Как рассчитать нагрузку на фундамент: Ленточный фундамент — расчёт и строительство своими руками.

Ленточный фундамент — расчёт и строительство своими руками.

    Ленточный фундамент — пожалуй самый популярный вид фундамента, применяемый в малоэтажном строительстве. Связано это прежде всего с его универсальностью, так как на нём можно строить дом практически из любых материалов. Другой вопрос, что это не всегда экономически целесообразно, но об этом позже. Что представляет из себя данный вид фундамента, понятно из его названия. Это единая конструкция в виде ленты из определённого твёрдого строительного материала расположенная под всеми несущими стенами здания.

   По конструктивному исполнению различают монолитные и сборные ленточные фундаменты. Монолитный — сделанный из монолитного железобетона, сборный — фундамент из блоков ФБС или из мелкоштучных материалов (кирпич, бутовый камень).

   По глубине залегания ленточные фундаменты делят на заглубленные и мелкозаглубленные, о которых отдельно говорилось здесь…

    В данной статье будет рассмотрен именно заглубленный монолитный ленточный фундамент.

    Основные достоинства:

• высокая прочность и способность выдерживать значительный вес дома;
• большая надёжность и долговечность;
• возможность построить собственными силами;
• возможность соорудить цокольный этаж (подвал).

Недостатки:

• значительные трудовые затраты, в связи с большим объёмом земляных и бетонных работ;
• значительные материальные затраты на бетон и арматуру;
• скажем прямо, сомнительная перспектива сделать качественный фундамент без привлечения строительной техники (об этом ещё будем говорить).

    Нельзя выбирать заглубленный ленточный фундамент при строительстве на органических, лессовых грунтах, на торфяниках, на жирных водонасыщенных (пусть даже сезонно) глинах, на мелких и пылеватых песках, особенно подверженных увлажнению.

   Важно: Уровень грунтовых вод в идеале не должен подниматься ближе чем на 2 метра к подошве фундамента. В противном случае, возможность выбора данного типа фундамента (особенно при строительстве массивного кирпичного дома) лучше установить при проведении геолого-геодезических изысканий, т.к. она будет определяться именно составом грунтов и его однородностью на площадке. Возможно от данного типа фундамента придётся отказаться или нужно будет делать дренажную систему. Помните, что у ряда грунтов при увлажнении очень сильно изменяется несущая способность. Это может привести к печальным последствиям.

    Основные ошибки при строительстве .

1. необдуманный и не обоснованный никаким расчётом выбор основных геометрических параметров ленты фундамента, таких как его высота и ширина.
2. заливка бетона непосредственно в выкопанную траншею, без принятия мер по его гидроизоляции и утеплению;
3. ошибки при выполнении армирования фундамента и при закладке в ленту бытовых коммуникаций;
4. другие ошибки связанные с технологией выполнения работ.

Теперь рассмотрим, как данных негативных факторов избежать.

Расчет ленточного фундамента.

    При расчёте необходимо сравнить между собой суммарный вес всего дома и самого фундамента с несущей способностью грунта. Первое должно быть меньше второго, к тому же с определённым запасом. Сделать это можно в следующей последовательности:

   I) Обследуем участок застройки. Вся информация по этому вопросу изложена здесь…

    Основываясь на полученных данных принимаем глубину заложения фундамента на 30-50 см больше расчётной глубины промерзания. При этом Вы должны понимать, что отталкиваясь от расчётной глубины, придётся в первую же зиму соблюдать выбранный тепловой режим в доме. Проще говоря дом должен отапливаться. В противном случае, если дом будет стоять зиму холодным, в расчёт берётся нормативная глубина промерзания.

    Ширину ленты фундамента первоначально принимаем равной 20 см. Это минимальное значение, которое в дальнейшем расчёте при необходимости будет увеличиваться.

   II) Определяем вес дома, который будет действовать на несущий слой грунта.

   Приближенный удельный вес отдельных конструктивных элементов дома приведён в следующей таблице:

   Также учтите, что снеговая нагрузка при наклоне скатов более 60º принимается равной нулю.

   III) Рассчитываем вес самого фундамента. Из проекта дома нам известна общая длина фундаментной ленты. Её высоту и ширину определили выше, в пункте I. Перемножаем эти значения, получаем объём ленты. Умножаем его на удельный вес железобетона, равный 2500 кг/м³ и тем самым получаем вес фундамента.

    Прибавляем эту цифру к весу дома (пункт II) и получаем суммарную нагрузку на несущий грунт (Р, кг).

   IV) Теперь рассчитываем минимально допустимое значение необходимой ширины подошвы фундамента

B = 1,3×Р/(L×Rо) ,

где 1,3 — коэффициент запаса несущей способности;

       Р — общий вес дома с фундаментом (пункт III), кг;

       L — длина ленты (переведена в сантиметры), см;

     Rо — сопротивление несущего грунта, кг/см². Значение его ориентировочно принимаем по таблице ниже:

   Ещё раз отметим, что значения несущей способности в таблице приведены для грунтов нормальной влажности. При повышении уровня грунтовых вод до несущего слоя, значения Rо будут сильно меняться (например, у жирной глины может снизиться почти в 6 раз, а у мелкого песка — почти в 4).

   V) Если полученное значение ширины ленты оказалось меньше выбранных в начале 20 см, то принимаем итоговую ширину равной именно 20 см. Меньше делать нельзя, т.к. не будет обеспечена прочность фундамента на сжатие.

   Если же мы получили ширину превосходящую изначально выбранные 20 см более, чем на 5 см, то нужно повторить расчёт, начиная с III пункта, подставляя при определении массы фундамента уже новую ширину.

   Такие повторные расчёты выполняются до тех пор, пока прирост ширины ленты не окажется менее 5 см. Для тех, кто немного запутался, приведём небольшой пример.

Пример упрощённого расчёта ленточного фундамента.

   Определим минимально допустимую ширину основания заглубленного ленточного фундамента для 2-х этажного кирпичного дома (см. рис.) размером 10×8 метров с одной несущей перегородкой посередине длинной стороны. Высота стен 5 м, высота фронтонов 1,5 м. Толщина стен 380 мм (полтора кирпича), цокольное и межэтажное перекрытия из пустотных плит, кровля — металлочерепица. Несущий грунт — суглинок с расчётной глубиной промерзания 1,1 метра.

   I) Исходя из глубины промерзания принимаем глубину заложения ленты раной 1,6 метра. Ширину ленты для начала берём равной 20 см.

   II) Рассчитываем вес дома:

 1. Суммарная площадь стен дома вместе с фронтонами и с внутренней несущей перегородкой (также сложенной в полтора кирпича) за вычетом оконных и дверных проёмов в нашем случае будет равна 212 м², а масса их 212 × 200 × 3 = 127 200 кг.

  2. Общая площадь цокольного и межэтажного перекрытий 160 м², а масса их с учётом эксплуатационной нагрузки 160 × (350+210) = 89 600 кг.

  3. Крыша в нашем примере имеет площадь около 185 м² . Масса её при кровле из металлочерепицы и снеговой нагрузке для средней полосы России будет равной 185 × (30 + 100) = 24 050 кг.

  4. Суммируем полученные цифры и получаем 240 850 кг.

    Примечание! Теперь рассчитать вес дома с большей точностью можно с помощью нашего онлайн-калькулятора, расположенного здесь…

   III) Вес самого фундамента высотой 1,6 м, общей длиной ленты 44 м и с предварительно принятой шириной 0,2 м будет равен 1,6 × 44 × 0,2 × 2500 = 35 200 кг.

   Общий вес дома составит 276 050 кг.

   IV) Приняв значение Rо для суглинка равным 3,5 кг/см² и переведя общую длину ленты фундамента в сантиметры, рассчитываем искомую ширину:

В = 1,3 × 276 050 / (4400 × 3,5) = 23,3 см

   Вывод: сделав ширину подошвы фундамента более 24 см, мы можем рассчитывать, что данный грунт выдержит дом по своей несущей способности.

    Теперь в двух словах о том, что было бы если, несущая способность грунта равнялась, например, 2 кг/см². Тогда ширина ленты получилась бы равной 40,8 см. После этого мы возвращаемся к пункту III. Масса ленты становится равной уже 71 800 кг, следовательно общий вес дома 312 650 кг, а уточнённая ширина ленты В = 1,3 × 312 650 / (4400 × 2) = 46,2 см.

   Мы видим, что расхождение с предыдущим значением в 40,8 см вновь составило больше 5 см, поэтому снова возвращаемся к пункту III, считаем массу фундамента, всего дома и ещё более уточнённую ширину ленты фундамента. Она, кстати говоря, в этот раз получится равной уже 47,6 см. Расхождение с предыдущим значением всего 1,4 см, поэтому расчет можно остановить и округлённо принять минимально возможную ширину подошвы фундамента 48 см.

    Обратите внимание, что 48 см это именно ширина подошвы, а не всей ленты. Её можно заузить, вплоть до 20 см (зависит от толщины стены и конструкции перекрытий), а внизу лишь делается расширение (см. рисунки ниже). По такому же принципу делают сильнонагруженные сборные фундаменты из блоков ФБС. Сначала кладут широкие фундаментные подушки, а уже на них более узкие фундаментные блоки.

    В начале статьи упоминалось, что на заглубленном ленточном фундаменте можно построить практически любой малоэтажный дом, но не всегда это целесообразно. Давайте посмотрим — почему? Возьмём для примера небольшой деревянный дом для которого рассчитывался фундамент в статье «Столбчатый фундамент — расчёт и строительство своими руками» и попробуем посчитать для него ленту. Получится, что её минимально допустимая ширина составит всего лишь 7,1 см.  А делать придётся минимум 20 см. Перерасход только одного бетона составит почти 200%, не говоря уже о всех сопутствующих материалах и работах. Очевидно, что столбчатый фундамент в данном случае будет более правильным выбором.

      Таким образом, с расчётом мы более или менее разобрались, теперь непосредственно о самой технологии.

Этапы возведения заглубленного монолитного ленточного фундамента.

   1) Что копать — траншеи или котлован?

   Иногда ответить на этот вопрос очень просто. Например, если Вы собираетесь строить дом с подвалом, очевидно, что копать нужно котлован. Но если цокольный этаж не намечается, что тогда?

    А тогда нужно учесть особенности Вашего проекта, Вашего участка застройки, возможности механизации работ и решить самостоятельно (ну или по совету более опытного знакомого строителя). На что нужно обратить внимание:

• Тип грунта на участке, особенно его сып

Как происходит расчет нагрузки на фундамент |

Эксплуатационная долговечность любого строительного объекта напрямую зависит от фундамента. При его устройстве важное значение имеет расчет нагрузок от строения, способности грунта их выдерживать.

Расчет нагрузки на фундамент

В строительстве достаточно часто применяется фундамент на забивных сваях, представляющих железобетонные столбы квадратного сечения с заостренным концом длиной от 3 до 25 метров, которые способны выдерживать большой вес, независимо от типа почвы. Сечение варьирует от 150 до 500 мм. Главным показателем прочности конструкции является несущая способность каждой сваи. От этого находим необходимое их количество, частоту установки.

Правильно вычисленная нагрузка на фундамент позволяет:

• рационально использовать участок;
• исключить проседание грунта, деформацию строения;
• использовать различные материалы для возведения объекта.

Проводя расчет нагрузки на фундамент необходимо учитывать способность грунта на площадке выдерживать воздействующий на него вес. Рассчитываются следующие критерии:

• общая нагрузка;
• несущая способность сваи.

На конструкцию действует вес всех элементов здания от основания до кровли, а также грунт, находящийся над подошвой. Это является постоянной нагрузкой. Также действует временная в виде природных явлений и осадков и имеющихся в здании мебели, оборудования, находящихся людей.

Нагрузка на фундамент в зависимости от материалов

В расчете нагрузок используются усредненные данные удельного веса материалов. Умножая эти величины на объем, получаем необходимый результат.

Стены (в кг/м2)

• кирпичные (1.5 кирпича) 30-50
• рубленые, из бруса 70-100
• ж/б панель 15 см 300-350
• панели каркасные 15 см 30-50

Перекрытия ( в кг/м2)

• чердачные в зависимости от плотности утеплителя 70-200
• цокольные 100-300
• междуэтажные 500

Кровля (в кг/м2)

• шиферная 20-30
• кровельное железо 40-50
• черепичная 65-80
• рубероид на изоляционном слое 3-5

Чтобы определить массу здания, объем стен, перегородок, перекрытий, цокольного этажа, площадь крыши, умножается на удельный вес. Приплюсовываем дополнительные воздействия.

Формулы для расчета нагрузки на фундамент

Для определения воздействия осадков, других явлений используется СНИП. Это касается и определения полезной, куда входит вес мебели, оборудования, находящихся в здании людей. Для жилых домов берется средняя величина 150 кг/м2. Для промышленных, производственных объектов существуют соответствующие разделы СНИП.

При вычислении следует применять коэффициент запаса 1.2.

Используется следующая формула:

P=Pl Pf
где P – суммарная нагрузка
Pl – от строения
Pf – фундамента.

Затем следует рассчитать нагрузку самого фундамента, что является произведением объема и удельной плотности Vф x Q.
Vф = SxH (умножаем площадь фундаментной конструкции на его высоту).

Расчет свайной конструкции следует начинать с подсчета общей массы дома исходя из материалов, планируемых для строительства. Подсчитав ее, к ней следует добавить 30% запаса. Зная, что железобетонная свая длиной 4 метра способна выдержать нагрузку в 40 тонн, можно рассчитать, сколько их нужно для строительства дома, согласно имеющимся данным.

Несущую способность сваи находим по формуле 0.7 КФ х (Нс х По х Пс х 0.8 Кус х Нсг х Тсг), где:

Кф – однородность почвы
Не , Нет – коэффициенты нижнего и бокового сопротивления грунта
По – площадь опоры
Пе – периметр сваи
Куе – условия работы (к)
Тсг – высота грунта

Обязательно учитывается плотность грунта по результатам геодезических исследований. Более простой способ заключается в выкапывании шурфа глубиной 50 сантиметров. Следует выбрать наиболее низкий участок площадки. Насколько слои плотные, определяется визуально.

При достаточно плотной породе применяются сваи длиной 2,5 метра. Если она не плотная, шурф углубляется, достигается плотный слой, по фактической глубине подбирается длина сваи. Согласно полученным результатам, выявляются их несущие характеристики. По расчетным данным можно определить необходимое их количество и параметры.

Правильный подбор основания гарантирует устойчивость строения, исключает деформацию конструкций, так как в противном случае возможно проедание здания и разрушение отдельных конструкций. Особенно это важно, если имеются перепады высот.

В этих случаях подобранная согласно плотности грунта свая подойдет для высоких участков, на заниженные потребуются более длинные, соответствующие разности высот. Данная величина определяется при помощи нивелира. Целесообразно для этой работы привлекать специализированные организации. Также учитываются глубина промерзания грунта и места пролегания грунтовых вод.

Поэтапный расчет нагрузок на фундамент

Очень важным и ответственным моментом в строительстве считается закладка несущего основания.

Схема расчета нагрузок на фундамент.

На фундамент опираются все несущие конструкции. Чтобы избежать ошибок при глубине закладки, необходимо произвести расчет нагрузок и посчитать все на стадии проектирования.

Сбор всех нагрузок обеспечит длительный срок службы строения и отличную прочность.

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.

Тяжесть на грунтовое основание

Таблица рекомендуемых пропорций фундаментов в зависимости от расстояния.

Для того чтобы произвести верный расчет нагрузок, необходимо сложить сбор массы дома и фундамент. Помимо типа грунтового основания, следует учесть размеры, тип строения и глубину закладки. Схема и эскиз значительно упростят расчет, а удельное давление необходимо вычислить как отношение тяжести дома к общей площади подошвы.

Рассмотрим один пример калькуляции нагрузок на фундамент и того, как выбрать основание. По условию задачи нам дан двухэтажный дом, площадью 6 х 6 м и высотой этажа 2,5 м. Для начала найдем длину внешних и внутренних стен одного этажа. Для этого (6 + 6) х 2 + 6 = 30 м. Умножаем данную сумму на 2 и получаем длину двух этажей. В нашем случае получается 60 м.

Схема расчетов нагрузки, допускаемых на сваю, с учетом допустимых перегрузок.

Следующим шагом станет определение площади стен. Для этого 60 м х 2,5 м = 150 м². Далее следует вычислить площадь перекрытий чердачного и цокольного уровней (6 х 6 = 36 м²). В большинстве случаев крыша выступает за стены конструкции. Для примера в расчет возьмем длину выступа 50 см и определим площадь. В этом случае длина получится на 1 м больше (7), таким образом, площадь получится 49 м².

Затем находим дополнение побочных нагрузок на фундамент (мебель, оборудование, люди). К примеру, 100 кг/кв.м (49 кв.м х 100 кг/кв.м = 4900 кг), все суммируем и получаем цифру воздействия на несущее основание. Примерный расчет и сбор нагрузок на фундамент разных типов строения, включая временные осадки.

На непучинистых грунтах самая малая глубина заложения несущего основания должна быть 0,5 м. Если говорить о российских регионах, то придел грунтового промерзания составляет примерно 1,2 м. В этом случае фундамент закладывают на глубину 1,5 м. Жилое строение исключает замерзание грунта под собой, поэтому с учетом нагрузок минимальная глубина должна быть 0,5-0,7 м. Если грунт рыхлый, то его необходимо заменить на более плотный.

Ширина подошвы мелкого заложения

Схема расчета плитного фундамента.

Ленточный фундамент мелкого заложения и его ширина высчитывается из расчета массы дома на единицу площади и несущей способности почвы под подошвой. В этом случае учитывается несущая способность грунта. Нужно, чтобы она была больше удельного веса дома минимум на 30%. Тогда умножаем полную тяжесть строения на 1,3 и получаем несущую способность почвы. Ленточный фундамент (ширина) умножается на его длину и сопротивление грунта, полученная сумма и есть несущая способность грунта.

Ленточный фундамент мелкозаложенный, и его ширина будет известна, если сделать сбор веса дома, длину несущего основания и подсчитанное сопротивление грунта. Как упоминалось выше, вес всего строения – это сбор веса стен, перекрытий и крыши. Приведем примеры веса стен подсчитанного материала дома.

Наиболее популярный материал для возведения стен	Весовая нагрузка кг/кв. м
Толщина каркасных стен 150 мм толщины вместе с утеплителем	От 30 кг до 50 кг
Стены из брусьев или бревен	От 70 кг до100 кг
Ячеистый бетон (толщиной 200 мм)	От 100 кг до 120 кг
Керамзитобетон (толщиной 350 мм)	От 400 кг до 500 кг
Стены из шлакобетона (толщиной 350 мм)	От 500 кг до 600 кг
Железобетонные стены (толщиной 150 мм)	От 300 кг до 350 кг
Кирпичная кладка (толщиной 250 мм)	От 450 кг до 500 кг

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.

Схема строительства фундамента.

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.

Определение крыши и итоговый результат

Схема свайно-ростверкового фундамента.

Для определения тяжести крыши возьмем в качестве примера площадь проекции 120 кв.м и угол наклона крыши 30 градусов. Предположим, что для нашего домика понадобится 32 доски длиной 200 мм, толщиной 50 мм и 10 брусьев 150 мм на 100 мм. Удельный вес пиломатериалов на ленточный фундамент 500 кг/кв.м, теперь можно рассчитать вес стропил:

((32 х 0,06) + (10 х 0,09)) х 500 = 1410 кг.

К данной цифре прибавляется масса материала, выбранного для крыши. Возьмем ондулин (150 х 4 = 600 кг), общий вес кровли получится 2010 кг (1410 + 600).

К данному значению возьмем снеговую дополнительную нагрузку, к примеру, 120 кг/кв.м. Умножаем площадь крыши 120 на 120 кг и получаем 14400 кг дополнительной тяжести. Также следует учесть и ветровую нагрузку на ленточный фундамент. Здесь умножается площадь дома на 15 и высоту дома и прибавляется 40, получается ветровая нагрузка (100 х 15 х 7 + 40 = 14500 кг). Затем просчитывается еще дополнительная нагрузка, которая будет находиться в доме (мебель, оборудование, люди). Для помощи можно воспользоваться еще одной таблицей.

В качестве примера мы используем жилой дом, поэтому умножаем площадь дома на 195 (100 х 195 = 19500 кг). На финише мы получили все цифры, необходимые для суммирования подсчета на ленточный фундамент.

• стены дома – 75000 кг.;
• перекрытия – 65000 кг.;
• временная снеговая нагрузка – 144000 кг.;
• крыша – 2010 кг.;
• ветровая нагрузка на кв. м – 14500 кг.;
• дополнительная нагрузка (мебель, оборудование, люди) – 19500 кг.

Общая сумма получается 320010 кг. Теперь можно определить общий вес строения и превратить его сразу в формулу. Полный вес дома умножается на 1,3, тогда получаем несущую конструкцию грунта. Несущая способность грунта равна ширине основания, умноженной на его длину и умноженной на сопротивление грунта. Таким образом можно легко рассчитать ширину подошвы. Полную массу строение умножают на 1,3 и делят на длину основания, умноженного на сопротивление грунта.

Расчет сопротивление грунта и глубина заложенного основания

Следует помнить, что ширина фундамента должна быть больше ширины стен. Наибольшую сложность из расчетов представляет собой определение сопротивления грунта на строительной площадке. Здесь лучше заказать геологическое исследование, а не делать самостоятельный расчет. Можно просмотреть таблицу и попробовать выполнить самостоятельный расчет.

Чтобы определить глубину заложения, можно воспользоваться некоторыми расчетами:

• для каменистого грунта используется глубина 45 см;
• для песка, суглинка – 45-90 см;
• для глины – 75-100 см.

Минимальная глубина заложения зависит от степени пучинистости, высоты вод, глубины промерзания. Чем больше глубина промерзания, тем больше воды и она ближе к самой поверхности и сильнее будут морозные силы. Морозные силы станут выталкивать фундамент на поверхность и сжимать его с боков. Чтобы уменьшить силы воздействия, несущее основание необходимо заглубить. Но есть более экономичный способ борьбы с замерзанием – это дополнительное утепление фундамента и грунта путем создания песочной подушки под основанием и вокруг него.

инструкция по шагам, формулы и примеры

Целью расчета является выбор типа фундамента и его размеров. Задачи, решаемые для этого, заключаются в: оценке нагрузок от конструкции будущего сооружения, действующие на единицу площади грунта; сравнении полученных результатов с несущими способностями пласта на глубине заложения.

Оглавление:

1. Нюансы проведения вычислений
2. Пошаговая инструкция
3. Нагрузка на столбчатые и свайные системы

Правила расчета

Исходные данные:

• Регион (климатические условия, сейсмоопасность).
• Сведения о типе почвы, уровне подземных вод на площадке застройки (предпочтительно такую информацию получить по результатам геологических изысканий, но при предварительной оценке можно воспользоваться данными по соседним участкам).
• Предполагаемая планировка будущего здания, количество этажей, тип кровли.
• Какие стройматериалы будут использованы для сооружения.

Окончательный расчет фундамента может быть выполнен только после проектирования и желательно, если это сделает специализированная организация. Однако предварительную оценку возможно провести самостоятельно с целью определения подходящего места, количества требуемых материалов и объёма работ. Это позволит повысить долговечность (не допустить деформаций основания и конструкций здания) и уменьшить расходы. Достаточно просто и удобно задача решается с применением онлайн-калькуляторов, получивших распространение в последнее время.

Нагрузки бывают:

• Статические.
• Динамические.

К первым относят общий вес самого строения. Он складывается из массы стен, основы, кровли, перекрытий, утеплителя, окон и дверей, мебели, бытовой техники, канализации, отопления, водопровода, отделки, жильцов. Второй вид носит временный характер. Это выпавший снег, сильный ветер, сейсмические воздействия.

Общая последовательность расчета

• Определение веса здания, ветровых и снеговых давлений.
• Оценка несущей способности почвы.
• Вычисление массы основания.
• Сравнение суммарной нагрузки от массы сооружения и его фундамента, воздействия снега и ветра с расчетным сопротивлением земли.
• Корректировка размеров (при необходимости).

1. Вес дома.

Массу строения рассчитывают по его площади (Sd). Для вычислений используется средний удельный вес кровли, стен и перекрытий в зависимости от применяемых материалов из справочных таблиц.

Удельный вес 1 м2 стен:

Удельный вес 1 м2 перекрытий:

Удельный вес 1 м2 кровли:

Массу здания вычисляют как сумму сомножителей площади сооружения на удельные веса кровли, стен и перекрытий. К полученному весу постройки необходимо добавить полезные нагрузки (мебель, люди), которые ориентировочно рекомендуют принимать для жилых помещений из расчета 100 кг массы на 1 м2.

2. Ветровая нагрузка на фундамент.

Находится по формуле:

W=W₀∙k, где W₀=24-120 кг/м2 — нормативное значение давления ветра (по таблицам в зависимости от региона России).

При определении величины коэффициента k учитывают тип местности:

• А — ровные участки.
• Б — имеются препятствия 10 м высотой.
• С — районы городской застройки высотой >25 м.

Коэффициент изменения давления по высоте (k)

Для высотных зданий (башни, мачты) расчет выполняют с учетом пульсаций ветра.

3. Снеговое давление на фундамент.

Определяется как произведение площади кровли на коэффициент её уклона и на вес одного квадратного метра снежного покрова, величина которого зависит от региона.

Нормативная нагрузка от снегового покрова для России, кг/м2:

Коэффициент влияния наклона крыши:

Чтобы определить, какая нагрузка приходится на фундамент, надо просуммировать статические и временные воздействия и умножить полученный результат на коэффициент запаса (1,5). Подобные расчеты легко выполняются с помощью калькуляторов, содержащих базы необходимых данных.

4. Несущая способность грунта.

При разработке проекта обязательной процедурой является проведение геологических изысканий в месте строительства. По итогам этих работ определяют тип почвы, а по ней и несущую способность пласта на глубине заложения основания. Последняя зависит ещё от уровней промерзания (d_f) и залегания грунтовых вод (d_w).

Заглубление в землю подошвы:

Уровень сезонного промерзания около фундамента можно взять по карте местности в районе застройки. Для сейсмоопасных регионов основание дополнительно заглубляют на 10%. Зная тип почвы, можно ориентировочно определить его несущую способность.

Расчётное сопротивление некоторых грунтов, R₀:

5. Нагрузка для ленточного фундамента.

Расчет начинают с вычисления его массы:

М_фл= S_фл∙L∙ρ, где S_фл — площадь несущих стен, L — глубина заложения, ρ — плотность его материала.

Значения плотности ρ, кг/м3:

Определяют сумму всех нагрузок на грунт:

Р_фл=М_д+М_фл+Р_вн+Р_сн, где М_д — вес дома, М_фл — масса ленточного фундамента, Р_вн и Р_сн — давления ветра и снега.

Вычисляют напряжение на грунт и сравнивают с его несущей способностью: Р_фл/ S_фл < R₀. Если указанное условие выполняется, считается, что основание выдерживает нагрузку и корректировка его размеров не требуется. В противном случае увеличивают ширину ленты.

Нагрузка для столбчатого и свайного фундаментов

При расчете предполагается, что нагрузки между сваями распределяются равномерно. Вычисляют вес всех опор: М_сф = S_c∙L∙n∙ρ, где S_c — площадь поперечного сечения одной сваи, L — высота столба (длина сваи), n — количество, ρ — плотность материала.

Определяют сумму всех нагрузок на почву: Р_фс=М_д+М_сф+Р_вн+Р_сн, где М_д — вес дома, М_сф — масса всех опор, Р_вн и Р_сн — ветровые и снеговые давления. Вычисляют напряжение на грунт и сравнивают с его несущей способностью: Р_фс/( S_с∙ n )< R₀.

Если указанное условие выполняется, считается, что корректировка не требуется. В противном случае увеличивают диаметр или число свай.

В последнее время задача существенно упростилась в связи с появлением калькуляторов. Человеку остаётся лишь загрузить правильные сведения о своём доме и о материалах, из которых его собираются строить.

Расчет нагрузки на фундамент (формулы, разъяснения)

Фундамент можно назвать одним из самых важных элементов в любом строении, как коммерческого, так и индивидуального предназначения. Именно высокое качество и прочность фундаментного основания являются гарантией надежности и долговечности возведенного здания. В связи с этим огромную важность приобретает расчет нагрузки на фундамент, который производится на стадии планирования.

Фундамент не выдержал нагрузки

Нагрузка на фундамент – что она собой представляет и что входит в это понятие? Специалисты выделяют несколько составляющих нагрузки на фундамент:

• Постоянная нагрузка на основание здания;

• Нагрузка на фундамент временного характера, связанная с различными погодными условиями – ураганом, сильным дождем, снегопадом и так далее;

• Внутренняя нагрузка на фундамент – она создается предметами мебели и бытовой техникой, расположенной внутри здания.

Следует обратить особое внимание на то, что при проведении расчетов нагрузки на фундамент требуется с максимальной точностью определить и вычислить площадь опоры основания на грунт. Обязательно следует учитывать качество грунта и его несущую способность, так как именно для этого зависит такой важный момент, как степень армирования фундаментного основания здания.

Какие функции выполняет правильное вычисление нагрузки на фундамент?

Определение нагрузки на фундамент выполняет целый ряд чрезвычайно важных функций:

• Глубина фундамента любого здания полностью зависит от степени нагрузки на основание, а также от залегания грунтовых вод на данном земельном участке. Соответственно, расчет нагрузки на фундамент позволяет определить оптимально подходящее место для строения здания.

• Грамотный расчет нагрузки на фундамент дает возможность избежать такого малоприятного явления, как возможную деформацию фундамента или стен строения в будущем.

• Также данная процедура поможет избежать возможного проседания грунта под тяжестью возведенного строения, которое является основной причиной частичного либо полного разрушения здания.

• Правильный расчет нагрузки на основание здания помогает максимально экономно использовать строительные материалы для возведения стен здания.

Максимально точные показатели нагрузки на основание здания могут предоставить, конечно же, исключительно специалисты. Но приблизительные расчеты суммарного показателя нагрузки может получить и обычный человек, не являющийся специалистом, зная формулу для проведения расчетов нагрузки и имея под рукой калькулятор.

Плитный или монолитный фундамент способен выдержать серьезные нагрузки

Формула для расчета нагрузки на фундамент

Для вычисления суммарной нагрузки на основание любого возводимого строения используется такая формула:

P = P1 + Pf

P – это общая нагрузка на основание здания;

P1 – суммарная нагрузка здания;

Pf – общая нагрузка самого фундамента

Суммарная нагрузка здания рассчитывается с учетом таких важных факторов, как масса стен строения, различных креплений, крепежей, обшивочных и других строительных материалов, крыши и теплоизоляции. Также именно к суммарной нагрузке здания относится итоговая цифра временной нагрузки, включающая в себя различные погодные факторы, людей в здании, бытовую технику и предметы мебели. В интернете можно найти готовые таблицы расчета нагрузки различных строительных материалов, используемых для возведения здания.

Расчет нагрузки снега проводится на основании показателей среднестатистического уровня снега за несколько предыдущих лет. Как правило, в зависимости от вида местности и географического расположения конкретного региона данный показатель может варьироваться от 190 кг/кв.м. до 50 кг/кв.м.

Расчет нагрузки ветра производится несколько иначе. Для определения данного показателя используется формула:

Нагрузка ветра (в тоннах) = площадь здания х (40 + 15 х высоту строения)

Суммарная нагрузка самого фундамента рассчитывается по формуле:

Нагрузка фундамента = Vф х Q

Можно сделать вывод, что данный показатель является результатом произведения объема фундамента на граничную плотность строительного материала, который применялся для возведения строения.

Общий объем фундамента можно узнать, если просто умножить площадь на высоту основания.

В случае, если основанием здания является столбчатый фундамент, то расчет нагрузки производится для одного столба путем умножения его объема на плотность. В свою очередь объем одного столба получают путем произведения его площади на высоту. Для того, чтобы узнать общую массу столбчатого фундаментного основания, следует умножить нагрузку одного столба на их количество.

На картинке — пример расчета свайных фундаментов в специальной программе

Несущая способность грунта

Несущая способность грунта на конкретном земельном участке имеет очень важное значение, так именно от этого показетеля зависит размер возводимого здания. Как правило, среднестатистическим показателем считается 2 кг/кв. см. Если цифра существенно отличается от средней, следует значительно увеличить площадь опоры фундамента на грунт, полностью изменяя его строение.

Похожие статьи

относительных и абсолютных ссылок на ячейки

Урок 4: Относительные и абсолютные ссылки на ячейки

/ ru / excelformulas / сложные-формулы / содержание /

Введение

Существует два типа ссылок на ячейки: относительный и абсолютный . Относительные и абсолютные ссылки ведут себя по-разному при копировании и заполнении в другие ячейки. Относительные ссылки изменяют , когда формула копируется в другую ячейку. С другой стороны, абсолютные ссылки остаются постоянными независимо от того, куда они копируются.

Необязательно: Загрузите файл нашего примера для этого урока.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о ссылках на ячейки.

Относительные ссылки

По умолчанию все ссылки на ячейки — относительных ссылок . При копировании в несколько ячеек они меняются в зависимости от относительного положения строк и столбцов. Например, если вы скопируете формулу = A1 + B1 из строки 1 в строку 2, формула станет = A2 + B2. Относительные ссылки особенно удобны, когда вам нужно повторить одно и то же вычисление для нескольких строк или столбцов.

Для создания и копирования формулы с использованием относительных ссылок:

В следующем примере мы хотим создать формулу, которая умножит цену каждого товара на количество . Вместо того, чтобы создавать новую формулу для каждой строки, мы можем создать одну формулу в ячейке D2 , а затем скопировать ее в другие строки.Мы будем использовать относительные ссылки, чтобы формула правильно вычисляла общую сумму для каждого элемента.

1. Выберите ячейку , которая будет содержать формулу. В нашем примере мы выберем ячейку D2 .
2. Введите формулу , чтобы вычислить желаемое значение. В нашем примере мы введем = B2 * C2 .
3. Нажмите Введите на клавиатуре. Формула будет , вычислено , и результат будет отображаться в ячейке.
4. Найдите маркер заполнения в правом нижнем углу нужной ячейки.В нашем примере

Как посчитать средний балл для Homeschooler

По мере того, как подростки, обучающиеся на дому, продвигаются к старшей школе, многие родители, обучающиеся на дому, задают вопросы о среднем образовании. Насколько действительны средние оценки для домашних школьников? Как рассчитываются эти сумасшедшие числа? Как мне узнать, какой средний балл у моего школьника? В чем разница между средним баллом за год и общим баллом за год?

Средний балл или средний балл — это просто изменение буквенных оценок вашего подростка (A, B, C, D или F) на числа или значения в баллах и их усреднение, чтобы увидеть, на каком уровне находятся их оценки в целом.A означает 4 балла, B означает 3 балла, C означает 2 балла, D означает 1 балл, а F получает 0 баллов (за неудачу).

Годовой GPA

1. Назначьте баллы за каждый зачетный балл за пройденный курс.
2. Затем сложите количество взятых кредитов. Вы должны присудить 1 или ½ балла за каждый курс; дайте 1 кредит за годичный курс и дайте ½ (0,5) кредита за семестр курса.
3. Возьмите сумму оценок и разделите их на сумму кредитов за курс, взятых за данный год, а затем округлите до ближайших двух (2) знаков после запятой.Это годовой средний балл.

Если некоторые курсы записываются по принципу «прошел / не прошел», не пытайтесь присвоить оценку и не используйте зачетные единицы курса в расчетах, поскольку это исказит результаты и не в вашу пользу.

Кроме того, если вы решите использовать + и — для обозначения оценок, шкала чисел изменится. Добавьте или вычтите 0,3 балла за каждый + или -. Примеры: A + составляет 4,3 балла, а A- только 3,7 балла. A B + составляет 3,3 балла, а B- только 2.7 баллов и так далее. Возможно, будет проще придерживаться целой системы счисления, но это зависит от вас.

1. Оценка «А» за полный или годичный курс принесет 4 балла; B — 3 балла и т. Д. (См. Выше).
2. Оценка за семестр дает 2 балла; он рассчитывается путем умножения 0,5 кредита на 4 балла = 2 балла.
3. Продолжайте эту формулу до тех пор, пока вы не преобразуете каждую оценку, выставленную за все курсы, взятые в данном году, а затем сложите оценки вместе.

Совокупный средний балл

Хотите узнать совокупный средний балл? Помните округление в конце расчета годового среднего балла? Вы не можете просто сложить годовые средние баллы и разделить их на количество лет; результат не будет точным. Таким образом, вам нужно снова завершить процесс, рассчитав как полный пакет, а не отдельные годы.

1. Преобразуйте каждую оценку в соответствующее число, используя целую систему счисления или систему + и -.Вы можете использовать ту же систему счисления и те же баллы, которые вы уже выставляли своим ученикам, чтобы определить годовой средний балл, но сложите 4 года вместе.
2. Затем разделите общую сумму баллов за 4 года обучения в средней школе на общее количество баллов за курс, накопленное за 4 года (вычитая все баллы «сдал / не сдал»).
3. Округлите среднее значение совокупного среднего балла учащегося до двух ближайших десятичных знаков.

Продвинутый курс и классы с отличием

Учащийся должен заработать на 1 балл больше за AP или класс с отличием, чем за стандартный класс.Класс английского языка AP с отметкой A получит 5 баллов вместо 4 и т. Д. Создание класса «с отличием» остается на ваше усмотрение как учителя для определения того, что составляет оценку с отличием.

• Знак отличия означает, что от ученика требовалось не только большее количество работы, чем в стандартном курсе средней школы, но и более высокое качество работы.
• Вы должны подробно задокументировать причины, по которым конкретный курс был признан уровнем с отличием, включая дополнительные задания, дополнительные эксперименты, дополнительное чтение и т. Д.
• Из-за субъективности присвоения степени с отличием многие родители вместо этого выбирают классы / тесты AP или занятия в местных колледжах, которые демонстрируют беспристрастность к оценке.

Двойной кредит

Обнадеживает тот факт, что 15 часов кредита в колледже подтверждают аттестат о среднем образовании. Итак, если есть какие-либо сомнения относительно того, примет ли выбранный вами колледж ваш диплом о домашнем обучении, за последние 1-2 года средней школы предоставьте вашему подростку двойной кредит в местном общественном колледже или пройдите курсы уровня колледжа либо онлайн, либо заочно. , или пройдите тесты AP.

И последнее предостережение: попросите кого-нибудь проверить ваш средний балл на предмет ошибок, прежде чем использовать его в колледже или при приеме на работу. Отличным перепроверщиком может стать ваш подросток!

Как рассчитать режим или модальное значение

Режим — это просто номер, который чаще всего встречается .

Пример:

В {6, 3, 9, 6, 6, 5, 9, 3} Mode равен 6, как это чаще всего встречается.

В поисках режима

Чтобы найти mode, или модальное значение, лучше всего расположить числа в порядке . Затем посчитайте , сколько каждого числа. Число, которое встречается чаще всего , — это режим .

Пример:

3, 7, 5, 13, 20, 23, 39, 23, 40, 23, 14, 12, 56, 23, 29

Для заказа это следующие номера:

3, 5, 7, 12, 13, 14, 20, 23, 23, 23, 23 , 29, 39, 40, 56

Это позволяет легко увидеть, какие числа встречаются чаще всего .

В данном случае это режим 23 .

Другой пример: {19, 8, 29, 35, 19, 28, 15}

Расположите их по порядку: {8, 15, 19, 19, 28, 29, 35}

19 появляется дважды, все остальные появляются только один раз, поэтому 19 — это режим .

Как запомнить? Думаю, «режим — это самое»

Более одного режима

У нас может быть более одного режима.

Пример: {1, 3, 3, 3, 4, 4, 6, 6, 6, 9}

3 появляется три раза, как и 6.

Итак, есть два режима: на 3 и 6

Наличие двух режимов называется «бимодальным» .

Наличие более двух режимов называется «мультимодальным» .

Группировка

В некоторых случаях (например, когда все значения появляются одинаковое количество раз) режим бесполезен. Но мы можем сгруппировать значений, чтобы увидеть, есть ли в одной группе больше, чем в других.

Пример: {4, 7, 11, 16, 20, 22, 25, 26, 33}

Каждое значение встречается один раз, поэтому попробуем сгруппировать их.

Мы можем попробовать группы из 10:

• 0-9: 2 значения (4 и 7)
• 10-19: 2 значения (11 и 16)
• 20-29: 4 значения (20, 22, 25 и 26)
• 30-39: 1 значение (33)

В группах по 10 «20» появляются чаще всего, поэтому мы можем выбрать 25 (середина группы 20) в качестве режима.

Вы можете использовать разные группы и получить другой ответ.

Grouping также помогает найти типичные значения, когда в реальном мире все портится!

Пример: Как долго заполнять поддон?

Филипп записал, сколько времени занимает заполнение поддона в минутах:

{35, 36, 32, 42, 58, 56, 35, 39, 46, 47, 34, 37}

Это занимает больше времени, когда есть перерыв или обед, поэтому среднее значение не очень полезно.

Но группировка по 5 дает:

• 30-34: 2
• 35-39: 5
• 40-44: 1
• 45-49: 2
• 50-54: 0
• 54-59: 2

Чаще всего появляются «35-39», поэтому мы можем сказать, что обычно занимает около 37 минут , чтобы заполнить поддон.