Расчет и сбор нагрузок на фундамент — гарантия долгосрочной службы

Вопрос устройства фундамента является чрезвычайно важным, ведь это основа долговечности и надежности всей конструкции жилого дома. Непосредственно перед укладкой основания необходимо осуществить ряд вычислений, в частности, расчет нагрузок, которые фундамент будет испытывать. Однако следует учесть, что тип фундамента и ряд его особенностей во многом зависят от свойств подстилающих пород, поэтому нагрузки на грунт также рассчитываются и учитываются.

Содержание

Итак, отвечая на вопрос о том, как рассчитать нагрузку на фундамент, необходимо определить основные понятия, характеризующие грунт и фундамент. К ним чаще всего относят:

  • Глубину заложения фундамента, под которой понимается расстояние между подошвой фундамента и поверхностью земли.
  • Подстилающий слой грунта, являющийся опорой для подошвы фундамента.
  • Глубину промерзания грунта. Она представляет собой границу промерзания грунта относительно уровня, указанного в нормативных документах (нормы СНиП).
  • Сжимаемую толщу грунта, представляющую деформируемую его часть, которая максимально воспринимает нагрузку от фундамента.
  • Уровень грунтовых вод. Это положение их зеркала относительно уровня грунта в условно определенном открытом котловане.

Закладка фундамента в зависимости от уровня промерзания грунта

Расчет несущей способности грунта ?

Глубина заложения фундамента в грунт определяет стоимость данных строительных работ: чем больше глубина, тем более затратным будет процесс укладки фундамента. Очевидно, что это является причиной того, что большинство застройщиков стремится поднять подошву фундамента максимально близко к поверхности грунта. Однако при таком желании сэкономить придется осуществить сбор и анализ информации о несущей способности грунта.

Так, сопротивление грунта и степень его влажности зависят от такой характеристики, как пористость. Она представляет собой соотношение объема пор к объему имеющихся твердых частиц и находится в обратно пропорциональной зависимости с параметрами плотности.

Не стоит забывать и о сейсмичности. Дело в том, что одновременное воздействие вибраций и статической нагрузки на грунт может привести к снижению прочности грунта. Такое его состояние специалисты часто называют псевдожидким. При закладке фундамента необходимо учесть уменьшение несущей способности того или иного типа грунта при возникающих сейсмических вибрациях. Как правило, в таких случаях расчетное сопротивление грунта увеличивается в 1,5 раза, что приводит к соответствующему увеличению площади фундамента дома.

Допустимые деформации сооружения ?

В настоящее время расчет нагрузки на фундамент невозможен без учета допустимых деформаций жилого дома. Очевидно, что даже заложенный по всем стандартам и правилам фундамент предполагает определенную степень осадки жилого дома и его деформации. Однако даже в этом случае они не должны превышать показатели, установленные строительными нормами. Превышение этих показателей и неравномерная осадка дома приводит к деформациям строения или заметному изменению его положения.


Виды деформаций дома:

  • Выгиб и прогиб. Чаще всего они возникают в случае неравномерности осадки дома. Опасной зоной при прогибе считается фундамент, а при выгибе – кровля сооружения.
  • Сдвиг. Возникает при существенной просадке фундамента с одной стороны. Опасной считается стена в средней зоне.
  • Крен. Образуется при достаточно большой высоте здания, отличающегося высокой степенью изгибной жесткости. Рост крена может привести к разрушению здания.
  • Перекос. Причиной данного вида деформации служит неравномерная осадка дома, которая приходится лишь на небольшой участок длинной стороны строения.
  • Горизонтальное смещение. Возникновение характерно в стенах подвала или фундамента при чрезмерной загруженности горизонтальными усилиями.

Возможные деформации жилого дома

Максимальная величина осадки зависит от ряда факторов: используемого материала, типа строения и др. Например, максимальная осадка строения с железобетонным каркасом составляет 8 см.

После сбора информации о грунте, можно осуществлять сбор нагрузок непосредственно на фундамент строящегося дома.

Расчет нагрузки на фундамент ?

Для расчета возможной нагрузки на фундамент необходимо знать вес строящегося дома и все эксплуатационные нагрузки. Кроме того, определению подлежит площадь опоры и ее вес. Идеальным расчетом нагрузок на фундамент является вариант, когда они равномерно распределяются по всей его площади.

Пример вычисления веса дома ?

Для правильного расчета веса дома необходимо иметь усредненные значения веса основных несущих конструкций дома: кровли, стен и перекрытий. Например:

  • Удельный вес 1 м 2 бревенчатой или брусчатой стены составляет 70-100 кг/м 2 .
  • Вес 1 м 2 кирпичной стены, толщина которой составляет 150 мм, колеблется в пределах 200-270 кг/м 2 .

Что касается кровли:

  • Вес кровли из листовой стали составляет 20-30 кг/м 2 .
  • Вес рубероидного покрытия варьируется в пределах 30-50 кг/м 2 .

Удельный вес 1м 2 того или иного перекрытия:

  • Вес чердачного перекрытия из деревянных балок с утеплителем составит 70-100 кг/м 2 .
  • Вес цокольного перекрытия по деревянным балкам с утеплителем равен примерно 100-150 кг/м 2 .

Таким образом, зная данные величины, можно рассчитать общую площадь кровли, перекрытий и стен дома. После этого площадь умножается на удельный вес 1 м 2 того или иного конструктивного элемента. Итогом станет постоянная нагрузка на фундамент от веса дома.

Однако существуют не только постоянные нагрузки на фундамент, но и временные, в частности, от снежного покрова и ветра. Средний вес снежного покрова рассчитывается в зависимости от региона. Так, для юга нашей страны этот показатель составляет 50 кг/м 2. а для севера — 190 кг/м 2. В средней полосе удельный вес снежного покрова равняется примерно 100 кг/м 2 .

Расчет веса и размеров фундамента ?

Когда рассчитана нагрузка на фундамент, необходимо посчитать нагрузку на грунт, что позволит определить оптимальную площадь фундамента. Для этого придется подсчитать вес фундамента и прибавить его к весу дома.

Так, при закладке глубоко заглубленного ленточного фундамента необходимо учесть глубину промерзания. Допустим, она составляет 1,5 м, к которым добавляется высота в 40 см над уровнем грунта. Итоговая высота фундамента составит 1,9 м. затем рассчитывается общая длина ленты фундамента, например, она составляет 30 м, из которых 24 м приходится на периметр дома, а 6 м – на внутреннюю стену.

При ширине ленты фундамента в 40 см ее объем составит:

30 м х 0,4 м х 1,9 м = 22,8 м 3

Полученный объем умножается на удельный вес используемого материала, например, железобетона. Результатом станет вес фундамента. Рассчитать площадь фундамента можно, умножив длину его ленты на ее ширину:

3 000 см х 40 см = 120 000 см 2

Пример расчета площади ленточного фундамента

При закладке фундамента имеет место еще множество различных расчетов, однако расчет нагрузки на грунт и фундамент жилого дома является основой дальнейших подсчетов.

Посмотрите ролик о том, как рассчитать и выбрать приоритетный фундамент на основании расчетов с ориентацией на экономическую целесообразность.

Таким образом, ответственный, внимательный и грамотный подход к сбору и анализу информации о состоянии грунта, влиянии внешних факторов, возможных нагрузках на сам грунт и непосредственно на подошву фундамента, позволит заложить надежную и долговечную основу для будущего жилого дома для всей семьи.

По материалам сайта: http://strmnt.com