Геометрический объем фундамента это

5.5.3. Определение основных размеров фундаментов (ч. 1)

Основные размеры фундаментов мелкого заложения (глубина и размеры подошвы) в большинстве случаев определяются исходя из расчета оснований по деформациям, который включает:

• – подсчет нагрузок на фундамент;
• – оценку инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства; определение нормативных и расчетных значений характеристик грунтов;
• – выбор глубины заложения фундамента;
• – назначение предварительных размеров подошвы по конструктивным соображениям или исходя из условия, чтобы среднее давление на основание равнялось расчетному сопротивлению грунта, приведенному в табл. 5.13;
• – вычисление расчетного сопротивления грунта основания R по формуле (5.29), изменение в случае необходимости размеров фундамента с тем, чтобы обеспечивалось условие p ≤ R ; в случае внецентренной нагрузки на фундамент, кроме того, проверку краевых давлений;
• – при наличии слабого подстилающего слоя проверку соблюдения условия (5.35);
• – вычисление осадок основания и проверку соблюдения неравенства (5.28); при необходимости корректировку размеров фундаментов.

В случаях, оговоренных в п. 5.1, выполняется расчет основания по несущей способности. После этого производятся расчет и конструирование самого фундамента.

А. ЦЕНТРАЛЬНО НАГРУЖЕННЫЕ ФУНДАМЕНТЫ

Определение размеров подошвы фундамента по заданному значению расчетного сопротивления грунта основания. Обычно вертикальная нагрузка на фундамент N₀ задается на уровне его обреза, который чаще всего практически совпадает с отметкой планировки. Тогда суммарное давление на основание на уровне подошвы фундамента будет:

где — среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах, принимаемое обычно равным 20 кН/м 3 ; d и А — глубина заложения и площадь подошвы фундамента.

Если принять p = R , получим следующую формулу для определения необходимой площади подошвы фундамента:

Задавшись соотношением сторон подошвы фундамента η = l/b , получим:

Зная размеры фундамента, вычисляют его объем и вес N_f , а также вес грунта на его обрезах N_g и проверяют давление по подошве:

Определение размеров подошвы фундамента при неизвестном значении расчетного сопротивления грунта основания. Как видно из формулы (5.29), расчетное сопротивление грунта основания зависит от неизвестных при проектировании размеров фундамента (глубины его заложения d и размеров в плане b×l ), поэтому обычно эти размеры определяются методом последовательных приближений. В качестве первого приближения принимают размеры фундамента по конструктивным соображениям или из условия (5.41), т.е. принимая R = R₀ .

Однако необходимые размеры подошвы фундамента можно определить за один прием. Из формулы (5.41)

ηb 2 (R – d) – N₀ = 0 ,

а с учетом формулы (5.29) при b k_z = 1)

Уравнение (5.43) приводится к виду:

для ленточного фундамента

для прямоугольного фундамента

;

;

Решение квадратного уравнения (5.44) производится обычным способом, а уравнения (5.45) — методом последовательного приближения или по стандартной программе.

После вычисления значения b с учетом модульности и унификации конструкций принимают размеры фундамента и проверяют давление по его подошве по формуле (5.42).

Пример 5.7. Определить ширину ленточного фундамента здания жесткой конструктивной схемы без подвала ( d_b = 0). Отношение L/H = 1,5. Глубина заложения фундамента d = 2 м. Нагрузка на фундамент на уровне планировки n₀ = 900 кН/м. Грунт — глина с характеристиками, полученными при непосредственных испытаниях: φ_II = 18°, c_II = 40 кПа, γ_II = γ´_II = 18 кН/м 3 , I_L = 0,45.

Решение. по табл. 5.10 имеем: γ_с1 = 1,2 и γ_с2 = 1,1; по табл. 5.11 при φ_II = 18°; М_γ = 0,43; М_q = 2,73; М_c = 5,31. Поскольку характеристики грунта приняты по испытаниям, k = 1.

Для определения ширины фундамента b предварительно вычисляем:

;

a₁ = 1,2·1,1(2,73 · 2 · 18 + 5,31 · 40) – 20 · 2 = 370,1.

Подставляя эти значения в формулу (5.44), получаем 10,22 b 2 + 370,1 b – 900 = 0, откуда

м.

Принимаем b = 2,4 м.

Пример 5.8. Определить размеры столбчатого фундамента здания гибкой конструктивной схемы ( γ_с2 = 1). Соотношение сторон фундамента η = l/b = 1,5, нагрузка на него составляет: N₀ = 4 МН = 4000 кН. Грунтовые условия и глубина заложения те же, что и в предыдущем примере.

a₀η = 1,2 · 1 · 0,43 · 18 · 1,5 = 13,93;

a₁η = [1,2 · 1(2,73 · 2 · 18 + 5,31 · 40) – 20 · 2] 1,5 = 499,22.

Затем, подставляя в уравнение (5.45) полученные величины (13,93 b 3 + 499,22 b 2 – 4000 = 0) и решая его по стандартной программе, находим b = 2,46 м, тогда l = 1,5 b = 3,7 м.

Принимаем фундамент с размерами подошвы 2,5×3,7 м.

Определение размеров подошвы фундамента при наличии слабого подстилающего слоя. При наличии в пределах сжимаемой толщи основания (на глубине z от подошвы фундамента) слоя грунта с худшими прочностными свойствами, чем у лежащего выше грунта, размеры фундамента необходимо назначать такими, чтобы обеспечивалось условие (5.35). Это условие сводится к определению суммарного вертикального напряжения от внешней нагрузки и от собственного веса лежащих выше слоев грунта ( σ_z = σ_zp + σ_zg ) и сравнению этого напряжения с расчетным сопротивлением слабого подстилающего грунта R применительно к условному фундаменту, подошва которого расположена на кровле слабого грунта.

Пример 5.9. Определить размеры столбчатого фундамента при следующих инженерно-геологических условиях (см. рис. 5.24). На площадке от поверхности до глубины 3,8 м залегают песни крупные средней плотности маловлажные, подстилаемые суглинками. Характеристики грунтов по данным испытаний: для песка φ_II = 38°, с_II = 0, γ_II = γ´_II = 18 кН/м 3 , E = 40 МПа; для суглинков φ_II = 19°, с_II = 11 кПа, γ_II = 17 кН/м 3 , E = 17 МПа. Здание — с гибкой конструктивной схемой без подвала ( d_b = 0). Вертикальная нагрузка на фундамент на уровне поверхности грунта N₀ = 4,7 MH. Глубина заложения фундамента d = 2 м. Предварительные размеры подошвы фундамента примяты исходя из R = 300 кПа (табл. 5.13) равными 3×3 м.

Решение. по формуле (5.29) с учетом табл. 5.11 и 5.12 получаем;

кПа.

Для определения дополнительного вертикального напряжения от внешней нагрузки на кровле слабого грунта предварительно находим:

среднее давление под подошвой

p = N₀/b 2 + d = 4,7 · 10 3 /3 2 + 20 · 2 = 520 + 40 = 560 кПа;

дополнительное давление на уровне подошвы

По табл. 5.4 при ζ = 2z/b = 2 · 1,8/3 = 1,2 коэффициент α = 0,606. Тогда дополнительное вертикальное напряжение па кровле слабого слоя от нагрузки на фундамент будет:

Ширина условного фундамента составит:

м.

Для условного фундамента на глубине z = 1,8 м при γ_c1 = γ_c2 = k = 1 расчетное сопротивление суглинков по формуле (5.29) будет:

R_z = 0,47 · 4 · 17 + 2,88 · 3,8 · 18 + 5,48 · 11 = 30 + 196 + 60 = 286 кПа.

Вертикальное нормальное напряжение от собственного веса грунта на глубине z = 3,8 м

Проверяем условие (5.35):

315 + 62 = 377 > R_z = 286 кПа,

т.е. условие (5.35) не удовлетворяется и требуется увеличить размеры фундамента. Расчет показал, что в данном случае необходимо принять b = 3,9 м.

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Источник

Как посчитать объем фундамента

Как посчитать кубатуру фундамента под дом

Как посчитать кубатуру фундамента? –здесь поможет алгебра и геометрия школьного курса. В основном объем бетонной смеси рассчитывается по кубатуре внутренней вместимости опалубки, которая определяется на расчетном этапе либо по чертежам, либо еще точнее по данным, которые снимают с готовой конструкции.

Наиболее простое решение – использование специальной программы-калькулятора, в которую вводят предполагаемые длину, ширину, высоту и толщину стенок фундамента. В результате получается точный объем необходимого раствора и даются рекомендации по его приготовлению из песка, цемента и щебня.

Фундамент – основа всей несущей конструкции. От правильности произведенных расчетов и его закладки зависят технические и эксплуатационные качества строения. Поэтому этап подсчета строительных затрат и составление соответствующей сметы очень важен.

Грамотно рассчитанная кубатура – возможность избежать лишних денежных затрат на стройматериалы и не нарушить технологию процесса заливки.

Бетон измеряется его объемом, а не массой из-за разности в весовых значениях для 1 кубометра смеси разных марок. При наличии сложной геометрии фундамента процесс вычислений облегчается разбиением конструкции на более простые ее составляющие.

Чтобы посчитать кубатуру для разных типов фундамента в ход идут различные методы.

Важность почвенного состава

Для качественного обустройства базиса необходимо определить тип почвы под возводимым строением. Почвы песчаного типа могут проседать, поэтому закладка основания осуществляется на глубину 4-8 дм.

Почвы глинистого типа могут промерзать, поэтому траншея под обустройство фундамента роется на всю ее глубину залегания. Глубина заливки базиса зависит и от уровня промерзания субстрата, на которую влияет географическое положение.

Если глубина обустройства основания зависит от почвенного состава и расположения подземных вод, а длина будет зависеть от размеров сооружения, то ширина – от толщины возводимых стен – от 20 до 40 см. Поэтому рассчитать куб базиса не сложно, важно лишь определить его тип.

Монолитная плита

Это монолит, представляющий собой прямоугольный параллелепипед, расчет граней которого производится по уже сооруженной конструкции опалубки или по чертежам. Плита располагается под всей площадью строения.

Ее давление на грунт минимально при выдерживании значительных несущих нагрузок. Вычисление объема данной конструкции производится путем перемножения площади подошвы базиса и высоты опалубного сооружения.

Площадь подошвы вычисляется умножением ширины и длины ростверка.

Например, для вычисления куба основания с параметрами ростверка 10х12 м и высотой плиты в 0,4 м нужно все значения перемножить и получить в результате 48 куб. м (10х12х0,4=48 м3). Для точности из этого результата вычисляется кубатура слоя армирования.

Ленточный фундамент

Это аналогичный полый изнутри прямоугольный параллелепипед, с возможным расположением внутри него поддерживающих элементов для межкомнатных стеновых панелей.

Для малоэтажного строительства ленточное основание популярно благодаря высокой несущей способности, небольшим габаритам и простой укладке. Как посчитать кубатуру фундамента в этом случае?

Для этого вычисляется разность, где в качестве уменьшаемого выступает объем параллелепипеда из внешних опалубных стенок, а в качестве вычитаемого – объем параллелепипеда из уже внутренних стенок.

Далее к итогу прибавляются объемы внутренних лент, предназначенных для поддержания межкомнатных перегородок. Поперечные и внутренние представляют 1 параллелепипед, а продольные идут за 2 параллелепипеда.

Например, при объеме базиса 10х12 м с шириной ленточной основы в 0,4 м и глубиной 2 м, с дополнительной 1-ой внутренней лентой, 0,5 м в толщину:

• Внешний параллелепипед будет 10х12х 2=240 м3;
• Внутренний – (10-0,4-0,4)х(12-0,4-0,4)х2=206,08 м3;
• Объем ленточной основы под несущими конструкциями 240–206,08=33,92 м3;
• Внутренняя ленточная основа (10-0,4-0,4)х0,5х2=9,2 м3;
• Требуемый куб заливки 33,92+9,2=43,12 м3.

Пример расчета фундамента посмотрите на видео:

Базис на сваях

Свайное основание – ориентированная группа опор, которые заглубляют в грунт. Простой и экономичный базис. При его возведении методом бурения бетон заливается в заранее пробуренные круглые скважины.

В этом случае кубатура – это сумма 2-ух геометрических фигур. Первая фигура – подошва, в виде широкого и низкого параллелепипеда. Вторая фигура – столб, в виде высокого и узкого параллелепипеда.

Производится умножение данного значения на число столбовых опор в базисе, которые располагаются вдоль периметра через каждые 2 м.

Например, для строения 6х6 м с числом столбовых опор 20 (4 в углах и 16 промежуточных), базис которого 0,5х0,5х0,2 м, а столбовые опоры 0,3х0,3х0,8 м, объем базиса будет 20х0,5х0,5х0,2 = 1м3. Для столбовых опор это значение 20х0,3х0,3х0,8=1,44 м3. Соответственно, кубатура заливки 1+1,44=2,44 м3.

Пример расчета свайно-ленточного основания посмотрите на видео:

Буронабивной базис с монолитным ростверком

Объем базиса в этом случае, – это сумма кубатур опорных элементов и ростверковой плиты. Сложная конструкция разбивается на многочисленные простые фигуры, для которых по отдельности вычисляется объем.

Объем опорных элементов – это произведение площади ее основы на высоту от подошвы до нижнего края монолитного ростверка. А площадь круглой основы – это 1/4 от произведения удвоенного диаметра и числа π (3,14).

Пример для 20 опор сечением 0,4 м, углубленных на 2,5 м и ростверкового элемента 10х12х0,3 м:

Объем опор производится, как 20х(1/4х 3,14х0,4х0,4)х2,5=6,28 м3;

Кубатура ростверкового элемента производится, как 10х12х0,3=36 м3;
В общем будет 36+6,28=42,28 м3.

Возведение базиса – сложный и многоэтапный процесс. Полный ход расчета расходных стройматериалов – это множество нюансов, которые под силу опытному инженеру.

Здесь представлены упрощенные модели калькуляции основания в помощь домовладельцу, который должен адекватно затрачивать свои денежные средства на строительные процессы.

Расскажите об этой статье друзьям в соц. сетях!

Как рассчитать кубатуру фундамента для различных его типов

Всем известно, что строительство любого жилого дома начинается с возведения фундаментного основания. На фундамент приходится вся нагрузка от строения, в том числе и вес самого здания. Его главной задачей является равномерное перераспределение этой нагрузки на грунт.

Чтобы запланировать финансовые расходы и закупить материалы, необходимые для строительства фундамента, важно знать, как рассчитывается их количество. В частности, это касается бетона, который сегодня чаще всего используют для изготовления оснований.

Расход бетона измеряется в кубических метрах, и для определения его количества нужно рассчитать объем основания. Схема расчета объема фундамента зависит от его типа и конфигурации.

Виды фундаментных оснований

Долговечность постройки во многом определяется тем, насколько правильно был выбран тип фундамента. Выбор основания зависит от таких факторов, как несущая способность грунта, наличие подземных вод, особенности местного ландшафта, предполагаемые нагрузки на фундамент, конфигурация постройки и др. Выделяют три основных типа фундаментов, которые пользуются наибольшей популярностью среди застройщиков:

• Плитный. Это, по сути дела, монолитная железобетонная плита, устраиваемая под всей площадью постройки. Благодаря тому, что такое основание имеет максимальную опорную площадь, его можно возводить даже на грунтах с невысокой несущей способностью. Плитный фундамент считается самым оптимальным вариантом основания под тяжелые строения.
• Ленточный. Такой вид основания является самым популярным при строительстве загородных домов и коттеджей. Он подходит для возведения построек из любых материалов: дерева, кирпича, блоков и т. д.
• Столбчатый. Является самым экономичным по расходу строительных изделий и материалов, и при этом возводится достаточно просто. Столбчатое основание — это расположенные на углах и в местах пересечения стен железобетонные столбы, иногда соединенные ростверками.

Объем бетона, необходимого для возведения фундамента, равняется внутреннему объему опалубки. Чтобы рассчитать кубатуру, можно воспользоваться специально разработанной программой-калькулятором, в которую достаточно ввести предполагаемые размеры фундамента:

В результате программа выдаст точный объем бетона, который потребуется закупить, и советы по изготовлению бетонного раствора.

Этот способ вычисления является самым простым и быстрым. Однако существует также и множество других методов вычисления объема основания. Рассмотрим самые простые из них для каждого конкретного типа фундамента.

Расчет кубатуры бетона для плитного основания

Форма плитного фундамента напоминает прямоугольный параллелепипед. Измерение его граней можно выполнить по проектным чертежам либо по уже готовой опалубке. Для получения максимально точных результатов рекомендуется применять второй вариант замеров. Расчет объема бетона производится очень просто: площадь подошвы основания умножается на высоту опалубки. Площадь подошвы при этом определяется путем перемножения длины и ширины ростверка.

В большинстве случаев при возведении фундамента в него дополнительно закладывают ребра жесткости. Это делается для придания прочности и увеличения несущей способности основания. Поэтому при более точных расчетах следует рассчитать отдельно объемы ребер, а затем вычесть из полученной кубатуры основания объем армирующих конструкций.

Определение объема ленточного фундамента

Основание ленточного типа также представляет собой прямоугольный параллелепипед, внутренняя часть которого является полой. Несмотря на то что форма ленточного фундамента кажется довольно сложной, вычисление кубатуры такого основания не составит больших трудностей.

Если сечение стенок будет одинаково по всей длине, то кубатура высчитывается путем умножения периметра конструкции на ее толщину и ширину. В случае когда стенки фундамента имеют разное поперечное сечение, кубатуру необходимо рассчитать для каждого отдельного участка, после чего полученные данные суммируются.

При строительстве ленточного фундамента многие специалисты рекомендуют использовать уже готовые бетонные блоки. Такой способ значительно проще и позволит существенно сэкономить затраченное время и силы. Все необходимые для работ материалы можно закупить на ближайшем строительном рынке или в супермаркете. Расчет количества бетонных блоков производится путем деления общей кубатуры будущего основания на объем одного изделия.

Расчет объема столбчатого основания

При возведении столбчатого фундамента изготавливаются отдельные столбики, имеющие в разрезе форму круга или прямоугольника. Таким образом, чтобы рассчитать кубатуру такого основания, необходимо определить объем каждого отдельного столбика.

Для столбов с прямоугольным сечением объем высчитывается как произведение длины, высоты и ширины. Если же сечение круглое, то необходимо радиус в квадрате умножить на высоту столбика и на число Пи, которое равняется 3,14. Рассчитанные значения затем умножаются на общее количество столбиков в фундаменте.

Для увеличения прочности основания в некоторых случаях столбы соединяют между собой ростверками. Тогда при подсчете объема бетона следует дополнительно рассчитать и их кубатуру, учитывая при этом, что ростверки имеют вид параллелепипедов.

Как видно, во всех расчетах используются простейшие формулы, которые изучаются при прохождении школьного курса геометрии. Поэтому при выполнении подобных вычислений не должно возникать особых сложностей. Следует также учитывать, какие строительные материалы будут использоваться при приготовлении бетонного раствора. Благодаря предварительным расчетам кубатуры фундаментного основания, появляется возможность не только закупить точное количество материалов без излишек, но и заранее подсчитать финансовые издержки.

Кручинина Юлия Викторовна

Онлайн калькулятор расчета размеров, арматуры и количества бетона монолитного ленточного фундамента.

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор монолитного ленточного фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента. Для определения подходящего типа фундамента, обязательно обратитесь к специалистам.

Все расчеты выполняются в соответствии со СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП 3.03.01-87 и ГОСТ Р 52086-2003

Л енточный фундамент представляет собой монолитную замкнутую железобетонную полосу, проходящую под каждой несущей стеной строения, распределяя тем самым нагрузку по всей длине ленты. Предотвращает проседание и изменение формы постройки вследствие действия сил выпучивания почвы. Основные нагрузки сконцентрированы на углах. Является самым популярным видом среди других фундаментов при строительстве частных домов, так как имеет лучшее соотношение стоимости и необходимых характеристик.

С уществует несколько видов ленточных фундаментов, такие как монолитный и сборный, мелкозагубленный и глубокозагубленный. Выбор зависит от характеристик почвы, предполагаемой нагрузки и других параметров, которые необходимо рассматривать в каждом случае индивидуально. Подходит практически для всех типов построек и может применяться при устройстве цокольных этажей и подвалов.

П роектирование фундамента необходимо осуществлять особенно тщательно, так как в случает его деформации, это отразится на всей постройке, а исправление ошибок является очень сложной и дорогостоящей процедурой.

При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком Дополнительная информация .

Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой справа.

Источник