Поперечное сечение ленточного фундамента
Обновлено: 02.05.2024
Сила - всегда сосредоточена, измеряется только в Н.
Давление - распределенная сила, измеряется только в Па (Н/м2).
Для простоты восприятия у нас часто используют кгс, которые по значению равны массе (!), а по размерности Н.
1 кг массы порождает 1 кгс = 10 Н силы (9,8)
1 кг / м2 распределенной массы порождает 1 кгс/м2 = 10 Па давления
А теперь бонус, зачастую кгс обозначают кг. Дабы вообще было весело.
Минимальное содержание арматуры в ленточном фундаменте
Пункт 7.3.5 СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» определяет минимальное относительное содержание рабочей продольной арматуры в железобетонном элементе не менее 0,1 % от площади рабочего сечения этого бетонного элемента.
Пример расчета требуемого сечения арматуры для ленточного фундамента:
Мы собираемся армировать типичный ленточный фундамент для газобетонного мансардного дачного дома с расчетной линейной нагрузкой на фундамент (по британской методике) 30 кН/м. Высота ленточного фундамента 90 см (45 см подземная часть и 45 см надземная часть). На плотной слежавшейся супеси рекомендуемая ширина фундамента – 60 см.
Определяем площадь сечения фундамента 900 мм х 600 мм = 540 000 мм2 . Минимальное достаточное сечение всех стержней арматуры в фундаменте с таким сечением составляет 0,1% от площади сечения: 540 000 / 100 х 0,1 = 540 мм2
Ищем в таблице № 33 ближайшее значение площади сечения арматуры в колонках с 4-мя или с 6-ю стрежнями арматуры. Определяем, что ближайшее значение площади сечения в сторону увеличения соответствует площади 4-х стержней арматуры диаметром 14 мм, либо площади 6 стержней арматуры диаметром 12 мм.
Поскольку ширина ленточного фундамента у нас 600 мм, максимальная величина защитного слоя бетона – по 50 мм (40 мм оптимально) с каждой стороны, то расстояние при армировании ленты 4-мя прутами получается условно 500 мм. Однако такое расстояние противоречит требованиям СП 52-101-2003, где определяется максимальное расстояние между стержнями продольной арматуры в одном ряду как 400 мм.
Следовательно, мы должны выбрать армирование 6-ю стержнями. В нашем случае подойдет армирование 6-ю стержнями (3 в нижнем ряду и 3 в верхнем ряду) арматуры диаметром 12 мм. Можно использовать и 6 стержней арматуры 14 мм, но в этом нет расчетной необходимости. Поперечная арматура должна быть диаметром не менее ¼ диаметра арматуры и при этом не менее 6 мм: 12 мм / 4 = 3 < 6 мм, поэтому используем арматуру диаметром не менее 6 мм. (Оптимально 8 мм).
Конструктивная арматура - Сечение равно 0,1 % от площади сечения по высоте промежутка между слоями арматуры и половине ширины ленты.
Поперечная арматура (хомуты) вязаных каркасов высотой сечения более 80 см- 8 мм
Минимальное количество стрежней продольной арматуры в одном ряду
В балках и ребрах шириной более 15 см число продольных рабочих растянутых стержней в
поперечном сечении должно быть не менее двух. При ширине элемента 15 см и менее допускается устанавливать в поперечном сечении один продольный стержень [пункт 8.3.7 СП 52-101-2003]. При этом устройство ленточных фундаментов шириной менее 15 см не допускается [пункт 3.2.5.2 BS 8004:1986].
Закладываемые проходные элементы через фундаментную ленту
Размер любого проходного элемента через бетон не может быть больше 1/3 ширины фундаментной ленты. Минимальный диаметр проходного элемента – 5 см. Проходные элементы не могут быть расположены ближе друг к другу, чем через промежуток равный 3 своим диаметрам
Нижний защитный слой можно установить, закладывая под нижние стержни арматуры заранее изготовленные бетонные прокладки (сухари) размером 100×100 мм и толщиной, равной требуемой толщине защитного слоя. Применение прокладок из обрезков арматуры, деревянных брусков и щебня запрещается.
Армирование фундаментной ленты выполняют в следующей технологической последовательности, которая позволяет обеспечить правильное положение и закрепление арматуры:
- на подготовке произвести разбивку осей арматурных каркасов ленты;
- выполнить необходимые сгибы стержней арматуры для правильного армирования углов и примыканий;
- уложить нижние арматурные стержни на подкладки-фиксаторы для образования нижнего защитного слоя;
- выполнить требуемые соединения арматуры нахлестом, с помощью лапок (нижний ряд) и армирование углов и примыканий с помощью загибов, П- и Г- образных хомутов;
- установить поперечную арматуру для фиксации верхнего ряда стрежней и выпуски для стен и колонн (если есть), связать их с нижней арматурой;
- установить верхние арматурные стержни, выполнить требуемые соединения арматуры нахлестом, с помощью лапок (нижний ряд) и армирование углов и примыканий с помощью загибов, П- и Г- образных хомутов с обеспечением необходимых расстояний между стыками в одном ряду арматуры и в одном сечении ленты;
- связать стрежни верхнего ряда арматуры с опорными каркасами (хомутами);
- выпуски для стен и колонн связать с верхним рядом арматуры;
- установить фиксаторы для обеспечения боковых защитных слоев бетона;
- установить опалубку;
- проверить отклонения от проектных величин для расположения арматуры и выставления опалубки;
Британский стандарт BS 5328 [таблица 3.1] рекомендует для неармированной бетонной подушки бетонную смесь ST1 следующих пропорций цемент : песок : щебень = 1:3:6 (состав смеси близкий к бетону марки М150), и для армированного бетона смесь ST2 состава цемент : песок : щебень = 1:1,5:3 (состав смеси близкий к бетону марки М350)
Наиболее популярны в частном строительстве ленточные фундаменты. Они могут использоваться под разные дома на различных типах грунтов, расчет их можно сделать своими руками. Для этого не нужны знания высшей математики или сопромата. Есть метод, при котором все просто, правда, громоздко: придется собирать много данных. Этот расчет ленточного фундамента называется «по несущей способности грунта». Но предварительно вам нужно будет собрать нагрузки от дома: рассчитать какая масса будет приходится на каждый квадратный метр (сантиметр) основания. Затем, подбирая ширину подошвы фундамента, выбрать оптимальную ее ширину.
В этой статье описан метод расчета параметров ленточного фундамента (ширины) по несущей способности грунтов
Метод расчета
Ленточный фундамент можно рассчитать двумя способами: по несущей способности грунтов под подошвой и по их деформации. Более прост первый способ. Его и рассмотрим.
Мы точно знаем, что первым строится фундамент. Но проектируется он в последнюю очередь. Его задача передать нагрузку от дома. А ее мы будем знать лишь после того, как определимся с типом всех строительных материалов и их объемов. Так что до начала расчета фундамента необходимо:
- начертить план всего здания со всеми простенками;
- решить, нужен или нет подвал, и какой он должен быть глубины, если нужен;
- знать высоту цоколя и материал, из которого он будет сделан;
- определиться с типом и толщиной используемых материалов для утепления, ветрозащиты, гидроизоляции, отделки как внутри, так и снаружи.
По всем используемым во время стройки материалам нужно найти их удельный вес. Желательно составить таблицу: работать будет проще. Только после этого можно приступать к расчету.
Ленточный фундамент чаще всего делают монолитным или сборным бетонным. Намного реже сегодня делают кирпичные или бутобетонные ленты: они менее надежны, но при этом для их строительства требуется большее количество материала, хотя стоимость его может быть меньше.
Условно расчет ленточного фундамента можно разбить на несколько этапов:
- Определение нагрузки на фундамент.
- Выбор параметров ленты.
- Корректировка в зависимости от условий.
Теперь обо всех этапах подробнее.
Сбор нагрузок на фундамент
На этом этапе суммируется масса всех строительных материалов, которые используются для строительства:
- стен — внешних и внутренних (берется площадь общая, не учитывая вырезы на двери и окна);
- перекрытий пола и материалов для него;
- потолка и потолочного перекрытия;
- стропильной системы и кровельных материалов;
- лестниц и других внутренних элементов дома;
- наружной тепло- ветро- изоляции и отделки;
- цоколя и фундамента (для начала — ориентировочно);
- крепежа (гвозди, саморезы, шпильки и т.д.)
Как уже говорили, к этому моменту уже должен быть готов план здания с более-менее точными размерами. Расчет массы используемых строительных материалов несложен: находите площадь, на которой он будет расположен, умножаете на удельный вес, получаете массу.
Если рассчитываемый элемент прямоугольный, его площадь находите, перемножив длину сторон. Если считаете в метрах, получаете м 2 . Умножив на толщину материала в тех же единицах (в метрах) получаете объем в кубометрах — м 3 . Так работать будет удобнее: большая часть удельной массы стройматериалов дается в килограммах на кубометр (кг/м 3 ). Перемножив найденный объем с удельным весом материала получаете массу материала для этой плоскости.
Пример расчета массы стены
Чтобы стало понятнее, приведем пример. Посчитаем сколько весить будет стена из профилированного соснового бруса 150*150 мм, с обшивкой из липовой вагонки толщиной 14 мм, обрешетка из соснового бруска 50*20 мм. Стена длиной 4 м и высотой 2,8 м.
Удельный вес закупленного соснового бруса (может быть разным) 570 кг/м 3 , вагонки 530 кг/м 3 , бруска 510 кг/м 3 .
Пример расчета нагрузки стены
Площадь стены: 4 м * 2,8 м = 11,2 м 2 .
Объем бруса в стене будет 11,2 м 2 * 0,15 м (толщина бруса) = 1,68 м 3 .
Умножив объем на удельный вес бруса, получим массу стены: 1,68 м 3 * 570 кг/м 3 = 957,6 кг.
Теперь находим объем вагонки на стене: 11,2 м 2 * 0,014 м (толщина вагонки) = 0,16 м 3 .
Сколько весит вагонка узнаем, умножив ее удельный вес на объем: 0,16 м 3 * 530 кг/м 3 = 84,6 кг.
Количество обрешетки считают по-другому: определяем сколько планок прибивается. Мы будем прибивать обрешетку вдоль с шагом 60 см. Получится 5 планок длиной 4 м. Погонных метров всего будет 20. Теперь находим объем: 20 м.п. * 0,05 м * 0,02 м = 0,02 м 3 .
Теперь находим массу обрешетки: 0,02 м 3 * 510 кг/м 3 = 10,2 кг.
Теперь находим массу всех материалов для стены: 957,6 кг + 84,6 кг + 10,2 кг = 1052,4 кг.
Думаем, принцип понятен. Но считать так каждую стену долго. Дальше можно сделать проще: определить, сколько весит один квадратный метр стены, затем найти площадь всех стен, имеющих такую же отделку и получить общую их массу.
Мы рассчитали, что масса стены площадью 11,2 м 2 будет 1052,4 кг. Получается, что один квадрат весит 1052,4 кг / 11,2 м 2 = 93,96 кг/м 2 . Теперь посчитав, площадь всех стен с такой отделкой, можем найти их общую массу. Пусть общая их площадь 42 м 2 . Тогда весить они будут 42 м 2 * 93,96 кг/м 2 = 3946,32 кг.
По такой методике находите массу всех перечисленных элементов. Если они имеют сложную геометрию, разбиваете их на простые фигуры и так определяете площадь. С остальным проблем быть не должно.
Полезная нагрузка дома
Кроме стройматериалов на фундамент будет давить вся обстановка в доме: мебель, техника, люди и т.д. Считать все это очень уж долго, так что при планировании принимают, что на один квадратный метр площади полезная нагрузка составляет 180 кг/м 2 . Чтобы узнать общую полезную нагрузку дома, его площадь (всех этажей) умножаете на эту цифру.
В общую нагрузку от дома необходимо добавить нагрузку от всех предметов интерьера, техники и т.д.
Снеговая нагрузка
В большинстве регионов необходимо еще учитывать нагрузки на фундамент от снега. Снеговые нагрузки определены по регионам (смотрите фото), их значения приведены в таблице.
Снеговые нагрузки по России (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Но так как кровли разные, а них скапливается разное количество снега. Потому в зависимости от угла ската применяются коэффициенты:
- угол наклона меньше либо равен 25° — коэффициент равен 1 (снеговая нагрузка берется из таблицы без изменений);
- угол наклона больше либо равен 60° — коэффициент равен 0 — снеговая нагрузка не учитывается.
Во всех остальных случаях (угол наклона кровли от 25° до 60°) значения выбирают от 0 до 1 (строят график и по нему определяют коэффициент).
Как рассчитать снеговую нагрузку на кровлю? Вы нашил свой регион, знаете среднюю нагрузку на квадрат кровли, определили коэффициент. Теперь необходимо общую площадь кровли умножить на все эти цифры.
Снеговые нагрузки по Украине (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Пример: пусть снеговая нагрузка в регионе 180 кг/м 2 , общая площадь кровли 65 м 2 , коэффициент учета угла ската кровли 0,82 (угол наклона около 30°). Находим снеговую нагрузку: 65 м 2 * 180 кг/м 2 * 0,82 = 9594 кг.
Эту нагрузку необходимо будет добавить к массе дома и его полезной нагрузке.
Расчет ленточного фундамента: определяем ширину подошвы
При расчете ленточного фундамента необходимо будет определить два его параметра:
Третий — длина — известен. Это сумма длин всех стен, под которыми будет закладываться фундамент.
Глубина заложения во многом определяется в зависимости от типа находящихся под подошвой грунтов. Общие рекомендации можно найти в таблице, а описание определения глубины заложения читайте в статье «Какой глубины должен быть фундамент».
Таблица с рекомендуемой глубиной заложения фундамента в зависимости от типа грунта и уровня подземных вод (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Пусть мы примем, что глубина залегания фундамента для наших условий — ниже уровня промерзания грунта, высота цоколя — 20 см. Грунт промерзает в нашем регионе на 1,4 м. По рекомендациям фундамент должен находится на 15 см ниже уровня промерзания. Получаем общую высоту: 1,4 м + 0,2 м + 0,15 м = 1,75 м.
Теперь нужно рассчитать ширину ленточного фундамента. Она зависит от расстояния, на котором находятся стены и материала, из которого будем его строить. Рекомендованные значения приведены в таблице.
Выбираете ширину фундамента в зависимости от материала и расстояния между стенами (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Расчет нагрузки на фундамент
Теперь нужно найти, с какой силой будет давить дом на фундамент. Для этого общую массу дома (масса всех элементов + полезная нагрузка + снеговая) делим на площадь фундамента.
Площадь ленточного фундамента находим умножив ее длину на выбранную в предыдущем пункте ширину. Потом общую нагрузку от дома делим на площадь фундамента в квадратных сантиметрах. Получаем удельную нагрузку на каждый квадратный сантиметр ленточного фундамента.
Пример. Пусть нагрузка от дома 408000 кг, площадь ленточного фундамента (длинна 4400 см, ширина 30 см) — 132000 см 2 . Разделив эти значения, получаем: на каждый сантиметр давит 3,09 кг.
Теперь необходимо узнать, выдержат ли грунты под подошвой фундамента это значение. Любой грунт в состоянии выдержать какое-то давление. Эти значения просчитаны и занесены в таблицу. Находим тип грунта под подошвой фундамента (определяется геологическими исследованиями) и смотрим его удельную несущую способность.
Несущая способность грунтов — сравниваем найденную нагрузку от дома с нормативной для вашего грунта
Если несущая способность грунта больше чем нагрузка от дома, все выбрано правильно. Если нет, необходимо вносить корректировки.
Корректировка параметров
Если нагрузка, передаваемая через ленточный фундамент, для данных грунтов велика, выхода два: использовать при строительстве более легкие материалы или увеличить ширину ленты.
Изменение материала очень трудоемко: часто изменение одного материала тянет за собой цепочку изменений параметров целого ряда других. В результате расчет массы приходится переделывать. Потому чаще увеличивают толщину ленты в фундаменте. Этим увеличивается уменьшается удельная нагрузка. Но слишком широкий ленточный фундамент (шире 60 см), особенно глубокого заложения, невыгоден экономически: большой расход материала и трудозатараты. В этом случае необходимо сравнивать стоимость нескольких типов фундамента.
Ширину монолитно-ленточного фундамента подбирают исходя из рассчитанной нагрузки от дома и несущей способности грунтов
Не забудьте после изменения ширины ленты пересчитать ее массу и соответствующим образом откорректировать массу строения.
Как рассчитать кубатуру фундамента
Учитывать массу фундамента лучше рассчитывая его объем: эта цифра вам пригодится при заливке фундамента: будете знать, сколько заказывать бетона или сколько материалов потребуется закупить.
Все исходные данные уже известны: высота, ширина и длина ленты. Их перемножаете, получаете кубатуру фундамента.
Например, посчитаем объем фундамента для рассчитанной ранее ленты: длинна 44 м, ширина 30 см (0,3 м), высота 1,75 м. Перемножаем: 44 м * 0,3 м * 1,75 м = 23,1 м 3 . Фактически расход, скорее всего, будет немного больше: порядка 25 кубов. На эту цифру и ориентируйтесь при заказе бетона.
Кубатура фундамента рассчитывается исходя из найденных (предполагаемых) размеров ленты: длины, высоты и ширины путем их перемножения
Наиболее популярный фундамент в частном строительстве — ленточный. Это один из наиболее пластичных фундаментов, который можно спроектировать под любое здание и для любых грунтов. Закладывается он по периметру здания и под все несущие перегородки, из-за чего и имеет вид ленты. В поперечном сечении чаще всего имеет вид прямоугольного параллелепипеда, иногда с более широким основанием, иногда без. Ширина ленты в любом месте должна быть одинаковой. Глубина заложения определяется исходя и выбранного типа фундамента, климатических факторов, типа и массы здания, геологического строения на участке и уровня грунтовых вод. Вот все эти факторы в совокупности и определяют параметры ленточного фундамента фундамента.
Виды и типы ленточного фундамента для разных грунтов
Не стоит его делать на нестабильных и водонасыщенных, сильно пучнистых грунтах с большой глубиной промерзания (больше 2 метров). Его можно спроектировать, но стоить он будет очень много. Не подходят они и для торфяников или лессовых почв. Обычно в таких условиях оптимальны другие типы фундаментов. Также не всегда используют ленты для легких построек — каркасных или деревянных: для них есть более дешевый, но не менее надежный тип — столбчатый или свайный (свайно-ростверковый). Во всех остальных случаях именно ленточный фундамент — чаще всего — оптимальный вариант.
Используется он не только при строительстве домов. Его делают при строительстве забора, гаража, капитальных хозпостроек.
Ленточный фундамент очень пластичен — его можно сделать под любое здание и постройку, придав любую форму
Проект: заказывать или нет
Строительство дома требует немалых средств. Закономерно возникает желание сэкономить. Но фундамент — не тот этап, на котором стоит экономить, ведь неправильное его построение приведет к возникновению проблем, на устранение которых потребуется намного больше денег. Потому желательно заказать проект, как и геологическое исследование.
Обойтись без этого этапа можно разве что при строительстве небольших домов, бань, временных или хозяйственных построек. Если же строится будет капитальный дом, причем из тяжелых материалов, то риски слишком велики. Но решать вам.
Собственно, информации достаточно и для самостоятельного проектирования фундаментов, особенно ленточных. Но нехватка знаний и опыта часто приводит к двум противоположным результатам:
- Фундамент сделан с чрезмерным запасом прочности для данных условий. Это хорошо с точки зрения эксплуатации, но ведет к повышенным расходам, часто превышающим стоимость проектирования.
- Недостаточный запас прочности или неправильное проектирование, приведшее к неравномерной осадке грунта. В результате — трещины в стенах дома.
Как видите, оба варианта ведут к перерасходу средств: на этапе строительства или на восстановление и ремонт. И не факт, что проектные работы будут стоить дороже. Скорее, наоборот. Расчет фундамента стоить может примерно 100-250$, но для него необходимы данные по геологии на участке, а эти исследования стоят в районе 1000$. Под небольшое строение можно провести изыскания самостоятельно, а вот под солидное лучше, наверное, довериться профессионалам.
Виды ленточных фундаментов и их использование
При строительстве ленточного фундамента могут использоваться несколько видов материалов, соответственно меняется название, есть отличия и в технологии. Что остается неизменным: рытье котлована и подготовка основания. Остальные этапы могут меняться. Коротко типы можно описать так:
- При использовании бетонного раствора и арматуры ленточный фундамент называют монолитным. Все работы происходят на строительной площадке. Сначала в вырытом котловане устанавливают опалубку — сборную конструкцию, которая придает форму бетонному раствору. Затем укладывают и связывают арматуру, после заливают бетонным раствором. При соблюдении технологии срок эксплуатации монолитного ленточного фундамента порядка 100-150 лет. Потому их имеет смысл использовать под сооружения из материалов, срок эксплуатации которых сопоставим с названным промежутком. Времени на все работы уходит много: на сборку опалубки, вязку арматуры, заливку и обработку раствора. Это все занимает недели.
Чаще всего встречается монолитный ленточный фундамент. Хоть имеет он наибольшую трудоемкость, является единой конструкцией, которая способна перераспределять нагрузки. Потому часто используется на пучнистых грунтах. Если почвы сухие и надежные, можно ставить железобетонный сборный фундамент. Он часто имеет большую стоимость, но на возведение требуется меньше времени, что иногда тоже важно.
Бутовые и бутобетонные фундаменты применяются в основном в регионах с достаточным количеством подходящего материала — в горных или близких к ним. Там, во-первых, основания для них идеальны, во-вторых, имеются и неплохие специалисты, способные грамотно выполнить работы. В равнинных районах доставка камня нерентабельна, да еще и мастера не найдешь.
Кирпичный фундамент в последнее время делают редко. Несмотря на общедоступность материала, он имеет далеко не самые лучшие характеристики и требует значительных затрат на организацию гидроизоляции, а также утепления. В результате стоимость его намного возрастает. При малом сроке эксплуатации это совершенно невыгодно даже на устойчивых грунтах.
Расчет фундамента — ответственный этап подготовки к строительству. Выполнить его нужно для того, чтобы понять какие размеры сечения нужны, сколько необходимо арматуры и какого диаметра. Перед тем как правильно рассчитать опорную часть здания, потребуется собрать исходные данные. Именно от их точности будет зависеть грамотность вычислений.
Что нужно сделать
Чаще всего при частном строительстве используют ленточный фундамент. Такой тип позволяет сделать в доме подвал, но в некоторых случаях он может быть экономически невыгодным. Чтобы составить смету на выполнение работ (или примерно прикинуть, сколько потребуется вложений), нужно выполнить расчет арматуры для ленточного фундамента, также вычислить объем бетона и его геометрические размеры.
Чаще всего в частном строительстве закладывают ленточный фундамент
Методика расчета предполагает вычисление трех величин. Расчет ленточного фундамента в результате должен дать такие сведения о конструкции:
- глубина заложения подошвы;
- ширина основания;
- ширина по всей высоте.
Расчет фундамента для дома из кирпича или других материалов обязательно начинают с определения глубины заложения. Она зависит от пучинистости грунта, уровня грунтовых вод и климата. Если неправильно высчитать эту характеристику, здание может разрушиться под действием сил морозного пучения. Лента будет одновременно подвергаться воздействию влаги и холода, что приведет к неравномерным деформациям и трещинам.
Ширина основания должна быть достаточной для того, чтобы равномерно передать массу здания на грунт. Чем меньше прочность почвы, тем шире потребуется подошва. За счет большой площади удается распределить нагрузку от ленточного фундамента для дома на основание так, что на каждый его участок приходится не больше допустимой величины.
Фундамент должен быть заложен ниже уровня промерзания грунта
Ширина ленты по всей высоте обычно принимается конструктивно. Она должна быть чуть больше наружных стен. При этом учитывают способ изготовления ленты. Для монолитного фундамента может быть достаточно ширины сечения 200—300 мм, в то время как сборный рекомендуют делать не менее 400—600 мм. Также этот показатель зависит о глубины заложения. Чем она больше, тем сильнее будут опрокидывающие воздействия (потребуются более мощные стены подвала).
Подготовительные работы
Перед тем как рассчитать фундамент для дома, проектировщику нужно выяснить геологические данные участка. Для крупных зданий выполняют специальные геологические изыскания. В частном строительстве допустимо провести исследования самостоятельно. При этом все характеристики назначаются по визуальному осмотру.
Чтобы правильно рассчитать фундамент, почву исследуют двумя способами:
- отрывка шурфов, которые представляют собой глубокие ямы с размерами в плане 1х2 м (в среднем);
- бурение скважин ручным буром.
В первом случае на тип грунта смотрят по стенкам шурфа. Во втором — проверяют почву на лопастях бура.
Для исследования почвы проводят осмотр стенок шурфа
Исследования проводят на глубину, которая на 50 см превышает предполагаемое заложение ленты (которое назначили только по отметке промерзания). При проведении работ надо выяснить следующие характеристики:
- тип грунта в уровне подошвы;
- расположение уровня грунтовых вод (УГВ);
- наличие на участке линз слабой почвы.
Чтобы точно понять УГВ, потребуется провести исследование в нескольких точках. Минимум одна из этих точек должна находиться в низине участка. Работа в засуху не дает точного результата, поскольку влага может уйти глубоко в землю.
Лучше всего выяснять УГВ весной. В этом случае фундамент ленточный не будет бояться даже половодья.
Линзы слабого грунта найти бывает сложно. Для этого нужно делать шурфы или скважины очень часто. В большинстве ситуаций в этом нет необходимости. Если во время строительства обнаружится такая неприятность, ее засыпают щебнем, гравием или песчано-гравийной смесью.
Если УГВ на участке находится глубоко, то можно использовать ленту глубокого заложения (более 1,5 м). При этом вода должна располагаться на 50 см ниже подошвы здания. При расположении УГВ на расстоянии менее чем 1,5 м от поверхности, разумно выбрать мелкозаглубленную конструкцию. Но такой тип имеет ограничения. Если влага находится выше, стоит рассмотреть другой вариант фундамента: плиту или сваи.
Выбор фундамента по заглублению зависит от УГВ
Чтобы выполнить расчет основания фундамента, потребуется знать прочность почвы. Характерные признаки каждого типа грунта можно найти в ГОСТ 25100-2011. Особое внимание стоит обратить на приложения к этому документу. Несущую способность каждого типа берут из таблицы ниже.
| Тип основания | Максимальная несущая способность в кг/см2 |
|---|---|
| Галька с примесью глины | 4,50 |
| Гравийный | 4,00 |
| Песок крупной фракции | 6,00 |
| Песок средней фракции | 5,00 |
| Песок мелкой фракции | 4,00 |
| Песок пылеватой фракции | 2,00 |
| Суглинок или супесь | 3,50 |
| Глинистый | 6,00 |
| Просадочный | 1,50 |
| Насыпной с уплотнением | 1,50 |
| Насыпной без уплотнения | 1,50 |
Типы, которые обладают прочностью 2 и менее кг/см2, не рекомендуют использовать в качестве основания. Перед строительством потребуется выполнить их замену на песок средний или крупный.
Расчет продольной рабочей, конструктивной и поперечной арматуры для ленточного фундамента. Калькулятор основан на СП 52-101-2003 (СНиП 52-01-2003, СНиП 2.03.01-84), Пособие к СП 52-101-2003, Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предв. напряжения).
Алгоритм работы калькулятора
Конструктивное армирование
Если выбран данный пункт меню, калькулятор рассчитает минимальное содержание рабочей продольной арматуры для конструкции фундамента согласно СП 52-101-2003. Минимальный процент армирования для железобетонных изделий лежит в диапазоне 0.1-0.25% от площади сечения бетона, равной произведению ширины ленты на рабочую высоту ленты.
СП 52-101-2003 Пункт 8.3.4 (аналог Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.11, Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.8)
Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.11
В нашем случае минимальный процент армирования составит 0.1% для растянутой зоны. В связи с тем, что в ленточном фундаменте растянутой зоной может быть как верх ленты, так и низ, процент армирования составит 0.1% для верхнего пояса и 0.1% для нижнего пояса ленты.
Для продольной рабочей арматуры используются стержни диаметром 10-40мм. Для фундамента рекомендуется использовать стержни диаметром от 12мм.
Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.17
Руководство по конструированию бетонных и ж/б изделий из тяжелого бетона пункт 3.11
Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.27
Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.94
Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.94
Расстояние между стержнями продольной рабочей арматуры
Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.13 (СП 52-101-2003 Пункт 8.3.6)
Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.14 (СП 52-101-2003 Пункт 8.3.7)
Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.95
Конструктивная арматура (противоусадочная)
Согласно руководству по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.104 (аналог Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.16) для балок высотой более 700мм предусматривается конструктивная арматура по боковым поверхностям (2 прутка арматуры в одном горизонтальном ряду). Расстояние между стержнями конструктивной арматуры по высоте должно быть не более 400мм. Площадь сечения одной арматуры должна составлять не менее 0,1% от площади сечения, равной по высоте расстоянию между этими стержнями, по ширине половине ширины ленты, но не более 200мм.
Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.104 (Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.16)
Пример
Исходные данные:
- Размеры фундамента в плане: 10х10м (+одна несущая внутренняя стена )
- Ширина ленты: 0.4м (400мм)
- Высота ленты: 1м (1000мм)
- Защитный слой бетона: 50мм (выбран по умолчанию)
- Диаметр арматуры: 12мм
Рабочая высота сечения ленты [ho] = Высота ленты – (Защитный слой бетона + 0.5 * Диаметр рабочей арматуры) = 1000 – (50 + 0.5 * 12) = 944 мм
Площадь сечения рабочей арматуры для нижнего (верхнего) пояса = (Ширина ленты * Рабочая высота сечения ленты) * 0.001 = (400 * 944) * 0.001 = 378 мм2
Подбираем кол-во стержней по СП 52-101-2003 приложения 1.
Сечение подбираем большее либо равное найденному сечению выше.
Получилось 4 стержня арматуры диаметром 12мм (4Ф12 А III) с площадью поперечного сечения 452мм.
Итак, мы нашли стержни для одного пояса нашей ленты (допустим нижнего). Для верхнего получится столько же. В итоге:
Кол-во стержней на нижний пояс ленты: 4
Кол-во стержней на верхний пояс ленты: 4
Общее кол-во продольных рабочих стержней: 8
Общее сечение продольной рабочей арматуры на ленту = Поперечное сечении одного стержня * Общее кол-во продольных стержней = 113.1 * 8 = 905мм2
Общая длина ленты = Длина фундамента * 3 + Ширина фундамента * 2 = 10 * 3 + 10 * 2 = 50м (47.6м в калькуляторе с учетом ширины ленты)
Общая длина стержней = Общая длина ленты * Общее кол-во продольных стержней = 47.6 * 8 = 400м = 381м
Общая масса арматуры = Масса одного метра арматуры (находим по таблице выше) * Общая длина стержней = 0.888 * 381 = 339кг
Объем арматуры на ленту = Сечение одной продольной арматуры * Общую длину стержней / 1000000 = 113.1 * 381 / 1000000 = 0.04м3
Расчетное армирование
Если выбран данный тип меню, то расчет продольной рабочей арматуры для растянутой зоны будет выполнен по формулам пособия к СП 52-101-2003.
В нашем случае растянутая арматура устанавливается сверху и снизу ленты, поэтому у нас будет рабочая арматура и в сжатой и в растянутой зоне.
Пример
Исходные данные:
- Ширина ленты: 0.4м
- Высота ленты: 1м
- Защитный слой бетона: 50мм
- Марка (класс) бетона: М250 | B20
- Диаметр арматуры: 12мм
- Класс арматуры: А400
- Макс. изгибающий момент в фундаменте: 70кНм
Для нахождения Rb воспользуемся таблицей 2.2 пособия к СП 52-101-2003
Для нахождения Rs воспользуемся таблицей 2.6 пособия к СП 52-101-2003
Максимальный изгибающий момент [M] у нас был предварительно найден. Для его нахождения понадобится знать распределенную нагрузку от веса дома (включая фундамент). Для данных целей можно воспользоваться калькулятором: Вес-Дома-Онлайн v.1.0
Расчетная схема для нахождения изгибающего момента: балка на упругом основании.
Расчет для наглядности будем производить в [см].
Рабочая высота сечения [ho] = Высота ленты – (Защитный слой бетона + 0.5 * Диаметр арматуры) = 100см – [5см + 0.6см] = 94.4см
Am = 700000кгс*см / [117кг/см2 * 40см * 94.4см * 94.4см] = 0.016
As = [117кгс/см2 * 40см * 94.4см] * [1 – кв. корень (1 – 2 * 0.016)] / 3650кгс/см2 = 2,06см2 = 206мм2
Теперь нам нужно сравнить площади сечения рабочей арматуры полученную по расчету и площадь сечения конструктивного армирования (0.1% от сечения ленты). Если площадь конструктивного армирования окажется больше расчетного, то принимается конструктивное, если нет то расчетное.
Площадь сечения растянутой арматуры при конструктивном армировании (0.1%): 378мм2
Площадь сечения растянутой арматуры при расчете: 250мм2
В итоге выбираем площадь сечения при конструктивном армировании.
Поперечное армирование (хомуты)
Поперечное армирование рассчитывается по данным пользователя.
Нормативы поперечного армирования
Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.18
Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.21
Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.21
Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.23
Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.20
Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.105
Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.106
Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.107
Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.109
Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 3.111
Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона. Пункт 2.14
Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.24
Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.22
Защитный слой бетона
Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.6
Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.8 (Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.4)
Полезное
Комментарии
Проводил тестирование калькулятора. В целом очень ПОЛЕЗНАЯ и НУЖНАЯ вещь. Конечно понятно, что учесть все возможные варианты конструкций фундаментов нереально, но чуть разнообразить можно. То есть, добавить еще хоть одну горизонтальную ленту в 2-3-А-Е. (Конечно назначение толщины внутренних лент. но эх и так хорошо.) Но опять повторюсь - Хороший калькулятор!
@Верфольф, спасибо за тест. Ну если спрос будет на ваше пожелание, то конечно же сделаю. Просто действительно всех конфигураций лент охватить не могу, но самые популярные постараюсь.
Добрый день. Калькулятор считает количество рядов рабочей продольной арматуры исходя из норматива 0.1% от площади сечения ленты, но получается, что он удваивает результат (не учитывает, что рядов 2 - верхний и нижний). Например, для ленты 50см шириной и 2м высотой (площадь сечения 1 000 000 мм кв.), калькулятор предлагает использовать аж 20 ! стержней 12мм арматуры (по 10 вверху и внизу), хотя суммарная площадь сечения арматуры в этом случае будет более 2200мм кв., что превышает 0.1% от площади сечения ленты более чем в 2 раза. Поправьте, если я не прав.
Калькулятор делает расчет для железобетонного фундамента. Согласно Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.11 Элементы, не удовлетворяющие требованиям минимального армирования относятся к бетонным элементам. То есть если даже вы выбрали армированию и по расчету и оно у вас получилось меньше минимального, то калькулятор выбирает минимальное армирование. А вот нужен ли вам железобетонный фундамент это уже другой вопрос.
Читайте также: