Расчет фундамента
Исходные данные для расчета монолитного ленточного фундамента
Для расчета используем следующие данные: - тип фундамента – ленточный монолитный; - размеры дома: длина АхВ = 8х6 м, - ширина верхней части ленты фундамента – а = 0,4 м, нижней – b = 0,5 м; - стены — пустотелый кирпич, толщина 0,35 м; - этажность - 1 этаж; - полы насыпные по грунту; - крыша двухскатная из металлочерепицы под углом 27 градусов по деревянным лагам; - чердачное перекрытие — деревянное; - грунт — суглинок.
Расчет монолитного ленточного фундамента
В расчете ленточного фундамента необходимо выбрать глубину его заложения. При выборе этого параметра руководствуются следующими соображениями: - она должна быть минимальной из соображений экономии ресурсов; - должна учитывать глубину промерзания грунта и гидрогеологические условия; - глубина заложения должна учитывать конструктивные особенности здания (наличие подвала и пр.).
Примем глубину заложения равной h = 1,5 м.
Наибольшая нагрузка ожидается на боковых участках фундамента длиной 8 м, которые воспринимают нагрузки от боковых стен и кровли. В расчете должны быть учтены (просуммированы) нагрузки от следующих элементов: - от непосредственно фундамента; - от стен; - от перекрытий; - от кровли; - от снега.
Нагрузка от фундамента определяется, как произведение плотности материала фундамента на объем 1 м его длины, и для заданных условий составляет:
Nф = ρ х (a x b)/2 x h x L = 2500 х (0,4 х 0,5)/2 х 1,5 х 1 = 1687,5 кгс
Плотность различных материалов, используемых для изготовления фундамента, представлена в таблице 1.
Табл. 1 - Плотность материала фундамента
Нагрузка от наружных стен определяется, как произведение объема погонного метра стены над фундаментом на нагрузку от 1 м3 стены на фундамент (определяется по таблице 2). При высоте стены из пустотелого кирпича Н=3 м и толщине — s=0,35 получим:
Nс = Н х s х 1400 = 3 х 0,35 х 1470 = 1543,5 кгс.
Табл. 2 - Нагрузка на фундамент от 1м3 в зависимости от материала стен
Нагрузка от перекрытия определяется, как произведение грузовой площади чердачного перекрытия на нагрузку на фундамент (определяется по таблице 3). Грузовая площадь распределяется только на стены длиной 8 м, то есть составляет 8 м х 6 м / (8 м + 8 м) = 4 м2. При выборе деревянного чердачного перекрытия по деревянным балкам плотностью 200 кг/м3 нагрузка на фундамент составит: ================= Nп = 4 х 100 = 400 кгс.
При наличии междуэтажных перекрытий расчет ведется аналогичным образом, а значения нагрузок от чердачного и междуэтажного перекрытий суммируются. ================= Табл. 3 - Нагрузка от перекрытий
Нагрузка от крыши определяется тс учетом только горизонтальной проекции крыши. То есть для двухскатной кровли под углом 27 градусов с учетом данных таблицы 4 нагрузка на фундамент будет равна: Nк = 4 х 30=120 кгс. Табл. 4 - Нагрузка от кровли
Для учета воздействия снеговой нагрузки на фундамент необходимо найти произведение нормативной нагрузки снегового покрова и грузовой площади крыши на 1 метр фундамента. Площадь кровли равна удвоенному произведению длины карниза на длину ската Lск и составляет:
Sк = 2 х Lск х А = 2 х В/2 х соs 27 х А = 2 х 6/2 х соs 27 х 8 = 53,87 м2.
Грузовая площадь на 1 м фундамента составит:
Sк / (2хА)= 53,87 / (2 х 8) = 3,36 м2.
С учетом нормативной снеговой нагрузки по СНиП 2.01.07, представленной в таблице 5, найдем снеговую нагрузку на 1 метр фундамента для зоны ІІІ:
Nсн = 3.36 х 100= 336 кгс.
Табл. 5 - Карта снегового зонирования
Общая нагрузка на 1 м длины подошвы фундамента в наиболее нагруженном сечении составит:
N = Nф + Nс + Nп + Nк + Nсн = 1687,5 + 1543,5 + 400 + 120 + 336 = 4087 кгс.
Найдем величину давления на грунт при указанных условиях. Опорная площадь грунта определяется по формуле:
Sг = L х b = 1 х 0,5 см = 0,5 м2 = 5000 см2.
Величина давления на грунт при этом составляет: N / Sг = 4087 / 5000 = 0,81 кгс/см2.
При сопоставлении давления на грунт и величины несущей способности грунта, взятой для суглинков из таблицы 6 (1,5 кгс/см2), показывает, что такой фундамент допустимо использовать для выбранных условий.
Табл. 6 - Расчетные сопротивления грунтов
Исходные данные для расчета столбчатого фундамента
Для расчета используем следующие данные: - тип фундамента – столбчатый; - размеры дома: длина АхВ = 8х6 м, - размеры верхней части столба aхa = 0,35х0,35 м, - размеры верхней части столба bхb = 0,75х0,75 м, - расстояние между столбами L = 2,0 м; - стены — пустотелый кирпич, толщина 0,35 м; - этажность - 1 этаж; - полы насыпные по грунту; - крыша двухскатная из металлочерепицы под углом 27 градусов по деревянным лагам; - чердачное перекрытие — деревянное; - грунт — суглинок.
Расчет столбчатого фундамента
Общая нагрузка, действующая на грунт в наиболее нагруженном сечении, рассчитывается аналогично предыдущему примеру для ленточного фундамента без учета массы самого фундамента. Она составит
Nст = N - Nф = 4087 - 1687,5 = 2399,5 кгс.
Общая нагрузка от столбов на грунт рассчитывается как произведение нагрузки Nст на расстояние L между столбами с учетом массы одного столба, рассчитанной с учетом его геометрии и плотности железобетона, взятой из таблицы 1:
Nст х L + m = Nст х L + ρ х (a x b)/2 x h = 2399,5 х 2 + 2500 х (0,35 х 0,75)/2 х 1,5 = 5291,2 кгс
Опорная поверхность столба составляет:
Sст = b х b = 75х75= 5625 см2.
С учетом несущей способности грунта, взытой из таблицы 6 (1,5 гкс/см2), найдем величну предельных нагрузок фундамента на грунт:
Nпр = 5625*1,5= 8437,5 кгс.
Это значение превышает расчетную нагрузку (5291,2 кгс), поэтому следует считать, что выбранных параметров столбчатого фундамента будет достаточно для возведения дома с указанными характеристиками.