Приклад розрахунку міцності стрічкового фундаменту

приклад розрахунку стрічкового фундаменту дозволить індивідуальному забудовнику зробити обчислення для власного котеджу, надвірної споруди, заклавши в конструкцію необхідний для максимального терміну експлуатації запас міцності. Для стрічкового фундаменту використовують два обчислення:

• визначення несучої здатності грунту;
• допустима деформація грунту.

Приклад спрощених обчислень доступний кожному забудовнику - потрібно згадати шкільний курс фізики, математики. При цьому з рівності:

N_r x L x S = 1,3 x M_z + M_m + N_s + N_v, де

• N_r - розрахунковий опір ґрунту;
• L, S - довжина, ширина фундаменту;
• M_z, M_m - вага будівлі, меблів відповідно;
• N_s, N_v - навантаження снігова, вітрова відповідно;
• буде потрібно обчислити параметр S (ширину стрічки).

Глибина закладення не вирахував, а береться з відповідних таблиць, складених з урахуванням багаторічної практики експлуатації на різних грунтах.

Після чого складається кошторис для планування бюджету будівництва, економічної транспортування.

Дані для обчислення характеристик стрічки

Приклади розрахунку оперують такими даними, як:

• проект будівлі;
• снігове навантаження;
• відмітка промерзання грунту;
• рівень ґрунтових вод;
• характеристики грунту.

Стрічковий фундамент розраховується в чотири етапи:

• обчислення загального навантаження на підставу: маса конструкцій котеджу, експлуатаційні навантаження (користувачі, меблі, інтерєр), снігова, вітрова навантаження;
• визначення питомої тиску підошви підстави на грунт;
• обчислення геометричних розмірів стрічки;
• коригування геометрії за результатами попередніх розрахунків.

Приклад розрахунку котеджі класу економ оперує такими конструктивними елементами, як:

• фундамент;
• цоколь;
• перекриття нульового рівня;
• коробка будинку;
• перегородки;
• облицювання, покрівля;
• сходи (зовнішні, внутрішні);
• тепло-, паро-, шумо- і гідроізоляція;
• інші конструкції (піч, камін, кліматичне обладнання, опалювальні котли, комунікації)

На цьому етапі розрахунку стрічкового фундаменту будуть потрібні креслення (або ескізи) з точними розмірами. За нього вираховується обсяг використовуваних конструкційних матеріалів. Для полегшення проектування в мережі існують безкоштовні сервіси для підрахунку обсягів бетону, кількості цегли, пиломатеріалу. Після отримання значень обсягів конструкцій цифри множаться на щільність матеріалів, з яких вони виготовлені. Отриманий вага фундаменту, перегородок, стін, перекриттів, покрівлі множиться на коефіцієнти надійності, різні для окремих конструкційних матеріалів:

• метал - 1,05;
• дерево, камінь, залізобетон, бетон - 1,1;
• заводські ж / б конструкції - 1,2;
• залізобетон, залитий в плямі забудови - 1,3;
• грунт - 1,1;
• легкі матеріали - 1,3.

Щільність матеріалів береться з таблиць довідників або СНиП. Наприклад, бетони, в залежності від наповнювача, можуть істотно відрізнятися цією характеристикою (від 1,8 до 2,5 т в кубі обсягу). Параметри стрічки задаються виходячи з характеристик грунту, ширини стінових матеріалів.

Порядок обчислення характеристик стрічки

Приклад розрахунку для одноповерхового котеджу 10 х 10 м з єдиною перегородкою, висотою стель 3 м виглядає наступним чином:

• площа S = (10 м х 4 шт) х 3 м + 10 м х 3 м = 150 м². Стрічковий фундамент в разі використання цегляної кладки в півцеглини буде відчувати навантаження.
• 0,75 т / м² х 150 м² = 112,5 т. При площі будинку в 100 квадратів, з перекриттям горища з дощок по балках, цоколя ж / б плитою додасться навантаження.
• 100 м² х 150 кг / м² + 100 х 500 = 65 т. Розрахунок стрічкового фундаменту буде неповним без урахування покрівлі, вага якої складається з матеріалів крокв, самої покрівлі. Причому дах спирається на стіни під деяким кутом, тому її площа більша за площу поверху, 120 квадратів при кутах нахилу скатів 30 . В даному випадку для кроквяної системи будуть потрібні:
• брус 15 х 10 см - 10 шт;
• дошка 20 х 5 см - 32 шт.

Навантаження від кроквяної системи складе:

• [(32 х 0,06) + (10 х 0,09)] х 500 = 1,41 т;

При використанні легкого ондулина додається ще 0,6 т.

Для розрахунку снігового навантаження використовуються таблиці СНиП, в яких наведені дані по регіонах будівництва. Для Краснодара це 120 кг на квадрат, тому підсумковий результат буде дорівнює:

• 120 х 120 = 14,4 т;

Аналогічно обчислюється снігове навантаження, для цього також потрібні нормативи СНиП. В даному випадку для розрахунку потрібно площа фасадів:

• 100 м² х (15 х 7 + 40) = 14,5 т;

Навантаження від меблів в прикладі складе 100 м² х 195 кг / м² = 19,5 т.

Повна вага будинку склав 227,91 т, стрічковий фундамент передає навантаження на грунти з різним опором грунту, значення яких зведені в таблиці СНиП. Наприклад, для крупного піску це 5 одиниць, для гравію з пилувато-глинистих наповнювачем - 4 одиниці, щебеню з піском - 6 одиниць. Несуча здатність грунту повинна бути більше повної ваги будинку, помноженого на коефіцієнт 1,3 (у нашому випадку - 296,28 т). Виходячи з отриманих значень розрахункового опору, повної ваги будинку, можна скорегувати ширину фундаменту:

• 296,28 / 5000 = 59,6 см.

Значення округляється в більшу сторону до 60 см. Слід памятати, що ширина стрічки завжди більше товщини кладки. Ширина стін залежить від характеристик матеріалу, так як жоден з них не має універсальні якостями. Стіни повинні бути:

• міцними - для обпирання важких кроквяних систем, покрівлі, перекриттів;
• теплими - конструкційні матеріали мають високу теплопровідність, тому вимагають додаткової теплоізоляції;
• красивими - фасади повинні володіти художньою цінністю.

Тому на практиці використовують композитні стіни (зовнішнє облицювання, утеплювач, цегла або дерево для обпирання крокв, пароізоляція, внутрішнє оздоблення), що дозволяє знизити товщину стіни, фундаменту, відповідно.

Глибина траншей для стрічкового фундаменту може братися з нормативів СНиП:

• 45-90 см - на суглинках, супісках, пісках;
• 0,75-1 м - на глині;
• 0,45 м - на камені.

Найнебезпечнішими для стрічкового фундаменту є сили обдимання, що виникають при розширенні насичених вологою глин. Тому чим вище рівень УГВ, більше в грунті глини, глибше відмітка промерзання, тим вище зсувні, що розривають або стискають зусилля в ньому виникають. На практиці використовують кілька технологій, що знижують сили пученія:

• утеплення прилеглого периметра - теплоізоляція наклеюється на зовнішні стіни стрічки, змінює напрямок на дні котловану, відходить від нього по периметру на 1,5 м, зберігаючи взимку тепло надр;
• заміна грунту - пучіністие глини внизу стрічки замінюють піском, щебенем, гравієм або їх сумішами, для чого траншея викопується глибше проектної позначки на 0,35 м;
• палі - в відповідальних місцях стрічка спирається на палі, заглиблені нижче рівня промерзання.

Арматура всередині залізобетону запобігає розтріскування, збільшує міцність, обєднує периметр стрічки в єдине ціле.

Необхідна кількість арматури для фундаменту

Приклад розрахунку буде неповним без обчислень кількості арматури, використовуваної в армопояс стрічки. Зазвичай в стрічках використовують два пояси з двох поздовжніх стрижнів, періодично (через 0,5 м) зєднаних горизонтальними, вертикальними перемичками. Всі елементи, розташовані в силовий обємної конструкції горизонтально, використовують арматуру періодичного перетину (ріфленка), вертикальні стійки роблять з гладкої арматури.

Розрахунок може проводитися в спеціальній онлайн програмі, при самостійних обчисленнях доведеться врахувати:

• нахлест горизонтальних стрижнів 10 см (+0,2 м в кожному стику);
• специфіку розташування прутків в кутах (загини заходять на сполучену стіну на 0,5 м, рахуючи від кута внутрішньої опалубки);
• вертикальні стійки заходять за нижній / верхній горизонтальні пояси на 5 см.

Рекомендований фахівцями запас становить 5-10% в залежності від конфігурації стін. При покупці слід врахувати, що арматура продається на вагу, а не метражем. У кожній торговельній точці є таблиця перекладу метражу в масу. Прутки звязуються дротом, на кожен стик йде 25 см матеріалу. При вязанні пістолетом витрата менше, проте доведеться придбати сам інструмент, найчастіше, для разових робіт.

Розрахунок фундаменту МЗЛФ для котеджу 6х5 м

Обрано проект шале з розмірами стрічки:

• зовнішній периметр 6х5 м;
• вісь 5,5х4,5 м;
• ширина стрічки 0,5 м, висота 0,7 м;
• перегородка по ширині;
• стандартні стрижні арматури 11,7 м.

На виході вийде стрічка довжиною 25 м з площею підошви 12,5 квадратів, зовнішньою поверхнею 17,5 м². Для неї знадобиться 9,625 куба бетону (врахований 10% запас), який важить 22,62 т, створює на грунт навантаження 0,18 кг / см².

Мінімальні характеристики арматури в цьому випадку вийдуть:

• діаметр - 12 мм з поперечними стрижнями 6 мм;
• пояса - два по три стержня;
• крок поперечних стержнів 0,35 м;
• нахлест - 0,56 м;
• кількість поздовжнього прутка - 140 кг або 157,2 м;
• кількість поперечної арматури - 38 кг або 171,4 м;
• опалубка - 42 шестиметрових дошки шириною 15 см, опори через 1 м в кількості 44 шт.

У калькуляторах безкоштовних сервісів підставляються необхідні значення, на виході виходить подоба кошторису, яку можна роздрукувати тут же. Це знижує транспортні витрати, позбавляє від великого запасу, який не знадобиться в подальшому. На етапі заливки стрічки важливо не забути про вентиляційні, технологічних отворах. Перші необхідні для збільшення ресурсу підстави, цоколя, перекриття нульового циклу. Крізь гільзи, встановлені в технологічних отворах, пізніше підбиватимуться системи життєзабезпечення. Видовбування / висвердлювання отворів в застиглому бетоні загрожує микротрещинами навколо отворів.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!