Расчет железобетонной конструкции фундамента

Расчет сплошного фундамента, представляющего собой монолитную железобетонную плиту, если верить современным нормативным строительным документам, занятие довольно сложное и без компьютеров и современного программного обеспечения трудно реализуемое. Большинство сайтов, висящих в топе по запросу: «расчет фундаментной плиты», размещают несложные таблички, позволяющие определить расход материалов на фундаментную плиту в зависимости от ее размеров, а за расчетом по прочности фундаментной плиты советуют обращаться к специалистам.

Между тем древние цивилизации, создавшие величайшие культуры, и в частности памятники архитектуры, много тысяч лет назад, как-то обходились не только без компьютеров и программ, но даже и без бетона, тем более железобетона. И хотя я нисколько не хочу умалить важность нормативных документов, которыми действительно нужно пользоваться при расчете разного рода фундаментов, тем не менее хочу привести пример упрощенного расчета фундамента — монолитной ж/б плиты, так сказать для ознакомления.

Расчет осадки основания. Общие положения

Проектирование основания следует выполнять на основе существующих нормативных документов в частности СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений» или СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений». Ниже мы рассмотрим, на основании каких положений можно определить осадку основания.

Подбор арматуры для фундаментной плиты

Подбор арматуры для сечения 3-3

В результате приведенных выше выкладок, предположений и допущений мы получили достаточно простую конструкцию, расчет которой много времени не занимает даже в том случае, если в наличии есть только счеты (если вы не знаете что это такое, то поспрашивайте у пенсионеров-бухгалтеров).

Определение сечения арматуры

Расчет будем производить для одного метра ширины плиты, просто потому, что так проще. Для начала определим значение моментов на опорах (под стенами) и в пролете. С учетом особенностей консольных балок и влияния ширины опор мы на всякий случай примем при определении моментов длину консолей k₃ = 1.8 м и пролет l₃ = 6.2 м. А значение опорной реакции А уменьшим на 1293.2·0.2 = 258.64 кг. Тогда опорная реакция А составит А₃ = 6000 — 258.64 ≈ 5740 кг. При q_3c = 1293.2 кг/м

Расчетные схемы для монолитной фундаментной плиты

Продолжим расчет монолитной фундаментной плиты. Ниже представлен примерный план дома, для которого данная плита планируется.

Рисунок 345.1. Примерный план 1 этажа для расчета фундаментной плиты.

При расчете множества строительных конструкций как правило нагрузки на конструкцию известны и расчет начинается с определения опорных реакций. Хитрость расчета нашей конструкции — монолитной фундаментной плиты состоит в том, что для упрощения расчетов может приниматься такая расчетная схема, при которой изначально известны опорные реакции (нагрузки от стен), а значение равномерно распределенной нагрузки (а это и есть давление на грунт) как раз и предстоит вычислить.

Расчет двухпролетной балки с консолями

Двухпролетные балки являются статически неопределимыми конструкциями, хоть с консолями, хоть без. Рассчитываются такие балки с использованием метода сил или метода опорных моментов. Ничего особенно сложного в таких расчетах нет, тем не менее, если пролеты у балки одинаковые, то далеко не всегда есть желание проходить всю процедуру расчетов с учетом того, что для бесконсольных двухпролетных балок с равными пролетами все основные данные для расчета уже давно определены и ничего считать особенно не надо. К тому иногда длина консолей изначально не задается и если стоит задача подобрать соответствующую длину для консолей, то производить каждый раз соответствующие расчеты желание пропадает и вовсе.

В таких случаях можно воспользоваться таким полезным принципом, как принцип суперпозиции, смысл которого в том, что если на какую-либо конструкцию действует несколько нагрузок, то рассчитывать конструкцию на совместное действие нагрузок вовсе не обязательно. Можно рассчитать конструкцию на действие каждой отдельно взятой нагрузки, а затем полученные результаты сложить.

Расчетные схемы для свай

По способу взаимодействия с грунтом в современном строительстве принято различать два основных вида свай: висячие сваи и сваи-стойки. Впрочем данная статья посвящена не рассмотрению видов свай, а расчетным схемам, используемым при расчетах как свай-стоек, так и висячих свай.

При расчетах по материалу свай (при определении гибкости свай) и сваи-стойки и висячие сваи рассматриваются, как сжатые элементы с жестким защемлением на конце .

С той только разницей, что сваи-стойки как правило рассматриваются, как стержни, как минимум жестко защемленные в месте опирания на скальные или малосжимаемые грунты (как правило сваи-стойки должны заглубляться в скальный грунт на 0.5 и более метров), в то время как висячие сваи могут иметь расчетную длину больше, чем глубина заложения сваи. Тем не менее расчетная длина как сваи-стойки, так и висячей сваи может быть и меньше общей длины сваи.

Основные положения, принимаемые при расчете фундаментной плиты

Полученных данных вроде бы достаточно для расчета сплошного фундамента — монолитной железобетонной плиты, но тут возникает первая заминка. Дело в том, что на фундаментную плиту опираются по контуру наружные стены, а кроме того и внутренние стены, при этом соотношение сторон около 8/6 = 1.33, что значительно меньше 3, значит плиту следовало бы рассматривать как двухпролетную пластину с шарнирным опиранием по контуру.

Определение ширины ленточного фундамента

Определение ширины подошвы ленточного фундамента, много времени не занимает, если нагрузки на основание от стен и расчетные характеристики основания уже известны. Например, планируется такой себе домик на пару этажей со стенами из газосиликатных блоков. Для такого дома предполагался фундамент — монолитная плита. Однако расчеты показали, что одни только материалы для такой плиты будут стоить немало. А потому возникает стойкое желание узнать не будет ли ленточный фундамент дешевле по деньгам пусть даже и в ущерб надежности?

Предварительный план дома, использовавшийся при сборе нагрузок на основание при расчете фундаментной плиты, выглядел так:

Происхождение и характеристики грунтов

Сейчас не только под небольшие дома, но и под гаражи и даже сараи принято делать фундамент. Но вот каким этот фундамент должен быть, что такое основание и при чем здесь грунты, догадываются далеко не все.

Тема эта действительно очень большая и сложная, если пытаться решить вопрос устройства фундамента с чисто теоретической точки зрения. Однако далеко не всегда в этом есть необходимость, ведь строили же наши предки себе и богам жилье, слыхом не слыхав о теории сопротивления материалов вообще и о дисциплине — основания и фундаменты в частности. Да и древние греки, сделавшие фундамент обязательной частью сооружения и даже элементом классического дизайна, тайными знаниями сопромата не обладали, просто пользовались накопленным опытом и умели анализировать ошибки, потому некоторые из их построек стоят и по сей день.

Тем не менее иногда вникать в теорию расчета фундаментов все-таки надо и начинать это вникание следует с самого начала, т.е. с грунтов. Что же такое грунты?

Расчет осадки монолитной фундаментной плиты

Расчет фундаментов и в частности осадки основания, возникающей при строительстве дома — занятие в принципе не сложное, когда известны характеристики ниже залегающих грунтов, уровень грунтовых вод и прочие данные. Но дело в том, что при строительстве одно — двухэтажного дома, так сказать для себя, геологоразведка, позволяющая узнать вышеуказанные характеристики — явление достаточно редкое.

Как правило люди в таких случаях делают фундамент на глаз, не сильно углубляясь в расчеты. Да и зачем заказывать инженерно-геологические изыскания, если почти все вокруг закладывают фундамент на глаз? Между тем стоимость бурения нескольких скважин на будущем участке строительства и анализ залегающих грунтов стоят не так уж и дорого по сравнению с общей стоимостью дома — 300-1500$ (в зависимости от размеров будущего дома, количества скважин и других факторов). К тому же знание геологии участка позволит принять наиболее оптимальный тип фундамента, что может дать значительно большую экономию.

Виды фундаментов

Как правило при строительстве небольшого дома высотой в 1-3 этажа делается ленточный фундамент, причем и ширина и глубина заложения определяются на глаз. На этом вопрос: как правильно сделать фундамент? — закрывается.

Лично я ничего не имею против такого подхода к проблеме устройства фундамента — тысячи лет наши предки строили себе жилье и даже не всегда делали фундамент, и ничего, как-то выжили (точнее продлили род вплоть до нашего поколения) и даже оставили после себя не только малопонятные сказки и легенды, но и выдающиеся произведения архитектуры.

Когда делается фундаментная плита

В последнее время при строительстве частных домов с малым количеством этажей в качестве фундамента все чаще люди собираются сделать монолитную железобетонную плиту. И хотя фундамент из такой плиты по цене обходится гораздо дороже ленточного или любого другого фундамента, тем не менее иногда делать такой фундамент имеет смысл

Расчет висячих свай по 1 группе предельных состояний, общие требования

Конечно же при расчете любого вида свай, хоть деревянных, хоть стальных, хоть железобетонных, хоть забивных, хоть виброопускных и т.п. следует руководствоваться действующими нормативными документами, в частности СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты». Требования по проектированию свай, изложенные в нормативных документах, достаточно подробны и обширны.

Вот только в малоэтажном частном строительстве, которому и посвящен данный сайт, используется очень ограниченное количество видов свай (в основном буровые и винтовые висячие сваи), да и нагрузки на такие сваи по большей части сводятся к вертикальным (если пренебречь расчетами на действие ветровой нагрузки ну и еще кое-какими случаями).

В связи с этим человеку, впервые в жизни столкнувшемуся с подобными расчетами, бывает довольно трудно пробраться сквозь лабиринт нормативных требований, к тому же изложенных достаточно сухим аркадемическим языком, выискивая в нем немногочисленные пункты, посвященные расчету выбранного вида свай. А потом пытаться эти пункты понять. Тогда хочется хотя бы примерно рассчитать свайный фундамент, пусть и с повышенным запасом прочности.

Армирование ленточного фундамента

Ленточные монолитные фундаменты обычно делаются под сплошные стены и в этом случае армирование фундамента по расчету вроде бы и не требуется.

Лента такого фундамента с точки зрения строительной механики представляет собой балку на упругом основании — грунте, и к этой балке приложена равномерно распределенная нагрузка — сплошные стены. А потому такая балка рассматривается как абсолютно жесткая и в дополнительном усилении арматурой не нуждается.

К тому же строили как-то наши предки дома без арматуры, а иногда и вообще без фундамента и ничего, некоторые из этих построек стоят и до сих пор.

Однако все не так просто, как может показаться на первый взгляд, по ряду причин:

Зачем нужен фундамент. Краткая историческая справка

Фундамент нужен для того, чтобы дом опирался на твердое основание и прочно держался на земле. Вот в общем-то и все, что можно сказать об основном назначении фундамента. Однако, не смотря на эту кажущуюся простоту, расчет фундамента — одна из сложнейших задач современного проектирования.

Это кажется довольно странным, особенно в XXI веке, когда космические корабли уж полвека бороздят просторы большого театра. И причина такого положения дел совсем не в том, что хромает теория расчета. С теорией расчета никаких особых проблем нет, если известны все основные характеристики грунта.

Утепленная шведская плита, достоинства и недостатки

В последнее время в стране появляется все больше приверженцев идеи устройства утепленной шведской плиты (УШП) в качестве фундамента своего дома. Всевозможные достоинства и особенности устройства таких плит горячо обсуждаются на строительных форумах. При этом чуть ли не единственным источником информации, более-менее заслуживающим доверия, является перевод на русский язык брошюры шведской компании Dorosell, занимающейся устройством термофундаментов в Швеции.

Виды свай

Свайный фундамент в последнее время становится все более популярным по множеству причин, в частности из-за относительно невысокой цены и быстроты изговления. Однако определение «свайный фундамент» мало о чем говорит специалисту, потому как на сегодняшний день существует достаточно много различных видов свай. А в зависимости от вида определяется несущая способность свай, что очень важно при расчете фундамента.

Впрочем, данная статья посвящена не расчету того или иного вида свай (всему свое время), а всего лишь классификации имеющихся видов. Статья написана на основании действующих нормативных документов, в частности СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».

Глубина заложения фундамента

Возведение фундамента часто называют нулевым циклом строительства дома, не потому, что это простая и дешевая работа, а потому что почти не видная после постройки дома. Тем не менее правильно сделанный фундамент — это залог надежности всего дома, не даром кафедры оснований и фундаментов инженерно- строительных ВУЗов украшены фотографиями Пизанской башни, как примера неправильного фундамента и многих других менее известных строительных объектов.

Чтобы не повторить ошибки предшественников и не дать шанса профессорам пополнить коллекцию, при заложении фундамента следует строго соблюдать как минимум два основных правила:

Расчет наружной фундаментной стены. Теоретические предпосылки

В последнее время люди все чаще задумываются над тем, как и из какого материала сделать наружную фундаментную стену, а самое главное — как правильно ее рассчитать при том условии, что под полом первого этажа будет не просто земля, или говоря по-научному — основание, а подвал. Причем подвал не простой, а такой, чтоб в нем были разные полки, стеллажи и антресоли для варений, солений и прочих консерваций. Все потому, что идея выносного подвала, который во дворе и может рассматриваться как отдельное архитектурное сооружение, медленно отмирает.

Конечно же нормативных документов и различных руководств, посвященных подобному расчету фундаментной стены, существует великое множество. Вот только простому человеку в первый и возможно последний раз в жизни занявшемуся расчетами своего небольшого домика, данные руководства могут быть не совсем понятны. В данной статье мы рассмотрим в чем же состоит физический смысл подобных рекомендаций по расчету наружной фундаментной стены.

Проверка грунта на прочность. Альтернативные методы

Задача фундамента — передавать нагрузку от конструкций дома — стен перекрытий, крыши — основанию (грунту). Для наглядности приведу такой пример: нагрузка на основание от симпатичной девушки, расхаживающей в туфельках на каблуках-шпильках, в несколько раз больше чем от танка, хотя масса танка в сотни, если не в тысячи раз больше массы симпатичной девушки.

А причина такого казалось бы несоответствия — в площади опоры. Девушка, когда наступает на землю каблуком, создает давление 60 кг/см 2 (при массе девушки 60 кг и площади каблука 1 см 2 ). Танк, когда едет по той же земле создает давление 1 кг/см 2 (при массе танка 30000 кг (30 тонн) и площади траков 3 м 2 (30000 см 2 ). Главный вывод, который можно сделать из этого примера: чем больше площадь фундамента (фундаментной подушки) тем, ниже нагрузка на основание и, соответственно, тем больше стоимость фундамента.

Комментарии (4)

Всего статей по ремонту в этом разделе: 24

Новые статьи

Конечно же экспериментальное определение прочности грунта, точнее расчетное сопротивление грунта, определяется согласно установленному протоколу.

Несколько дней назад ко мне обратился один из посетителей сайта с вопросом про усиление фундамента.

Источник