Как рассчитать ленточный фундамент: пример расчета, материал

Фундамент — основа всего здания, от надёжности которой будет зависеть целостность всей конструкции. При создании проекта учитываются особенности архитектурного проекта дома, климатические особенности, а также данные геологических и геодезических изысканий.

Нормативное регулирование и особенности составления проекта

Расчетом основания под конкретное сооружение и условий на застраиваемой территории занимается инженер-конструктор. В задачи проектирования входит исключение рисков, связанных с деформацией и разрушением фундамента и здания. В СП 50-101-2004 подробно описаны требования к проектированию и устройству фундаментов, даны отсылки к смежным актам.

Для анализа несущей способности участка необходимо собрать сведения о его геологии, сейсмической активности района, знать конструктивные особенности постройки и условия ее эксплуатации.

Проводят сравнение технико-экономических показателей возможных инженерных решений с целью выбора наиболее рационального и надежного варианта строительства. Должны быть предусмотрены мероприятия, которые обеспечат стойкость и прочность конструкции в процессе возведения и службы.

Нормативное регулирование и особенности составления проекта

Проект составляют с учетом ответственности конструкции, описанным в ГОСТ 27751:

  1. I степень ответственности – хранилища нефтепродуктов, производственные сооружения с масштабными пролетами, уникальные дома.
  2. II степень – дома жилого и общественного назначения, сельскохозяйственные постройки.
  3. III степень – постройки временного характера (летние навесы, беседки, павильоны, складские сооружения.

Перед строительством составляется техническое задание с исходными данными, разрабатываются чертежи вариантов основания, их разрезы и схемы расположения на плане. Эти сведения необходимы для обоснования строительных и монтажных работ. К проекту прилагают соответствующую нормативную документацию.

Проектирование оснований и фундаментов

Нельзя начать строительство просто так, без предварительного проектирования и расчетов. Точнее, можно, но результат будет плачевным. Возведение даже простой конструкции всегда начинается с ее проекта, на основе которого и будет проводиться строительство. Если же говорить о доме, то здесь нужно разрабатывать не один, а несколько проектов. В том числе, необходимо и проектирование фундамента дома и его основания.

Зачем это нужно?

Фундаменты могут быть разные – плитные, ленточные, свайные, столбчатые. У каждого типа– свои особенности, преимущества и недостатки, сфера применения. Соответственно, проектирование свайных фундаментов (на забивных или буронабивных сваях) будет отличаться от проектирования, к примеру, фундамента на винтовых сваях.

Проект составляется для многих целей. Прежде всего, это необходимо для выбора типа основания, подходящего для дома. Выбор проводится с учетом типа здания, его этажности, материалов, из которых будут возводиться стены, перекрытия, крыша. Кроме того, учитывается ландшафт участка, тип почв (грунта) на нем, для этого проводятся геологические изыскания.

Второй момент: расчет фундаментов позволяет закупить точно необходимое количество материалов, рассчитать время, за которое он будет построен, что сокращает затраты на строительство. Поэтому, даже если кажется, что проект дорого стоит, эти расходы полностью оправданы и окупают себя в ходе строительных работ. Экономия на материалах при грамотном проектировании составляет до 40% от бюджета, выделенного на строительство фундамента.

И, конечно же, конструирование фундамента позволяет точно рассчитать максимальную нагрузку на него, а значит, построить действительно надежное основание для дома.

Как уже было сказано выше, в строительстве применяются фундаменты разного типа, и проектирование каждого из них имеет свои особенности.

ЗАКАЗАТЬ ПРОЕКТ ФУНДАМЕНТА

Как Вы уже поняли, проектирование фундамента является достаточно трудоёмким процессом, требующим кропотливых расчётов и вдумчивого подхода к особенностям будущей конструкции.

При создании проекта наши специалисты принимают во внимание все негативные факторы и особенности конкретного участка, а также минимизируют Ваши расходы на строительство объекта.

Для того, чтобы заказать проектирование фундамента, а также задать интересующие вопросы — свяжитесь с нами удобным для Вас способом:

  • по телефону 8 812 303-66-80;
  • по электронной почте [email protected];
  • через форму обратной связи на нашем сайте;
  • заказав обратный звонок.

Заказать расчет стоимости

Стоимость проекта будет зависеть от площади и типа фундамента.

Тип фундамента Стоимость
Ленточный 200 руб/м²
Плитный 200 руб/м²
Свайный 200 руб/м²
Утеплённая шведская плита (УШП) 200 руб/м²
Цокольный этаж 300 руб/м²
Чаша бассейна 350 руб/м²

При сложных геодезических условиях проект может обойтись на 30-50 руб/м² дороже.

При площади более 200 м² предоставляются скидки на проектирование.

СБОР И ИЗУЧЕНИЕ ДАННЫХ

Работа над проектированием начинается со сбора и изучения данных об участке. В первую очередь мы проводим геологические и геодезические работы, которые позволят определить:

  • состав грунта;
  • глубину залегания грунтовых вод;
  • морозную пучинистость при смене сезонов;
  • а также рельеф участка и имеющийся на нём перепад высот.
Читайте также:  Буронабивной свайный фундамент — что это за технология

При устройстве фундамента на участках с высоким уровнем грунтовых вод, необходимо применение специальных гидроизоляционных материалов, а на пучинистых грунтах следует предусмотреть меры защиты, чтобы пучение не несло угрозу надёжности конструкции.

ЗАКАЗАТЬ ПРОЕКТ ФУНДАМЕНТА

Далее, нашим специалистам будет необходимо ознакомиться с архитектурным проектом здания.

При его изучении в расчёт принимаются:

  • планы этажей;
  • разрезы здания;
  • конструктивные решения;
  • архитектурные особенности сооружения;
  • спецификации материалов;
  • план инженерии.

Также учитываются размеры всех стен здания, его планировку, количество этажей, наличие перекрытий, форму крыши, используемые материалы и режим эксплуатации помещений.

Вооружившись этими данными наши проектировщики проводят расчёт нагрузок от веса отдельных элементов конструкции, полезной, снеговой и ветровой нагрузках, которые потом суммируются в общий показатель. Так как нагрузки от здания передаются на фундамент неравномерно, правильно определить точки максимальных нагрузок — очень важная часть работы.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЁТЫ

Этот этап начинается с определения типа фундамента и его размеров. Сперва осуществляется выбор конструктивных особенностей, затем рассчитываются размеры и технические характеристики будущей конструкции.

На этой стадии, учитывая совокупность собранных данных об участке, а также предназначение будущего объекта и особенности его эксплуатации, происходит подсчёт экономических показателей. Здесь же производится сравнение максимальной осадки основания с допустимыми нормами возможной деформации сооружения. При необходимости вносятся изменения и в размеры здания. После чего определяются два наиболее целесообразных варианта, из которых путём сравнения технико-экономических показателей выявляется оптимальный вариант.

Также на стадии проектирования проводятся проверка прочности фундамента и устойчивости здания, рассчитывается несущая способность, подбирается диаметр и шаг армирования, а также толщина и марка бетона. Проектировщик предусматривает защиту от негативных факторов, разрабатывает чертежи и схемы, по которым впоследствии осуществляют работы и надзор за их исполнением.

После всех упомянутых процедур, проект с необходимыми чертежами готов к передаче заказчику. Грамотно выполненный проект позволяет Вам не беспокоится о появлении неприятных сюрпризов как в процессе строительства дома, так и при его эксплуатации.

Проект включает в себя:

  • план разработки котлована;
  • план и разрезы фундамента;
  • армирование и все узлы армирования;
  • план разводки коммуникаций;
  • план утепления;
  • пояснительную записку;
  • смету на строительство.

Осадка фундамента

Ещё одной жестко нормируемой величиной при расчёте ленточного фундамента является его осадка. Её определяют методом элементарного суммирования, для которого вновь понадобятся данные из отчета об инженерно-геологических изысканиях.

Формула определения средней величины осадки по схеме линейно-деформируемого слоя (приложение Г СП ).

Схема применения методики линейно-деформируемого слоя.

Исходя из опыта строительства и проектирования известно, что для инженерно-геологических условий, характерных отсутствием грунтов с модулем деформации менее 10МПа, слабых подстилающих слоев, макропористых ИГЭ, ряда специфичных грунтов, то есть при относительно благоприятных условиях расчёт осадки не приводит к необходимости увеличения ширины подошвы фундамента после расчёта по несущей способности. Запас по расчётной осадке по отношению к максимально допустимой обычно получается в несколько раз. Для более сложных геологических условий расчёт и проектирование фундаментов должен выполняться квалифицированным специалистом после проведения инженерных изысканий.

B = 1,3×Р/(L×Rо) ,

где 1,3 — коэффициент запаса несущей способности;

       Р — общий вес дома с фундаментом (пункт III), кг;

       L — длина ленты (переведена в сантиметры), см;

     Rо — сопротивление несущего грунта, кг/см². Значение его ориентировочно принимаем по таблице ниже:

B = 1,3×Р/(L×Rо) ,

   Ещё раз отметим, что значения несущей способности в таблице приведены для грунтов нормальной влажности. При повышении уровня грунтовых вод до несущего слоя, значения Rо будут сильно меняться (например, у жирной глины может снизиться почти в 6 раз, а у мелкого песка — почти в 4).

   V) Если полученное значение ширины ленты оказалось меньше выбранных в начале 20 см, то принимаем итоговую ширину равной именно 20 см. Меньше делать нельзя, т.к. не будет обеспечена прочность фундамента на сжатие.

   Если же мы получили ширину превосходящую изначально выбранные 20 см более, чем на 5 см, то нужно повторить расчёт, начиная с III пункта, подставляя при определении массы фундамента уже новую ширину.

   Такие повторные расчёты выполняются до тех пор, пока прирост ширины ленты не окажется менее 5 см. Для тех, кто немного запутался, приведём небольшой пример.

О СОСТАВЕ РАЗДЕЛОВ ПРОЕКТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ И ТРЕБОВАНИЯХ К ИХ СОДЕРЖАНИЮ

(в ред. Постановлений Правительства РФ от N 427, от N 1044, от N 235, от N 1006, от N 73, от N 628, от N 788, от N 360, от N 382, от N 679, от N 230, от N 1346, от N 767, от N 1147, от N 29, от N 1159, от N 95, от N 506, от N 563, от N 806, от N 1081, от N 1541, от N 257, от N 479, от N 1096, от N 864, от N 598, от N 1590, от N 2184, от N 567)

Читайте также:  Армирование ленточного фундамента: технология и основные правила

В соответствии со статьей 48 Градостроительного кодекса Российской Федерации Правительство Российской Федерации постановляет:

1. Утвердить прилагаемое Положение о составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию.

2. Установить, что:

а) разъяснения о порядке применения Положения, утвержденного настоящим постановлением, дает Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации. По вопросам, входящим в компетенцию иных федеральных органов исполнительной власти, указанные разъяснения даются по согласованию с федеральными органами исполнительной власти, осуществляющими функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в соответствующей сфере; (в ред. Постановления Правительства РФ от N 230)

6. Пункты 9 — 42 Положения, утвержденного настоящим постановлением, вступают в силу с 1 июля 2008 г.

7. Внести в акты Правительства Российской Федерации следующие изменения:

а) в абзаце первом пункта 13 Положения об осуществлении государственного строительного надзора в Российской Федерации, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 1 февраля 2006 г. N 54 "О государственном строительном надзоре в Российской Федерации" (Собрание законодательства Российской Федерации, 2006, N 7, ст. 774), слова "и проектной документации" заменить словами ", проектной и рабочей документации";

б) подпункт "ж" пункта 2 постановления Правительства Российской Федерации от 5 марта 2007 г. N 145 "О порядке организации и проведения государственной экспертизы проектной документации и результатов инженерных изысканий" (Собрание законодательства Российской Федерации, 2007, N 11, ст. 1336) изложить в следующей редакции:

Председатель Правительства Российской Федерации В. ЗУБКОВ

УТВЕРЖДЕНО Постановлением Правительства Российской Федерации от 16 февраля 2008 г. N 87

Вычисление нагрузок

Перед тем как рассчитать фундамент под дом, потребуется рассчитать нагрузку. Удобнее выполнять сбор нагрузок на фундамент в табличной форме. Все нагружения делятся на два типа: постоянные и временные. Последние являются временными условно, поскольку включают в себя мебель, оборудование и т.п. Постоянные состоят из массы конструкций здания.

Расчет нагрузки на фундамент можно выполнить полностью самостоятельно с учетом точных характеристик используемых материалов. Но вполне достаточно будет воспользоваться таблицей ниже. В ней приведены средние значения, но нагрузка на фундамент от этого изменится не критично.

Конструкция

Величина нагрузки, кг/м2

Коэффициент надежности

Стена из кирпича 510 мм

920

1,3

Стена из кирпича 640 мм

1150

Брусовая стена 150 мм

120

1,1

Брусовая стена 200 мм

160

Стена по деревянному каркасу с утеплением 150 мм

30-50

Перегородки из гипсокартона 80 мм

30

Перекрытие из плит ПК с цементной стяжкой

625

1,2

Перекрытие деревянное с утеплением

150

1,1

Фундамент из железобетона в кг/м3 (!)

2500

1,2 — для сборного 1,3 — для монолитного

Крыша с учетом типа покрытия

Металл

60

1,05

Керамика

120

1,2

Битумные материалы

70

1,1

Временные нагрузки

От людей и мебели

150

1,2

Снежный покров

По СП “Нагрузки и воздействия” табл. 10.1 с учетом расположения участка строительства

1,4

Нагрузку на фундамент каждого типа, чтобы верно посчитать сечение, умножают на коэффициент надежности.

Определение размеров основания: пример

Схема с размерами ленточного основания

Теперь можно приступать к расчету необходимого для заливки фундамента бетона. Количество арматуры чаще всего не считают, так как ее пойдет минимум, учитывая массу бани. Поэтому принимают за единственно верный показатель − объем бетона. Для бани площадью 100 м 2, ширина бетонной ленты 0,4 м и глубина 0,6 м, необходимое количество бетона будет составлять 100 х 0,4 х 0,6=24 м 3. Это тот объем бетона, который нужно изначально подготовить, чтобы одновременно залить ленточный фундамент для бани.

Можно также учесть арматурный пояс. Его делают с продольных металлических ребристых прутьев диаметром 12 мм и вертикальных прутьев сечением 10 или 8 мм. Горизонтальные пояса устанавливают с интервалом 2030 см от глубины до поверхности, но обязательно края должны быть спрятаны в фундаменте на расстоянии до 5 см от поверхности.

Нередко используют несъемную опалубку, которая обеспечивает дополнительную несущую способность основанию и делает поверхность максимально гладкой. В этом случае, вертикальные прутья должны быть спрятаны в бетоне, интервал между поясами составляет 50−60 см. Все соединения следует делать только с помощью проволоки или зажимов, сварку лучше не использовать.

Рекомендуется делать расчеты ленточных оснований для любого здания, даже небольшого гаража или хозяйственной постройки. Так как только после правильного расчета нулевого уровня, выбора оптимальных строительных материалов и конструкций будет гарантия того, что сооружение прослужит максимально возможный срок.

Расчет материалов Вы так же можете произвести на нашем онлайн калькуляторе доступном в меню.

Методы

Общие рекомендации по размерам и заглублению могут оказаться полезными, но гораздо правильнее будет ориентироваться на результаты расчетов профессионального уровня. Большое значение при их выполнении имеет методика послойного суммирования. Она позволяет уверенно оценивать осадку основания, покоящегося на природной подложке из песка или грунта. Важно: существуют отдельные ограничения для применимости такого метода, но разобраться в этом глубоко смогут только специалисты.

Необходимая формула включает:

Методы
  • безразмерный коэффициент;
  • среднестатистическое напряжение элементарного грунтового слоя под действием внешних нагрузок;
  • модуль повреждения почвенной массы при первичной загрузке;
  • он же при вторичной загрузке;
  • средневзвешенное напряжение элементарного грунтового слоя под собственной массой, извлеченной при подготовке котлована почвы.

Нижнюю линию сжимаемого массива определяют теперь по полному напряжению, а не по дополнительному воздействию, как это рекомендуют строительные нормы и правила. В ходе лабораторных испытаний свойств почвы рассматривается сейчас обязательно нагружение с паузой (временным освобождением). Сначала основание под фундаментом условно разбивается на слои идентичной толщины. Затем измеряют напряжение на стыках этих слоев (строго под серединой подошвы).

После этого можно установить напряжение, создаваемоесобственной массой почвы на внешних границах слоев. Следующим шагом становится определение низовой линии толщи, подвергающейся сжатию. И только после всего этого можно, наконец, рассчитать как следует осадку фундамента в целом.

Методы

Для расчета внецентренно нагруженного основания дома практикуется иная формула. Она исходит из того, что требуется усиливать внешнюю границу несущего блока. Ведь именно туда будет приложена основная часть нагрузки.

Компенсировать изменение вектора приложения силы можно за счет армирования, но оно должно проводиться в строгом соответствии с проектными условиями. Иногда армируют подошву или ставят колонну. Начало расчета подразумевает установление сил, которые действуют по периметру фундамента. Упростить вычисления помогает сведение всех сил к ограниченному набору результирующих показателей, по которым можно судить о характере и интенсивности прилагаемых нагрузок. Очень важно правильно вычислить точки, в которых будут прилагаться результирующие силы к плоскости подошвы.

Далее занимаются собственно вычислением характеристик фундамента. Начинают с определения той площади, которую он должен иметь. Алгоритм примерно одинаков с тем, который используется и для нагруженного по центру блока. Разумеется, получить точные и окончательные цифры можно только при сдвиге на необходимые величины. Профессионалы оперируют таким показателем, как эпюра грунтового давления.

Методы

Рекомендуется делать ее величину равной целому числу от 1 до 9. Такое требование связано с обеспечением надежности и устойчивости конструкции. Обязательно высчитывается пропорция наименьшей и наибольшей нагрузок по проекту. Во внимание следует принимать как особенности самой постройки, так и применение тяжелой техники в ходе строительства. Когда предусмотрено воздействие крана на нагруженную за пределами центра фундаментную конструкцию, не допускается, чтобы минимальное напряжение было меньше 25% от максимального значения. В тех случаях, когда строительство будет вестись без использования тяжеловесных машин, приемлемым уровнем является любое положительное число.

Наивысшее допускаемое сопротивление грунтовой массы должно на 20% превосходить самый значительный уровень воздействия, возникающего снизу от подошвы. Рекомендуется просчитывать армирование не только наиболее нагружаемых участков, но и прилегающих к ним конструкций. Дело в том, что прилагаемая сила может смещаться по вектору вследствие износа, реконструкции, капитального ремонта или иных неблагоприятных факторов. Очень важно учесть все те явления и процессы, которые способны оказать вредное действие на фундамент и ухудшить его характеристики. Консультация со стороны профессиональных строителей поэтому отнюдь не будет лишней.

Средние значения для разных типов домов

В зависимости от типа грунта, строительными нормами рекомендованы такие значения ширины ленты:

  1. Для садовых построек, бани – от 25 см до 65 см.
  2. Для дачи в 1 этаж с мансардой – от 30 см до 85 см.
  3. Для двухэтажного коттеджа – 50-60 см.
  4. Для дома в 2 или 3 этажа – 65-85 см.

Ориентируясь на эти цифры, можно проводить расчеты, учитывая тип грунта на участке. Чем ниже его несущая способность, тем шире должна быть и лента фундамента, и его подошва. Также многое зависит от используемых материалов для возведения стен, перекрытий – при меньшей массе можно взять меньшее из значений.

К примеру, для коттеджа в 2 этажа, построенного по каркасной технологии, берут ширину ленты 50 см, а для такого же дома, но уже из кирпича – 60 и более см.