Расчет фундамента. Пример расчета фундамента

Иногда кажется, что среди славянского народа есть три вещи, которые почти каждый умеет делать: лечить, управлять страной и строить. Не нарушаем традицию, а поможем "самостроителям" произвести расчеты для фундамента и самостоятельно построить надежный фундамент, а также выполнить гидроизоляцию. Как известно, долговечность дома зависит от надежности фундамента.

Содержание статьи:

Расчет ленточного фундамента
Расчет столбчатого фундамента

Расчет ленточного фундамента

В качестве примера расчета фундамента рассмотрим конструкцию ленточного фундамента из монолитного бетона на гранитном щебне, план и сечение фундамента представлено на рис.1. Размеры ленточного фундамента для расчета 12х6 м. Конструкция фундамента для лучшего сопротивления силам морозного пучения,выбрана с наружной наклонной поверхность. Верхняя часть фундамента имеет ширину 0,4 м, а нижняя (подошва) 0,5 м. Основные характеристики дома, для которого будет проводиться расчет фундамента:

— стены — газоблок, плотность 600 кгc и толщина 40 см;
— полы первого этажа насыпные по грунту;
— два полных этажа;
— междуэтажное перекрытие — железобетонные плиты;
— крыша скатная под углом 45 градусов черепичная по деревянным лагам;
— грунт — глина пластичная;
— место строительства — возле Киева.

Самая большая нагрузка на фундамент будет на боковые участки по 12 м (сечение А-А на рис. 1), так как на боковые стены опираются плиты перекрытия и лаги кровли. Проведем расчет общей нагрузки на 1 м длинны подошвы фундамента в сечении А-А. Нагрузка на фундамент будет равна сумме нагрузок от

— снега,
— кровли,
— перекрытий,
— стен дома,
— самого материала фундамента.

Для расчета нагрузки на фундамент от снега необходимо нормативную нагрузку снегового покрова умножить на грузовую площадь крыши, приходящейся на 1 м фундамента. Нормативная снеговая нагрузка для расчета берется в соответствии со СНиП 2.01.07-85 (см. рис. 2) для Украины. Площадь кровли на 1 м фундамента в нашем примере рассчитывается таким образом: общая площадь кровли делиться на общую длину фундамента, при этом учитываться будут только боковые ленты фундамента (12+12=24 м). Торцевые части фундамента (6+6=12 м) в расчете не учитываются, так как балки кровли опираются только на длинные боковые стены. Результат расчета снеговой нагрузки:

1. общая площадь кровли равна произведению удвоенной длины скатов на длину карниза кровли. Длина ската определяется таким образом: Дск=6/2=3/cos45=4,29м. Общая площадь кровли: Sкр=2*4,29=8,58*12≈103м2;

2. грузовая площадь кровли на 1м ленты фундамента равна: 103/24=4,3м2;

3. удельная снеговая нагрузка для Киева (зона II)из таблицы будет 70кгс/м2 (см. табл.1 и рис. 2);

4. снеговая нагрузка на фундамент:4,3х70=301кгс.

Таблица 1. Карта снегового зонирования

Нагрузку от крыши определяем по нагрузке от 1м2 горизонтальной проекции крыши. Для наших расчетов это 3м черепичной двухскатной кровли под углом 45 градусов. Согласно табл. 2 нагрузка от кровли на фундамент равняется: 3*80=240 кгс.

Таблица 2. Нагрузка на фундамент от горизонтальной проекции кровли

Нагрузку от перекрытий на фундамент считаем, используя данные табл. 3. При этом грузовая площадь как и для кровли будет приходиться только на боковые ленты фундамента, так как перекрытия опираются только на боковые стены. В нашем случае грузовая площадь перекрытий на 1м фундамента будет равна 3м2 (12*6=72/24=3м2), а нагрузка от деревянного чердачного (плотностью 300кг/м3) и железобетонного междуэтажного перекрытия (плотностью 500кг/м3) будет равна соответственно: 3*300=900кгс и 3*500=1500кгс. Общая нагрузка от перекрытий на фундамент: 900+1500=2400кгс.

Таблица 3. Нагрузка на фундамент от перекрытий

Теперь произведем расчет нагрузки на 1 м фундамента от наружных стен. Она будет равна произведению нагрузки от 1 м2 стены по табл. 4 на высоту стен и толщину стены над фундаментом. В нашем примере высоту стены из газобетона Д600 примем 6 м, толщину стены — 0,4 м. Тогда нагрузка от стены на фундамент будет равна: 6*0,4*600=1440 кгс.

Таблица 4. Нагрузка от 1м3 стен на фундамент

Рассчитаем нагрузку от фундамента, которая равна объёму 1 м длинны фундамента умноженного на плотность материала, из которого он сделан. Плотность материала фундамента можно взять из табл. 5. В нашем случае при глубине заложения фундамента 1 м (для Киева, если влажный пучинистый грунт) объём примерно составит 0,45 м3, а нагрузка будет равна: 0,45*2300=1035 кгс.

Таблицы 5. Плотность материала фундаментов

Подсчитаем общую нагрузку на 1 м длинный подошвы ленточного фундамента в сечении А-А (рис. 1). Общая нагрузка составит: 300+240+2400+1440+1035=5415 кгс или примерно 55 кН (5415 кгс~5,5 тс). Такая нагрузка будет вполне допустима, так как при опорной площади фундамента в этом сечении, которая равна 5000 см2 (50 см*100см), давление на грунт составит всего 1,1 кгс/см2 (5415/5000). Расчётное сопоставление несущей способности грунта 1,5 кгс/см2 для пластичной глины. Для других типов грунтов расчётные сопротивления можно взять из табл. 6.

Таблица 6. Средние расчетные сопротивления грунтов

Расчет столбчатого фундамента

Проведем расчет несущей способности столбчатого фундамента из монолитного железобетона (периметр стен и конструкция всего дома остаются прежними). Рассмотрим пример расчета для такого столбчатого фундамента:

— сечением столба в верхней части 40х40 см;
— сечение подошвы столба 80х80 см;
— расстояние между столбами 2 м (то есть 1 столб на 2 м длинный стены).

План столбчатого фундамента изображён на рис. 3.

Подсчитаем общую нагрузку, которая действует на грунт от подошвы столбчатого фундамента в сечении А-А (рис. 3). Она будет равна уже подсчитанной нагрузке, действующей на 1м длинны ленточных фундаментов (без учёта веса фундамента): 5415–1035=4380 кгс.

Далее необходимо умножить нагрузку на расстояние между столбами: 4380*2=8760 и добавить вес одного столба. Объём столбчатого фундамента приведённой конструкции примерно 0,25 м3. Таким образом, вес фундамента в соответствии с плотностью для железобетона по табл. 4 равен: 0,25*2500=625 кгс. Результат расчета нагрузки фундамента на грунт: 8760+625=9385 кгс на один столб. При этом опорная поверхность одного столба 80х80=6400 см2. Если учесть несущую способность грунта 1,5 гкс/см2, то предельные нагрузки фундамента на грунт будут: 6400*1,5= 9600 кгс, что больше расчетных нагрузок (9385 кгс).

Такой столбчатый фундамент будет надёжен для приведенного в примере дома. Необходимо отметить, что в общем случае для столбчатого фундамента:

— расход бетона будет примерно в 3-4 раза меньше;
— объем земляных работ приблизительно в два раза меньше.

Вот и всё, что касается простейшего расчета несущей способности фундамента. Надеемся, что приведенный пример расчета фундамента поможет Вам подобраться оптимальную конструкцию фундамента, при котором он будет не только надёжным, но и экономичным.