Расчет фундаментов

Решающими факторами при выборе типа фундамента и глубины его заложения должны стать: вид грунта, глубина промерзания, уровень грунтовых вод и нагрузки, которые будут действовать на фундамент в процессе его эксплуатации. В зависимости от этих нагрузок подбирают площадь основания фундамента и глубину его заложения. Нагрузки бывают временными и постоянными.

К постоянными нагрузками относят:

вес строительных конструкций (самих фундаментов, стен и перекрытий, в том числе и кровли);
эксплуатационные нагрузки (вес мебели, оборудования и проживающих людей и т.д.).

К временным нагрузкам относят:

вес снежного покрова, присущего для данного региона;
ветровые нагрузки.

Площадь основания фундамента выбирают из такого расчета, чтобы на каждый ее квадратный сантиметр приходилась нагрузка, не превышающая критическое значение. Расчетное сопротивление грунтов выбирают, исходя из таблицы 8.

Таблица 8. Значения расчетных сопротивлений основных видов Грунт Расчетное сопротивление грунтов (кг/см2) Плотных Средней плотности Пески гравелистые и крупные независимо от их влажности 4,5 3,5 Пески средней крупности независимо от их влажности 3,5 2,5 Пески мелкие: маловлажные 3,0 2,0 очень влажные и насыщенные водой 2,0 2,5 Глины твердые и пластичные: глины твердые 6,0 3,0 пластичные 3,0 1,0 Крупнообломочные, щебень, галька, гравий 6,0 5,0

Следует отметить, что при строительстве дома и в первые годы его эксплуатации грунты сжимаются под действием прилагаемых нагрузок. В результате этого фундамент опускается на определенную величину, называемую осадкой. Большие, а главное, неравномерные осадки являются основной причиной трещин, деформаций и других разрушений здания. Несущую способность основания определяют величиной нагрузки, при которой не превышена установленная нормативами осадка.

Нагрузки от строительных конструкций рассчитывают, исходя из удельного веса материалов, используемых для их сооружения. Для этого проще всего воспользоваться нижеприведенными таблицами.

Таблица 9. Удельный вес 1 м3 фундамента
Материал фундамента	Удельный вес, кг/м3
Бутовый камень	1600-1800
Бутобетон, кирпич	1880-2200
Бетон, железобетон	2200-2500
Таблица 10. Удельный вес 1 м2 стен
Тип стен	Удельный вес, кг/м2
Деревянные каркасно-панельные толщиной 150 мм с утеплителем	30-50
Бревенчатые, брусчатые	70-100
Таблица 11. Удельный вес 1 м2 перекрытий
Тип перекрытий	Удельный вес, кг/м2
Чердачное, по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3	70-100
То же, с плотностью утеплителя до 500 кг/м3	150-200
Цокольное, по деревянным балкам с плотностью утеплителя до 200 кг/м3	100-150
То же, с плотностью утеплителя до 500 кг/м3	200-300
Железобетонное монолитное	500
Плиты перекрытия бетонные пустотные	500
Таблица 12. Нагрузка от элементов крыши
Вид кровли	Нагрузка, кг/м2
Кровля из листовой стали	20-30
Рубероидное покрытие (2 слоя)	30-50
Кровля из асбестоцементных листов	40-50
Кровля из черепицы гончарной	60-80

Таблица 13. Нагрузки от снегового покрова
Регион застройки	Величина нагрузки, кг/м2
Для средней полосы России	100
Для Юга России	50
Для Севера России	190

Глубина заложения фундамента. Грунт, являющийся основанием для фундамента дома, должен обладать достаточной прочностью и несжимаемостью. Однако этим требованиям отвечают далеко не все грунты.

В скальных и полускальных породах котлованы под деревянные дома не делают, ограничиваясь снятием просадочного верхнего слоя грунта.

В непучинистых грунтах при достаточно большом (2 м и более) промерзании глубину заложения фундаментов выбирают не менее расчетной глубины промерзания грунта. Но в любом случае эта глубина должна быть не менее 0,5 м.

Зимой, в зависимости от природно-климатических условий, грунты промерзают на различную глубину. Промерзание грунтов приводит к вспучиванию пучинистых грунтов, которые впоследствии оседают неравномерно, что может вызвать появление трещин в фундаментах и стенах. Для исключения этих негативных явлений необходимо заложить фундамент ниже точки промерзания грунта. В большинстве регионов РФ глубина промерзания грунта лежит в пределах 1,2 м, поэтому достаточно заложить фундамент на глубину 1,5 м. Под жилым домом, который эксплуатируют постоянно, грунт не промерзает. Поэтому если между заложением фундамента и заселением дома не будет холодного периода (строительство завершают в сезон весна — осень), то глубину промерзания грунта можно не брать в расчет. Однако при этом следует учитывать, что основанием фундамента должен быть слежавшийся материковый грунт и глубина заложения фундаментов не должна быть меньше 0,5 — 0,7 м. Для уменьшения осадки слой относительно рыхлого грунта, залегающего непосредственно под фундаментом, часто заменяют более плотным, а значит, менее сжимаемым. В этом случае делают подушку из крупно- или среднезернистого песка без глинистых примесей. ‘Засыпанный песок уплотняют трамбовками.

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Источник

Сбор нагрузок на фундамент. Расчет конструкции по первой и второй группам предельных состояний , страница 2

k_z – коэффициент, принимаемый равным 1 при b 3 (γ_II = 18,61 кН/м 3 );

b – ширина подошвы фундамента, м;

C_II– расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d – глубина заложения фундамента, м;

Краевые напряжения под подошвой фундамента вычисляются по формулам:

, где N₀₁ – сумма вертикальных нагрузок в уровне обреза здания, кН;

b– ширина подошвы фундамента, м;

γ_m – усредненное значение удельных весов материалов фундамента и грунта обратной засыпки котлована, кН/м 3 ;

d – глубина заложения фундамента, м.

Для центренно нагруженных фундаментов установлены следующие условия:

;

Вес грунта на обрезе фундамента:

, где G_гр – вес грунта на обрезе фундамента, кН;

γ ’ _I_I – осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих выше подошвы, кН/м 3 .

кН.

Определим ширину подошвы фундамента bпо методу последовательных приближений.

Первое приближение: м;

кПа.

Второе приближение: м;

кПа;

кПа.

Третье приближение: м;

кПа;

кПа.

Четвертое приближение: м;

кПа;

кПа.

Определим ширину подошвы фундамента графическим методом

Рисунок 3.1 – График зависимости Rи P от b

Принимаем в качестве подушки железобетонную плиту Ф 24 шириной b = 2,4 м.

Для плиты шириной b = 2,4 м вычисляем расчетное сопротивление грунта.

кН;

Зная размеры фундамента вычисляем его объем, а также вес грунта на его обрезах и проверяем давление по подошве

, где р– давление под подошвой фундамента, кПа;

N– вертикальная сила, кН;

А_ф – площадь подошвы фундамента, м 2 .

кПа.

Проверяем выполнение условия:

Условие выполняются, недонапряжение составило %.

Окончательно принимаем в качестве подушки фундамента сборную плиту марки Ф 24.

Расчет конструкции по первой и второй группам предельных состояний

Рассчитаем конструкцию фундамента по первой и второй группам предельных состояний. В качестве материала фундамента берем бетон класса В 25. Под подошвой фундамента предусмотрена песчано-гравийная подготовка, поэтому высоту защитного слоя бетона примем равной а = 3,5 см.

Вычислим рабочую высоту сечения по формуле

, где h₀ – рабочая высота сечения, см;