11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет монолитного фундамента

Расчет монолитного фундамента

В строительстве известно большое количество типов фундаментов, различных по своим конструктивным особенностям, способам возведения и исходным материалам.

Фундаментальным можно считать монолитный тип основания, который призван выдерживать больше нагрузки и любые неблагоприятные климатические условия.

Монолитный тип подразделяют на подвиды: мелкозаглубленный и глубокозаложенный.

При возведении небольшого по габаритам дома, монолитное основание можно обустроить только при наличии дополнительной рабочей силы, или, в крайнем случае, помощи друзей.

Виды монолитного фундамента

Глубина заложения фундаментов зависит от наличия или отсутствия подвала, цокольного этажа в здании, а также от других конструктивных особенностей. Ориентировочно глубину заложения фундамента можно принимать равной глубине промерзания грунта.

Фундамент глубокого залегания

Фундамент глубокого залегания строится ниже уровня промерзания грунта. Это позволяет фундаменту опираться на устойчивый слой земли. Такой тип фундамента достаточно универсален, позволяет оборудовать подвал, иногда используется для постройки крупных деревянных домов, но чаще всего такой вид фундамента сооружается для высоких каменных зданий. На постройку такого фундамента потребуется много времени и земляных работ.

Мелкозаглублённый фундамент

Данный вид фундамента может быть использован при постройке лёгких строений. Он не сложен в сооружении, так как для такого фундамента не требуется больших затрат сил и времени на земляные работы, а также мелкозаглублённый фундамент дешевле фундамента глубокого залегания. Также на него не будет оказывать влияние пучение грунта. Но такой тип фундамента подходит не для всех почв и не для любого здания.

Плитный фундамент

Из-за необходимости применения большого количества строительных материалов, это, пожалуй, самый дорогой тип фундамента. Его применение целесообразно при сложных геологических условиях на участке, где планируется строительство. Такой фундамент можно применять практически на всех типах грунта, включая глинистые, торфяные, болотные. Его применение допустимо на участках с большой глубиной промерзания почвы.

Ленточный фундамент

На сегодняшний день – это один из наиболее часто применяемых типов фундамента. Ленточный фундамент изготавливается из железобетона или бетона. Такие конструкции выдерживают нагрузку стен возведенных на основе тяжелых материалов, таких как бетон, керамзитобетон, шлакобетон, кирпич.

Строительство ленточного фундамента требует проведения дополнительных земляных работ, что делает его стоимость не самой низкой. Однако его использование особенно актуально для домов, в которых предполагается наличие подвала, цокольного этажа или гаража.

Подробности

Что выбрать

Каменные и бетонные основания может поделить на массивные (они залегают под строением), ленточные и столбовые (отдельно стоящие столбы).

Столбчатые

Отлично подойдет для домов, где нет подвалов. Их достоинство по сравнению с остальными – экономичность. Но такой тип основания нельзя считать удачным для построек с цокольным этажом и подвалом. Из-за опасности быть сдвинутыми давлением грунта сбоку, их нельзя применять при наличии больших высотных перепадов.

Ленточные

Это наиболее популярный тип при строении частных строений. Их ширина будет зависеть от того, как земля выдерживает нагрузки и от объема на основание. Важным достоинством конструкций является то, что они замечательно переносят ее и имеют прекрасную несущую способность. В частном секторе применяют слабоуглубленные ленточные основания чаще.

При их закладывании применяют сборные блоки, бутовый камень или бетонный монолит. Для зданий, где нет подвалов, лучше выстраивать сборные ленточные основания. Наличие большого количества стыков между частями требуется гидроизолировать, а это будет расходом рабочей силы и времени.

Монолитные весьма трудоемкие, но образуют идеальную гидроизоляцию, которая важна при закладывании дома с подвальной частью. При выстраивании индивидуальных коттеджей они весьма экономичные и обойдутся в 1.5 раза меньше, чем сборные.

Для монолита не нужна дополнительная шовная гидроизоляция, существенно уменьшается трудовая емкость и траты на начальный этап. Кроме того, монолит устойчивее при пучении в мороз и почвенных просадках. При повышенной влаге грунта гидроизоляция углубленных частей – является очевидной проблемой, которая способна увеличивать себестоимость. Монолитная основа почти не пропускает влагу, а при добавлении особенных присадок себестоимость будет ниже, нежели при применении специализированного вида гидроизоляции.

Плитные

Подойдут для домов, если в грунте завышен показатель вод. По габаритам дома укладывается единый монолит, который усилен каркасом. За счет увеличения взаимодействия основания и фундамента уменьшается вероятность почвенной просадки.

Железобетонные свайные

Калькулятор расчета монолитного фундамента поможет при работе. А вот железобетонные сваи опускают в землю посредством вибропогружателей. Сваи проходят через верхние, то есть более рыхлые грунты и передают нагрузку на более плотные слои. Глубокие слои начинают уплотняться, тем самым увеличивая степень несущей способности.

Читать еще:  Чем отделать цоколь фундамента?

Буронабивные

По сути, речь идет о скважинах, которые уложены бетоном и усиленные каркасом арматур. В таком случае опалубка – это земля, которая пробурена на глубину до 1.5 метров и ширину 0.25 метров.

Есть разные типы буронабивных свай, к примеру, те, что без дополнительного укрепления отверстий скважин для сухого грунта, набивные типы свай с укреплением избыточного давления для заводненных и слабых почв, а также набивные сваи с укреплением скважин обсадными трубами для непрочного грунта.

Винтовые сваи

Это шурупы, которые большие и ввинчены в землю. Такой тип пригоден для построек на слабой почве с высокими водами, для плывунов. При этой технологии выполняются земляные работы.

Несущая способность

Первые пару лет после окончания постройки, грунт под массой дома начинает сжиматься. Под влиянием ливней и паводков, основание проседает, тем самым вызывая разрушения и растрескивания. Несущая способность и габариты определяются с учетом почвенных особенностей и ширины основания. К примеру, столбчатое основание с окружностью в 0.25 метров будет опираться на землю с площадью в 490 квадратных см. Если несущая способность составляет 2.5 кг/квадратный сантиметр (пески со средней плотностью), то основание может перенести ее (в том числе и толщину столбчатого основания для постройки дома) до 1.225 тонн.

Фундамент из плотной глины такого же размера может перенести нагрузку 490*6=2.94 тонны. Основание ленточного типа (с шириной 0.4 метра и длиной 0.28 метра) с габаритами основания под загородный дом 6*8 квадратных метров требует основания в 112 000 квадратных сантиметров. При одинаковой несущей грунтовой способности фундамент может принимать такие нагрузки: 112 000*2=22,4 тонны, и 112 000*6=6.72 тонны. Такие данные для габаритов о 1.5 до 2 метров глубины, с шириной основания от 0.5 до 1 квадратного метра. По мере углубления, несущая способность увеличится. А при более высоких цифрах – уменьшается из-за меньшей почвенной плотности.

Пи исчислении ширины и способности несущего типа основания для дома, ее требуется брать с надбавкой. Как показала практика, такой процент составляет примерно 30. Чтобы создавать запас прочности, нагрузку увеличивают. Если сделать запас меньше, может быть угроза просадки (и тем более на начальном эксплуатационном периоде). Если его увеличивать – себестоимость строительства станет дороже.

Нагрузки на основание могут быть такими:

  • Нагрузка при эксплуатации.
  • Виды кровли и ее ширины.
  • Тип и габариты материалов для кровли.
  • Ширина и специфика перекрытия.
  • Масса и размер строительных материалов.

В любом случае, калькулятор расчета монолитного фундамента вам сильно пригодится.

Расчет толщины плиты

Расчет выполняется по СП «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений» и по руководству «Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа» в два этапа:

  • сбор нагрузок;
  • расчет по несущей способности.

Сбор нагрузок включает в себя проведение работ по вычислению общей массы дома с учетом веса снегового покрова, мебели, оборудования и людей. Значения для домов из различных материалов можно взять из таблицы.

Тип нагрузкиЗначениеКоэффициент надежности
Стены и перегородки
Кирпич 640 мм1150 кг/м 21,2
Кирпич 510 мм920 кг/м 2
Кирпич 380 мм с утеплением 150 мм690 кг/м 2
Брус 200 мм160 кг/м 21,1
Брус 150 мм120 кг/м 2
Каркасные 150 мм с утеплителем50 кг/м 2
Перегородки гипсокартонные 80 мм30-35 кг/м 21,2
Перегородки кирпичные 120 мм220 кг/м 2
Перекрытия
Железобетонные 220 мм с цементно-песчаной стяжкой 30 мм625 кг/м 21,2 — для сборных и 1,3 — для монолита
Деревянные по балкам150 кг/м 21,1
Крыша по деревянным стропилам
С металлическим покрытием60 кг/м 21,1
С керамическим покрытием120 кг/м 2
С битумным покрытием70 кг/м 2
Временные нагрузки
Полезная для жилых зданий150 кг/м 21,2
СнеговаяВ зависимости от района строительства по п. 10.1 СП «Нагрузки и воздействия». Снеговой район определяется по СНиП «строительная климатология».1,4

Важно! В таблице уже учитывается толщина конструкций. Для вычисления массы остается лишь умножить на площадь.

Кроме этого, каждую нагрузку необходимо умножить на коэффициент надежности. Он необходим для обеспечения запаса по несущей способности конструкции из бетона и предотвращения проблем при незначительных ошибках строителей или изменениях условий эксплуатации (например, смена назначения здания). Все коэффициенты принимаются по СП «Нагрузки и воздействия».

Читать еще:  Как правильно уложить арматуру в фундамент

Для различных нагрузок, коэффициент отличается и находится в пределах 1,05-1,4. Точные значения также приведены в таблице. Для фундамента из бетона по монолитной технологии принимают коэффициент 1,3.

Важно! Если уклон кровли составляет более 60 градусов, снеговую нагрузку в расчете не учитывают, поскольку при такой крутизне ската, снег не скапливается на нем.

Общую площадь всех конструкций умножают на массу, приведенную в таблице и коэффициент, после чего, складывая, получают суммарный вес дома без учета фундаментов.

Основная формула для вычислений имеет следующий вид:

где P1 -удельная нагрузка на грунт без учета фундамента, M1 — суммарная нагрузка от дома, полученная при сборе нагрузок, S — площадь плиты из бетона.

Далее необходимо рассчитать разницу (Δ) между полученным значением и числом, приведенным в таблице выше, в зависимости от типа грунта.

где P — табличное значение несущей способности грунта.

где М2 — требуемая масса фундамента (больше этой массы строить фундамент нельзя), S — площадь плиты из бетона.

где t — толщина заливки бетона, а 2500 кг/м 3 — плотность одного кубического метра железобетонного фундамента.

Далее толщина округляется до ближайшей большей и меньшей величины кратной 5 см. После выполняется проверка, при которой разница между расчетным и оптимальным давлением на грунт не должна превышать 25% в любую сторону.

Совет! Если при расчете получается, что толщина слоя бетона превышает 350 мм, рекомендуется рассмотреть такие типы конструкции как ленточный фундамент, столбчатый или плита с ребрами жесткости.

Помимо толщины потребуется подобрать подходящий диаметр армирования, а также выполнить расчет количества арматуры для бетона.

Важно! Если в результате расчета у вас получится толщина плиты более 35 см, это указывает на то, что плитный фундамент избыточен в данных условиях, нужно посчитать ленточный и свайный фундаменты, возможно они окажутся дешевле. Если же толщина вышла меньше 15 см, значит здание слишком тяжелое для данного грунта и нужен точный расчет и геологические исследования.

Общий пример расчета для одноэтажного частного дома

Проведем пример. При расчете будем использовать следующие исходные данные об объекте:

  1. Здание представляет собой конструкцию одноэтажного частного дом с небольшой мансардой и общей площадью 36 кв. м.;
  2. Материал для возведения несущих стен – бруса, толщина которого 200 мм;
  3. Общее значение площади стен (4 стены с наружной высотой равной 4,5 м) равно 108 кв.м.;
  4. Внутренние перегородки выполнены из гипсокартона и составляют 75 кв.м. площади;
  5. На крыше используется образец металлической четырехскатной кровли, с уклоном в 30ᵒ;
  6. При исследовании грунт оказался пластичным, а качественный состав показал глину;
  7. Значения снеговой нагрузки для выбранного региона равняется 180 кг/м²;
  8. Перекрытия в частном доме будут из дерева, общая площадь составит 72 кв.м.

Пример сбора нагрузки для здания

Любой сбор нагрузки на будущее бетонное осуществляется с учетом всех конструкций, а также снеговой и ветровой нагрузки. Все данные заносятся в табличную форму. Посмотрите видео, как рассчитать все нагрузки, а также возвести монолитный фундамент.

При расчете необходимо учитывать нормативную и расчетную нагрузку в совокупности с коэффициентом надежности. Для нашего примера получим такие результаты:

  1. Нагрузка от стен вычисляется: 108*160*1,1 = 19008 кг,
  2. Нагрузка от гипсокартонных перегородок: 75*30*1,2 = 2750 кг,
  3. Нагрузка от деревянных перекрытий: 72*150*1,1 = 11880 кг,
  4. Давление металлической кровли: 42*60*1,1 = 2772 кг,
  5. Полезная и снеговая нагрузки: 72*150*1,2 + 42*180*1,4 = 23544 кг.

В итоге, в данном примере, мы получаем общую нагрузку здания в районе 59904 кг (это с учетом коэффициента надежности). Ширина подошвы бетонного основания вычисляется с учетом условия, что его ширина на 20 см больше, чем у дома. Таким образом, общая площадь основания равна 372100 кв. см.

Высчитываем удельную нагрузку на почву под домом по формуле: 59904 кг: 372100 кв.см. = 0,16 кг/см². Сравниваем полученные и заданные при расчете значения — Δ = 0,25 — 0,16 = 0,09 кг/см². Высчитываем массу будущего здания — М = Δ*S = 0,09*372100 = 33489 кг. Получаем в итоге толщину подошвы: t = 33489/2500 = 13,4 см. Так как значение не целое, за толщину бетонного основания принимают либо 10 см, либо 15 см.

При проверке на наименьший расход бетонного раствора и массы арматуры требованиям расчета удовлетворило значение толщины в 15 см. Остается посчитать лишь расход арматуры на монолитный фундамент выбранного одноэтажного дома для нашего примера.

Читать еще:  Как проверить диагональ фундамента?

Расчет арматуры на плиту

Дальнейшие расчеты примера по количеству арматуры основаны на следующих данных:

  1. Выбрана плита с общей толщиной в 15 см,
  2. Будет использовано 2 рабочие сетки,
  3. Диаметр металлических стержней выбран в 12 мм, а шаг стержней на расстоянии 150 мм,
  4. По количеству стержней получаем следующее количество штук (для двух слоев): 84*2=168 штуки,
  5. В результате, общую массу арматуру считаем по формуле: 1018,08 м * 0,888 кг/м = 905 кг.

Упрощенный расчет вручную необходимой толщины фундаментного основания и общего количества (веса) арматуры является несложной задачей, требующей небольшого количества свободного времени. Самое главное не запутаться в формулах и учесть всех коэффициенты.

Глубина залегания

Согласно СНиП 23-01-99, глубина заложения зависит от:

  1. климатических условий в регионе;
  2. конструкционных особенностей сооружения;
  3. глубины грунтовых вод,
  4. типа почвы под подошвой и т.д.

Таким образом, глубина котлована рассчитывается индивидуально.

Если следовать рекомендациям практикующих строителей, под фундамент в северных регионах нужно рыть котлован ни ниже 0,8–1 м поверхности земли. В теплых и умеренных климатических условиях для плитного основания достаточно 0,3–0,4 м глубины. На стабильных грунтах глубина закладки силовой конструкции может быть минимальной и составлять всего 0,2 м.

Подбор арматуры для фундаментной плиты

В результате приведенных выше выкладок, предположений и допущений мы получили достаточно простую конструкцию, расчет которой много времени не занимает даже в том случае, если в наличии есть только счеты (если вы не знаете что это такое, то поспрашивайте у пенсионеров-бухгалтеров).

Определение сечения арматуры

Расчет будем производить для одного метра ширины плиты, просто потому, что так проще. Для начала определим значение моментов на опорах (под стенами) и в пролете. С учетом особенностей консольных балок и влияния ширины опор мы на всякий случай примем при определении моментов длину консолей k3 = 1.8 м и пролет l3 = 6.2 м. А значение опорной реакции А уменьшим на 1293.2·0.2 = 258.64 кг. Тогда опорная реакция А составит А3 = 6000 — 258.64 ≈ 5740 кг. При q3c = 1293.2 кг/м

Исходные данные и результаты расчетов калькулятора

Вычисление потребности в материалах для возведения такой конструкции требует от пользователя внести в соответствующие поля сервиса следующие исходные данные:

Линейные размеры плиты;

Толщина плиты;

Марка бетона;

Марка и толщина используемой арматуры;

Размер ячеи арматурной сетки, количество ее слоев.

Используя онлайн сервис калькулятора фундамента для монолитной плиты, вносить исходные данные необходимо внимательно – ошибка в один разряд или одну цифру приведет к тому, что результаты расчетов будут ошибочными.

Выбор бетона для монолитного фундамента.

Поскольку основа для монолитного фундамента — это прочный бетон, то нужно выбрать исключительного качества строительный материал. Как известно, бетон делится на несколько марок. Выбор в сторону той или иной марки будет зависеть от следующих особенностей:

  • Погодные условия местности;
  • Габариты строения;
  • Степень будущей нагрузки на основание;
  • Характеристики и особенности грунта под фундамент, наличие или отсутствие подземных вод.

Не стоит пренебрегать любыми рекомендациями, поскольку несоблюдение правил влечет за собой печальные последствия в виде проседания здания, деформации несущих стен и перегородок, значительное сокращение эксплуатационных характеристик. В конце концов — это риск для будущих жильцов такого помещения.

Конечная цель проектирования

Результатом проектирования должен быть:

  • сборочный чертеж монолитного фундамента;
  • текстовые документы – расчеты и обоснования проекта;
  • план разметки фундамента и привязка его к местности;
  • план отрывки котлована;
  • план сооружения опалубки;
  • план размещения материалов на строительной площадке;
  • планы доставки и заливки бетона, согласованные по времени.

Один из способов расчета параметров фундамента – метод конечных разностей, который показывает, как рассчитать характеристики плитного фундамента.

Расчет фундаментной плиты можно провести методом конечных элементов.

Но проще всего рассчитать фундаментную плиту, используя калькулятор расчета. В нем заложены все нужные формулы и методики.

Некоторые калькуляторы помогают рассчитать нужное количество песка, цемента, щебня, общее количество и стоимость материалов.

По результатам расчётов разрабатывается сборочный чертеж монолитного фундамента и все детализированные чертежи:

  • закладных деталей;
  • сборочный чертеж и деталировка арматурного каркаса;
  • рассчитанная схема размещения готовых каркасных сеток;
  • примерное устройство одноразовой опалубки из досок или устройство металлической многоразовой опалубки и схема ее использования т. п.

Профессионально спроектированный и построенный фундамент будет надежным основанием любого здания.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector