2 (см. табл.1 и рис. 2);
- снеговая нагрузка на фундамент:4,3х70=301кгс.
Снеговые районы СССР (принимаются по карте 1 обязательного приложения 5) |
I | II | III | IV | V | VI |
Ω, кПа(кгс/см2)
|
0,5 (50)
|
0,7 (70)
|
1,0 (100)
|
1,5 (150)
|
2,0 (200)
|
2,5 (250)
|
Нагрузку от крыши определяем по нагрузке от 1м2 горизонтальной проекции крыши. Для наших расчетов это 3м черепичной двухскатной кровли под углом 45 градусов. Согласно табл. 2 нагрузка от кровли на фундамент равняется: 3*80=240кгс.
Тип кровли
|
Па |
кгс/м2
|
Металлочерепица или ондулин при уклоне до 27°
|
300
|
30
|
Рубероид в 2 слоя при уклоне 10°
|
400
|
40
|
Шифер асбестоцементный при уклоне 30°
|
500
|
50
|
Черепица керамическая или цементно-песчаная при уклоне 45°
|
800
|
80
|
Нагрузку от перекрытий на фундамент считаем, используя данные табл. 3. При этом грузовая площадь как и для кровли будет приходиться только на боковые ленты фундамента, так как перекрытия опираются только на боковые стены. В нашем случае грузовая площадь перекрытий на 1м фундамента будет равна 3м2 (12*6=72/24=3м2), а нагрузка от деревянного чердачного (плотностью 300кг/м3) и железобетонного междуэтажного перекрытия (плотностью 500кг/м3) будет равна соответственно: 3*300=900кгс и 3*500=1500кгс. Общая нагрузка от перекрытий на фундамент: 900+1500=2400кгс.
Тип перекрытия | кПа | кгс/м2 |
Деревянное по деревянным балкам плотность 200 кг/м3
|
1
|
100
|
Деревянное по деревянным балкам плотность 300 кг/м3
|
1.5
|
150
|
Деревянное по стальным балкам плотность 300 кг/м3
|
2
|
200
|
Железобетонное, плиты серии ПК
|
5
|
500
|
Теперь произведем расчет нагрузки на 1м фундамента от наружных стен. Она будет равна произведению нагрузки от 1м2 стены по табл. 4 на высоту стен и толщину стены над фундаментом. В нашем примере высоту стены из газобетона Д600 примем 6м, толщину стены – 0,4м. Тогда нагрузка от стены на фундамент будет равна: 6*0,4*600=1440кгс.
Материал стен | кПа | кгс/м3 |
Каркасные стены на дереве или тонкостенном профиле, с обшивкой листовым материалом и легким эффективным утеплителем |
3
|
300
|
Бревенчатые или брусчатые
|
6
|
600
|
Из газобетона или паротерма Д600 |
6
|
600
|
Из шлакоблока Д1200
|
12
|
1200
|
Из ракушечника Д1500
|
15
|
1500
|
Из пустотелого кирпича
|
14
|
1400
|
Из полнотелого кирпича сплошной кладки
|
18
|
1800
|
Рассчитаем нагрузку от фундамента, которая равна объёму 1м длинны фундамента умноженного на плотность материала, из которого он сделан. Плотность материала фундамента можно взять из табл.5. В нашем случае при глубине заложения фундамента 1м (для Киева, если влажный пучинистый грунт) объём примерно составит 0,45м3, а нагрузка будет равна: 0,45*2300=1035кгс.
Материал | Плотность кг/м3 |
Бутовый камень, полнотелый кирпич
|
1600
|
Мелкозернистый бетон (без щебня)
|
1800
|
Бетон на доломитовом щебне
|
2200
|
Бетон на гранитном щебне
|
2300
|
Железобетон
|
2500
|
Подсчитаем общую нагрузку на 1м длинный подошвы ленточного фундамента в сечении А-А (рис. 1). Общая нагрузка составит: 300+240+2400+1440+1035=5415 кгс или примерно 55 кН (5415 кгс~5,5тс). Такая нагрузка будет вполне допустима, так как при опорной площади фундамента в этом сечении, которая равна 5000 см2 (50см*100см), давление на грунт составит всего 1,1кгс/см2 (5415/5000). Расчётное сопоставление несущей способности грунта 1,5кгс/см2 для пластичной глины. Для других типов грунтов расчётные сопротивления можно взять из табл.6.
Грунт | кгс/см2 |
Щебень, гравий
|
5
|
Пески крупные, гравелистые
|
4
|
Пески средней крупности
|
3
|
Пески мелкие и пылеватые плотные
|
2
|
Пески мелкие средней плотности
|
1,5
|
Суспеси твердые и пластичные
|
2,5
|
Суглинки твёрдые и пластичные
|
1,5
|
Глины твёрдые
|
4
|
Глины пластичные
|
1,5
|
Проведем расчет несущей способности столбчатого фундамента из монолитного железобетона (периметр стен и конструкция всего дома остаются прежними). Рассмотрим пример расчета для такого столбчатого фундамента:
Рис. 3. План и сечение столбчатого фундамента дома |
- сечение подошвы столба 80х80см;
- расстояние между столбами 2м (то есть 1 столб на 2м длинный стены).
План столбчатого фундамента изображён на рис.3.
Подсчитаем общую
нагрузку, которая действует на грунт от подошвы столбчатого фундамента в
сечении А-А (рис.3). Она будет равна уже подсчитанной нагрузке,
действующей на 1м длинны ленточных фундаментов (без учёта веса
фундамента): 5415–1035=4380кгс. Далее необходимо умножить нагрузку на
расстояние между столбами: 4380*2=8760 и добавить вес одного столба.
Объём столбчатого фундамента приведённой конструкции примерно 0,25м3.
Таким образом, вес фундамента в соответствии с плотностью для
железобетона по табл. 4 равен: 0,25*2500=625кгс. Результат расчета
нагрузки фундамента на грунт: 8760+625=9385кгс на один столб. При этом
опорная поверхность одного столба 80х80=6400см2. Если учесть несущую
способность грунта 1,5гкс/см2, то предельные нагрузки фундамента на
грунт будут: 6400*1,5= 9600кгс, что больше расчетных нагрузок (9385кгс).
Такой столбчатый фундамент будет надёжен для приведенного в примере
дома. Необходимо отметить, что в общем случае для столбчатого
фундамента:
- расход бетона будет примерно в 3-4 раза меньше;
- объем земляных работ приблизительно в два раза меньше.
Вот и всё, что касается простейшего расчета несущей способности
фундамента. Надеемся, что приведенный пример расчета фундамента поможет
Вам подобраться оптимальную конструкцию фундамента, при котором он будет
не только надёжным, но и экономичным.