Расчет ленточного фундамента

 

Мы уже говорили о ленточном фундаменте, как о самом распространенном виде фундаментов. Пришло время посмотреть, как делается расчет ленточного фундамента. Конечно же, если вам будет строить фундамент специализированная компания, то они сами рассчитают вам фундамент. Но часто бывает так, что владельцы загородных участков сами строят ленточный фундамент под небольшие постройки, например, гараж. Вот о том, как сделать расчет ленточного фундамента, мы и поговорим в этой статье.

 

Расчет ленточного фундамента и конструирование

 

Исходные данные для расчета

 

Прежде всего необходимо определить ширину подушки ленточного фундамента здания.

 

Нагрузка, приходящаяся на 1 п.м. длины верхнего обреза фундамента:

• Нормативная Nⁿ=… кН/м;
• Расчетная       N^p=… кН/м.

 

Геологические условия: грунты основания … (удельный вес γ =…кН/м³, коэффициент пористости е=…).

Грунтовые воды расположены на глубине УГВ=…м от планировочной отметки.

Район строительства г.. (глубина промерзания d_f = .м).

Температура внутри помещения 20⁰; пол первого этажа расположен по утепленному цокольному перекрытию (по грунту).

Подушка фундамента армируется сеткой С-1 с рабочей арматурой класса А-III (А 400) и распределительной Вр-1.

 

Назначение глубины заложения фундамента

 

Определение глубины заложения фундамента по геологическим условиям

 

При определении глубины заложения фундамента, стремятся, чтобы подошва фундамента передавала нагрузку на относительно прочные грунты, расположенные выше уровня грунтовых вод (не рекомендуется опирать фундаменты на рыхлые пески, текучие и текучепластичные глинистые грунты, грунты с большим количеством органических веществ, неуплотненные насыпные грунты и др.).

 

Определение глубины заложения фундамента по климатическим условиям

 

Глубина промерзания грунтов учитывается при назначении глубины заложения фундаментов в случае если при сезонном промерзании грунта происходит его пучение. Возможность морозного пучения грунта определяется по таб.2 СНиП 2.02.02-83*. В случае если возможно пучение грунтов, глубина заложения фундаментов принимается не менее расчетной глубины промерзания.

 

Расчетная глубина промерзания грунта определяется по формуле:

 

d_f =k_nd_fn

где:

k_n — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимается по таб.1 СНиП 2.02.01-83 Основания и фундаменты;

d_fn — нормативная глубина сезонного промерзания грунта, принимается по климатической карте «Районирование территории РФ по массе снегового покрова».

 

Определение глубины заложения фундамента с учетом конструктивных требований и стандартных размеров фундаментных блоков и фундаментной подушки

 

На глубину заложения фундаментов влияет наличие и глубина подвалов. Проектируя фундаменты из сборных элементов (фундаментных подушек и блоков) следует учитывать их размеры и положение по отношению к планировочной отметке.

 

Окончательно назначаем глубину заложения фундамента d, м.

 

Глубину заложения фундамента d принимаем равной максимальному значению из величин, определенных из условий геологии строительной площадки, климатических и конструктивных условий (окончательная глубина заложения фундамента принимается кратной 100 мм).

 

Определение размеров подошвы фундамента

 

Расчет ленточного фундамента ведется по второй группе предельных состояний. Назначаем предварительную площадь подошвы фундамента:

 

A_f = N_n / R₀ γ_ср d (м² ),

где:

N_n — нормативная нагрузка от вышележащих конструкций в уровне верха фундамента, кН;

R₀ — расчетное сопротивление грунта, принимаемое по таб.1-5 приложения 1 СНиП 2.02.01-83, кПа;

 

 

 

Нагрузки, действующие на ленточный фундамент

 

 

γ_ср =20кН/м — средний удельный вес грунта и материала фундамента в параллелепипеде с размерами d₁ x b х 1м;

d — глубина заложения фундамента.

 

Определение ширины подошвы фундамента

 

Далее определяем требуемую ширину подошвы ленточного фундамента:

 

b_mp = A_f / l (м)

где:

l — длина расчетного участка, м:

• при расчете под внутреннюю стену l=1м;
• при расчете под наружную стену l = расстоянию между осями оконных проемов.

 

По каталогу принимаем ширину подушки фундамента b. Ширина подушки может измениться при дальнейшем расчете.

 

Находим расчетное сопротивление грунта

 

Находим расчетное сопротивление грунта основания с учетом принятой глубины заложения и ширины подошвы фундамента по формуле (7) СНиП 2.02.01-83*:

 

R = (γ_c1 γ_c2 / k) (M_g k_z b γ_II + M_q d_l γ_II +( M_q -1) d_b γ_II +M_c c_II) (кПа)

где:

γ_c1 γ_c2 — коэффициенты условий работы, принимаемые по таб.3 СНиП 2.02.01-83*;

k — коэффициент, принимаемый равным: к =1, если прочностные характеристики грунта (j , с) определены непосредственными испытаниями;

k =1,1, если они приняты по таб.1-3 приложения 1 СНиП 2.02.01-83*;

M_g, M_q , Mc — коэффициенты, принимаемые по таб.4 СНиП 2.02.01-83*;

k_z — коэффициент, принимаемый равным:

при b < 10м     k_z = 1;

при b > 10м     k_z = (z₀/ b) + 0,2;

b — ширина подошвы фундамента, м;

γ_II — осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента (при наличии грунтовых вод определяется с учетом взвешивающего свойства воды), кН/м ;

γ_II — то же, залегающих выше подошвы;

c_II — расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа;

d_l — глубина заложения фундамента, м;

d_b — глубина подвала.

 

Уточнение ширины подушки ленточного фундамента

 

A_f = N_n / R- γ_ср d_l  (м²)

b = A_f / l

 

Окончательно принимаем по каталогу ширину подошвы фундамента. Если ширина подушки фундамента изменилась, уточняем величину расчетного сопротивления грунта R по формуле (7) СНиП 2.02.01-83.

 

Назначение размеров ленточного фундамента

 

 

Определяем давление на грунт основания от веса фундамента Nⁿ_f  и от веса грунта Nⁿ_гр, кН:

 

Nⁿ_f = g_b (b h₁ l + b₁ h₂ l);

Nⁿ_гр = g_II (b – b₁) h₂ l

 

Определяем среднее давление по подошве фундамента от нормативных нагрузок и делаем проверку:

 

P = (Nⁿ+ Nⁿ_f+ Nⁿ_гр) / A_f   (МПа) < R(МПа)

 

C целью экономии материала допустимое значение недогрузки, как правило принимается не более 10%. Если условие не выполнилось, то необходимо увеличить ширину подошвы b и повторить расчет.

 

Расчет фундамента по прочности

 

Расчет прочности ленточных фундаментов заключается в назначении арматуры в подушке фундамента и проверке достаточности высоты подушки на действие поперечной силы.

 

Расчет фундамента по прочности проводится по первой группе предельных состояний по расчетным нагрузкам. Определяем давление на грунт основания под подошвой фундамента от расчетных нагрузок:

 

Р = (N^p/A_f) 9  (кПа),

где:

N^p — расчетная нагрузка, действующая на верхний обрез фундамента.

 

Поперечная сила, приходящаяся на расчетную длину фундамента:

 

Q = Р_гр / l_I x l (кН),

где:

 l — длина расчетного участка фундамента;

l_I — длина консольного участка фундамента:

l_I = (b-b_l)/2

Находим изгибающий момент, действующий по краю фундаментного блока:

 

M = Q (l_I / 2) (кНм)

 

Армирование подушки фундамента

 

 

Требуемая площадь рабочей арматуры подушки:

 

A_s^mp = M / 0.9 R_sh₀   (см²).

 

Назначаем шаг рабочих стержней S и определяем количество рабочих стержней в сетке:

 

n = ((b-100)/s)+1

где:

b — Ширина подошвы фундамента, мм;

s — Шаг рабочих стержней, принимается 100 или 200 мм.

По сортаменту принимаем диаметр рабочей арматуры.

 

Проверяем прочность подушки на действие поперечной силы:

 

Q (кН) ⩽  φ_b3 (1+ φ_n)R b_l h₀ (кН)

где:

φ_b3 — коэффициент, учитывающий вид бетона, для тяжелого бетона принимается равным 0,6;

φ_n — Коэффициент, учитывающий влияние продольных сил, для элементов без предварительного напряжения принимается равным 0;

b – Ширина, условно вырезанной полосы, принимается равной 1 м.

 

Если условие выполняется, то прочность обеспечена.

 

В следующей статье я расскажу делать ли межевание.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ: