5.6.3. Расчет устойчивости фундамента по схеме плоского сдвига

Home » Расчет нагрузки на фундамент — Самая лучшая система расчета нагрузки

Сколько весят строительные материалы?

Определиться с весом строительных материалов можно следующими способами.

1 способ.

При наличии сметы на строительство, из нее берем по каждому материалу цифру его количества и умножаем на вес материла. Все это суммируем. В итоге получаем вес самого жилого дома, к которому для надежности добавляем еще процентов тридцать.

2 способ (подразумевает отсутствие сметы на строительство).

В данном случае необходимо высчитать количество материалов, необходимых на строительство, самостоятельно (и дальше действовать по вышеприведенному способу) либо найти усредненные показатели веса той либо иной конструкции на 1 квадратный или кубический метр. Данная работа, конечно, требует внимательности и определенного времени. Но без общего веса строительных материалов расчет нагрузки на фундамент просто не произвести.

Величина массы на грунт

Таблица расчета ленточного фундамента для дома.

В первую очередь считается вся тяжесть на грунтовое основание. Сюда входит масса постройки, мебель, количество людей, оборудование и временные тяжести (погодные условия). Чтобы произвести расчет площади опор, на которые будет ложиться постройка, считаются следующие параметры:

  • тяжесть несущего основания;
  • все материалы, которые планируется применять при строительстве, включая все отделочные работы;
  • Характерные особенности грунтового основания.

Чтобы произвести расчет нагрузок, к примеру, на ленточный фундамент, необходимо учесть следующий сбор:

  • несущая подошва;
  • грунт выше подошвы;
  • пол и лестница;
  • цоколь;
  • потолок;
  • крыша;
  • стены с внутренней и внешней отделкой.

Таблица расчета нагрузки на фундамент по регионам.

Определение нагрузок на фундамент производится калькуляцией средних справочных данных массы всех материалов. Если умножить величины на объем строения, то можно получить необходимый расчет нагрузок. Изначально производится калькуляция несущего основания. Для определения веса необходимо объем основания умножить на удельную тяжесть.

Расчет площади подошвы повлияет на давление, на грунтовое основание. При этом нагрузка на каждый квадратный см не должна превышать критического значения. Необходимо учитывать тот факт, что несущая способность грунта (почвы) имеет несколько значений, которые и называют расчетом сопротивления.

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 четырехскатной – все четыре стороны. Распределенная нагрузка кровли определяется по площади проекции крыши, отнесенной к площади нагруженных сторон фундамента, и умноженной на удельный вес материала.

Таблица 3 – Удельный вес разных видов кровли

Справочная таблица — Удельный вес разных видов кровли

  1. Определяем площадь проекции кровли. Габариты дома – 10х8 метров, площадь проекции двускатной крыши равна площади дома: 10·8=80 м2.
  2. Длина фундамента равна сумме двух длинных его сторон, так как двускатная крыша опирается на две длинные противоположные стороны. Поэтому длину нагруженного фундамента определяем как 10·2=20 м.
  3. Площадь нагруженного кровлей фундамента толщиной 0,4 м: 20·0,4=8 м2.
  4. Тип покрытия – металлочерепица, угол уклона – 25 градусов, значит расчетная нагрузка по таблице 3 равна 30 кг/м2.
  5. Нагрузка кровли на фундамент равна 80/8·30 = 300 кг/м2.

Расчет снеговой нагрузки

Снеговая нагрузка передается на фундамент через кровлю и стены, поэтому нагружены оказываются те же стороны фундамента, что и при расчете крыши. Вычисляется площадь снежного покрова, равная площади крыши. Полученное значение делят на площадь нагруженных сторон фундамента и умножают на удельную снеговую нагрузку, определенную по карте.

Таблица — расчет снеговой нагрузки на фундамент

  1. Длина ската для крыши с уклоном в 25 градусов равна (8/2)/cos25° = 4,4 м.
  2. Площадь крыши равна длине конька умноженной на длину ската (4,4·10)·2=88 м2.
  3. Снеговая нагрузка для Подмосковья по карте равна 126 кг/м2. Умножаем ее на площадь крыши и делим на площадь нагруженной части фундамента 88·126/8=1386 кг/м2.

Расчет нагрузки перекрытий

Перекрытия, как и крыша, опираются обычно на две противоположные стороны фундамента, поэтому расчет ведется с учетом площади этих сторон. Площадь перекрытий равна площади здания. Для расчета нагрузки перекрытий нужно учитывать количество этажей и перекрытие подвала, то есть пол первого этажа.

Площадь каждого перекрытия умножают на удельный вес материала из таблицы 4 и делят на площадь нагруженной части фундамента.

Таблица 4 – Удельный вес перекрытий

Таблица расчет веса перекрытий и их нагрузка на фундамент

  1. Площадь перекрытий равна площади дома – 80 м2. В доме два перекрытия: одно из железобетона и одно – деревянное по стальным балкам.
  2. Умножаем площадь железобетонного перекрытия на удельный вес из таблицы 4: 80·500=40000 кг.
  3. Умножаем площадь деревянного перекрытия на удельный вес из таблицы 4: 80·200=16000 кг.
  4. Суммируем их и находим нагрузку на 1 м2 нагружаемой части фундамента: (40000+16000)/8=7000 кг/м2.
Читайте также:  Гидроизоляция ванной комнаты: основные виды

Расчет нагрузки стен

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

Таблица 5 – Удельный вес материалов стен

Таблица — Удельный вес стен

  1. Площадь стен равна высоте здания, умноженной на периметр дома: 3·(10·2+8·2)=108 м2.
  2. Объем стен – это площадь, умноженная на толщину, он равен 108·0,4=43,2 м3.
  3. Находим вес стен, умножив объем на удельный вес материала из таблицы 5: 43,2·1800=77760 кг.
  4. Площадь всех сторон фундамента равна периметру, умноженному на толщину: (10·2+8·2)·0,4=14,4 м2.
  5. Удельная нагрузка стен на фундамент равна 77760/14,4=5400 кг.

Предварительный расчет нагрузки фундамента на грунт

Нагрузку фундамента на грунт расчитывают как произведение объема фундамента на удельную плотность материала, из которого он выполнен, разделенное на 1 м2 площади его основания. Объем можно найти как произведение глубины заложения на толщину фундамента. Толщину фундамента принимают при предварительном расчете равной толщине стен.

Таблица 6 – Удельная плотность материалов фундамента

Таблица — удельная плотность материало для грунта

  1. Площадь фундамента – 14,4 м2, глубина заложения – 1,4 м. Объем фундамента равен 14,4·1,4=20,2 м3.
  2. Масса фундамента из мелкозернистого бетона равна: 20,2·1800=36360 кг.
  3. Нагрузка на грунт: 36360/14,4=2525 кг/м2.

Расчет общей нагрузки на 1 м2 грунта

Результаты предыдущих расчетов суммируются, при этом вычисляется максимальная нагрузка на фундамент, которая будет больше для тех его сторон, на которые опирается крыша.

Условное расчетное сопротивление грунта R0 определяют по таблицам СНиП —83 «Основания зданий и сооружений».

  1. Суммируем вес крыши, снеговую нагрузку, вес перекрытий и стен, а также фундамента на грунт: 300+1386+7000+5400+2525=16 611 кг/м2=17 т/м2.
  2. Определяем условное расчетное сопротивление грунта по таблицам СНиП —83. Для влажных суглинков с коэффициентом пористости 0,5 R0 составляет 2,5 кг/см2, или 25 т/м2.

Из расчета видно, что нагрузка на грунт находится в пределах допустимой.

Плиточный фундамент.

Плитный фундамент — это монолитная конструкция, залитая под всю площадь здания. Чтобы произвести расчет, нужны базовые данные, то есть площадь и толщина. Наша постройка имеет размеры 5 на 8 и его площадь будет 40 м 2 . Рекомендуемая минимальная толщина 10-15 сантиметров, значит заливая фундамент нам необходимо 400 м 3 бетона.

Высота основной плиты равняется высоте и ширине ребра жесткости. Значит если высота основной плиты 10 см, то глубина и ширина ребра жесткости также будет 10 см, из этого следует, что поперечное сечение 10 см ребра будет 0,1 м*0,1=0,01 метра, затем умножаем результат 0,01 м, на всю длину ребра 47 м, получаем объем 0,41 м 3 .

Детальные примеры и подробные подсчеты

Рассмотрим пример. Строим ленточный фундамент и одноэтажный дом площадью (10 х 10) с одной стеной внутри и высотой потолка 3 м. Посчитаем общую площадь всех стен. Для этого 10 х 4 х 3 = 120, 10 х 3 = 30, затем 120 + 30 = 150 кв.м. В качестве примера выберем кирпичные стены из таблицы, 500 кг/м х 150 кв.м = 75000 кг. Затем к массе стен добавляем вес перекрытий из таблицы.

Виды перекрытий Удельный вес
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3 70-100 кг/кв.м
до 300 кг 100-150 кг/кв.м
до 500 кг 150-200 кг/кв.м
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3 100-150 кг/кв.м
до 300 кг 150-200 кг/кв.м
до 500 кг 200-300 кг/кв.м
Железобетонное перекрытие 300-500 кг/кв.м

Схема строительства фундамента.

Детальные примеры и подробные подсчеты

Возьмем в качестве примера чердачное перекрытие плотностью 300 кг и цокольное из железобетона. Напоминаем, что наша площадь одноэтажного дома составляет 100 кв.м. Умножаем площадь на тяжесть чердачного перекрытия и площадь строения на вес цокольного железобетонного перекрытия и суммируем все (100 х 150 + 100 х 500 = 65000 кг). Чтобы получить сумму нагрузки на ленточный фундамент, прибавим к перечисленному ранее еще массу крыши. Для этого необходимо сделать сбор категорий стропильных материалов кровли.

Размер доски Количество досок в м3, длина 6 м Объем одной доски в м3, длина 6 м
25 х 100 мм 66,6 0,015
25 х 150 мм 44,4 0,022
25 х 200 мм 33,3 0,03
40 х 100 мм 41,6 0,024
40 х 150 мм 27,7 0,036
40 х 200 мм 20,8 0,048
50 х 50 мм 66,6 0,015
50 х 100 мм 33,3 0,03
50 х 150 мм 22,2 0,045
50 х 200 мм 16,6 0,06
50 х 250 мм 13,3 0,075
Вид крыши кг/м²
Ондулиновая 3-4 кг/м²
Битумно-полимерная 4-8 кг/м²
Кровля из металлочерепицы 4-6 кг/м²
Профлист, оцинкованная сталь, 4-6 кг/м²
Шифер 10-14 кг/м²
Керамическая черепица 35-40 кг/м²
Зеленая кровля 80-150 кг/м²

Несколько дополнительных сведений

Конечно, если известны все технические параметры перекрытия, ориентировочная масса, которая будет основной нагрузкой, выполнить нужные расчеты достаточно легко. При этом необходимо учесть существование нескольких разновидностей нагрузок.

В первую очередь, это продолжительность нагрузки. Она может существовать в виде:

  • постоянной;
  • временной.

Постоянную нагрузку создают:

  • мебель;
  • люди;
  • бытовая техника;
  • вещи, постоянно расположенные в помещении.

Кроме того, постоянно давит масса несущей конструкции, оказывает влияние горное давление.

Под временными нагрузками понимаются те, которые появляются при строительстве самых разных конструкций.

К особым нагрузкам относится сейсмическое воздействие, возможное изменение свойств грунта.

Кратковременные нагрузки возникают от оборудования, применяемого при строительстве здания, при атмосферном воздействии. Когда делается расчет самой большой нагрузки, необходимо учесть и длительные нагрузки. Они составляют большую группу, к ним можно отнести:

  • замерзание воды;
  • появление льда;
  • возникновение трещин;
  • линию жесткости;
  • кирпичную стенку:
  • цементную стяжку;
  • покрытие напольной поверхности;
  • массу перегородок;
  • массу оборудования для выполнения стационарной работы, это могут быть конвейерные установки, различные аппараты, твердые или жидкообразные тела;
  • вес стеллажей, находящихся на складе или в другом помещении;
  • массу скопившейся пыли, этот фактор часто игнорируют, однако его необходимо обязательно принимать к сведению, это также лишний вес;
  • атмосферные осадки.
  • Виды и достоинства данного изделия
  • Материалы и конструкционные находки
  • Различные виды нагрузок
  • Маркировка железобетонных изделий
  • Расчет предельно допустимых нагрузок
  • Способ пересчета нагрузок на квадратный м
  • Нагрузки при ремонтах старых квартир

Кто не мечтает завести домик в деревне или отремонтировать с размахом квартиру в городе? Всякий, кто занимается частным строительством или ремонтом, должен задуматься о том, сколько выдерживает плита перекрытия. Сколько нагрузки, полезной или декоративной, она вынесет и не прогнется? Чтобы ответить на все эти вопросы, нужно сначала разобраться в конструкции плит и их маркировке.

Перед постройкой многоэтажного здания, нужно обязательно рассчитать, сколько может выдержать плита перекрытия.

Комментарии

21:06:04 Максим Гвоздев

Для более точного расчета добавил еще дополнительные нагрузки: стяжка пола и выравнивание стен. Если у вас в доме 3 перекрытия и стяжка предусмотрена только для 2-х, то при условии толщины стяжки в 50мм выбираем 100мм. По выравниванию стен, думаю, вопросов не должно возникнуть. Алгоритм расчета: площадь внутренних стен *2 (выравнивание с 2-х сторон) + площадь наружных стен ( здесь получится небольшой запас на толщину стен, так как выравнивание происходит внутри дома, а не снаружи). На что хочу обратить внимание. В калькуляторе не учтенные элементы рассчитываются в большую сторону. Поясню. В калькуляторе нет понятия жилая площадь. Эксплуатационная нагрузка на перекрытия, стяжка пола и масса перекрытий рассчитываются по площади, равной площади дома в плане. То есть если дом размером 10х12м, то нагрузки будут рассчитываться для 120м2. В калькуляторе нет учета окон и дверей, хотя те имеют меньшую массу, чем стены (тем более кирпичные либо монолитные). Поэтому при выборе коэффициента запаса прочности обратите внимание на то, что некий запас уже есть в наличии.

21:06:12 Максим Гвоздев

Добавил для 1-го этажа полы по грунту. Есть небольшая особенность. Если кто будет считать вес дома с учетом стяжки, то общую толщину стяжки на все перекрытия нужно выбрать без учета стяжки полов по грунту.

21:06:29 uistoka

Если у меня крыша вальмовая, то нагрузка примерно такая же будет как при двускатке?

21:06:38 Максим Гвоздев

uistoka, Будут конечно небольшие отличия, но не значительные. У двухскатной есть фасады, у вальмовой их нет. Площадь кровли и снеговая нагрузка при одинаковом угле наклона думаю будет практически одинаковая. Просто из итогового результата нужно будет вычесть вес фасадов (с учетом коэф запаса, если он был использован).

21:07:02 Xohol

1. Не нашел поезной нагрузки 1-го и 2-го этажа. только мансарды. Так задумано? "Таблица №29. Расчетные полезные нагрузки, действующие на перекрытия в соответствии со СНиП Расчетное значение нагрузки (кг/м2) Здания и помещения Квартиры жилых зданий, детские дошкольные учреждения, дома отдыха, Административные здания, учреждения, научные организации, классные помещения, бытовые помещения промышленных предприятий и общественных Кабинеты и лаборатории научных, лечебных и образовательных учреждений 240 общежития, гостиницы и т. п. 195 " (с), А. Дачник 2. В книге А. Дачника написано о ветровой нагрузке на фундамент. "На практике ветровую нагрузку на фундамент ориентировочно рассчитывают по эмпирической формуле: Ветровая нагрузка = площадь здания Х (40 + 15 х высота дома) Считаем ветровую нагрузку на фундамент нашего дома площадью 100 м2 и высотой 7 метров: 100 х (40 + 15 х 7) = 14500 кг" (с.), А. Дачник. 3. Минимальная ширина ленты рассчитывается след. образом. "Дано: 1. Газобетонный дом размером в плане 10 м на 10 м 2. Расчетная суммарная нагрузка от дома на грунт 191 000 кгс 3. Общая длина фундамента по периметру дома с двумя внутренними лентами 56 м 4. Несущая способность суглинка на участке 1 кг/см2.(В расчетах лучше пользоваться минимальными значениями несущих способностей грунтов, если они достоверно не известны). Решение: 1. Переводим длину фундамента в сантиметры: 56 метров = 5600 см 2. Находим минимально достаточную ширину фундамента: Суммарную нагрузку делим на длину фундамента и несущую способность грунта: 191000 / 5600 / 1 = 34, 1 см Полученная минимальная достаточная ширина мелкозаглубленного ленточного фундамента составляет 34,1 (35) см." Ваши единицы измерения кН легко переводятся в кгс. Все вышенаписанное прошу принять как конструктив для калькулятора, а не поиск недостатков системы. ) Книга очень достойная, информации много. Считаю, что данный материал просто необходим к изучению при проектировании собственного фундамента. При внесении поправок в калькулятор отдельные главы в книге можно будет пропустить. )

Читайте также:  Как правильно положить рубероид на фундамент

21:07:13 Максим Гвоздев

Xohol, Спасибо за полезные замечания! 1. Полезную нагрузку можно выбрать только для чердачного помещения. Если это жилая мансарда, то выбираем полезную нагрузку 195кг/м2, если холодный чердак то 90кг/м2. Можно конечно и наоборот, все зависит от способа эксплуатации чердачного помещения. Для остальных перекрытий в доме полезная нагрузка стоит по умолчанию 195кг/м2. 2. Ветровую нагрузку в целом для загородных домов можно не учитывать. У нас ведь коэф. запаса есть, куда всю мелочевку и соберем. Хорошо описано здесь #8. Хотя идея была сделать. Посчитаю еще, может и сделаю. Сделал заметку. 3. Вы здесь уже я как понял говорите про калькулятор по проектированию ленточного фундамента? В самом калькуляторе после нажатия кнопки «Рассчитать» появляется результат. Там в результатах есть графа «Расчет» где описаны формулы и цифры. Я специально сделал для наглядности.

21:07:29 user

Добавьте пожалуйста возможность просчета стен из камня-ракушечника (380мм*180мм*180мм) различных марок М-15,- М-25, М-35 Спасибо

Источники: , , -dom/kalkulyatory/

Обрез фундамента

Обрез фундамента — это верхняя часть несущей бетонной конструкции, на которую приходится основное давление от строения. Существует определенная последовательность, по которой необходимо проводить сбор нагрузок на обрез фундамента, а также их дальнейший расчет. Для того чтобы определить нагрузку на обрез, необходимо иметь план типового этажа здания, если это многоэтажный дом, или же типовой план подвала, если строение имеет лишь один этаж.

  • Вес, толщину и высоту кирпичной стены.
  • Вес многопустотных железобетонных плит, которые используются в качестве перекрытий, а также умножить это количество на количество этажей.
  • Вес перегородок, умноженный на количество этажей.
  • Также необходимо добавить вес кровли, вес гидроизоляции и пароизоляции.

Расчет фундамента МЗЛФ для коттеджа 6хм

Выбран проект шале с размерами ленты:

  • наружный периметр 6х5 м;
  • ось 5,5х4,5 м;
  • ширина ленты 0,5 м, высота 0,7 м;
  • перегородка по ширине;
  • стандартные стержни арматуры 11,7 м.

На выходе получится лента длиной 25 м с площадью подошвы 12,5 квадратов, внешней поверхностью 17,5 м 2 . Для нее понадобится 9,625 куба бетона (учтен 10% запас), который весит 22,62 т, создает на грунт нагрузку 0,18 кг/см 2 .

Минимальные характеристики арматуры в этом случае получатся:

  • диаметр — 12 мм с поперечными стержнями 6 мм;
  • пояса — два по три стержня;
  • шаг поперечных стержней 0,35 м;
  • нахлест — 0,56 м;
  • количество продольного прутка — 140 кг либо 157,2 м;
  • количество поперечной арматуры — 38 кг либо 171,4 м;
  • опалубка — 42 шестиметровых доски шириной 15 см, опоры через 1 м в количестве 44 шт.

В калькуляторах бесплатных сервисов подставляются необходимые значения, на выходе получается подобие сметы, которую можно распечатать здесь же. Это снижает транспортные расходы, избавляет от большого запаса, который не пригодится в дальнейшем. На этапе заливки ленты важно не забыть о вентиляционных, технологических отверстиях. Первые необходимы для увеличения ресурса основания, цоколя, перекрытия нулевого цикла. Сквозь гильзы, установленные в технологических отверстиях, позже будут подводиться системы жизнеобеспечения. Выдалбливание/высверливание отверстий в застывшем бетоне чревато микротрещинами вокруг отверстий.

“>

Этапы деформаций грунтов в классическом виде

В современной литературе принято различать три основных фазы деформирования грунтов:

  1. Начальная. Это этап уплотнения почвы под влиянием внешних факторов, происходит из-за уменьшения пор между частицами почвы под подошвой. Фаза отличается тем, что сейчас не происходит сдвига фундамента, ведь все касательные нагрузки равноценные и компенсируются нагрузкой. Но нагрузка всегда возникает спонтанно, она распределяется неравномерно. В результате, в одной точке деформация может быть незначительной, а в другой – сильной. Как итог – происходят сдвиги основания.
  2. Вторая стадия – фаза сдвига подошвы основания. По мере увеличения нагрузок грунт сжимается все сильнее, захватывает новые районы, происходит значительный сдвиг подошвы в сторону большей нагрузки. Нарушается стандартное равновесие, под подошвой образуется плотный шар почвы, а по сторонам – пустое пространство. Материал фундамента стремится занять освободившееся место за счет естественных сил тяготения, поэтому возникают трещины и разрывы в основании, а затем в несущих стенах дома.
  3. Третья фаза – это разрушение подошвы. Тут уже материал подошвы выпирает плотный шар грунта и сразу деформируется.

Такая ситуация возникает с теми фундаментами, которые заложены выше граничной глубины промерзания почвы или сверху над горизонтами грунтовых вод. Немного иная картина происходит с глубоко заложенными основаниями. В таких случаях под подошвой также образуется плотный слой грунта, но его не выпирает на поверхность из-за большой площади перекрытия подошвы. Поэтому такой фундамент обладает лучшими несущими способностями, чем мелкозаглубленный.

Если начинается процесс деформации грунтов, то его порой остановить уже нет возможности. Единственный выход, это устраивать специальные защитные конструкции, способные нивелировать нагрузки или по максимуму снизить их воздействие.