Самостійний розрахунок стрічкових фундаментів від а до я

Розрахунок стрічкових фундаментів - це складний і досить трудомісткий процес, який слід довіряти виключно професіоналам, що мають державну ліцензію на право проведення таких робіт. Однак, при самостійному зведенні малоповерхових будівель, цілком можна обійтися і своїми силами, зробивши необхідні обчислення самостійно, адже робота фахівця-проектувальника досить недешева. У цій публікації буде детально розглянута методика розрахунку фундаменту стрічкового типу, викладена в СП 20.13330.2011 і СП 22.13330.2011.

Короткі характеристики і конструктивні особливості

Даний вид підстави є єдину конструкцію у вигляді стрічки, розташованої під усіма несучими стінами будівлі.

За глибиною залягання стрічкові фундаменти можуть бути:

• заглиблені нижче точки промерзання грунту;
• мелкозаглубленние (МЗЛФ) із середньою глибиною закладки 0,5 м;
• незаглибленного.

Глибиною закладення прийнято вважати висоту опорної конструкції від рівня планування до його «підошви».

Конструктивно, підстави стрічкового типу можуть бути:

• монолітними;
• збірними.

Конструкція монолітного фундаменту являє собою стрічку з монолітного залізобетону. Збірні фундаменти зводять з бетонних блоків, цегли або бутового каменю. У сучасному будівництві найчастіше зводять монолітні підстави, які дозволяють рівномірно розподілити навантаження на грунт, запобігаючи їх руйнування. Збірні фундаменти менш надійні, хоча і вимагають менших вкладень при зведенні.

Розрахунок стрічкового фундаменту: методика по визначенню несучої здатності грунту

Всі розрахунки виконуються після отримання на руки проекту зі специфікацією по використовуваних будівельних і кріпильних матеріалів, необхідних для зведення і обробки споруди.

Обчислення параметрів підстави за даною методикою виконується в три етапи:

1. Збір навантажень на стрічковий фундамент.
2. Визначення параметрів (ширина стрічки і «підошви», висота, глибина закладення) фундаменту.
3. Розрахунок можливої ​​опади.

Ще одним етапом, який не вказано в методиці, але може бути необхідний при виконанні розрахунків стрічкового фундаменту, є виконання робіт з коригування отриманих даних. Розглянемо кожен етап більш докладно.

Первинний збір даних

При визначенні навантаження на підставу необхідно враховувати:

• масу споруди;
• передбачуваний вага стрічкового фундаменту;
• масу наповнення споруди (техніка, люди, меблі і ін.);
• коефіцієнт снігового і вітрового навантаження.

Маса будівлі розраховується підсумовуванням ваги всіх будівельних матеріалів, використаних при зведенні будинку, враховуючи особливості застосовуваних матеріалів. Для простоти обчислень рекомендуємо ознайомитися з таблицею, в якій показані навантаження на фундамент від стін, перекриттів і даху, виконаних з різних будівельних матеріалів.

При визначенні снігових навантажень в конкретному регіоні цю таблицю і:

Для жителів України дана таблиця буде виглядати наступним чином:

Залежно від конструкції даху (кута ската) табличні дані можуть зажадати застосування коригуючого коефіцієнта:

• до 25 ° - коефіцієнт дорівнює 1;
• 60 ° і більше - коефіцієнт не враховується.

Для розрахунку снігового навантаження на фундамент необхідно: визначити по карті свій регіон, вага снігового покриву на 1 м² покрівлі, коефіцієнт, що враховує кут ската, після чого перемножити площа покрівлі на отримані дані.

При використанні класичних архітектурних рішень малоповерхового будівництва вітрові навантаження на фундамент споруди можна не враховувати.

Розрахунок висоти стрічкового фундаменту

Висота фундаментної стрічки є сумою параметрів, що включають в себе наступні дані:

• глибину закладки з урахуванням типу грунту, рівня грунтових вод і промерзання грунту в конкретному регіоні;
• висоту цокольного поверху.

Для визначення рекомендованої глибини закладення стрічкового фундаменту в залежності від грунту скористайтеся таблицею:

Для протидії силам обдимання необхідно заглиблювати підставу нижче точки промерзання на 15-20 см.

На прикладі розглянемо розрахунок передбачуваної висоти підстави, за умови, що глибина промерзання грунту в регіоні - 1,5 м- передбачувана висота цоколя - 0,5 м.

Обчислення висоти підстави виглядають наступним чином: 1,5+ 0,5 + 20 см (рекомендована глибина закладки нижче точки промерзання) = 2,2 м.

Розрахунок ширини «підошви» стрічкового фундаменту

Обчислення даного параметра залежить від використовуваного в будівництві «коробки» матеріалу, довжини і товщини несучих стін. Спрощений варіант розрахунку ширини стрічки - використання усереднених даних, наведених у таблиці нижче:

Для більш точних обчислень ширини «підошви» стрічки можна скористатися формулою:

де:

• 1.3 - коефіцієнт запасу по навантаженню;
• Р - повна маса споруди з фундаментом в кг;
• L - довжина фундаментної стрічки в см;
• R_o - питомий опір ґрунту.

Знаючи параметри стрічки можна легко порахувати обсяг стрічкового фундаменту. Робиться це в такий спосіб: необхідно перемножити довжину стрічки на її ширину і висоту.

Слід розуміти, що конструкція фундаменту може не мати постійного перетину. У деяких випадках розтин стрічкового фундаменту може бути виконано у формі паралелепіпеда з похилою зовнішньою поверхнею для кращого опору силам обдимання. Т-подібна форма перетину з розширеною «підошвою» (стрічка з розширеним підставою) зводиться в цілях економії матеріалу.

Для визначення маси опорної конструкції потрібно обсяг стрічки помножити на її питома вага, враховуючи використані для його зведення матеріали.

Розрахунок навантаження на грунт

Як розрахувати стрічковий фундамент на навантаження, створювану спорудою на грунт? Зробити це нескладно: потрібно розділити повну масу споруди (вага будинку, наповнення споруди, снігове навантаження) на площу підстави в см².

Щоб знайти площу опорної конструкції потрібно її довжину помножити на ширину.

Отримані дані порівнюємо з питомим опором грунту R₀ кг / см², на якому планується зведення споруди.

Приклад розрахунку фундаменту по несучої здатності

Припустимо, що повна маса споруди (стіни, дах, фундамент, наповнення) з урахуванням снігового і вітрового навантаження становить 400 тис. Кг. Площа підстави становить 100 тис. См² (Довжина стрічки 4 тис. См-ширина - 25 см.) Для отримання даних про питомому навантаженні будови на см² грунту потрібно розділити повну масу будинку на площу підстави. 400000 кг / 100000 см² = 4.

Визначаємо по таблиці тип ґрунту, на якому передбачається будівництво, для отримання даних про його несучої здатності. Далі все просто: порівнюємо розрахунковий показник і несучу здатність грунту. Необхідно, щоб була виконана умова: P≤ R_o де Р - повна маса споруди, R_o - питомий опір почви.Еслі дані в таблиці більше або дорівнюють розрахунковим, то необхідності вносити коригування немає.

Якщо умова не виконана, то для коригування ширина підошви збільшується на 10 см і розрахунки масогабаритних показників фундаменту повторюються. Так робиться до того моменту, поки умова P≤ R_o не буде виконано.

розрахунок матеріалів

Для того щоб точно знати, скільки буде потрібно бетонної суміші при зведенні фундаменту потрібно обчислити об`єм фундаментної стрічки. Як розрахувати кубатуру стрічкового фундаменту? Потрібно перемножити отримані в ході обчислень показники фундаментної стрічки, а саме довжину, ширину і висоту підстави. Наприклад: довжина стрічки - 40 м. Ширина - 25 см, висота 2.2 м. Перемноживши отримані дані, отримуємо значення 22 м³. При замовленні бетону орієнтуйтеся на дану цифру, плюс 10% запасу.

Для розрахунку замовлення кількості арматури потрібно знати:

1. Мінімально допустимий діаметр поздовжніх стрижнів в залежності площі перетину стрічки.
2. Кількість армопояс з мінімально допустимим числом рядів поздовжніх стрижнів.
3. Діаметр поперечних стержнів.
4. Крок поперечних стержнів арматури.
5. Довжина нахлеста стрижнів.
6. Вага арматурного каркаса.

Всі обчислення робляться на підставі нормативних даних, наведених в СП 52-101-2003. Для спрощення розрахунків можна скористатися послугами онлайн-калькулятора.