Расчет

На этапах планирования постройки частного или многоквартирного дома возникает необходимость в проведении расчетов для фундамента, отвечающего за качество строительства и успешность проекта.

При расчетах фундаментной основы учитывают тип грунта, нужное количество материала, будущие нагрузки, примерный бюджет по расходникам, этажность, близость залегания подземных вод, инженерных коммуникаций и другие нюансы.

Особенное значение уделяется разным видам нагрузок, ведь от них зависит безопасность эксплуатации постройки, для которой делают фундамент. Что нужно знать о расчетах основания для дома, используемых величинах, правилах и формулах, узнайте из данного материала.

Встретят у себя, приедут к тебе, лучшие проститутки Оренбург, интим досуг на любой вкус. Все вопросы уйдут на второй план, если вы вместо поиска обычных девушек воспользуйтесь услугами проституток города. Стильные лучшие проститутки Оренбург, желанные и восхитительные, они такие весёлые и чуткие, что невозможно отказаться от удовольствия. Выбери девушку сейчас.

Методы расчета фундамента для дома

Для возведения домов используют монолитный, столбчатый, ленточный, свайный фундаменты и их разновидности: блочный малозаглубленный, ростверк на сваях, плитный, для цокольного этажа, с бетонными полами и т.д.

На выбор основания влияет тип почвы участка. К примеру, для глинистого грунта подходит любой фундамент, песчаных почв – ленточный, свайный, плитный; почв с высоким залеганием подземных вод (пучинистых) – только сваи.

Методы расчета фундамента для любой постройки проводятся, с учетом:

• несущей способности грунта под подошвой;
• глубины заложения;
• прочности основания;
• предельных состояний;
• возможной деформации.

Важными величинами считаются нагрузка на основание и на грунт. Виды фундаментных оснований для дома имеют собственные показатели массы, плотности, прочности и габаритов, что влияет на проводимые операции вычислений. Но в каждом решении обязательно рассматривается нагрузка, которую им предстоит выдерживать.

Для определения общей нагрузки проекта высчитывается площадь поверхности всех стен, кровли, перекрытий, или перемножается площадь каждой конструкции на ее удельный вес. К значениям нагрузки прибавляют примерный вес установленной в будущем мебели, разных вещей для быта, веса по количеству людей, что разместятся в доме.

В расчетах нагрузки на грунт высчитывают вес основания дома. Для этого по математическим формулам определяют общий объем основания, перемножают на плотность бетона. Затем проводят вычисления, с использованием следующей формулы:

Расчет отразит прежде всего такие сведения: сколько кг нагрузки будет нести на себе 1см² грунта. Полученное значение нужно будет потом соотнести с допустимыми значениями нагрузки, подробно расписанными в таблице на данном ресурсе.

Если результаты высчитанной нагрузки окажутся больше расчетного сопротивления грунта, то инженер проекта принимает решение об увеличении опорной площади дома.

Чем больше габариты фундамента, тем тяжелее конструкция дома, поэтому примерную будущую нагрузку на грунт вычисляют в первую очередь.

Специальные программы

У большинства людей вызывают затруднение проведение инженерных расчетов, касающихся постройки дома, поэтому при нежелании обращаться к специалистам, можно воспользоваться удобными программами и онлайн-калькуляторами. С их помощью можно посчитать не только габариты будущей постройки, но и стоимость материалов.

Судя по многочисленным отзывам пользователей, лучшими удобными комплексными сервисами в проведении расчетов считаются:

• Программа Фундамент – на софте есть все необходимые функции, которые помогут выбрать наиболее подходящий тип и материалы для конкретного участка. Пользоваться ресурсом просто. Скачать его можно на ПК или через онлайн-приложение. Расчет проводится по стандартным формулам, с учетом необходимых величин.
• Программа Плита – утилита хорошо просчитывает фундаменты из плит, и показывает требуемое количество для создания прочной конструкции. Для проектирования и расчетов берут стандартные величины из таблиц ГОСТ.
• Программа BASE – платформа помогает определить нужные параметры фундаментов, соответствующие строительным нормам. Софт уделяет внимание прочности и количеству требуемого материала по категориям. Сервис подходит для новичков и специалистов в строительстве.

Одним из самых лучших и удобных программ расчетов считается этот онлайн-калькулятор. Он создан с учетом требований и стандартов Строительных Правил РФ (СП).

Он одновременно предоставляет бонус пользователю – возможность получить подробную смету на строительство, чертежи, с учетом применения арматуры.

Также на софте можно заказать 3D-модель будущего проекта, которую можно скачать в разных форматах.

Программы, предлагаемые пользователям, постоянно обновляются, с учетом законодательных требований и внесения изменений в строительные требования. Условия их применения пользователями расписаны подробно рядом с колонками, куда вносят габариты (длину, ширину, глубину).

Что учитывают при проектировании?

При выполнении расчетов фундаментов используют разные величины, характеризующие определенные факторы. Инженер высчитывает:

• Объем земельных работ – грунт (м³), который нужно будет убрать при котлованных работах, для освобождения места под фундамент.
• Характеристики основания – допустимые нагрузки на почвы, глубину заложения и объем основания + ширину и толщину.
• Используемые материалы – требуемое количество материалов: бетона, ПГС, цемента, арматуры, досок опалубки, арматуры (стержней или проволоки).

По данным величинам осуществляют расчеты основания по предельным состояниям, к которым относится:

1. несущая способность;
2. деформации.

По несущей способности считают возможность разрушений, при внезапной потере прочности и устойчивости постройки, вызванный неблагоприятным воздействием окружающей среды. Если коэффициент получается большой, меняют проект и находят выход из положения.

При деформациях при расчетах учитывают факторы, которые препятствуют нормальному использованию строений. Дополнительно вычисляют также кубатуру и ширину будущего фундамента – это нужно для определения типа выемки грунта в котловане и дальнейшей заготовки расходных материалов.

Сюда же относят затраты по армировке, но с учетом типа фундамента. Например, для ленточного и свайного типов цементной смеси требуется в разы меньше, чем для монолитов. Переменными величинами здесь выступают:

• Длина несущих стеновых блоков + перегородок между ними.
• Планируемая глубина основания.
• Ширина котлована, с учетом опалубки и будущей толщины стен.

При выполнении расчетов, касающихся расходов материала, стоит учитывать сопутствующие факторы – климат, погоду, тип грунта, влажность, степень впитываемости жидкости других расходников.

Бетонный раствор или ПГС по используемому количеству делают с запасом. Обязательно определяется нужное количество арматуры, ее вес и объем.

В расчетных операциях часто применяют формулу объема параллелепипеда, с вычетом величин по внутренним пустотам. У фундамента с двумя и несколькими столбами рассчитывают величины двух и более параллелепипедов, с учетом нижних точек столбов, промежутков между ними (до 200 см) и подошвы строения. Для винтового фундамента суммируют объемы столбов и плитных частей.

Послойное суммирование складывается из: отметок грунта, глубины подошвы, уровня расположения подземных вод, вертикального почвенного напряжения (кПа), наружных нагрузок на строительную площадь основания, плоских сдвигов, возможного смещения фундамента по горизонтали и вертикали.

ВАЖНО! При сборе данных формируют протоколы динамических и статических испытаний, пользуются табличными данными из нормативов, используемых для конкретной местности (СП 22.13330.2011). В работе инженеры применяют методики предельных состояний.

Последовательность вычислений

Этапы последовательности расчетов включают: подведение итогов по предельным состояниям + технико-экономический анализ + принятие окончательного решения. В проекте оцениваются все виды работ с фундаментом, любые типы нагрузок, характеристики материалов и факторов среды.

Применяемая очередность вычислений:

1. Определение несущей способности грунта (площадь опоры).
2. Расчетное сопротивление почвы под фундаментом (R₀).
3. Будущая масса дома с основанием, с определением массы стен + перекрытий.
4. Дополнительные операции: подсчет удельной массы кровли, снежной нагрузки, самого основания.
5. Подведение итогового показателя.

Совокупные действия в математических операциях, связанных с проектом дома, заключаются в поиске табличных значений коэффициентов и нужных показателей по СП, ГОСТам, СНиПам, и подстановке их в формулы расчетов. Чтобы не ошибиться в операциях, можно воспользоваться онлайн-калькуляторами или профессиональными услугами строительных инженеров.

Как рассчитать основание под дом самостоятельно?

При расчетных операциях, с определением всех показателей, пользуются таблицами и пояснениями ряда нормативов: ГОСТ – 25100-2011; 21.302-96; 19804-2012; 13580-85; 13579-78; СП 131.13330.2012; 22.13330.2011; 24.13330.2011. При этом вычисляют сбор всех нагрузок, габаритных показателей, и определяют функциональные способности основания.

По несущей способности грунта

Процесс нужен для определения плотности, типа и массивности почвы, глубины залегания вод, степени промерзания поверхностных и глубоких пластов земли. Формула расчета несущей способности грунта выглядит так:

В качестве дополнения, пользуются, также следующими формулами:

Проведение данного расчета требует внимательности и точности, для возможного исключения просадки, особенно на пучинистых почвах.

Информация по грунтам есть в классификации ГОСТ 25.100-2011, а нужные нормы по сопротивлению – в СП 22.133.30-2016.

По несущей способности основания

Проводится по требованиям СНиП 2.02.01-83. Примеры расчетов указаны в приложении к документу. Процесс требуется для инженерно-геологического и гидрогеологического учета места строительства, с учетом климата региона (температура, осадки, степень промерзания и влажности).

Расчет несущей способности основания проводится по формуле:

Проведение данной расчетной операции соответствует условию N₁<=, при котором данный показатель отражает нагрузку основания. В расчетах уделяется внимание также показателю N_u – несущей способности подошвы, расчетным сопротивлениям: R₀, R_у, R.

По деформациям — на сдвиг

Основная формула измерений по СНиП 2.02.01-83 выглядит следующим образом:

Коэффициент ?c можно взять из таблицы ниже:

При проведении расчетов на сдвиг механическое или вибрационное воздействие на грунт не учитывается.

На опрокидывание

Это расчет на устойчивость положения. Конкретных формул для вычисления именно этого показателя нет. Упоминание такого явления есть в п. 6.2.1 СП 430.1325800.2018. В СП 381.1325800.2018 в таблице 6.1 есть предельные состояния на опрокидывание. Подробнее о расчетах фундаментов на опрокидывание читайте здесь.

Расчетное сопротивление грунта

Для оснований, глубиной 1,5м и более, показатели расчетного сопротивления почв можно посмотреть в таблицах. Пример ниже:

При фундаментах меньшей глубины (до 1,5 м) применяют такую формулу:

R = 0,005 х R_o х (100 + h/3), где:

• R_o – значение из таблицы;
• h – глубина заложения.

Расчетное сопротивление помогает определить предельные возможности будущей несущей конструкции и области предельного равновесия.

По массе строения

Средний вес основных конструкций строения представлен в таблице ниже:

Узнать массу строения не сложно – для этого нужно сложить между собой площадь всех имеющихся стен и перегородок, указанных в проекте, и перемножить на К_тд (коэффициент типа дома).

По типам строений (I, II, III) принято выполнять следующие расчеты:

• I – тяжелое – монолитное, кирпичное (ширина 1,2-2 кирпича), ЖБ-панельное, газо- пеноблочное с плотной наружной отделкой. S стен перемножается на К_тд 2,4 т.
• II – средней тяжести – дома из кирпича (ширина в 1 изделие) и из газопеноблока, оштукатуренные, но без лицевой отделки. S стен х на К_тд 2 т.
• III – легкое – постройки из бруса или каркасные. S стен х на К_тд1,7 т.

По итогу проведенного вычисления, должна получиться величина, обозначаемая т/м², без учета крыши.

Если полученную массу строения перевести в кг/см², а затем перемножить на 1 000, то можно получить показатель силы давления дома на грунт фундамента.

Сбор нагрузок

В подсчете количества нагрузок имеют значение постоянные (несущие способности + деформационные сдвиги) и переменные (ветер, снег) нагрузки. Постоянные нагрузки считают вместе с фундаментом и кровлей. Данное значение важно для получения значения эксплуатационной нагрузки, с учетом будущего расположения людей, мебели и оборудования.

К элементам постоянной нагрузки относятся:

• Конструкция фундамента вместе с армировкой.
• Готовые полы + потолок.
• Подвал с готовой отделкой или цокольный этаж.
• Лестницы.
• Отделанная крыша.

Для получения совокупного значения по всей конструкции, удельный вес всех используемых материалов перемножают с объемом постройки. Затем готовый результат умножают на коэффициент надежности нагрузки, указанный в таблицах СП 20.13330.2016. Установленные нормы стандартов касаются удельного веса стройматериалов, которые при расчетах берут с «запасом».

Определение размеров

При подведении итогов по фундаментной нагрузке имеют значение разные показатели, определяемые рядом физико-инженерных формул. Они касаются подсчета размеров подошвы, толщины, глубины и высоты фундаментного основания, а также совокупных нагрузок продавливания и прочности. Ознакомиться с основными формулами можно ниже.

Расчет размера подошвы:

Расчет глубины и высоты:

Расчет толщины:

Расчет на продавливание:

Расчет на прочность:

Корректировка параметров

Проводить все виды корректировок по параметрам можно только по табличным значениям. Например, если фундаментное основание должно быть с разной шириной на отдельных участках, то расчеты проводят для каждого участка отдельно, после чего полученные значения складывают.

Учитываются также участки оснований, которые располагаются под несущими перегородками. Для этого подсчитывают их объем, который прибавляют к общему результату. Здесь обязательно соблюдают точность расчетной операции, так неправильный результат всегда приводит к перерасходу средств (строительных материалов, оборудования), а также способен стать причиной деформации, разрушения фундамента и затем – строения.

При корректировке параметров выполняют исправления и подгонку, чтобы было несколько вариантов расчетов, из которых можно выбрать экономически более выгодный. Здесь важен окончательный результат. Например, если несущая способность строения больше его расчетной нагрузки на 15-20%, то в целях экономии, размеры основания уменьшают.

Окончательные, откорректированные габариты по ширине и длине, проверяются новыми расчетными операциями, с учетом кубатуры фундаментного основания, а также его уменьшенной массы. Здесь пользуются следующей формулой окончательного подсчета:

Определение объема бетона

Для точности расчетов кубатуры фундаментного основания, за основную единицу принимают объем, поскольку 1м3 бетона у разных марок может различаться по массе.

Если нужно рассчитать кубатуру фундаментной основы сложной формы, то всю его конструкцию условно делят на участки, определяют значения по ним, а затем суммируют для общего результата.

Для ленты

Операция проводится по СНиПам – 52-01-2003; 3.03.01-87 и ГОСТ Р 52086-2003. Для фундаментов с одинаковой шириной и высотой по всей длине пользуются такой формулой:

Для столбчатых опор

Столбчатый фундамент бывает разных форм. Для квадратных и прямоугольных форм используют общепринятую формулу:

Полученные значения для одного столба складывают между собой по количеству столбов.

Если знать радиус и высоту столба, вычисляется и объем:

Для плиты

Основными параметрами для плитного фундамента считают длину, ширину и высоту ЖБ-конструкции. Расчет объема выполняют по такой формуле:

При наличии ребер жесткости, а также нестандартных форм основания, расчеты проводят по аналогии с ленточным фундаментом: высчитывают значения для каждого участка, а затем суммируют их друг с другом.

Пример на просадочных грунтах

Просадочностью при замачивании под нагрузкой обладают в основном глинистые грунты. Они, как правило, распространены в верхних толщах водораздельных пространств. Грунтовые условия стройплощадок по просадочности разделяют на 2 типа:

• I тип — просадка от собственной массы грунтов просадочной толщи не проявляется или не превышает 5 см;
• II тип — просадка от собственной массы грунта превышает 5 см.

Такие грунты обладают сравнительно высокой несущей способностью. Но при дополнительном увлажнении несущая способность резко снижается, и в них возникают быстротекущие деформации, обусловленные изменением структуры этих грунтов. В условиях, исключающих замачивание, проектирование фундаментов выполняют как на обычных непросадочных грунтах с ориентацией на их природную влажность.

Расчетным состоянием просадочных грунтов по влажности при возможности их замачивания считают состояние их полного водонасыщения, исходя из которого назначают предварительные размеры основания.

В этом случае определяют возможную просадку фундамента при его замачивании. Если сумма просадки и осадки уплотнения фундамента до замачивания, а также степень неравномерности этих суммарных деформаций не будет превышать их предельных значений для строения, то дополнительных мероприятий не потребуется.

В противном случае для обеспечения нормальной эксплуатации нужно устранить просадочные свойства грунтов в пределах всей или части просадочной толщи с помощью поверхностного или глубинного уплотнения; укрепить грунты силикатизацией или термическим способом и т. п. При большой мощности просадочной толщи производят ее прорезку фундаментами глубокого заложения с опиранием на непросадочные грунты. Подробнее про осадку фундаментов читайте тут.

Просадка основания (ssl), в зависимости от нагрузок и с учетом зоны деформации (hsl.p), определяются по следующей формуле:

В расчетах используют поочередно следующие формулы:

На основании перечисленных выше формул, подбирают подходящее решение для расчетов.

Пример:

Посмотреть физико-механические характеристики грунтов можно по таблицам, предложенным ниже.

Показатели физико-механических характеристик грунтов:

Показатели изменений глубины вертикальных напряжений и относительной просадочности:

Решение:

В данном примере коэффициент просадки грунта составил 0,0043. По такому примеру можно проводить расчеты по другим заданным показателям, используя выше указанные формулы, и подставляя значения из таблиц.

Заключение

Фундамент – это основа постройки, проект которой должен быть рассчитан на то, чтобы выдерживать массу всего строения, с учетом сопутствующих факторов: климата, почвы, уровня грунтовых вод, типа почвы, близости инженерных коммуникаций и возможных нагрузок.

Для упрощенной работы с определением величин, желательно обратиться за услугой к строительному инженеру или самостоятельно воспользоваться онлайн-калькуляторами + программами. Профессиональный подход к расчетам служит профилактикой возможных строительных ошибок.

Самостоятельный процесс вычислений требует знаний физики и математики, а также навыков работы с измерительным строительным инструментом. При расчетных операциях считают величины по несущей способности объекта и возможных деформациях грунта.

Используются только точные данные из таблиц СНиПов. Расчеты можно сразу проводить для нескольких фундаментов, и по полученным результатам определить какой из них самый выгодный по бюджету в каждом конкретном случае.