Приклад розрахунку параметрів стрічкового фундаменту

Кожен окремий будинок або зроблений в ньому ремонт є втіленням індивідуальності і результатом роботи фантазії своїх господарів. Однак існує в такому занятті і кілька тонкощів. Наприклад, зведення фундаменту: монолітного, столбчатого або плитного.

види розрахунків

До слова, всі перераховані вище види фундаменту є основними. Існує і кілька підвидів і різновидів. Що стосується сфери приватного будівництва, то найпоширенішим в ній можна сміливо назвати саме стрічковий фундамент.

Говорячи про такому фундаменті, можна виконати кілька розрахунків:

•  розрахунок, підсумок якого показує правильність вибору його розмірів, якщо до уваги брати несучу здатність грунту і вага будівлі;
•  розрахунок, підсумок якого показує приблизний витрата матеріалів і вартість всього проекту.

Існує ряд інших розрахунків. Розрахунки, наведені вище, є умовними, хоча і досить точними. І для приватного будівництва їх більш ніж достатньо.

Звичайно, інженери і проектувальники виконують більш складні розрахунки, витрачаючи багато часу і застосовуючи масу спеціалізованих знань. Ні в якому разі не кожен їх має, а виконати хоча б елементарний розрахунок потрібно. Спеціально для таких випадків є спрощені варіанти розрахунків.

Розрахунок максимального навантаження

Отже, в процесі розрахунку знадобляться деякі вихідні дані. Всі дані, наведені нижче, є вигаданими і далекі від дійсності. Крім того, значення ідеалізовані, що трохи спрощує сам розрахунок.

Вихідний матеріал

Фундамент має наступні розміри:

•  глибина - 1,5 м;
•  протяжність - 30 м;
•  ширину необхідно знайти.

Слід знайти оптимальну ширину стрічкового фундаменту, при якій він буде володіти необхідною для всієї конструкції несучою здатністю. Будемо вважати, що робиться монолітний армований фундамент стрічкового типу.

Сама будівля має наступні параметри:

•  стіни виконані з пінобетону, блоки якого 60 см по довжині, 30 см по ширині і 20 см по висоті;
•  протяжність стін, як і стрічкового фундаменту, дорівнює 30 м (2 * 10 і 2 * 5 м);
•  висота - 3 м;
•  блоки укладаються на ребро.

Перекриття виконано у вигляді монолітної плити, товщина якої - 15 см.

Покрівля представлена шифером. Всього знадобилося 100 аркушів, кожен з яких важить близько 26 кг. Крім того, витрачено близько 5 кубометрів деревини.

Приклад безпосереднього розрахунку

У самому звичайному випадку вважається маса всієї споруди. Знаючи при цьому несучу здатність грунту і фундаменту, можна їх порівняти з масою і зробити висновки про придатність такого стрічкового фундаменту. У нашому випадку зробити це не вийде, тому що не відома ширина монолітного фундаменту.

У подібному випадку поступають таким чином:

•  вважається приблизна маса конструкції без стрічкового фундаменту;
•  знаходиться ширина фундаменту з урахуванням того, що тиск повинен бути меншим несучої здатності грунту;
•  уточнюється ширина фундаменту і внесення деяких поправок в разі потреби.

Варто зауважити, що визначення несучої здатності грунту неможливо без визначення його типу.

Існує відразу кілька народних способів визначення типів грунту. Один з найпростіших полягає в тому, що потрібно взяти невелику жменю землі, з деякої глибини, бажано з глибини закладки фундаменту, так як саме цей грунт буде тримати всю вагу на собі. Ця жменю долонями формується в кулю, а далі залишилося зробити висновок за результатами:

•  якщо виходить сформувати хоч щось на зразок кулі, але він розсипається, то в руках супесь;
•  якщо куля вийшов міцним, при його стисненні він не розсипається, а просто розділяється, то це суглинок;
•  якщо формується куля, а при стисненні вийшла акуратна коржик, то це глина;
•  якщо ж навіть куля зробити не вийшло, то в руках звичайний пісок.

Саме з результатів такого нехитрого експерименту можна дізнатися про несучу здатність грунту. Всі дані можна взяти з відповідних таблиць:

•  крупнозернистий пісок має коефіцієнт опору (несучу здатність) 5;
•  середньозернистий пісок - 4;
•  дрібнозернистий пісок - 3;
•  сильно зволожений дрібнозернистий пісок - 2;
•  суха супесь - 2.5, а зволожена - 2;
•  суглинок - 2
•  суха глина - 2,5, а зволожена - 1;

Варто зауважити, що дані коефіцієнти відносяться тільки до звичайної щільності ґрунту. Якщо ж грунт має щільність вище середнього, то його несуча здатність більше:

•  крупнозернистий пісок - 6;
•  середньозернистий пісок - 5;
•  дрібнозернистий пісок - 4;
•  суха супесь - 3;
•  суглинок - 3 і т.д.

Приймемо для нашого випадку коефіцієнт опору рівний 2,5.

Тепер знайдемо масу будови.

Як вже було зазначено, розрахунок буде виконуватися без урахування маси фундаменту.

Отже, про стать у вихідних даних не було сказано. Це було зроблено, тому що стать не має впливу на фундамент.

Слід розпочати розрахунку маси стін. Ми можемо знати і площа стін, і площа одного блоку: 60 * 30 = 1800 см2 = 0,18 м2.

Тоді площа стін: 30 * 3 = 90 м2.

Тепер легко обчислити необхідну кількість блоків: 90 / 0,18 = 500 штук. Знаючи масу одного блоку можна порахувати їх сумарна вага: 500 * 30 кг = 15 тонн.

Тепер визначимо масу перекриття. Воно зроблене з бетону (середня щільність 2500 кг / м3). Спочатку слід знайти обєм бетону: 5 * 10 * 0,15 = 7,5 м3, тобто його маса дорівнює: 7,5 * 2500 = 18,75 тонни.

Тепер визначаємо масу даху. Всього витрачено 5 м3 деревини. Наприклад, сосна має щільність близько 800 кг / м3, а береза - 900 кг / м3. Ці дані є довідковими.

Нехай використовувалася сосна. Тоді знайдемо її масу: 5 * 0,8 = 4 тонни.

Маса покрівлі дорівнює: 100 * 26 кг = 2,6 тонни.

Значить, маса даху дорівнює: 4 + 2,6 = 6,6 тонни.

Тепер залишається знайти загальну масу, як суму всіх мас: - 15 + 18,75 + 6,6 = 40,35 тонн.

Приклад розрахунку ширини

Несуча здатність стрічкового фундаменту визначається тільки загальним навантаженням і площею опори. Загальне навантаження ми зясували, залишилося знайти необхідну площу опори.

Знайдемо її: 40 350 кг / 2,5 = 16140 см2.

Тепер знаючи протяжність монолітного фундаменту, можна без зусиль знайти його необхідну мінімальну ширину: 16140 см2 / 3000 = 5,38 см.

Як можна бачити з результатів, стрічкового фундаменту такої ширини просто не буває. Це дійсно так. Монолітний фундамент стрічкового типу зі звичайною шириною в 25-30 см здатний витримувати навантаження до 70-80 тонн. За умови, що ґрунти не відрізняються здимистими і мають високу щільність ця цифра може зростати до 200 тонн. Приватні будинки, як правило, мають набагато меншу вагу.

Знаходження маси і внесення коригувань

Отже, тепер ми знаємо все розміри фундаменту, а значить, його вага ми можемо знайти. Але оскільки така ширина просто неприйнятна, можна вважати фундамент, взявши для розрахунку реальну ширину. Приклад: 25 см.

3000 * 25 = 75000 см2 - площа опори реального фундаменту.

75000 * 150 = 11250000 см3 або 11,25 м3.

Тоді можна порахувати його масу: 11,25 * 2500 = близько 28 тонн.

Тепер виробляємо уточнення маси всієї будівлі: 40 +28 = 68, приблизно 70 тонн, з урахуванням обробки і меблів можна сміливо накидати ще 5 тонн, разом, отримаємо 75 тонн.

Площа опори у реального фундаменту становить 75000 см2. Ці дані дають право вирахувати реальне чиниться тиск: 75000/75000 = 1 кг / см2. Знаючи, що несуча здатність грунту дорівнює 2,5 кг на 1 см2, можна говорити про доцільність такого будівництва.

короткі висновки

Отже, як можна помітити з прикладів розрахунку, для стрічкового фундаменту розрахунки практично не потрібні. Це повязано з тим, що такі фундаменти мають велику площу опори і, як наслідок, великий несучою здатністю.

Однак часто будинки будуються на грунтах, несуча здатність яких дуже мала. У такому випадку рекомендується просто замінювати грунти, тобто відривати котлован і засипати його більш щільним грунтом.

Варто відзначити той факт, що даний приклад розрахунку не містив ніяких відомостей про вітрового і снігового навантаження.

Такі фактори, як сніжний покрив і сильні вітри, надають досить сильний тиск на фундамент. Їх обчислення повністю залежить від конкретного району. Всі необхідні апріорні дані можна легко знайти у відповідних довідниках. Однак, навіть якщо подібні моменти не були взяті до уваги, не варто стверджувати, що розрахунки не вірні. Адже, наприклад, з маси стін не були відняті маси всіх ніш, тобто дверних і віконних прорізів.

В цілому можна відзначити, що подібні розрахунки з особливою точністю рекомендується проводити тільки при влаштуванні стовпчастих фундаментів, цей приклад може служити методикою проведення таких розрахунків. Можна говорити, що подібні самостійні розрахунки сильно ідеалізовані і мають досить приблизний характер.

Розрахунок щільності ґрунту

Фізичний сенс такого розрахунку простий: порівняння обсягу грунту в різному стані.

Для початку вирізується шматок грунту розмірами 10 * 10 * 10 см, далі змиритися його маса. Після цього необхідно відважити рівно стільки ж цього грунту, але у же в розсипчастою стані. Потім мірним стаканом необхідно виміряти обсяг другої порції ґрунту (в розсипчастою стані). Після чого вийшло значення ділимо на 1 кубічний дециметр.

У результаті повинно вийти значення дуже близьке до одиниці. Чим ближче воно до одиниці, тим вище щільність грунту. З результатів експерименту можна зробити висновки про несучу здатність.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!