Решение
Эксцентриситет приложения нагрузки:
e = M/Fv = 60/260 = 0,23 м.
Приведенная ширина фундамента по формуле:
b’ = b — 2eb = 1,8 — 2× 0,23 = 1,34 м.
Приведенная длина фундамента по формуле: l’ = l = 0,9 м.
Отношение приведенной длины фундамента к его проведенной ширине:
η = l’/ b’ = 0,9 / 1,34 = 0,67.
при η < 1 для расчета коэффициент принимается η = 1.
Коэффициент ξγ по формуле: ξγ = 1 — 0,25/η = 1 — 0,25/1,0 = 0,75.
Коэффициент ξq по формуле: ξq = 1 + 1,5/η = 1 + 1,5/1,0 = 2,5.
Коэффициент ξc по формуле: ξc = 1 + 0,3/η = 1 + 0,3/1,0 = 1,3.
Проверка условия: tg δ < sim φ1; 0,27 < 0,34 — условие выполнено, следовательно, возможно вести дальнейший расчет по формуле.
Коэффициент Nγ = 0,82.
Коэффициент Nq = 3,64.
Коэффициент Nc = 7,26.
Метод и последовательность расчета
Рассчитать данные можно, используя ленточный фундамент калькулятор онлайн, или произвести всё своими руками. Существуют два основных способа: по деформации грунта и по их несущей способности. Для самостоятельного расчета фундамента больше всего подходит второй вариант.
Здесь возникает довольно интересная ситуация. Каждый знает, что основание возводится в самом начале. Однако мало кто знает точную последовательность, как рассчитать ленточный фундамент.
Для начала расчета ленточного фундамента нужна следующая информация:
- план будущего дома со всеми несущими внутренними перегородками;
- будет ли подвал и какой глубины;
- определиться с высотой цокольного этажа и из какого материала он будет сделан;
- тип и толщина наружного и внутреннего гидроизоляционного и утеплительного материала.
Для удобства расчета все данные лучше свести в таблицу и использовать онлайн калькулятор. После того, как вся предварительная информация будет обработана, можно осуществлять непосредственно расчет фундамента. Облегчить задачу в этом плане может ленточный фундамент калькулятор онлайн.
Для понимания всего процесса, полный пример расчета фундамента можно разбить на последовательные этапы:
- определение действующих нагрузок;
- выбор типа основания;
- доработка и корректировка полученных данных, в зависимости от природных условий.
Пример расчета при строительстве ленточного основания
В процессе расчета фундамента необходимо учесть все факторы, которые будут нагружать его и сам дом. Сам расчет лучше всего производить, используя онлайн калькулятор.
Далее мы разберём пример расчета ленточного фундамента. Он будет возводиться на «подушке» из щебня. Предварительные размеры основания:
- 12 метров в длину и 6 метров в ширину;
- внутренних перегородок нет;
- форма в разрезе – трапеция (ширина в нижней части – 0,5 м, в верхней – 0,4 м.).
Характеристики дома выглядят следующим образом:
- материал несущих стен – газоблок;
- толщина стен – 0,4 м;
- этажность – 2;
- материал перекрытия – железобетонная плита;
- покрытие первого этажа наливается прямо по грунту;
- подвала нет;
- крыша – скатная, лаги изготовлены из дерева, наружный материал – черепица;
- почва – глина средней влажности;
- участок находится на территории в средней полосе России.
Очень часто, чтобы несколько упростить весь процесс, используют калькулятор для расчета ленточного фундамента. Для этого своими силами осуществляют расчет участка основания, на который приходятся самые максимальные нагрузки. В большинстве случаев, им оказывается боковая стена. В указанном примере, на неё будут воздействовать плиты перекрытия и крышные лаги. Исходя из этого, для определения максимального воздействия на 1 метр нижней поверхности основания, определяют сумму следующих параметров:
- весовые характеристики стен;
- весовые характеристики крыши;
- весовые характеристики перекрытий;
- нагрузка от снега и осадков;
- материал основания.
После сложения всех этих параметров, мы получим максимальное давление, которое будет оказывать конструкция дома на самую нижнюю точку фундамента.
Вес многих параметров фундамента рассчитывается своими руками, некоторые из них определяются из справочных данных. Рассматривая наш пример, давление снега находится из СНиП, где указаны усреднённые показатели для каждого региона.
Для того, чтобы своими руками рассчитать нагрузку от кровли, которая приходится на 1 метр основания, следует поделить всю площадь крыши на протяжённость фундамента. В конкретном случае, в расчет мы не включаем торцевые части. Это связано с тем, что фундамент устанавливается по периметру здания, а крышные балки опираются исключительно на боковые стены. Поэтому рассматривая указанный пример: общая протяжённость основания 24 метра (12+12). Расчет ленточного фундамента онлайн калькулятор может значительно упростить задачу.
Расчет нагрузки на фундамент. Расчет подошвы фундамента
Из статьи «Грунты в основании фундаментов» известно, что фундамент дома может опираться на грунт с разной несущей способностью.Несущая способность грунта — это сила давления от веса здания, которую выдерживает грунт длительное время при допустимой деформации.
Несущая способность грунта характеризуется величиной расчетного сопротивления грунта — R, т/м 2 .
Ширина подошвы фундамента — размерв. Толщина противопучинистой песчаной подушки — размер t.Цель расчета – подобрать ширину подошвы фундамента (в) и толщину песчаной подушки между грунтом и фундаментом (t) так, чтобы удельное давление от веса здания было меньше расчетного сопротивления грунта.
Расчет ведем в следующей последовательности:
- Выбираем размеры фундамента исходя из конструктивных соображений.
- Определяем вес здания, приходящийся на один погонный метр длины стены.
- По характеристикам грунта в основании фундамента определяем R – расчетное сопротивление грунта.
- Расчитываем необходимую ширину подошвы фундамента на один погонный метр длины (площадь фундамента под 1 погонным метром стены).
- Корректируем размеры фундамента по результатам расчета.
- Определяем толщину песчаной подушки между грунтом и подошвой фундамента.
Скриншот страницы Excel — калькулятора расчета нагрузки на фундамент от веса здания.
На листе «Расчет» в разделе «1. Определение нагрузки от веса здания на 1 погонный метр подошвы фундамента» в первых столбцах вводим исходные данные по конструкции здания.
Данные берем из чертежей проекта. Для наглядности руководствуемся конструктивной схемой здания.
Затем заполняем столбцы «Удельная нагрузка конструкций». Нагрузки определяем из таблиц на листе «Справочник»
При заполнении исходных данных важно отличать вертикальные конструкции стен (нагрузка — т/м 3 ) от горизонтальных (нагрузка – т/м 2 ). Величина нагрузок конструктивных элементов здания принимается укрупненными блоками
Не учитывается вес отделки, оконные и дверные проемы не исключаются из расчета и т.п.
После ввода исходных данных программа выдает результат расчета – нагрузку на 1 погонный метр по каждой оси здания.
В разделе «2. Расчет ширины подошвы фундамента» вводятся исходные данные по грунту и песчаной подушке.
Расчетное сопротивление грунта определяется по таблицам на листе «Справочник». Для мелкозаглубленных фундаментов используется таблица «Расчетное сопротивление грунта R на глубине заложения фундамента 0,3 м.» Программа выдает результат расчета – ширину подошвы фундамента по каждой оси.
С учетом результатов расчета и конструктивных соображений в строке «Принимаем:» назначаем ширину подошвы. Принятые размеры вводим в исходные данные по фундаменту раздела 1. Программа пересчитывает нагрузки и ширину подошвы. Добиваемся, чтобы принятая ширина подошвы была не меньше расчетной величины.
В разделе «3. Расчет толщины песчаной подушки» производится расчет толщины песчаной подушки по исходным данным, взятым из раздела 2. С учетом результатов расчета и конструктивных соображений в строке «Принимаем:» назначаем толщину подушки.
Уточнённая таблица с поправками на текучесть и пористость грунта
Существет ещё одна таблица несущей способности, позволяющая более точно определить цифры на участке, где известны коэффициенты пористости и показатели текучести почвы.
Влияние коэффициента текучести грунта на его несущую способность указаны в таблице. Средняя текучесть грунта зависит от его типа и коэффициента водонасыщения. Эти расчёты выполнить достаточно трудно, поэтому размещаем таблицы, которые описывают поведение образца грунта, характеризующее его текучесть.
Также расчетное сопротивление зависит от коэффициента пористости Е, который нужно устанавливать с помощью экспериментального взятия проб непосредственно на будущей строительной площадке.
Для теста потребуется взять кубик грунта 10х10Х10 см с объёмом О1 = 1000 см³ так, чтобы он не рассыпался. Далее этот кубик взвешивается и определяется его масса (М), после чего грунт измельчают. Затем, с помощью мерного стакана устанавливается объём измельченного грунта также в кубических сантиметрах (О2).
Далее нужно узнать объёмный вес исходного кубика (ОВ1) и измельченного грунта без пор (ОВ2). Для этого следует определенную вначале массу (М) разделить на (О1), чтобы получить (ОВ1) и затем разделить эту же величину (М) на (О2), чтобы получить (ОВ2). Исходный объём О1 изначально известен и равен 1000 см³, а объём измельченного грунта О2 берется из опыта с мерным стаканом.
Осталось только рассчитать пористость Е, которая равна 1 — (ОВ1/ОВ2)
Теперь, зная коэффициент текучести и пористость грунта, можно исходя из табличных цифр с определенной точностью сказать, какая именно несущая способность является расчетной именно для вашего участка. Если вы использовали экспериментальное выявление пористости, то убедитесь, что было проведено хотя бы 3 опыта, чтобы получить нужную величину с достаточно высокой точностью. При желании получить максимально близкие к реальности данные, используйте специальный калькулятор, где есть возможность указывать все влияющие на конечную цифру коэффициенты вот здесь.
Прибор для определения несущей способности грунта
При выборе типа и параметров фундамента для строительства дома необходимо знать несущую способность грунтана строительном участке. В первую очередь исследуется тип грунта, затем определяется его несущая способность.
B = 1,3×Р/(L×Rо) ,
где 1,3 — коэффициент запаса несущей способности;
Р — общий вес дома с фундаментом (пункт III), кг;
L — длина ленты (переведена в сантиметры), см;
Rо — сопротивление несущего грунта, кг/см². Значение его ориентировочно принимаем по таблице ниже: 
V) Если полученное значение ширины ленты оказалось меньше выбранных в начале 20 см, то принимаем итоговую ширину равной именно 20 см. Меньше делать нельзя, т.к. не будет обеспечена прочность фундамента на сжатие.
Если же мы получили ширину превосходящую изначально выбранные 20 см более, чем на 5 см, то нужно повторить расчёт, начиная с III пункта, подставляя при определении массы фундамента уже новую ширину.
Такие повторные расчёты выполняются до тех пор, пока прирост ширины ленты не окажется менее 5 см. Для тех, кто немного запутался, приведём небольшой пример.
Пример упрощённого расчёта ленточного фундамента.
I) Исходя из глубины промерзания принимаем глубину заложения ленты раной 1,6 метра. Ширину ленты для начала берём равной 20 см.
II) Рассчитываем вес дома:
1. Суммарная площадь стен дома вместе с фронтонами и с внутренней несущей перегородкой (также сложенной в полтора кирпича) за вычетом оконных и дверных проёмов в нашем случае будет равна 212 м², а масса их 212 × 200 × 3 = 127 200 кг.
2. Общая площадь цокольного и межэтажного перекрытий 160 м², а масса их с учётом эксплуатационной нагрузки 160 × (350+210) = 89 600 кг.
3. Крыша в нашем примере имеет площадь около 185 м² . Масса её при кровле из металлочерепицы и снеговой нагрузке для средней полосы России будет равной 185 × (30 + 100) = 24 050 кг.
4. Суммируем полученные цифры и получаем 240 850 кг.
III) Вес самого фундамента высотой 1,6 м, общей длиной ленты 44 м и с предварительно принятой шириной 0,2 м будет равен 1,6 × 44 × 0,2 × 2500 = 35 200 кг.
Общий вес дома составит 276 050 кг.
IV) Приняв значение Rо для суглинка равным 3,5 кг/см² и переведя общую длину ленты фундамента в сантиметры, рассчитываем искомую ширину:
В = 1,3 × 276 050 / (4400 × 3,5) = 23,3 см
V) Мы видим что полученное значение не превышает принятые изначально 20 см более чем на 5 см. Поэтому расчёт на этом можно закончить и принять округлённо минимально возможную ширину подошвы фундамента 24 см.
Вывод: сделав ширину подошвы фундамента более 24 см, мы можем рассчитывать, что данный грунт выдержит дом по своей несущей способности.
Теперь в двух словах о том, что было бы если, несущая способность грунта равнялась, например, 2 кг/см². Тогда ширина ленты получилась бы равной 40,8 см. После этого мы возвращаемся к пункту III. Масса ленты становится равной уже 71 800 кг, следовательно общий вес дома 312 650 кг, а уточнённая ширина ленты В = 1,3 × 312 650 / (4400 × 2) = 46,2 см.
Мы видим, что расхождение с предыдущим значением в 40,8 см вновь составило больше 5 см, поэтому снова возвращаемся к пункту III, считаем массу фундамента, всего дома и ещё более уточнённую ширину ленты фундамента. Она, кстати говоря, в этот раз получится равной уже 47,6 см. Расхождение с предыдущим значением всего 1,4 см, поэтому расчет можно остановить и округлённо принять минимально возможную ширину подошвы фундамента 48 см.
Обратите внимание, что 48 см это именно ширина подошвы, а не всей ленты. Её можно заузить, вплоть до 20 см (зависит от толщины стены и конструкции перекрытий), а внизу лишь делается расширение (см
рисунки ниже). По такому же принципу делают сильнонагруженные сборные фундаменты из блоков ФБС. Сначала кладут широкие фундаментные подушки, а уже на них более узкие фундаментные блоки.
В начале статьи упоминалось, что на заглубленном ленточном фундаменте можно построить практически любой малоэтажный дом, но не всегда это целесообразно. Давайте посмотрим — почему? Возьмём для примера небольшой деревянный дом для которого рассчитывался фундамент в статье «Столбчатый фундамент — расчёт и строительство своими руками» и попробуем посчитать для него ленту. Получится, что её минимально допустимая ширина составит всего лишь 7,1 см. А делать придётся минимум 20 см. Перерасход только одного бетона составит почти 200%, не говоря уже о всех сопутствующих материалах и работах. Очевидно, что столбчатый фундамент в данном случае будет более правильным выбором.
Таким образом, с расчётом мы более или менее разобрались, теперь непосредственно о самой технологии.
Какой фундамент лучше обустраивать на песке
Тип фундамента для дома выбирается в зависимости от вида песчаного грунта.
Основание в виде ленты
Фундамент ленточного типа очень часто используется в России. Обустройство ленты на песчаном грунте не может обеспечить высоких прочностных характеристик. Допускаемые ошибки при возведении конструкций на пылеватых почвах может привести к образованию трещин и деформации основания. В результате происходит разрушение и фундамента, и всей постройки.
Столбчатое основание
Основные элементы такого фундамента – отдельно поставленные столбики. Прочность основания во многом зависит от их правильной установки. Строительство на пылеватом и мелком грунте требует большого заглубления основных элементов фундамента. При несоблюдении этого условия не исключено расхождение столбиков или перекос, что грозит образованием трещин в стенах постройки. Кроме того, при морозном пучении грунта может наблюдаться выталкивание столбиков основания, а при оттаивании – их опускание. В результате строение деформируется и разрушается.
Монолитное плитное основание
Плитный фундамент на песчаном грунте
Плитный фундамент отличается большей площадью опоры, что придает ему высокую прочность даже при строительстве на песчаном грунте. Дополнительное армирование плиты основания увеличивает его прочность в несколько раз. Следовательно, на участках с песчаным грунтом лучше всего использовать монолитное основание в виде плиты. Однако стоимость такого фундамента достаточно высокая, поэтому прибегают к его обустройству только в редких случаях.
Фундамент на сваях
https://youtube.com/watch?v=WmzWa6pU7_Y
Обустройство свайного фундамента на песке – это идеальное решение. Такое основание отличается высокой прочностью и надежностью на любом типе грунта. Однако при строительстве массивных конструкций требуются дополнительные расчеты.
