Как правильно рассчитать фундамент: Как рассчитать фундамент под дом – Пример расчёта

Как правильно рассчитать фундамент?

ГлавнаяСтатьиКак правильно рассчитать фундамент?

Первый и самый главный этап в начале постройки дома с нуля правильный расчет фундамента. От этого зависят все последующие строительные работы и, собственно, качество и долговечность здания.

Вести расчеты для несложных построек рекомендуется по системе, составленной архитекторами. Для сложных строительных конструкций лучше, все-таки, воспользоваться услугами профессиональных строителей и архитекторов.

В расчеты фундамента входят предварительные данные несущих способностей и возможной деформации почвы на территории будущего фундамента.

ВАЖНО! Расчет на деформацию грунта стоит делать с участием профессионалов.

Ряд факторов влияют на данные расчета, а именно:/>

• Почва в пределах территории будущего фундамента
• песок крупной и средней крупности
• глина или суглинок
• Длина расстояния от начала уровня почвенных вод до отметки планирования фундамента (особенно актуально, когда грунт промерзает)
• расчетная глубина превышена на 2 и больше метра
• Глубина фундамента дома (одно- или двухэтажного)
• более, чем полметра от глубины промерзания почвы
• более 75% от рассчитанной глубины возможного промерзания почвы (не меньше, чем полметра)

Для расчета ленточного фундамента нужно собрать информацию о:/>

• качестве почвы;
• уровне потенциального протекания почвенных вод;
• начале промерзания почвы;
• нагрузке на крышу дома извне; архитектурном проекта здания.

Получив объективную информацию, можно начинать поэтапно рассчитывать фундамент.

Во-первых, рассчитать вес готовой конструкции здания над уровнем земли (включительно с мебелью, декоративной отделкой, дополнительным весом и т.п.), этот вес будет действовать как прямое давление на нижнюю почву фундамента.

Во-вторых, коррекция уже готовых расчётов фундамента после расчета самой строительной конструкции.

Для домов эконом-класса проводятся такие же расчеты, как предложено выше, но с небольшими отличиями.

Необходимо рассчитывать вес почвы под фундаментом, удельный вес самого фундамента и намеченной конструкции дома. Также нужно знать параметры цоколей с декоративной отделкой, плитами, перегородками, полами, панелей (без учета окон и дверей), стенами с отделкой с обеих сторон. Произвести расчеты снаружи стропильная система, перекрытие потолка (вместе с отделочным материалом и кровлей), слой изоляции, лестниц (если будут).

Для расчета веса и нагрузки материала, необходимо предварительный расчет массы умножить на число надежности во время нагрузки на конструкцию.

В общем, независимо от того, сами вы будете делать постройку или строители, обязательно придется правильно рассчитать фундамент для надежности любого типа помещения.

Перейти ко всемстатьям

Как рассчитать фундамент для дома

Строительство фундамента — важный и ответственный этап при возведении дома. От того, насколько грамотно определены размеры и правильно сделан расчет, зависит качество монтажа и долговечность конструкции. Чтобы рассчитать фундамент, нужно вычислить нагрузку на основание и грунт, а также определить опорную площадь конструкции.

Какой фундамент выбрать для загородного дома

Сегодня существуют различные типы фундаментов, среди которых столбчатый, ленточный, свайный, винтовой, ростверковый и монолитный. Для строительства большого деревянного коттеджа и дачного дома с подвалом или цокольным этажом выбирайте ленточный тип. Он отлично выдерживает высокие нагрузки и подходит для жидкой и глинистой почвы, для неоднородного и плотного грунта, для большой глубины промерзания.

Для строительства дома или бани без подвала или цокольного этажа можно выбрать фундамент на сваях или столбах. Он подходит для большинства типа почв, в том числе для торфа и болотистой местности. Такой тип используют при подвижном и нестабильном грунте, быстро меняющемся климате, повышенном уровне подземных вод. Конструкция легко выдерживает сильные нагрузки и постепенные сдвиги грунта.

Монолитный или плитный фундамент — надежная и прочная основа, которая отлично подходит для строительства основательного и просторного деревянного коттеджа с невысоким подвалом или цокольным этажом. Конструкция подходит для каждого типа грунта и почвы.

Наиболее оптимальным вариантом для строительства загородного дома сегодня считается ленточный фундамент. Подробнее о нем и других видах оснований читайте по ссылке http://marisrub.ru/uslugi/montazh-fundamentov/. А в этой статье мы узнаем, как правильно рассчитать фундамент.

Как рассчитать основную нагрузку

Нагрузка на грунт и фундамент представлена постоянными и переменными нагрузками. К последним относят ветер и снег. К первым вес дома, коттеджа или бани вместе с фундаментом и кровлей. Кроме того, важно рассчитать эксплуатационную нагрузку. Это количество людей, которые регулярно находятся в помещении, мебель и оборудование. Таким образом, среди элементов постоянной нагрузки выделяют:

• Конструкция фундамента;
• Цокольный этаж или подвал с отделкой;
• Стены и межкомнатные перегородки с отделкой;
• Потолок и полы с отделкой;
• Лестницы;
• Кровля с отделкой.

Нормы СНиП II-3-79 предлагают показатели удельного веса стройматериалов, которые помогут рассчитать примерный вес дома и нагрузку на фундамент. Параметры указаны в таблице. Брать лучше больший удельный вес, чтобы был запас.

Чтобы получить расчет всей конструкции, удельный вес материалов умножают на объем конструкции. Полученный результат умножают на коэффициент надежности по нагрузке. Значения коэффициента представлены в следующей таблице.

Коэффициент надежности конструкции и грунта

Чтобы правильно сделать расчет нагрузки, нужно учитывать и временные элементы, к которым относится снег. Снеговую нагрузку определяют в зависимости от региона строительства.

Как рассчитать снеговую нагрузку

Чтобы сделать расчет снеговой нагрузки, умножают площадь кровли на вес снегового покрова, который зависит от местности строительства. Подробнее с нормами для каждого региона вы можете ознакомиться в описании СНиП 2.01.07-85. Там же в приложении вы найдете карту снеговой нагрузки для России.

Карта снеговой нагрузки России

Для полного расчета нагрузки снега используют следующую формулу:

S=Sр×к,

где S – снеговая нагрузка;

Sр – расчетный вес снега на 1 м2 горизонтальной поверхности земли;

к – коэффициент наклона кровли. Коэффициент наклона кровли до 25 градусов равен единице, от 25 до 60 градусов составляет 0,7, а при уклоне свыше 60 коэффициент не учитывают.

Чтобы упростить расчет, можно использовать примерный вес снега, который составляет около 100 кг/м3, а в мокром состоянии достигает 300 кг/м3. Однако учтите, что полученный результат будет не точным, что опасно для строительства фундамента.

Как рассчитать вес и габариты основания

Чтобы сделать расчет общей нагрузки, нужно сложить вес дома, снеговую нагрузку и массу фундамента. Сначала вычисляют размеры конструкции. А чтобы упростить расчет, составляют проект или схему. Затем нужно рассчитать глубину заложения, которая зависит от типа грунта. Для непучинистого вида и песка уровень заложения составляет свыше 1,5 метров. При суглинке и глине основание должно лежать не выше уровня промерзания.

Толщину фундамента определяют в зависимости от различных параметров. Как правило, она составляет 0,3 — 0,4 метра. Но если вы планируете обустройство подвала или цокольного этажа, размер может быть другим. Подробные размеры конструкции с подвалом представлены ниже в таблице.

Размеры фундамента

Чтобы рассчитать вес фундамента, объем конструкции умножают на удельный вес. Затем складывают все полученные показатели, среди которых вес дома и фундамента, снеговая нагрузка.

Главное условие для функционирования фундамента в том, что удельная нагрузка на грунт должна быть меньше расчетного сопротивления на 15-20%. Удельное давление вычисляют при помощи деления общего веса дома на площадь основания (подошвы грунта). А размеры расчетного сопротивления вы найдете в таблице, так так они зависят от типа грунта.

Расчетное сопротивление грунта

Расчетное сопротивление должно быть больше удельного давления (нагрузки).

Как рассчитать количество бетона

Чтобы правильно рассчитать бетон для плитной конструкции, нужно умножить площадь бетонной плиты на толщину. Площадь плиты под дом 6Х6 метров составляет 36 м2, а минимальная толщина изделия при этом равна 0,1 метров. Таким образом, расход бетона при минимальной толщине плиты для фундамента под дом 6х6 = 36 х 0,1 = 3,6 м3. А интересные проекты деревянных домов 6х6 вы найдете здесь.

Для столбчатого основания расчет делают, исходя из площади поперечного сечения и высоты столбов. Площадь поперечного сечения столба = R2 х 3.14, где R — радиус изделия. Площадь умножаем на высоту и получаем расход бетона на один столб. Чтобы рассчитать бетон на целый фундамент, полученный результат умножают на общее число столбов.

Для расчета бетона на ленточный фундамент умножают ширину, высоту и суммарную длину ленты. Ширина ленты составляет в среднем 20-40 сантиметров. Высота включает глубину заложения и надземную часть. Это примерно около двух метров. В суммарную длину ленты входит периметр внешних стен и длина ленты под внутренними стенами. Для дома 6х6 метров общая длина составит 30 метров. Если ширина ленты равна 0,4 метрам, а высота — двум, то расход бетона для ленточного фундамента = 0,4 х 2 х 30 = 24 м3.

Если вы затрудняетесь сделать расчет и сомневаетесь в его правильности, обращайтесь к профессионалам! Мастера “МариСруб” исследуют грунт и составят проект конструкции, быстро и надежно рассчитают фунадмент, проведут монтаж и другие необходимые работы! Выполняем возведение фундамента и строительство деревянных домов под ключ.

Как рассчитать фундаментную балку

Конструктивные расчеты зданий и инфраструктуры часто выполняются с использованием моделей, которые в упрощенном виде представляют ограничения в основании конструкции. Даже во многих случаях конструкция крепится к основанию жесткими креплениями .

Однако такой подход не позволяет анализировать фактическое напряженное состояние фундаментов, а в некоторых случаях может привести к некорректной оценке реакции конструкций надземных сооружений. Использование пружинное сдерживание может быть эффективным способом преодоления этих проблем и получения лучшего прогноза поведения конструкции.

Основные преимущества использования пружинных ограничителей при моделировании конструкций

Моделирование фундаментных опор с пружинными ограничителями дает несколько преимуществ. Среди них можно выделить три основных преимущества:

реалистичные ограничения описание

У вас есть возможность выбрать жесткость пружины в зависимости от типа грунта основания. Кроме того, можно задавать пружины с разной жесткостью на разных участках граничной зоны. Наконец, вы можете определить ограничения поворотной пружины, которые полезны, например, для моделирования поворота цоколя у основания колонны.

повышенная точность модели

Использование пружинных зависимостей позволяет оценить правильный размер пиков деформации и их положение. Кроме того, он позволяет правильно рассчитать силы, действующие на фундаментные конструкции, и, следовательно, правильно определить их размеры. Что не менее важно, можно учесть взаимодействие грунт-конструкция и получить реалистичный отклик надземных конструкций.

выше Надежность конструкции

Можно анализировать реакцию конструкции, оценивая различные значения жесткости грунта и элементов фундамента, получая огибающие действующие силы. Таким образом можно учесть возможные неопределенности модели из-за неопределенности в знании типа почвы и ее изменчивости.

Моделирование фундаментов в виде балок Винклера

Модель Винклера основана на предположении, что грунт в общей точке деформируется пропорционально действующей на него нормальной силе. Деформация не зависит от деформации других точек и линейно зависит от приложенной силы.

Константа пропорциональности, называемая константой почвы , является физической характеристикой почвы и должен измеряться на месте.

Модель Винклера особенно полезна для моделирования поведения упругих фундаментных балок, часто используемых в качестве фундаментных конструкций в тех случаях, когда фундаментный цоколь не предполагается. Если фундаментные балки рассчитываются с учетом колонны как жестких ограничений и давления грунта как распределенной нагрузки, полученные изгибающие моменты и поперечные силы обычно приводят к превышению размеров фундаментных балок.

Использование упругих пружинных ограничителей на основе постоянной грунта Винклера позволяет получить более точные результаты. На рисунке ниже представлено схематическое изображение балочного фундамента Винклера. Жесткость пружины представляет собой постоянную грунта, умноженную на ширину балки.

Расчет фундаментной балки с использованием грунтовой крепи Winkler

Здесь показан пример расчета фундаментной балки с использованием грунтовой крепи Winkler. Исследуемая система показана на рисунке ниже. Балка подвержена распределенному действию из-за постоянных нагрузок. Кроме того, колонны испытывают сосредоточенные сдвигающие действия и изгибающие моменты на некоторых участках балки. Пример взят из работы Колаянни и др. [1].

Модель построена и решена с помощью WeStatiX . Если вы хотите узнать, как создать модель балки Винклера, взгляните на этот и другие примеры и руководство.

После моделирования геометрии балки были приложены распределенная и узловая нагрузки. Опора Винклера была вставлена ​​путем применения ограничений упругих элементов. При этом, как только была выполнена дискретизация балки, код применил узловое ограничение с жесткостью в узлах балки. Диаграммы значимых результатов представлены ниже:

В частности, диаграмма вертикальных перемещений:

Видно, что вертикальные смещения не являются постоянными, а представляют собой пики, интенсивность которых можно точно оценить с помощью этой стратегии моделирования.

Диаграмма поперечной силы:

Диаграмма изгибающего момента:

Зная точное распределение сдвигающих и изгибающих усилий в балке, принимаются правильные решения по проектированию, которые не нужны. можно избежать чрезмерного размера. Кроме того, можно выполнить несколько расчетов для оценки реакции конструкции с учетом неопределенности жесткости грунта, чтобы получить огибающую значений воздействия для фундаментной балки.

Полученные результаты согласуются с аналитическими решениями, представленными в [1]. Вы можете проверить точность решения WeStatiX , взглянув на проверочный тест поддержки Winkler.

В WeStatiX вы найдете другие применения эластичных ограничителей! Например, вы хотите научиться моделировать глубокие фундаменты на упругих опорах или промышленные полы из фибробетона? Вы можете найти эти и другие приложения по адресу WeStatiX 9.0004 .

Riferimenti

[1] Colajanni P., Falsone G., Recupero A., Упрощенная формулировка решения для балок на фундаменте Винклера, допускающая разрывы из-за нагрузок и ограничений , International Journal for Engineering Education, 25, 1, 75 – 83, (2009).

Расчет приложенного давления на подшипник.

На рис. 10.15 показан типичный пример, когда нагрузка является осевой и нет изменения уровня земли или надбавки. Хотя этот простой пример будет охватывать большую часть построенных фундаментов, необходимо рассмотреть более общую ситуацию, во-первых, для расчета полного и полезного опорного давления с изменениями надбавки и/или уровня грунта, а затем для эффектов введения асимметричной нагрузки.

В то время как на хороших несущих грунтах умеренные надбавки и/или изменения уровня грунта мало повлияют на несущую способность грунтов, в плохих почвенных условиях или при значительных изменениях нагрузки они могут иметь значительный эффект. Таким образом, в общем случае чистое увеличение нагрузки, Н, определяется формулой

Это показано схематически на рис. 10.16 .

Следует отметить, что там, где уровень почвы был значительно снижен в результате крупной перепланировки участка или
при строительстве подвалов и т.п. следует учитывать влияние пучения, особенно в глинах или там, где есть давление артезианских грунтовых вод.

Почти всегда достаточно точно принимать вес нового фундамента и обратной засыпки равным весу перемещенного грунта, т. е. FB ~ SB. Таким образом, уравнения для чистого увеличения нагрузки и чистого увеличения давления на грунт упрощаются до:0015

т. е. чистое увеличение нагрузки на грунт равно нагрузке от надстройки, как упоминалось ранее.

В приведенных выше примерах фундаменты были нагружены в осевом направлении таким образом, что общее опорное давление определяется как

Хотя это наиболее распространенная ситуация, и очевидно, что это эффективный принцип проектирования для создания фундамента, который использует максимально доступное опорное давление на все его основание, во многих случаях это нецелесообразно и неравномерно. необходимо учитывать давление. Эта неравномерность обычно вызвана:

(1) Приложенная нагрузка надстройки P не находится в центре тяжести фундамента.
(2) Надстройка крепится к фундаменту таким образом, что моменты передаются на фундамент (например, фиксированные основания жестких качающихся рам).
(3) Приложение горизонтальных нагрузок.

(4) Изменения относительных нагрузок на комбинированные основания (например, основания, несущие две или более колонны).

Таким образом, в общем случае полное давление под основанием с малым неуравновешенным моментом равно

Момент MT рассчитывается путем получения моментов относительно центра тяжести на нижней стороне фундамента. В этих случаях обычно полезно учитывать общее давление на опору, которое позволяет уравновешивать эффект результирующей силы из-за эксцентричных нагрузок и/или приложенных моментов.

Как и в случае с простой балочной конструкцией, если

давление будет отрицательным, а растяжение, теоретически, будет развиваться. Однако для большинства фундаментов невозможно надежно развить растяжение, а давление фундамента либо сжимающее, либо нулевое.

Для простого прямоугольного фундамента

где eT — результирующий эксцентриситет фундамента.

Следовательно, если eT меньше L/6, фундамент будет полностью сжат . Это известно как правило средней трети, которое проиллюстрировано ранее.

Если eT больше L/6, создается треугольное распределение напряжения под частью основания и нулевое под остальной частью, а максимальное опорное давление рассчитывается с использованием теории укороченного основания, которое для прямоугольного основания составляет

(см. F рис. 10.17 (c) ).

Опять же, преимущества можно получить, если учесть общее давление на подшипник, используя таким образом нагрузки на фундамент, которые уменьшают опрокидывание и увеличивают эффективную длину диаграммы давления. Следует также учитывать расположение основания таким образом, чтобы вертикальные нагрузки P и F использовались для противодействия воздействию любого момента или горизонтальных нагрузок. В примере, показанном на рис. 10.17 , нагрузка P должна быть слева от центральной линии, чтобы формула для расчета полного эксцентриситета стала равной 9.0005

В идеале eT должен быть равен нулю или

. Хотя целесообразно сравнивать существующую нагрузку с