Приклади розрахунку навантаження на фундамент

Приклади розрахунку навантаження на фундамент

Кожен будинок має фундамент. Він дозволяє побудові залишатися міцною. При неправильному зведенні основи з часом в конструкції споруди з 'являються дефекти. Будинок може зруйнуватися. Фундамент запобігає просіданню будівлі. Кожен з його елементів чинить на ґрунт певний тиск.

Перш ніж приступити до будівельних робіт, необхідно провести розрахунок навантаження на фундамент. Існує певна технологія проведення подібної роботи. Як провести правильний розрахунок, буде розглянуто далі.

Загальний опис процедури

Однією з важливих процедур у процесі будівництва є розрахунок фундаменту. Збір навантажень на поверхню ґрунту можна визначити ще на етапі створення плану будинку. На цьому етапі вже стають відомими точні габарити споруди, тип матеріалу, з якого буде зведено будівлю.

Розрахунок повинен бути дуже точним. При цьому потрібно передбачити буквально всі дрібниці та умови експлуатації. На етапі розробки плану конструкції проводять орієнтовні розрахунки. Точний збір навантажень можна оцінити тільки після створення проекту будівлі.

У процесі розрахунку необхідно врахувати ряд факторів. Будівельна організація обов 'язково бере до уваги, скільки людей буде проживати в будинку, з яких матеріалів будуть зводитися всі елементи споруди, чи стане виконуватися оздоблення фасаду і стін всередині приміщень. Також потрібно врахувати точний розмір будови, наявність у ньому важких меблів, габаритного обладнання. Важливо також звернути увагу на особливості клімату і ґрунту в цій місцевості.

Різновиди фундаментів

Існує декілька типів фундаменту. Деякі види застосовуються частіше. Розрахунок навантаження для кожного з них може відрізнятися. Найчастіше для приватного будівництва застосовують стрічкові або пальові фундаменти. Розрахунок навантаження виконується з урахуванням типу конструкції основи будинку. Рідше підстава може бути виконана у вигляді плити.

Стрічковий фундамент може бути глибокого або дрібного типу залягання. Він являє собою смугу із залізобетону. Вона проходить під усіма стінами (внутрішніми і зовнішніми) споруди. При цьому враховується товщина стін, загальна вага конструкції. Для цегляних будинків застосовують стрічковий фундамент глибокого, а для дерев 'яних - дрібного залягання.

Пальові різновиди фундаментів застосовуються для габаритних будівель. Також цей варіант буде незамінний для будівництва на нестійкому грунті. Для створення такого фундаменту використовуються палі. Це бетонні стовпи. Їх нижні кінці мають загострення. Палі мають всередині металеву арматуру.

Типи навантажень

У процесі експлуатації споруди на фундамент впливають різні навантаження. Їх можна розділити на постійні і тимчасові фактори. Однак при розрахунках всі перераховані навантаження ділять на 4 категорії.

У першу категорію потрапляє сила тиску на фундамент усіх елементів конструкції будинку. Це можуть бути стіни, перекриття, дах тощо. У другу групу потрапляють навантаження корисного типу. У неї включається вага меблів, обладнання, інших об 'єктів, які будуть постійно знаходитися всередині приміщень.

До третьої групи увійшли фундаментальні навантаження. Підстава будинку також має вагу. Фундамент впливає на ґрунт. Силу цього тиску необхідно передбачити.

До четвертої групи відносяться динамічні навантаження. Розрахунок фундаментів передбачає брати до уваги кліматичні умови місцевості. У період снігопадів, злив, при дунуванні поривчастого вітру, будівля буде чинити на грунт більший тиск.

Підхід до проведення розрахунку

Виконуючи розрахунок навантаження на плиту фундаменту, стрічкові або пальові конструкції, краще довірити цю роботу професіоналу. Якщо власники ділянки бажають заощадити і виконати всі роботи самостійно, слід врахувати один нюанс: без наявності спеціальних програм і достатнього досвіду в проведенні подібних розрахунків можна допустити помилки. Непрофесіонал не зможе оцінити всі фактори, важливі при створенні фундаменту. Тому отриманий результат буде приблизним.

Однак для тих, хто хоче виконати будівельні роботи самостійно, існує певна методика розрахунків. Вона передбачає отримання в ході визначення сукупного навантаження приблизного результату. Цю суму потрібно буде помножити на відповідний "коефіцієнт приблизності". Цією методикою користуються багато непрофесійних забудовників.

Тип ґрунту

В першу чергу при визначенні тиску споруди на поверхню необхідно врахувати тип ґрунту. Від цього залежить вибір типу фундаменту. При цьому враховується несуча здатність, рівень садіння землі, глибина її промерзання в зимовий період і місце розташування в її товщі ґрунтових вод.

Якщо ґрунт нестійкий, підземні джерела підходять близько до поверхні, слід віддати перевагу пальовим фундаментам. Розрахунок навантаження в цьому випадку враховує вагу кожної опори.

Якщо ґрунт відрізняється високою несучою здатністю, підошва фундаменту може бути менше. Чим міцніший ґрунт, тим менша ймовірність появи різних деформацій. Середня несуча здатність ґрунту становить 2 кг/м.

Якщо в цій місцевості бувають сильні морози, ґрунт глибоко промерзає. При цьому він може розширюватися і виштовхувати фундамент назовні. Цей факт також варто передбачити при створенні підстави.

Врахування деформації

Розрахунок фундаменту під навантаження передбачає визначення рівня деформації споруди. Будь-яка будова з часом дає садибу. Щоб при цьому на конструкції не з 'явилися різні дефекти, тріщини, необхідно передбачити це при проведенні розрахунків.

Фундамент може деформуватися по-різному. Бувають зрушення, прогини, крен, вигин, перекоси і зміщення по горизонталі.

Багато з перерахованих деформацій пояснюються саджанням ґрунту. Вона може бути критичною. Щоб цього не сталося, фундамент повинен бути досить міцним. Крен можна спостерігати переважно в багатоповерхових будівлях. А ось для приватних будинків слід побоюватися перекосу, зсуву, вигину або перегину. Тому при визначенні типу ґрунту і його особливостей важливо врахувати процес його саджання після проведення будівельних робіт.

Дані для проведення розрахунку

Щоб провести розрахунок навантаження на фундамент будинку необхідно розглянути докладний план будівлі. При цьому для розрахунків будуть потрібні певні дані, які надає цей документ.

Щоб правильно розрахувати збір навантаження, потрібно розглянути приклад збору таких даних. Наведемо приклад. Згідно з планом, будинок складається з першого поверху і мансарди. Площа побудови становить 10х10 м. Висота стін становить 2,5 м. Товщина газобетонних стін становить 3 м. Між перекриттями визначається відстань 3 м.

Будівля буде облицьована шаром 12 см. з пустотілої цегли. Перше перекриття знаходиться над цокольним поверхом. Для цього застосовуються залізобетонні пустотілі плити. З цього ж матеріалу буде виконано перекриття для мансардного поверху. Дах має кроквяну конструкцію і буде оздоблений профнастилом. Будинок буде побудований на Уралі (IV кліматична зона).

Приклад розрахунку

У представленому плані побудови передбачений стрічковий фундамент. У процесі визначення загального тиску на основу потрібно розрахувати масу всіх надземних елементів конструкції. Проводиться розрахунок навантаження на стрічковий фундамент.

Площа перекриттів становить 10 * 10 = 100 м . Стіни, в яких не буде дверей і вікон на першому поверсі мають площу 10 * 2,5 * 4 = 100 м . Розрахунок для мансарди виглядає так: 10 * 1 * 4 + 2,5 * 2 * 5 = 65 м. Сумарна площа стін становить 165 м плечей. Площа покрівлі також легко розрахувати: 10 * 1,3 * 10 = 130 м.

Далі отриманий результат необхідно співвіднести із середньою вагою матеріалів, які будуть застосовуватися для будівництва. Цю інформацію необхідно брати з документації виробників будівельних матеріалів. Існують усереднені таблиці ваги найпопулярніших різновидів.

Проведення розрахунку

Далі слід розглянути приклад розрахунку навантажень на фундамент. При цьому будуть використовуватися усереднені дані. Вагу матеріалів взято з офіційної документації. Проводиться розрахунок всіх надземних частин будинку:

  1. Стіни з газобетону = 0,3 м * 165 м * 600 кг/м = 29,7 тис. кг.
  2. Облицювання фасаду = 0,12 м * 165 м * 1400 кг/м = 27,72 тис. кг.
  3. Несуча внутрішня стіна товщиною 38 см. = 10 м * 0,38 м * 1800 кг/м ^ * 2,5 м. = 17,1 тис. кг.
  4. Цокольне і мансардне перекриття = 100 м * 500 кг/м = 50 тис. кг.
  5. Покрівля = 130 м * 30 кг/м = 3,9 тис. кг.
  6. Утеплювач мансарди = 130 м * 50 кг/м = 6,5 тис. кг.

Після визначення ваги всіх надземних елементів конструкції будівлі необхідно розрахувати їх суму. Після складання всіх отриманих результатів можна визначити масу будинку. В даному випадку вона становить 184,9 тис. кг.

Визначення ваги фундаменту

Розрахунок навантаження на фундамент слід виконувати з урахуванням усіх експлуатаційних умов. До отриманої маси потрібно додати вагу великогабаритних меблів та обладнання в будинку. Також важливо розрахувати вагу фундаменту, його тиск на грунт. Далі зіставляється несуча здатність ґрунту з отриманим результатом.

Визначається навантаження, яке надає 1 м. фундаменту на грунт. Потрібно визначити щільність цього об 'єкта. Відповідно до офіційних даних будівельних норм і правил, при глибині закладки фундаменту на 1 м. обсяг цього об 'єкта складе 0,45 м плечей. Основа будівлі являє собою шар бетону на гранітному щебні, тому навантаження складе 1035 кгс.

Щоб визначити вагу стовпчиного фундаменту, потрібно розрахувати масу кожного з його об 'єктів. Далі отриманий результат множиться на кількість паль опори. Слід зазначити, що досвідчені будівельники рекомендують застосовувати при будівництві саме цей тип фундаменту. У цьому випадку допустити помилку складніше. Будівля буде міцніше стояти на ґрунті. При будівництві в кліматичних зонах з великою кількістю опадів і сильними вітрами краще віддати перевагу пальовій конструкції. У цьому випадку кількість земляних робіт буде меншою, а витрата бетону скоротиться в кілька разів.

Визначення динамічного, корисного навантаження

Розрахунок навантаження на фундамент передбачає визначити також динамічні навантаження. Це тимчасові впливи, які впливатимуть на стійкість конструкції. При будівництві необхідно передбачити певний запас міцності.

У першу чергу потрібно розрахувати навантаження, яке буде надавати сніг на конструкцію. Для IV кліматичної зони цей показник складе 130 м * 150 кг/м = 19,5 тис. кг.

У будинку проживатиме 3 людини. Однак у деяких випадках дім відвідуватимуть гості. Їх кількість може досягти 10 осіб. Тому сумарна вага людей складе приблизно 800 кг. У будинку знаходитимуться меблі та техніка. Їх загальна маса складе близько 6 тис. кг.

Загальна сума збору динамічного і корисного навантаження складе 211,2 тис. кг. При необхідності тип та конфігурацію фундаменту потрібно редагувати.

Розглянувши особливості розрахунку навантаження на фундамент, кожен зможе розрахувати приблизну величину загальної маси конструкції. Це дозволить побудувати міцний, надійний будинок, який буде стійкий за будь-яких умов експлуатації.