Ленточный фундамент с подвалом расчет

6.2. РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ И СТЕН ПОДВАЛОВ

6.2.1. Общие положения

Ленточные фундаменты под стены выполняются в монолитном или сборном варианте (см. гл. 4). При наличии подвала фундаментная стена является одновременно стеной подвала, которая работает совместно с элементами сооружения.

По конструктивному решению стены подвалов зданий и сооружений подразделяются на массивные (рис. 6.14, а) и гибкие (рис. 6.14, б, в). Массивные стены применяются в подвалах зданий и сооружений и выполняются из кирпича, крупных бетонных блоков, панелей и т.д.

Гибкие стены выполняются, как правило, в виде железобетонных навесных панелей, работающих на изгиб в вертикальной плоскости. Стены подвалов опираются на перекрытия, располагаемые выше или ниже поверхности грунта.

Стены подвала, опертые на колонны, рассчитываются по схеме разрезной балки с расчетным пролетом, равным расстоянию между осями колонн, на равномерно распределенную нагрузку от давления грунта, равного среднему давлению в пределах условно принятой расчетной ширины панели.

Наружные стены подвалов, опертые на перекрытия, рассчитываются: по первой группе предельных состояний — на устойчивость положения стен подвалов против сдвига на подошве фундамента (при отсутствии специальных конструктивных мероприятий, удерживающих стену от сдвига); на устойчивость основания фундамента стены (для нескальных грунтов); на прочность скального основания (для скальных грунтов); на прочность элементов конструкций и узлов соединений; по второй группе предельных состояний — на деформации оснований фундаментов стен, на образование трещин в элементах конструкций.

Все эти расчеты, за исключением расчетов на устойчивость основания, в которых следует использовать метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения, выполняются так же, как и для свободно стоящих подпорных стен (см. далее гл. 7). Расчеты на устойчивость с использованием метода круглоцилиндрических поверхностей скольжения производятся при фиксированном центре этих поверхностей. За центр поверхности скольжения в этих случаях принимается нижняя точка опирания стены на перекрытие.

6.2.2. Расчет ленточных фундаментов

Ленточные фундаменты наружных стен зданий с подвалами рассчитываются на нагрузки, передаваемые стеной подвала, и на действующее на них давление грунта.

Расчет ленточных фундаментов производится по сечению I-I, проходящему по краю фундаментной стены (рис. 6.15), а при ступенчатой форме фундаментов — и по грани ступени. Расчетные усилия в сечении на 1 м длины фундамента при центральной нагрузке определяются по формулам:

где р — среднее давление по подошве фундамента, передаваемой на грунт от расчетных нагрузок; а — выступ консоли фундамента.

Расчетные усилия в сечении на 1 м длины фундамента при внецентренной нагрузке (см. рис. 6.15) вычисляются по формулам:

где р_max и p₁ — соответственно давления от расчетных нагрузок, передаваемые на грунт под краем фундамента в расчетном сечении.

Расчет по прочности нормальных сечений производится на момент от расчетных нагрузок. Подбор площади

сечения продольной арматуры производится по формуле

где R_s — расчетное сопротивление арматуры растяжению; v — коэффициент, определяемый по табл. 6.2 в зависимости от параметра А´₀ ; h₀ — рабочая высота сечения, принимаемая равной расстоянию от верха фундамента до центра арматуры.

ТАБЛИЦА 6.2. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА v

A´0	v	A´0	v
0,039	0,98	0,139	0,92
0,058	0,97	0,164	0,91
0,077	0,96	0,18	0,90
0,095	0,95	0,204	0,88
0,113	0,94

Параметр А´₀ определяется по формуле

где R_b — расчетное сопротивление бетона для предельного состояния первой группы; b — ширина сечения фундамента.

При расчете наклонных сечений на действие поперечной силы должно соблюдаться условие

Расчет на действие поперечной силы не производится при

где k₁ — коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона равным 0,75; R_bt —расчетное сопротивление бетона осевому растяжению для предельного состояния первой группы.

Расчет элементов без поперечной арматуры производится из условия

где Q — поперечная сила, действующая в наклонном сечении, т.е. равнодействующая всех поперечных сил от внешней нагрузки, расположенных по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения; Q_b — поперечное усилие, воспринимаемое бетоном сжатой зоны в наклонном сечении:

где k₂ — коэффициент, принимаемый для тяжелого бетона равным 1,5; с — длина проекции наклонного сечения на продольную ось.

Железобетонные фундаменты рассчитываются по раскрытию трещин, при этом ширина раскрытия трещин, нормальных к продольной оси элемента, определяется по формуле

где η — коэффициент, принимаемый равным при стержневой арматуре периодического профиля 1,8, гладкой 1,3, при проволочной арматуре периодического профиля 1,2, гладкой 1,4; σ_s —напряжение в стержнях растянутой арматуры; μ — коэффициент армирования сечения, принимаемый равным отношению площади сечения арматуры к площади сечения b × h₀ , но не более 0,02; d — средний диаметр растянутой арматуры:

где d₁ , …, d_k — диаметры стержней растянутой арматуры; n₁ , …, n_k — число стержней соответствующе арматуры.

Напряжение в арматуре определяется по формуле

где M₁ — момент от действия расчетной нагрузки при коэффициенте надежности по нагрузке γ_f = 1:

М — момент от действия расчетной нагрузки при коэффициенте надежности по нагрузке γ_f > 1; А´_s — фактическая площадь принятой арматуры; А´´_s — площадь арматуры, требуемая по расчету прочности.

Пример 6.2. Рассчитать фундаментную плиту с угловыми вырезами (рис. 6.16). На 1 м длины фундамента передается нагрузка 450 кН. Бетон класса В10, имеющий R_bt = 0,63 МПа и R_b = 7 МПа.

Решение. Среднее давление по подошве фундамента

р = 450 · 240/(0,4 · 1,6 + 0,6 · 2,4) = 0,52 МПа,

а с учетом коэффициента надежности по нагрузке

р´ = 1,2 · 0,52 = 0,62 МПа.

Нагрузка на 1 м ширины фундаментной плиты составит:

Расчет проводим в трех сечениях: I–I — по грани стеновой панели; II–II — по грани угловых вырезов с учетом анкеровки арматуры на величину l_а , равную примерно 9 см; III–III — то же, без учета анкеровки. Расчетные усилия в этих сечениях будут:

M_I–I = 995 · 0,42 2 /2 + (1490 – 995) 0,285 2 /2 = 101,3 кН·м

Q_I–I = 995 · 0,185 + 1490 · 0,235 = 534 кН;

M_II–II = 995 · 0,275 2 /2 + (1490 – 995) 0,09 2 /2 = 39,6 кН·м;

Определяем необходимую площадь сечения арматуры при h₀ = 0,3 – 0,033 = 0,267 м:

;

по табл. 6.2 находим v = 0,955; площадь сечения арматуры

см 2 ;

;

при v = 0,983 площадь сечения арматуры

см 2 ;

Армируем двумя сетками — нижней, рабочая арматура которой принята диаметром 8 мм из стали класса А-III в количестве 16 стержней общей площадью 8,04 см 2 , и верхней из арматуры диаметром 5 мм класса Вр-I в количестве 24 стержней общей площадью 4,73 см 2 . Общая площадь арматуры в сечении I–I составляет 12,77 см 2 .

Рассматриваем наклонные сечения 3 и 4. Определяем по формуле (6.56):

Q = 0,35 R_bbh₀ = 0,35 · 0,7 · 26,7 = 1516 кН > 534 кН.

Находим по формуле (6.57):

Q₁ = k₁R_btbh₀ = 0,75 · 0,063 · 240 · 26,7 = 292,4 с = 26 см. Тогда а´ = а – с = 42 – 26 = 16 см. Высота сечения для а´ :

h´ = 10 + 16 (30 – 10)/20 = 26 см;

Определяем усилие, воспринимаемое бетоном, и действующее усилие:

Q = Q_I–I – qc = 534 – 1496 · 0,235 – 995 (0,26 – 0,235) = 159 кН с = 37 см. Тогда а´ = 42 – 37 = 5 см и h₀ = 18,6 см, откуда:

Q_b = 1,5 · 0,053 · 160 · 18,5/37 = 140 кН;

Q = 534 – 1490 · 0,235 – 995 (0,37 – 0,235) = 50 кН M´₁ = M/ γ_f = 101,3/1,2 = 84,4 кН·м;

d = (24 · 0,52 + 16 · 0,8) = 6,6 мм;

а_с = 1,2 · 120 (3,5 – 100 · 0,002) = 0,191 мм

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Источник

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.

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, мелкозаглубленный и глубокозаглубленный. 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.

Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта.

Источник

Устройство и технология строительства ленточного фундамента с подвалом

Подвал в частном доме – многофункциональное пространство, которое используется не только для хранения продуктов, инструментов или разных вещей.

Здесь можно обустроить мастерскую, гараж для велосипедов, скутеров, хранения спортивного инвентаря.

Но дом с подвалом требует прочного, грамотно рассчитанного фундамента, и распространенным вариантом является основание ленточного типа.

В каких случаях можно обустроить?

При выборе основания для дома обязательно учитывается тип почвы на участке и высоту грунтовых вод.

Так, ленточный фундамент, с учетом подвала, будет глубоко заглубленный, поэтому закладывается при плотном, устойчивом грунте.

Такое основание не подходит для:

Подходящим грунтом являются суглинки, глина. Валунно-галечный, обломочный, хрящеватый тип почвы тоже подходят, но земляные работы будут сложными и дорогостоящими, с учетом глубины котлована под коттедж с подвалом.

Рекомендуемая глубина заложения

Глубиной заложения основания считают расстояние от его подошвы до поверхности почвы. Она зависит от таких факторов:

• глубина промерзания земли (данные берут из общедоступных сведений по конкретному региону);
• тип грунта;
• уровень подземных вод – подошва фундамента не должна находиться ниже этой отметки.

Так как в здании будет подвал, учитывается и высота его потолка, которая не должна быть менее 2 м. В большинстве случаев достаточной глубиной заложения считают 2,5 – 2,7 м, при этом подошва основания опускается ниже уровня промерзания грунта на 10-20 см.

Если уровень вод выше этой отметки, проводится их искусственное понижение с помощью дренажной системы – самоточной или принудительной.

При большой глубине промерзания утепляется прилегающий к основанию грунт и сам фундамент – это сокращает его глубину и снижает расходы. В качестве утеплителя используют пенопласт или подобные материалы, устойчивые к влаге, гниению, воздействию низких температур.

Сделать под всей площадью дома или под его частью?

Площадь подвала может занимать все основание или только его часть. В первом случае помещение отводят под вспомогательное:

• бильярдную,
• сауну,
• мастерские,
• котельную и так далее.

Во втором – используют в качестве погреба, кладовой.

Естественно, если подвал занимает часть площади фундамента, заглубляется только эта часть. Глубина залегания остального фундамента ограничивается рекомендуемым уровнем (на 10-20 см ниже уровня промерзания почвы).

Этапы обустройства фундаментного основания

Прежде чем приступить к работам, проводят расчет глубины залегания и толщины основания.

Для предотвращения горизонтального смещения ленты, стены подвала делают толще. Так как это увеличивает общий вес конструкции, увеличивается ширина подошвы основания.

Рекомендуется возводить монолитную, а не блочную ленту – она более устойчива к морозному пучению, лучше выдерживает нагрузки.

Перед началом работ:

• закупают необходимые материалы,
• заказывают спецтехнику,
• определяют график работ.

Расчет площади подошвы и толщины стенки

От площади подошвы зависит равномерность распределения веса дома. Также подошва фундамента выполняет такие функции:

• предотвращает локальное пучение грунта;
• укрепляет слабый слой почвы;
• повышает равномерность обустройства конструкции по плоскости участка.

Площадь подошвы и толщина стенок рассчитываются по формулам и данным из справочника. Средние значения для строения с длиной стены до 3 м, глубиной подвала 2,5 м приведены в таблице:

Материал стен	Ширина подошвы, мм	Толщина стен подвала, мм
Бутовый камень	900	600
Бутобетон	600	400
Кирпич	770	380
Бетонный монолит	400	200
Бетонный блок	500	250

Выполнить самостоятельные расчеты можно с помощью онлайн-калькулятора и справочных данных, которые есть в интернете.

Земляные работы

В начале работ выполняется разметка будущего фундамента. Для этих целей используют обычные колышки с натянутой на них веревкой. В соответствии с этой разметкой копают котлован, вручную или с помощью техники. Дно и стены котлована должны быть ровными, без осыпания.

Водоотведение и дренаж

Это второй этап работ. Различают три типа подземных вод, которые отводятся от здания:

• грунтовые, поднимаются в сезон дождей или таяния снега;
• капиллярные – поднимаются с водоносных слоев;
• верховодка – образуются в пазухах засыпки, коммуникационных траншеях после паводков, сильных дождей и так далее.

Грунтовые воды отводятся дренажной системой – перфорированной трубой, проложенной в технологической траншее между земляной и фундаментной стеной. Труба окружается слоем щебня, снаружи укладывается слой геотекстиля. Отведение воды осуществляется в близлежащий водоем, канаву или в низину. Расположение трубы – на 30 см ниже фундамента.

Отведение воды после осадков осуществляется с помощью ливневок. Для ликвидации капиллярных вод обустраивают прослойку на дне котлована – из щебня, геотекстиля и песка, общая толщина прослойки составляет около 30 см.

Закладка ЛФ

После рытья котлована и выполнения дренажных работ приступают к закладке фундамента. Этапы следующие:

1. Гидроизоляция дна – рубероидом. Полосы укладывают внахлест 15 см, края полос должны заходить на стенки котлована примерно на 50 см. Сверху рубероид покрывается битумной мастикой.
2. Изготовление опалубки – из досок толщиной около 2,5 см (съемная) или из плит пенополистирола (несъемная). Пенополистирол является и утеплителем для фундамента.
3. Установка арматуры – это металлические пруты с диаметром 12-16 мм, которые устанавливают на расстоянии 3 см от стенок фундамента. Шаг между прутьями – не больше 40 см. Горизонтальное армирование осуществляется проволокой или арматурой, через каждые 30-40 см. Углы конструкции усиливаются металлическими элементами, П-образной или Г-образной формы. Пруты арматуры соединяются простой вязкой. В углах конструкции арматура сгибается.
4. Заливка бетона на высоту 30 см. Используют марки бетона не ниже М200, заливку рекомендуется выполнять одномоментно.
5. Полная заливка фундамента.
6. Застывание бетона.
7. Демонтаж съемной опалубки.

Гидроизоляция

Вертикальная гидроизоляция наружных стен фундамента выполняется битумной мастикой, рулонными материалами или проникающими составами.

Нанесение обмазочных и проникающих материалов – в несколько слоев. Рулонные материалы укладывают в два слоя с нахлестом и обязательной проклейкой стыков.

Горизонтальная поверхность основания изолируется мастикой, поверх которой укладывают рубероид. Верхний слой – мастика. Гидроизоляция выполняется при использовании съемной опалубки.

Утепление

Это необходимый пункт при строительстве энергоэффективного дома или при высоком уровне грунтовых вод, большой глубине промерзания почвы.

Утепление основания выполняется:

• плитами пенопласта,
• пенополистирола,
• термопанелями,
• напыляемым пенополиуретаном или специальными смесями с пенополистиролом/вермикулитом.

Теплоизоляция нужна при условии, что для заливки фундамента использовалась съемная опалубка. При монтаже несъемной опалубки из пенопласта дополнительное утепление не требуется.

Вентиляция

Такое помещение обязательно нуждается в вентиляции – для отвода влаги, почвенного радона, которые не удаляются обычным проветриванием.

Различают два типа вентиляции: естественную и принудительную. Первый тип состоит из вытяжных каналов, расположенных под потолком и на высоте 15-20 см от пола. Это простая вентиляция, эффективная в теплое время года, но зимой ее бывает недостаточно.

Поэтому целесообразно установить либо принудительную, либо комбинированную систему. Она подходит для помещений большой площади, эффективность вентиляции не зависит от времени года, так как движение воздуха обеспечивается вентиляторами.

Распространенные ошибки

Среди распространенных оплошностей при строительстве ленточного фундамента лидируют следующие:

1. Экономия на материалах. Использование низкомарочного бетона, некачественной гидроизоляции, щебня, песка удешевляет строительство, но существенно уменьшает надежность основания.
2. Использование блоков вместо монолита. Блоки отлично подходят для мелкозаглубленного основания или для дома без подвала. Но с подвалом усиливается давление грунта на стенки фундамента, что приводит к сдвигу блоков.
3. Неправильные расчеты основания.
4. Соединение арматуры сваркой, если она для этого не предназначена, или с нарушением технологии.
5. Недостаточное покрытие арматуры бетоном – слой раствора должен покрывать прутья на 5 см, не меньше.
6. Заливка бетона без использования опалубки.

Рекомендации просты – следует избегать ошибок в технологии, не экономить на материалах и оборудовании, уделить достаточное внимание расчетам фундамента.

Заключение

Ленточный фундамент – популярный вид основания для домов в 1, 2 этажа. В том числе, и зданий с подвалом. При соблюдении технологии строительства, учете характеристик почвы и других факторов такое основание будет достаточно прочным, долговечным и надежным.

Источник