Розрахунок навантаження на фундамент

Розрахунок фундаментів може бути виконаний з різною метою. Приклади розрахунку фундаментів наводяться для того, щоб показати, як правильно розрахувати ширину фундаменту, як правильно розрахувати тиск і так далі.

Кожен тип фундаменту має свій розрахунок, однак всі вони проводяться за однією технологією. Якщо говорити про розрахунок на несучу здатність, то методика розрахунку така:

• Знаходження коефіцієнта опору грунту;
• Знаходження загальної маси споруди;
• Знаходження тиску, який чиниться будівництвом на грунт;
• Порівняння тиску і несучої здатності грунту, і при необхідності внесення коригувань в параметри фундаменту.

Розрахунок стрічкового фундаменту

Для того щоб розрахувати стрічковий фундамент, будуть потрібні вихідні дані, задамо їх:

• Нехай зводиться прямокутна будівля, яке всередині не має стін;
• Довжина стіни більшої дорівнює 6 метрів;
• Довжина меншою стіни дорівнює 3,5 метра;
• Висота будівлі дорівнює 4 метри.

Крім того:

• Фундамент стрічковий з шириною стрічки 30 сантиметрів. Висота фундаменту дорівнює 1 метру. Весь фундамент монолітний бетонний;
• Стіни будуються з блоку, який кладеться на ребро;
• Пол буде деревяним. На його пристрій було потрібно 13 брусів, перетином 150 на 150 міліметрів. Обрёшётка влаштовується дошками в один шар. Дошки мають товщину 30 міліметрів. Наверх дощок кладеться фанера, товщина якої дорівнює 1 сантиметру;
• Перекриття робиться деревяним. На його пристрій було потрібно 13 балок перетином 150 на 150 міліметрів. Решетування виконана з тих же дощок знизу і зверху;
• Дах покритий шифером, всього 60 аркушів по 26 кілограм. Каркас виготовлений з деревяних брусів перетином 150 на 100 міліметрів, довжиною 4 метри. Всього витрачено 26 брусів. Решетування виконана через одну дошку. Дошки товщиною 2 сантиметри. Дах двосхилий.

Розрахунок фундаменту

Спочатку необхідно визначити тип ґрунту. Є кілька способів визначення типу грунту самостійно.

Однак такий метод не дає точного результату, тому не варто займатися самодіяльністю, тому що неточні дані - це неточний розрахунок. Точні дані можна отримати в геологічній службі. Припустимо, встановили, що коефіцієнт опору грунту дорівнює 2.

Тоді приступаємо до другого етапу - розрахунком маси будівлі. До речі, саме цей розрахунок буде основним, тому до нього така увага.

Спочатку визначимо масу

Для цього визначимо обсяг фундаменту. Обсяг прямокутної фігури знаходиться, як довжина, помножена на ширину і висоту, тоді:

1 * 0,3 * 19 = 5,7 кубічного метра. Цифра 19 показує довжину фундаменту, тобто периметр стін, який розрахувати нескладно.

Тепер оскільки сказано, що фундамент бетонний, для знаходження його маси слід обсяг помножити на середню щільність бетону, тобто на 2500 кілограм на метр кубічний, тоді отримаємо:

5,7 * 2500 = 14250 кілограм.

Багатьох заміських забудовників буде хвилювати питання, а якщо фундамент будинку зводиться з інших будівельних матеріалів, то, як виробляти його розрахунок, тобто, де взяти показники щільності даних матеріалів? Це зовсім не складно, показники щільності можна знайти в довідниках по будівельним матеріалам, де вказані всі фізико-технічні коефіцієнти.

Тепер знайдемо масу статі. Сказано, що він зроблений з лаг і дощок. Значить, спочатку знайдемо масу всіх лаг, а потім масу всіх дощок, можна і все разом, тобто спочатку знайти загальний обсяг деревини, а потім загальна вага. Будемо знаходити вага окремо.

Маса лаг дорівнює обсягу, помноженому на щільність деревини, яку приймемо рівної 800 кілограмам на метр кубічний, що дорівнює щільності сосни. Отже, обсяг обчислюється, як довжина, помножена на ширину і висоту. Перетин лаги одно 0,15 * 0,15 метра. Довжина дорівнює ширині будівлі, тобто 3,5 метрам, тоді:

0,15 * 0,15 * 3,5 * 13 = 1,023 кубічного метра обсяг всіх лаг.

Тоді їх маса дорівнює:

1,023 * 800 = 820 кілограм.

Тепер необхідно розрахувати масу обрешітки. Спочатку знайдемо обсяг деревини, що дорівнює площі покриття, помноженої на товщину дошки. Площа покриття дорівнює внутрішньої площі будівлі, тобто маємо обсяг:

6 * 3,5 * 0,03 = 0,66 кубічного метра.

Тоді маса дорівнює:

0,66 * 800 = 528 кілограм.

Тепер знайдемо масу фанери. Стандартний розмір одного листа дорівнює 1,5 * 1,5 метра. Він важить близько 16 кілограм. Тоді можна зробити висновок, що один лист фанери покриває площу в 2,25 квадратних метра і важить 16 кілограм. Для визначення загальної маси фанери знайдемо, скільки листів поміститься на всю площу підлоги:

6 * 3,5 / 2,25 = 9,3 аркуша.

Тоді їх маса дорівнює:

9,3 * 16 = 150 кілограм.

Тоді загальна маса статі дорівнює:

150 + 528 + 820 = 1500 кілограм.

На наступному етапі визначимо масу стін. Стандартний блок має розміри:

• Довжина 0,6 метра;
• Ширина 0,3 метра;
• Висота 0,2 метра.

Сказано, що блок лягає на ребро, тобто його площа утворюють дві сторони, які дорівнюють 0,6 і 0,3 метрам. Тоді знайдемо площа одного блоку:

0,6 * 0,3 = 0,18 квадратного метра.

Тепер знайдемо загальну площу стін, як всю довжину всіх чотирьох стін, тобто периметр, помножений на висоту:

19 * 4 = 76 метрів квадратних.

Тепер проводимо розрахунок необхідної для цих стін кількості блоків, як вся площа стін, розділена на площу одного блоку:

76 / 0,18 = 422 блоку.

Вага одного блоку дорівнює приблизно 30 кілограмів, тоді вага стін дорівнює:

422 * 30 = 12700 кілограм. До цього вазі можна додати масу цементу, на який кладуться блоки. Однак ми цього робити не будемо, щоб потім не віднімати масу всіх ніш, тобто дверей і вікон, із загальної маси стін - будемо вважати, що ці дві величини взаємно віднімаються.

Наступним кроком потрібно провести розрахунок маси перекриття.

Воно так само, як і підлога складається з лаг і обрешітки. На цей раз для наочності обчислимо масу за загальним обсягом. Спочатку знайдемо обсяг лаг:

 0,15 * 0,15 * 13 = 1,023 кубічного метра.

Обсяг першого шару дощок дорівнює:

6 * 3,5 * 0,3 = 6,3 кубічного метра.

Отже обсяг дощок другого шару такої ж. Тоді можна порахувати загальний обсяг:

6,3 + 6,3 + 1,023 = 13,623 кубічного метра.

Тоді маса всього перекриття дорівнює:

13,623 * 800 = 10898,4, тобто приблизно 11000 кілограм.

Далі залишилося провести розрахунок тільки маси даху, яка складається з каркаса і шиферу. Розрахуємо обсяг деревини, який потрібен для пристрою каркаса. Сказано, що використовувалося 26 брусів перетином 150 * 100 і довжиною 4 метри, тоді їх загальний обсяг дорівнює:

0,15 * 0,1 * 4 * 26 = 1,56 кубічного метра.

Тепер обчислимо обсяг обрешітки. Для початку необхідно обчислити площу покриття. Вона дорівнює площі, утвореної кроквами, тобто:

4 * 6 = 24 квадратних метрів.

Так як дах двосхилий, то таких площ дві, тобто їх загальна площа дорівнює 48 квадратним метрам. Але оскільки решетування виконується через одну дошку, то ними покриється рівно половина всієї площі, тобто всього 24 квадратних метрів.

Тепер можемо розрахуватися обсягу дощок, витрачених на обрешітку:

24 * 0,02 = 0,48 кубічного метра.

Тоді маса деревяного каркаса дорівнює:

(0,48 + 1,56) * 800 = 1632 кілограми.

Тепер обчислимо масу шиферу:

60 * 26 = 1560 кілограм.

Тоді загальна маса даху дорівнює:

1560 + 1632 = 3192 кілограми.

Загальна маса споруди дорівнює:

14250 +1500 + 12700 + 11000 = 41292 кілограма.

Площа опори

Наступним етапом слід обчислити площу опори фундаменту, як довжина всієї стрічки, помножена на ширину:

1900 * 30 = 57000 сантиметрів квадратних.

Тиск на грунт

Тепер обчислимо тиск, який будинок надає на грунт, тобто, визначаємо навантаження будинку. Для цього потрібно розділити масу будинку на площу опори:

41292/57000 = 0,72.

Таке вийшло тиск на сантиметр квадратний грунту. За умовою несуча здатність грунту дорівнювала 2, що в значній мірі більше ніж 0,72. Це означає, то фундамент не вимагає більше ніяких коректувань. Тобто такий фундамент можна використовувати конкретно для будівництва цього будинку, і він витримає передбачувані навантаження.

Приклади розрахунку столбчатого фундаментів нічим не будуть відрізнятися від розрахунку стрічкового фундаменту, тільки знаходженням загальної площі опори. Вона буде знаходитися для одного стовпа, а потім множитися на кількість столбов.Правда, навантаження стовпчастого фундаменту на грунт набагато перевищують навантаження стрічкового фундаменту, по тій простій причині, що площа стовпів менше.

Взаємозвязок навантажень і такого елемента будинку, як фундамент, прямо пропорційна. Чим вище навантаження, тим більше фундамент.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!