Железобетонные фундаменты расчет сборных фундаментов

Расчет железобетонных фундаментов

Классификация фундаментов и их конструирование

Вопросы для самоконтроля

ГЛАВА V. Расчет фундаментов на прочность

В современном строи­тельстве значительное число фундаментов устраивают в откры­тых котлованах, они классифицируются по следующим при­знакам:

по материалу, из которого их изготавливают, — бетонные, бутобетонные, из каменной кладки и железобетонные;

по условиям изготовления — монолитные и сборные; сборные фундаменты получили широкое распространение как наиболее экономичные;

по условиям работы — жесткие, гибкие; жесткие восприни­мают в основном сжимающие напряжения, а при работе гибких фундаментов образуются деформации изгиба; по жесткой схеме, как правило, проектируют фундаменты из ка­менной кладки, так как они плохо работают на растяжение, гиб­кие фундаменты изготавливают из железобетона;

по форме — ленточные, которые выполняют из одиночных или перекрестных лент под стены и колонны; отдель­ные, которые, как правило, устраивают под колонны и столбы каркасных зданий, иногда отдельные фундаменты при небольших нагрузках используют и под стены бескаркасных зданий в виде столбчатых фундаментов; сплошные, выполняемые под всем зданием в виде сплошных железобетон­ных плит, как правило, в монолитном варианте;

по характеру нагружения — центрально и внецентренно на­груженные.

Конструкции фундаментов. Они зависят от типа возводимых зданий и сооружений, их следует конструировать обязательно с учетом совместной работы сооружения и грунтов основания. Наибольшее распространение получили сборные фундаменты.

Под стены бескаркасных зданий применяют ленточные фундаменты, состоящие из типовых блоков-подушек, укладываемых на песчаную подготовку, на которые устанавливают типовые сте­новые фундаментные блоки. В некоторых случаях при относи­тельно небольших нагрузках устраивают прерывистые ленточные фундаменты.

Под колонны каркасных зданий устраивают отдельные сбор­ные фундаменты, представляющие собой цельные блоки, уста­навливаемые в котлованах на песчано-гравийную подготовку толщиной не менее 10 см.

Применение монолитных фундаментов в строительстве ограничивается следующими факторами: зна­чительные трудовые затраты при возведении, незначительная оборачиваемость опалубки, трудность обеспечения твердения бе­тона в зимний период, а также более длительный срок строи­тельства по сравнению с монтажом сборных фундаментов. Тем не менее, фундаменты сложного очертания, как правило, возво­дят в монолитном варианте. Использование типовых инвентар­ных и пневматических опалубок позволяет получать конструкции фундаментов любой конфигурации и обеспечивает повышение оборачиваемости опалубок, а применение способов, ускоряющих твердение бетона в зимний период, сокращает сроки строитель­ства.

В качестве материала фундаментов применяются бетон, железобетон, бут, кирпич. Основными материалами для фундаментов являются железобетон и бетон, которые применяются при устройстве всех видов фундаментов в различных инженерно-геологических условиях.

Железобетонные фундаменты выполняются из бетона марки не ниже В15 с армированием горячекатаной арматурой из стали класса А-III.

Каменная кладка фундаментов из кирпича, бута и пустотелых блоков предусматривается в конструкциях, работающих на сжатие, в основном для ленточных фундаментов и стен подвалов.

Бутобетон и бетон применяются наиболее часто при устройстве фундаментов в траншеях при их бетонировании в распор со стенками.

В строительстве применяются бутовые, бутобетонные (в бетон втапливают бутовые камни в количестве 25-30 % объема кладки) и бетонные фундаменты с уступами или наклонными гранями (рис. 20). Высота уступа hу для бетона принимается обычно не менее 30 см, для бутобетона и бутовой кладки  40 см.

Рис. 20 . Отдельно стоящий столбчатый фундамент: а — с наклонными боковыми гранями; б — с уступами

Положение боковой грани фундамента определяется углом жесткости α , при котором в теле фундамента не возникают растягивающие напряжения. Угол жесткости, определяющий отношение между высотой h и шириной b уступов, или наклон боковых граней (угол α ), зависит от марки бетона, бута, кирпича и изменяется от 30 до 40градусов .

Бетонные, бутобетонные и каменные фундаменты устраива­ют, как правило, в монолитном варианте и проектируют жесткими, поскольку грунты не воспринимают растягивающих напряжений.

Различают следующие основные типы фундаментов мелкого заложения (рис.21):

1. Ленточные фундаменты под стены и колонны.

2. Ленточные прерывистые фундаменты под стены.

3. Столбчатые фундаменты под стены.

Рис.21. Фундаменты мелкого заложения: а — сборный ленточный, прерывистый; б, в, г,д — поперечные сечения ленточных фундаментов под стены; е — ленточный монолитный под колонны; ж — фундамент из перекрестных лент; з, к — отдельно стоящий из сборных столбов и рандбалок; л,м — отдельно стоящий под колонны; н — коробчатый плитный; о — плоский плитный; п — многоугольный плитный; р — плитный под колонны: 1 — отмостка; 2 — гидроизоляция; 3 — сборные бетонные стеновые блоки; 4 — армированный пояс; 5 — подушка ленточного фундамента; 6 — стеновая ребристая панель; 7 — подушка под колонну (столб); 8 — колонна (столб); 9 — рандбалка сборная; 10 — колонна; 11 — железобетонная лента; 12 — железобетонная плита; 13 — бетонная подготовка

4. Отдельно стоящие фундаменты под колонны.

5. Щелевые фундаменты.

6. Фундаменты в вытрамбованных котлованах.

7. Сплошные фундаменты в виде железобетонных плит.

8. Коробчатые фундаменты.

Фундаменты в виде сплошных железобетонных плит (рис.21,н,о,п) устраиваются под всем зданием или сооружением и представляют собой плоскую, ребристую или коробчатую плиты (рис.22). В плане эти фундаменты имеют прямоугольное, круглое или кольцевое очертания.

Рис.22. Плитные фундаменты: а — со сборными стаканами; б — с монолитными стаканами; в — ребристая плита; г — плита коробчатого сечения: 1 — верхняя рабочая сетка; 2 — нижняя рабочая сетка;3 — вертикальная арматура

В отличие от рассмотренных ранее, сплошные фундаменты обладают способностью изгибаться под действием внешних нагрузок. Поэтому сплошные фундаменты армируются как в нижней, так и в верхней зонах сечения (рис. 22). Армирование выполняется плоскими сварными сетками или отдельными стержнями, которые укладываются на поддерживающие каркасы. Данный тип фундаментов имеет наибольшее преимущество при слабых грунтах, так как эти фундаменты нечувствительны к неравномерным осадкам.

Ленточные и отдельные железобетонные фундаменты под колонны и столбы зданий следует рассчитывать, как гибкие кон­струкции на упругом основании. При этом допускают, что давле­ние по подошве фундамента распределяется по линейному зако­ну, хотя такое предположение не совсем точно соответствует работе гибких фундаментов, однако для ленточных и отдельных фундаментов оно не вносит существенных погрешностей, позво­ляя использовать простые расчетные зависимости.

Допущение о линейном распределении давления по подошве фундамента позволяет определять его основные размеры по ме­тодике, изложенной в предыдущем параграфе.

После подбора размеров подошвы фундамента по II группе предельных состояний приступают к расчету самого фундамента по I и II группам предельных состояний. Цель расчета состоит в назначении требуемого количества арматуры и выполнении усло­вий прочности и трещиностойкости в расчетных сечениях для выбранного класса бетона. В основу расчета положена предпо­сылка о том, что внешние части (выносы) фундаментов работают под действием давления грунта, как консоли, заделанные в мас­сив фундамента. Расчетными считаются сечения 1-1 по грани стены или колонны 2-2 — по грани верхней ступени.

В соответствии с положением СНиП [9] расчет фундаментов на прочность выполняется по расчетным усилиям с коэффициентом надежности по загрузке γ_f > 1. При этом предусматривается проведение расчета на прочность от действия поперечной силы и определения сечения арматуры.

Расчет начинают с определения напряжений под подошвой фундамента от расчетных нагрузок:

где N р – расчетная нагрузка на уровне спланированной отметки земли;

G_гр р и G_ф р – расчетные нагрузки от веса соответственно грунта на обрезах фундамента и самого фундамента.

В основу расчета фундамента положена предпосылка, что внешние части фундамента под действием реактивного давления грунта работают подобно консолям, заделанным в массиве фундамента, и их рассчитывают по этой схеме в сечениях: I-I – по грани колонны (в случае ленточного фундамента по грани стены); II-II – по грани верхней ступени (рис. 23).

Поперечная сила в сечениях I-I и II-II определяется по формулам:

Рис. 23. Схема к расчету конструкции центрально нагруженного фундамента

а — вид сбоку; б — план; 1— пирамида продавливания; 2 — основание пира­миды продавливания

Расчет на действие поперечной силы не производят, если выполняются условия:

где φ_b3 – коэффициент, принимаемый для тяжелого и ячеистого бетонов, равным 0,6;

R_bt – расчетное сопротивление бетона растяжению;

h_o = h – а – рабочая высота фундамента; а – высота защитного слоя бетона.

Если условия (32, 33) не выполняются, необходимо установить поперечную арматуру, либо увеличить высоту уступов, либо по­высить класс бетона. В практике проектирования обычно при­бегают к двум последним способам.

Кроме условий (32, 33), должно выполняться условие, обеспечивающее прочность по наклонному сечению нижней ступени фундамента из условия восприятия поперечной силы Q бетоном:

где правую часть неравенства принимают равной не менее 0,6·R_bt ·b·h_o и не более 2,5·R_bt ·b·h_o; с = 0,5·(l — l_к — 2h_o) – длина проекции рассматриваемого наклонного сечения (рис. 23 а).

Расчет на продавливание выполняют по условию:

где F – расчетная продавливающая сила;

φ_b – коэффициент, принимаемый равным 1 для тяжелых бетонов;

R_bt – расчетное сопротивление бетона растяжению;

u_m– среднее арифметическое между периметрами верхнего и нижнего оснований пирамиды продавливания в пределах полезной высоты фундамента h_o.

Для фундаментов с квадратной подошвой:

Для фундаментов с прямоугольной подошвой:

где А = 0,5·b·(l — l_к — 2h_o) – площадь заштрихованной части подошвы (рис. 23 б).

Армирование фундамента осуществляют по резуль­татам расчета нормальных сечений на действие изгиба­ющих моментов в сечениях I-I и II-II определяемых по следующим формулам:

Сечение рабочей арматуры на всю ширину фундамента вычисляют по формулам:

где R_s – расчетное сопротивление арматуры растяжению.

Процент армирования в расчетном сечении фундамента должен быть не ниже минимально допустимого процента армирования в изгибаемых элементах:

Шаг рабочей арматуры принимают равным 100— 200 мм. Нерабочие (конструктивные) стержни попереч­ной арматуры берут сечением не менее 10 % сечения ра­бочей арматуры и устанавливают их с шагом 250— 300 мм, но не более 350 мм. Высоту защитного слоя бе­тона устанавливают: для монолитных фундаментов не менее 35 мм при наличии песчано-гравийной подготовки и не менее 70 мм без нее; для сборных фундаментов — не менее 30 мм.

При расчете ленточного фундамента необходимо в формулах (29 — 35) и (39) принять b = b₁ = b_н = 1 м.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Калькулятор фундамента

Онлайн калькулятор расчета ленточного и монолитного фундамента. Готовая смета и все характеристики. Подробные чертежи и 3D-модель.

Онлайн калькулятор расчета фундамента KALK.PRO позволяет заниматься полноценным проектированием фундаментов, облегчает вычисления и способствует экономии на материалах, без пренебрежения строительными нормами. Методика расчета основана на продвинутом алгоритме математической модели с учетом нормативных документов СНиП 2.02.01-83 (СП 22.13330.2011), СНиП 3.03.01-87 (СП 70.13330.2011), СНиП 52-01-2003 (СП 63.13330.2010), СНиП 23-01-99 (СП 131.13330.2012).

По результатам работы калькулятора вы получите подробную смету на строительство фундамента под ключ, удобный и наглядный чертеж конструкции, простую и понятную схему вязки арматуры, а также интерактивную 3D-модель для оценки получившегося сооружения. Мы даем доступ к скачиванию всех материалов в форматах OBJ, PNG и PDF.

Вам будут известны следующие параметры:

• Характеристики фундамента. Ширина, толщина, объем, глубина заложения, допустимые нагрузки на грунт.
• Материалы. Количество арматуры, вязальной проволоки, досок для опалубки, бетона, цемента, щебня, песка.
• Объем земляных работ. Необходимая кубатура грунта, которую придется освободить под фундамент.

На данный момент доступен расчет ленточного фундамента (полноценный) и монолитной плиты (упрощенный). В скором времени должны появиться калькуляторы для вычисления свайного, столбчатого и винтового фундаментов. Добавьте наш сайт в закладки и не пропустите их появление!

Калькулятор фундамента KALK.PRO на основании встроенного расчета материалов и арматуры продемонстрирует вашу будущую конструкцию. С помощью 3D-визуализации вы сможете посмотреть, как должен выглядеть ваш армокаркас, вплоть до мельчайших деталей.

Содержание

Расчет фундамента

Возведение любого дома начинается с расчета фундамента, он является опорой для всей вышележащей конструкции и оттого насколько качественно его смонтировали, зависит долговечность всего сооружения. Принимая решение о выполнении работ по созданию основания своими руками, важно не допустить ошибок при начальных вычислениях и тем более не нужно пытаться сэкономить на материалах. Помните, что грамотно спроектированный фундамент — залог вашей безопасности.

Инструкция

Рядовому пользователю необязательно быть специалистом в строительстве для того, чтобы пользоваться нашим сервисом. Интерфейс интуитивно понятен, а любое недопустимое значение программа обозначит красной подсветкой.

В большинстве случаев, от вас требуется лишь ввести минимальное количество информации:

• предполагаемые габариты фундамента;
• марку арматуры на выбор;
• марку бетона.

В процессе расчета фундамента под дом, вам может быть потребуется ввести некоторые дополнительные величины, но их также можно рассчитать на наших калькуляторах:

Мы подготовили для вас ознакомительное видео, в котором поэтапно рассказывается весь функционал и принцип работы калькулятора фундамента онлайн.

Наш калькулятор также позволяет произвести расчет объема (кубатуру) фундамента в м 3 , для того чтобы заранее знали, какой объем земляных работ предстоит выполнить.

Расчет бетона на фундамент

Бетон является важнейшим компонентом фундамента, по сути это его «плоть» и от того насколько качественная смесь используется, зависит большинство характеристик основания. При выборе раствора особое внимание стоит уделять показателю класса (марки) прочности, который определяет предельно-допустимые нагрузки на сжатие полностью сформировавшейся смеси. Выражается в кгс/см², т.е. сколько кг способен выдержать 1 см 2 поверхности.

По большей части, марка бетона определяется пропорциями цемента, песка (щебня, гравия) и воды, а также условий при которых раствор затвердевал Всего существует около 15 классов прочности о тМ50 (В3,5) до М800 (B60), но в частном строительстве наиболее распространены марки М100-М400. Соответственно, бетон М100 подходит для легких сооружений – гаражей, бань, оборудования, а М400 – для многоэтажных тяжелых зданий, например, из кирпича. Но в абсолютном большинстве случаев, выбирается бетон марки М300.

С помощью нашего калькулятора, вы получите расчет бетона на фундамент (объем, масса). Все значения будут доступны прямо в интерфейсе – вам не нужно переключаться на другие вкладки. Однако от вас требуется ввести, используемую марку бетона.

Расчет цемента на фундамент с помощью нашего онлайн-калькулятора никогда не был таким простым. Просто заполняйте поля в инструменте и в результатах расчета вы получите необходимые значения!

Расчет арматуры для фундамента

Арматура – второй по важности компонент фундамента (его «кости»), который позволяет компенсировать и нивелировать воздействующие нагрузки на расстяжение и изгиб. Всеизвестный факт, что бетон не отличается гибкостью и пластичностью, однако он обладает высокой прочностью на сжатие. Для того чтобы объединить эти качества и повысить эксплуатационные характеристики основания, а также недопустить деформации после возведения сооружения – фундаменты армируют.

Армирование фундамента представляет собой создание определенный типа каркаса из соединенных горизонтальных, вертикальных и поперечных стержней. Наиболее значимой характеристикой арматуры является ее диаметр и ее выбор зависит от типа грунта, температурных особенностей, стеновых материалов и габаритов возводимой конструкции. Считается, что для легких построек оптимально применять 10 мм стержни, 12 мм – для одноэтажных и малоэтажных зданий из пористых материалов, 14 мм – для малоэтажных из тяжелых материалов, 16 мм – для многоэтажных сооружений и сложных грунтов.

Вторым важным показателем является шаг вязки арматуры. Обычно он подбирается на глаз, на основании общей массы конструкции и типа подстилающего грунта, величина должна находится в пределах 200-600 мм. Стандартный интервал, который применяют в частном строительстве – 500 мм.

Встроенный калькулятор расчета арматуры на фундамент позволяет получить посчитать количество стержней, их общую длину, массу и объем. Результат предоставляется, как при расчете ленточного фундамента, так и монолитной плиты.

Наш калькулятор будет полезен при расчете фундамента для дома из газобетона, пенобетона, кирпича и других строительных блоков!

Рассчитать фундамент под дом

В современных реалиях рассчитать фундамент под дом может практически каждый — вам не нужно обладать специальными знаниями и необязательно пользоваться дорогостоящими услугами специалистов. Однако перед тем, как начать строительство необходимо понимать, какой вид фундамента будет наиболее рациональным для вашего участка. Напомним, что физико-географическое положение и геоморфологические условия местности, оказывают непосредственное влияние на тип и стоимость будущей конструкции.

Факторы выбора типа основания

Почва — важнейший фактор при строительстве дома, от ее состава напрямую зависит, трудоемкость процесса и затраты на сооружение фундамента. В некоторых случаях доходит до того, что выгоднее купить новый участок, чем вкладываться в преобразование существующего. Поэтому самое первое, что вам необходимо сделать на новом участке – это определить тип грунта.

Если у вас нет лишних денег, то вам необходимо научиться определять почвы самостоятельно. Важно знать, что все виды грунтов делятся на скальные, глинистые и песчаные. Каждый тип обладает своим набором уникальных свойств, самыми важными из которых являются несущая способность, пучинистость и глубина промерзания.

Грунтовые воды — второй коварный спутник любого строителя. Если у вас высокий уровень залегания водоносного горизонта, то это очень плохие перспективы в будущем. В теплых регионах будут беспокоить бесконечные подтопления, сырость, плесень и грибки. Растворенные агрессивные химические соединения будут медленно убивать ваше основание, разрыхляя и растворяя бетон.

В холодных областях предыдущие факторы действуют в меньшей степени, зато силы морозного пучения с легкостью разорвут неправильно построенное основание за несколько зим. Поэтому крайне важно строить дом на возвышенностях и избегать низменностей, особенно если рядом находится водотоки и водоемы.

Провести анализ грунта и узнать уровень грунтовых вод, вам помогут наши статьи в разделе «Фундаменты, грунты, основания». Рассчитать нагрузки и остальные важные параметры, согласно СНИП, вы сможете с помощью соответствующих калькуляторов нашего проекта KALK.PRO.

Температура – объединяет два предыдущих фактора в единое целое. Она является последним решающим фактором, который может повлиять на выбор основания.

При строительстве фундамента наиболее важными показателями являются глубина промерзания грунта и уровень залегания подземных вод. В условиях континентального климата (при низких температурах зимой и высоких летом), который встречается на большей части территории России, ежегодно почвы промерзают на значительную глубину, а затем оттаивают.

В случае, если УГВ находится выше отметки промерзания, то начинают действовать силы пучения. Вода, содержащаяся в грунте, замерзает и превращается в лед, тем самым увеличивая свой объем.

Мощь этого процесса нельзя недооценивать, силы с которой они могут давить на фундамент составляют десятки тонн на квадратный метр. Такое внушительное воздействие с легкостью деформирует любую конструкцию и приведет ее в движение.

Поэтому очень важно знать нормативную глубину, на которую ежегодно промерзает грунт. Закладывая фундамент ниже этого уровня, вы оберегаете его от этих разрушительных сил, но одновременно с этим пропорционально возрастает стоимость основания.

Виды фундаментов для дома

Отталкиваясь от этих «входных» условий, теперь можно перейти к обзору видов фундаментов. Их классификация основывается на конструктивных особенностях и технологии возведения. Наибольшей популярностью пользуются ленточные, монолитные, столбчатые, свайные основания и их комбинации.

Ленточный фундамент

Ленточный фундамент – свое название получил из-за внешнего сходства с лентой. Монолитная или сборная железобетонная полоса проходит под всеми несущими стенами здания, оказывая равномерное давление на грунт.Один из самых простых и доступных в частном строительстве.

Трудоемкость процесса минимальна, технология монтажа не отличается особой сложностью и обходится относительно недорого. Подходит для большинства случаев при сооружении малоэтажных зданий, легко выдерживает большие нагрузки. При низком уровне грунтовых вод используется мелкозаглубленный ленточный фундамент, при высоком – заглубленный.

При крайне проблематичных почвах, когда ленту приходится очень сильно заглублять на 2 м и более, целесообразность использования данного вида основания пропадает и следует рассмотреть другие варианты.

У нас вы можете выполнить расчет фундаментов мелкого заложения и глубокого. Для того чтобы определить, какой тип вам подходит воспользуйтесь нашим калькулятором глубины заложения фундамента.

Монолитная плита

Плитный фундамент – монолитная железобетонная плита, расположенная под всей площадью здания. За счет большого объема земляных работ и огромных затрат на бетон, стоимость конструкции возрастает в разы, по сравнению с лентой. Это один из самых дорогих, но в то же время эффективных видов оснований.

Из-за однородности и большой площади соприкосновения с грунтом, этот вид фундамента легко переносит значительные вертикальные и горизонтальные нагрузки. ;Ему не страшны силы морозного пучения и высокий уровень грунтовых вод. Он стабильно проявляет себя на слабонесущих почвах, а также выдерживает тяжелые дома из кирпича и камня.

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент – это конструкция из столбов и перекрытий, которая применяется при возведении сооружений из легких материалов. ;Устройство фундамента крайне незамысловато. По периметру и в местах повышенной нагрузки (чаще всего это пересечении стен), ставятся столбы, которые сверху соединяются балками из дерева или металла.

Данное основание приобрело широкую популярность из-за активного строительства домов из бруса и СИП-панелей. Оно экономично, надежно и не требует работ по гидроизоляции. Защищает ваш дом от плесени и преждевременного разрушения древесины. Тем не менее, фундамент крайне требователен к грунту, ему категорически запрещены подвижки и пучения.

Свайный фундамент

Свайный фундамент – представляет собой комплекс из многочисленных свай, которые создают устойчивый каркас для равномерного распределения нагрузки по всем элементами конструкции. Основания данного типа являются спасением для обладателей участков с неустойчивыми грунтами и сложным рельефом местности. Помимо того, что они позволяют надежно закрепить здание, так они еще и укрепляют саму почву, предотвращая подвижки и оползни.

Существует три основных вида свайных фундаментов:

• На винтовых сваях;
• На буронабивных сваях;
• На забивных сваях.

Каждый из них имеет свои плюсы и минусы, но наиболее распространенным является первый тип, так как сочетает в себе низкую стоимость и отвечает всем стандартам частного строительства.

Источник