Ленточные фундаменты        20 августа 2019        51         0

Пример расчета ленточного фундамента

В настоящей статье произведён пример расчета ленточного фундамента для небольшого каркасного дома по методу несущей способности грунта. Также в статье рассматриваются вопросы о том какие данные необходимо принимать для расчета фундамента.

Ознакомившись с данным расчётом Вы сможете осуществить самостоятельный расчёт фундамента для каркасного дома.

Содержание:

Необходимые данные для расчёта

Определение массы строительных материалов

Общий вес дома, действующий на грунт

Проверка и окончательная корректировка размеров фундамента

Необходимые данные для расчёта

Дом – деревянный, одноэтажный, жилой с мансардой, каркасной конструкции на ленточном монолитном железобетонном фундаменте.

odnoehtazhnyj-derevyannyj-karkasnyj-dom

Одноэтажный, деревянный, каркасный дом

 

Перечень помещений:

1 — гостинная — 9,47 м2,

2 — кухня — 6,30 м2,

3 — санузел — 6,30 м2,

4 — терраса — 9,47 м2,

5 – мансардное помещение — 12,15 м2.

Высота помещений — 2,65 м.

Площадь кровли — 55 м2.

Окна — деревянные стеклопакеты с двойным остеклением.

Двери — наружные металлические, внутренние деревянные.

Грунт на строительной площадке – суглинки.

Глубина промерзания — 1,0 м.

Расстояние от планировочной отметки до уровня грунтовых вод, в период промерзания грунта, менее расчетной глубины промерзания.

Место строительства – г. Белгород.


Принимаем начальные параметры фундамента: форму, размеры, исходя из имеющихся геологических условий и принятой схеме его планировки.

skhema-fundamenta

Схема фундамента (6,0 м х 6,0 м)

 

Исходя из принятых условий задаём начальные геометрические размеры фундамента: ширина – 0,4 м; высота – 1,1 м. Общая площадь подошвы фундамента: длина 30 м х ширина 0,4 м = 12 м2.


Основные конструкции и материалы применяемые при строительстве дома:

  • фундамент – железобетонный, ленточный, монолитный;
  • цоколь – кирпич;
  • стены — деревянные каркасные с наружной обшивкой из деревянной шпунтованной доски;
  • двери:
    • наружные — металлические,
    • внутренние – деревянные, филенчатые;
  • пол – брус, половая доска;
  • перегородки – каркасные;
  • внутренняя обшивка стен и перегородок – шпунтованная доска;
  • крыша – двухскатная (угол наклона 45 градусов), брус, доска;
  • подшивка потолка – древесноволкнистые плиты;
  • кровля – металлические профилированные листы;
  • лестница – брус, доска;
  • утеплитель — пенопласт;
  • гидроизоляция – Акваизол, GEOFOL;
  • гвозди, шурупы, скобы – металл, сталь.

Определение массы строительных материалов 

  • Бетон марки М 150 для железобетонного ленточного монолитного фундамента.

Объем фундамента (начальный) определяем расчетом: длина 30 м х ширина 0,4 м х высота 1,1 м = 13,2 м3 (начально принятые геометрические размеры фундамента). Плотность железобетона – 2500 кг/м3 (по данным СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003). Определяем массу фундамента: объем 13,2 м3 х плотность 2500 кг/м3 = 33000 кг = 33,0 т.

  • Металлические изделия.

Сталь применяемая в дверях и в крепежных материалах. Двери металлические высотой 2,0 м и шириной 0,8 м с металлической коробкой — вес составляет 85 кг. Вес гвоздей, шурупов, скоб, металлических закладных деталей — 105 кг. Всего металла — 190 кг = 0,19 т;

  • Кирпич полнотелый одинарный.

Кирпич полнотелый одинарный применяемый для возведения цоколя. По расчету при укладке цоколя высотой в 40,0 см (0,4 м), шириной в два ряда необходимо 2400 штук полнотелого кирпича из расчета — для 1 м2 кладки шириной в 2 кирпича, при одинарном кирпиче, с учетом растворных швов необходимо 204 штуки. Вес одного полнотелого кирпича составляет 3,4 кг. Соответственно масса цоколя из кирпича составляет — 2400 шт. х 3,4 кг =8160 кг = 8,6 т;

  • Лесоматериалы (хвойных пород)

Применяемые при возведении деревянных каркасных стен с наружной обшивкой из шпунтованной доски, внутренних деревянных дверей, пола из бруса и половой доски, внутренних каркасных перегородок, внутренней обшивки стен шпунтованной доски, стропил крыши из бруса, доски, лестницы из бруса и доски, фронтона мансарды из досок. Обмер всех составных элементов этих конструкций (по имеющимся чертежам-эскизам) составил объем в сумме 23,1 м3. Удельный вес хвойных пород древесины – 500 кг/м3 (по данным СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003). Определяем вес всего использованного лесоматериала — 23,1 м3 х 500 кг/м3 = 11550 кг = 11,550 т;

  • Кровельные материалы.

Площадь кровли составляет 55 м2. Применяем оцинкованный профилированные листы при массе 1 погонного метра — 4,35 кг, шириной 1 м, нам необходимо 62 м2 (с учетом нахлёста листов профнастила) или 62 м/п (при ширине 1,0 м), что составит 62,0 м/п х 4,35 кг = 270 кг = 0,27 т;

  • Древесно-волокнистые плиты (ДВП).

Применяются для подшивки потолка Площадь потолка 6,0 м х 6,0 м = 36 м2. Размер примененных ДВП 1,0 м х 1,2 м = 1,2 м2. Общее количество плит — 36 м2 : 1,2 м2 = 30 плит. Применяются полутвердые плиты с удельным весом 400 кг/м3. Вес одной плиты, при толщине 5 см, составит: 1,2 м2 х 0,05 м х 400 кг/м3 = 24 кг. Общий вес облицовки потолка 24 кг х 30 плит = 720 кг = 0,72 т;

ДВП по плотности материала подразделяются на: сверхтвёрдые (плотность 950 кг/м3), твёрдые (850 кг/м3), полутвёрдые (400 кг/м3), изоляционно-отделочные (250-350 кг/м3) и изоляционные (до 250 кг/м3). Промышленностью выпускаются ДВП с размерами (мм): длина 1200-5500; ширина 1000-2140; толщина 2,5-12. По материалам нормативных документов: ГОСТ 4598-86 (2000) «Плиты древесноволокнистые. Технические условия«.

  • Утеплитель.

Общая площадь утепления: стен 6 м+6 м+6 м+6 м=24 м х 2,65 м (высота до потолка) = 63,6 м2; потолка 6 м х 6 м =36 м2; пола 6 м х 6 м = 36 м2; крыши 55 м2. Всего 63,6 м2 + 36,0 м2 + 36 м2 + 55 м2 = 190,6 м2. В качестве утеплителя используем пенопласт листовой ПСБ-С 25 по ГОСТ 15588-2014 Плиты пенополистирольные теплоизоляционные. Технические условия, толщиной 0,15 м, плотностью 25 кг/м3. При этом объем утеплителя составит 190,6 м2 х 0,15 м = 28,59 м3, а вес 28,59 м3 х 25 кг/м3 = 714,75 кг = 0,715 т.

  • Гидроизоляция фундамента и кровли.

Для фундамента в качестве гидроизоляции используется материал «Акваизол СБС» по ТУ 30510965-001, в два слоя. Удельный вес материала — 2,5 кг/м2. Длина фундамента 30 м. При укладки «Акваизола» в один слой шириной 0,5 м нам необходимо 30 м х 0,5 м = 15 м2 материала, а при двух слоях 15 м2 х 2 = 30 м2. Вес гидроизоляции составит 30 м2 х 2,5 кг/м2 = 75 кг.  Для крыши используем гидроизоляционный материал мембрана толщиной 0,6 мм, плотностью 0,94 г/см3 или 940 кг/м3 (1 г/см3 =1000 кг/м3). Площадь для гидроизоляции крыши – 55 м2. Объем пленки 55 м2 х 0,0006 м = 0,033 м3. Вес 0,033 м3 х 940 кг/м3 = 31 кг.

Соответственно общий вес гидроизоляции составляет 75 кг + 31 кг = 106 кг = 0,106 т.

  • Цементно-песчаный раствор

Используется для кирпичной кладки цоколя. По нормативным требованиям на 1 м3 для сплошной кладки стены, шириной в два кирпича требуется 0,24 м3 раствора. Объем рассчитываемого цоколя составляет: ширина 0,51 м х длина 30 м х высота 0,4 м = 6,1 м3. Соответственно объем необходимого количества раствора для 6,1 м3 кирпичной кладки составит 6,1 х 0,24 = 1,4 м3. Плотность цементно-песчаного раствора составляет 1800 кг/м3 (по данным СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003). В результате вес цементно-песчаного раствора составит 1,4 м3 х 1800 кг/м3=2574 кг = 2,574 т.

Определение массы всех конструкций воздействующих на грунт

  • Определяем вес конструкций дома и всех его элементов.

Данная величина состоит из суммы веса материалов используемых для строительства:

33,0+0,19+8,6+11,55+0,27+0,72+0,715+0,106+2,574= 57,725 т.

  • Вычисляем снеговую нагрузку.

Расчет проводим в соответствии со СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия».

Площадь крыши 55 м2 х 160 кг/м2 = 8800 кг. Где 160 кг/м2 величина снеговой нагрузки зависящая от климатического района строительства.

В проведении расчёта снеговой нагрузки поможет статья Фундамент дома. Расчет ленточного фундамента для дома.

С учетом угла наклона ската крыши (45 градусов) применяем поправочный коэффициент М = 0,56. 8800 кг х 0,56 = 4930 кг или 4,93 т.

  • Рассчитываем полезную нагрузку от мебели, оборудования, количества людей и от всего иного, что будет находиться в доме.

Данная величина, с определённым запасом, принимается равной общей площади дома умноженной на 180 кг/м2. 180 кг/м2 является принятой величиной удельной полезной нагрузки при расчетах. В данном случае принимаем 36 мх 180 кг/м2 = 6480 кг = 6,48 т.

Суммарный вес дома со всеми нагрузками воспринимаемыми фундаментом составляет сумму всех трех выше рассчитанных, т.е. 57,725+4,93+6,48=69,135 т.

Таким образом на грунт действует сила равная 69,135 тонны.


Удельное давление, действующее на грунт

Проводим проверку выбранных размеров нашего фундамента на работоспособность. Проверка проводится по упрощенной методике (см. Фундамент дома. Расчет ленточного фундамента для дома) Полная методика расчёта приводится в СП 22.13330.2016 «СНИП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений».

Целью данного, упрощённого, расчета является определение соотношения величин удельного давления на грунт под подошвой фундамента от веса дома со всеми нагрузками — Р т/м2 и расчетного сопротивления грунта — R т/м2. Расчетное сопротивление грунта характеризует его способность воспринимать нагрузку от здания без осадки. Величина Р определяется расчетом, а R регламентируется СП 22.13330.2016.

Основное условие которое должно выполняться — это величина P должна быть меньше величины R.

Определяем удельное давление действующее на грунт — Р т/м2.

Для этого общий вес дома с нагрузками 69,135 т делим на площадь подошвы фундамента 12 м2 получаем Р = 5,76 т/м2.

По таблице Б.3 СП 22.13330.2016 находим что R для суглинков составляет 100кПа = 10,2 т/м2. При определении R, поскольку не проводились геологические исследования грунта, из таблицы выбираем самый минимальный показатель этой величины (принимая во внимание самые неблагоприятные показатели пористости и текучести грунта).

Как мы видим R значительно больше Р, что соответствует главному условию надежной работы фундамента.

Для создания запаса прочности фундамента, перекрывающего неточности в выборе исходных данных, необходимо чтобы величина R была на 15-20% больше чем Р. В данном примере, при 20% запасе достаточно чтобы величина Р = 8,0 т/м2 (контрольная величина).

Проверка и окончательная корректировка размеров фундамента

Исходя из полученных расчетных данных, для экономии средств, целесообразно уменьшить размеры фундамента. Для чего поэтапно следует искать оптимальный вариант.

Уменьшаем ширину фундамента на 10 см (т.е. принимаем ширину 30 см), соответственно площадь подошвы фундамента будет 9 м2.

Определяем Р, которое будет составлять: 69,135 т : 9,0 м2 = 7,68 т/м2, что не превышает допустимое Р=8,0 т/м2.

Проведем уточненную проверку Р, т.к. уменьшился вес самого фундамента. Вес фундамента при его ширине 30 см составит 0,3 м х 1,1 м х 30 м х 2500 кг/м2=20455 кг или 20,46 т. При этом вес конструкций дома составит: 57,725-33+20,46=45,185 т, а суммарный вес дома 45,185+4,93+6,48 = 56,59 т. Определяем Р — 56,59 т : 9,0 м2=6,29 т/м2. Эта величина значительно меньше контрольной — 8,0 т/м2.

Уменьшаем ширину фундамента еще на 5 см (т.е. принимаем ширину фундамента 25 см), при этом площадь подошвы фундамента составит 7,5 м2.

Определяем Р — 56,59 т : 7,5 м2=7,54 т/м2. Полученное значение Р достаточно близко к контрольной величине Р = 8,0 т/м2. Очевидно, что дальнейшая корректировка параметров фундамента не целесообразна, поэтому полученные результаты расчета могут считаться окончательными.