Калькулятор расчет несущей способности фундамента: Онлайн калькулятор диагоналей для расчета фундамента и крыш

Разное / 05.04.1980 / alexxlab / 0

Калькулятор отмостки вокруг дома — онлайн расчёт

Информация

Чтобы максимально эффективно отвести воду от дома, вокруг него требуется построить специальное сооружение – отмостку. А правильно рассчитать количество необходимого материала поможет калькулятор отмостки вокруг дома.

Зачем нужна отмостка вокруг дома?

Прежде всего, давайте определимся: если Вам требуется отвести воду от строящегося (или уже построенного) дома, Вам требуется настоящая и качественная отмостка. Какой она должна быть?

В чём заключается ключевая задача отмостки? Будучи водонепроницаемой площадкой (как правило около 1 метра), отмостка отводит дождевую воду от дома. Чаще всего в её конце расположен желоб, по которому вода попадает уже в дренажную систему. Сама же отмостка обычно строится либо из бетона, либо из брусчатки.

Какой должна быть отмостка?

Одна из особенностей правильной отмостки – это её утепление, которое чаще всего проводится при помощи экструдированного пенополистерола. Такой утеплитель даёт основанию отмостки очень важные качества – жёсткость и прочность. Но главная задача утепления заключается в том, чтобы не дать промёрзнуть грунту под самой отмосткой. В противном случае она не только потеряет приличный внешний вид, но и утратит способность отводить воду от дома. А если у Вас есть подвал или цокольный этаж, отмостка с утеплением будет сохранять тепло данных помещений.

Внимание! Частой ошибкой в обустройстве отмостки, является не правильная подсыпка.  Если у Вас есть дренаж, и предусмотрена мембрана, то можно использовать щебень. Если же у Вас отвод воды только от фундамента, то использовать щебень нельзя. Ибо он будет пропускать через себя верхние воды, которые будет подтапливать фундамент.

Чтобы соорудить качественную отмостку, которая прослужит не один десяток лет и не потребует запредельных вложений в строительство, потребуется расчёт отмостки, а, вернее, строительных материалов (бетона, арматуры, досок для опалубки и так далее).

Теперь сделать это стало ещё проще, используя калькулятор отмостки.

Калькулятор отмостки вокруг дома

Вначале укажите размеры дома: либо внесите параметры длины и ширины, либо периметр (если такая информация у Вас под рукой). Далее переходим ко внесению данных по самой отмостке. Вам потребуется определиться с шириной и материала, из которого Вы будете её делать: из бетона или брусчатки. После этого, определившись с высотой стяжки, с помощью нашего калькулятора опционально можно рассчитать и другие параметры: опалубка, арматурная сетка, утеплитель и гидроизоляцию. И, конечно же, приятный бонус – если Вы задумали приготавливать бетонную смесь самостоятельно, программа содержит в себе калькулятор бетона для отмостки. Он поможет Вам рассчитать её параметры – количество песка, цемента, щебня и воды.

После того, как Вы внесли все необходимые данные, нажмите на кнопку «рассчитать», и результаты расчёта мгновенно отобразятся в правой части экрана. Теперь у Вас перед глазами нужно количество бетона (или его составляющих, армирующей сетки, досок для опалубки, гидроизоляции и утеплителя. Пользуйтесь нашим строительным калькулятором, он предельно точный, бесплатный и абсолютно бесплатный. Удачного Вам строительства!

сбор нагрузок, онлайн калькулятор, примеры и таблицы

Расчет фундамента — это важнейший вопрос, с которого должно начинаться строительство. От правильности сооружения основания постройки в будущем будет зависеть ее долговечность, да и вообще безопасность проживания.

Полный расчет фундамента является достаточно сложной задачей, доступной только для специалистов, но упрощенный расчет дает возможность обеспечить необходимый уровень надежности.

В действующих нормативных документах изложены основные правила таких расчетов, что и следует учитывать при планировании частного строительства (смотрите: типы частных домов).

Принципы расчетов

Расчет фундамента строения включает определение таких важнейших параметров, как заглубление, площадь опоры на грунт, размеры основания. Он должен учитывать все определяющие факторы – геофизические характеристики грунта, климатические особенности, величины и направленность нагрузок, в том числе от веса всех элементов строения и самого фундамента.

Необходимые исходные данные следует брать у организаций, специализирующихся на геологических изысканиях, а также из проверенных источников.

Прежде чем приступить к строительству, необходимо определить потребность в бетоне, армирующих элементах и других материалах. Возведение фундамента нельзя останавливать на середине, а потому расчеты должны помочь правильно закупить нужное их количество.

Следует учитывать, что расчеты несколько различаются для разных типов фундаментов. Свои методики существуют для ленточных, столбчатых, плитных и свайных вариантов оснований. При отсутствии достоверных данных о состоянии грунта в месте закладки дома, придется проводить геологические исследования с привлечением специалистов.

Учет состояния грунта

Несущая способность грунта считается важнейшей характеристикой, определяющей тип и размеры фундамента. Она, прежде всего, зависит от его плотности и структуры. Оценить ее можно по сопротивлению нагрузкам – Rо, указывающей какая нагрузка на единицу площади допустима без его проседания (на поверхностном уровне). Выражается Rо в кг/см² и считается табличной, т.е. справочной, величиной.

Величина сопротивления зависит от пористости (плотности) почвы и ее увлажненности. В таблице ниже приведены значения этого показателя для наиболее типичных почв.

Значения сопротивления нагрузке для некоторых типов грунта:

Достаточно высоким сопротивлением обладают гравийные и щебневые грунты – 4-5 и 4,4-6 кг/см², соответственно, в зависимости от глинистого или песчаного наполнения. Крупнозернистый песчаник имеет Rо 3,6-4,4 кг/см², песчаник средней зернистости – 2,6-3,4 кг/см², мелкозернистый песчаник – 2-3 кг/см² в зависимости от увлажненности.

С увеличением глубины залегания пласта меняется плотность грунта, а значит, и сопротивление нагрузкам. Его значение на разных глубинах (h) можно определить по формуле R=0,005R0(100+h/3).

При определении заглубления фундамента важную роль играют такие параметры состояния грунта:

1. Уровень расположения грунтовых вод. Фундамент не должен доходить до водного пласта. Этот параметр часто становится определяющим для выбора типа основания. В частности, при высоком расположении вод приходится возводить плитный фундамент.
2. Глубина зимнего промерзания грунта. Подошва фундамента должна располагаться на 30-50 см ниже уровня промерзания. Дело в том, что при замерзании грунт сильно вспучивается, что создает выталкивающую нагрузку на основание.
3. Уровень залегания высокопучинистых пластов. Фундаментную подошву нельзя упирать в такой грунт, а значит, его следует пройти насквозь.

Заглубление фундамента частного дома обычно не рассчитывается, т.к. требует использования сложной методики. Его выбор осуществляется, исходя из указанных практических рекомендаций.

Расчет опорной площади

При выборе фундамента важно правильно определить минимально допустимую площадь его опоры на грунт. Ее можно вычислить по формуле S= γn · F / (γc · Rо), где:

• γc – коэффициент эксплуатационных условий;
• γn – коэффициент запаса надежности, принимаемый равным 1,2;
• F – полная (суммарная) нагрузка на грунт.

Коэффициент эксплуатационных условий (условий работы) зависит от характера грунта и сооружения. Так, на глинистых почвах для кирпичных конструкций он принимается равным 1,0, а для деревянных – 1,1.

В случае песчаного грунта: γc равен 1,2 при больших и длинных строениях, жестких небольших домах; 1,3 – для любых маленьких построек; 1,4 – для больших не жестких домов.

Сбор нагрузок на грунт (F)

Вес сооружения

Основу расчета составляет нагрузка, возникающая от веса всех элементов сооружения, включая сам фундамент. Конечно, подсчитать точно массу всех конструктивных деталей достаточно сложно, а потому принимаются средние значения удельного веса, отнесенного к единице площади поверхности.

Стеновые конструкции:

• каркасные дома с утеплителем при толщине стены 15 см – 32-55 кг/м²;
• бревенчатый и брусчатый сруб – 72-95 кг/м²;
• кирпичная кладка толщиной 15 см – 210-260 кг/м²;
• стены из железобетонных панелей толщиной 15 см – 305-360 кг/м².

Перекрытия:

• чердак, деревянное перекрытие, пористый утеплитель – 75-100 кг/м²;
• то же, но с плотным утеплителем – 140-190 кг/кв.м;
• напольное перекрытие (цокольное), деревянные балки – 110-280 кг/м²;
• перекрытие бетонными плитами – 500 кг/м².

Крыша:

• металлическая кровля из листа – 22-30 кг/кв.м;
• рубероид, толь – 30-52 кг/кв.м;
• шифер – 40-54 кг/кв.м;
• керамическая черепица – 60-75 кг/кв.м.

Расчет веса сооружения с учетом приведенных удельных весов сводится к определению площади соответствующего элемента и перемножении ее на данный показатель. В частности, для получения площади стен надо знать периметр дома и высоту стен. При расчете кровли необходимо учитывать угол ската.

Вес фундамента и снеговая нагрузка

Площадь опоры сооружения определяется на уровне подошвы, а значит, в суммарной нагрузке на грунт необходимо учитывать еще и вес фундамента. Методика расчета зависит от его типа:

1. Ленточный фундамент. Прежде всего, определяется заглубление (Нф), которое должно быть ниже уровня промерзания. Например, при уровне 1,3 м нормальное заглубление составляет 1,7 м. Затем, определяется периметр ленты (Р), как 2(а+в), где а и в – длина и ширина дома, соответственно. Ширина ленты (bл) выбирается с учетом толщины стены. В среднем она составляет 0,5 м. Соответственно, объем ленточного фундамента V=P x bл х Нф. Умножив его на плотность армированного бетона (в среднем 2400 кг/м³), получим расчетный вес ленточного фундамента.
2. Столбчатый фундамент. Расчет ведется на каждую опору. Вес одного столба определится, как произведение плотности бетона на объем заливки (V=SxНф, где S – площадь столба). Кроме того, обязательно учитывается вес ростверка, который рассчитывается аналогично ленточному фундаменту.
3. Для определения веса монолитной бетонной плиты вычисляется ее объем (V=SxНф, где S – площадь плиты). Заглубление обычно составляет порядка 40-50 см.

В зимнее время нагрузка на грунт может значительно увеличиться за счет скопления снега на кровле. Принято считать, что при скате кровли с углом более 60 градусов, снег не накапливается, и снеговую нагрузку можно не учитывать.

При меньшем угле наклона крыши учитывать ее необходимо. Многолетние наблюдения дают такие параметры этой нагрузки:

• северные районы – 180-195 кг/м²;
• средняя полоса РФ – 95-105 кг/м²;
• южные регионы – до 55 кг/м².

После определения всех указанных весовых параметров можно приступить к расчету минимальной площади подошвы по вышеприведенной формуле. Полная нагрузка на грунт (F) определится, как сумма веса стен, перекрытий, кровли, фундамента и снеговой нагрузки.

При расчете столбного и свайного фундамента суммарная нагрузка делится на количество опор, т.к. ростверк равномерно распределяет ее на опоры.

Расчет потребности в бетоне

Работы по заливке бетона нельзя останавливать, не закончив их полностью. Для этого важно правильно оценить потребность в нем. Расчет необходимого количества проводится с учетом типа фундамента:

1. Ленточный вариант. Порядок расчета можно рассмотреть на примере. Фундамент делается для дома размером 6х8 м. Глубина промерзания грунта составляет 1 м, а потому заглубление выбираем 1,4 м. Ширина ленты (уточненная по расчету минимальной площади опоры) – 0,5 м. Объем фундамента составит V=PxbлхНф, т.е. (2х6х8)х1,4х0,5=67,2 м³. Рекомендуется взять запас порядка 8-10 процентов. Окончательно, для данного фундамента потребуется 74 м³ бетона.
2. Столбчатый тип. Если опора имеет прямоугольное сечение, то площадь ее определится, как произведение двух сторон. При возведении столба круглой формы применяется известная формула расчета окружности S=3.14R2, где R – радиус столба.
3. Плитный фундамент. Объем определяется по формуле для правильного параллелепипеда, т.е. V=axbxHф, где а и b – размеры сторон плиты (м). Например, для дома 6х8 м при заглублении 0,4 м объем составит 19,2 м³.

Несколько сложнее учесть дополнительную потребность в бетоне при формировании ребер жесткости на плитном основании. Они изготавливаются обычно с шагом 2 м, причем по краям они располагаются обязательно.

Для выбранного примера количество ребер по длине составляет 4, а по ширине 3. Общая длина этих элементов составит (8х4)+(6х3) =50 м. Наиболее характерная ширина и высота ребра – 0,1 м. Следовательно, общий дополнительный объем бетона составит 50х0,1х0,1=0,5 м³.

[stextbox id=’warning’]Советуем почитать: Марка бетона и пропорции для фундамента частного дома[/stextbox]

Расчет потребности арматуры

Перед началом работ важно правильно оценить и потребность материалов для обеспечения армирования фундамента. Расчет проводится следующим образом.

Ленточный фундамент

Для него обычно используется 2 горизонтальных ряда стальной арматуры периодического профиля диаметром 10-14 мм.

Для вертикальной и поперечной увязки можно применять гладкие стержни диаметром 8-10 мм.

Связка стержней между собой обеспечивается стальной вязальной проволокой.

Пример расчета для дома 6х8 м. Общая длина фундамента – 28 м. Для продольного армирования используется арматура диаметром 12 мм, и она укладывается по 2 штуки в каждом ряду (в сечении – 4 штуки). Стандартная длина стержней – 6 м.

При соединении применяется нахлест в 0,2 м, а стыков потребуется на 28 м не менее 5. Для горизонтальной армировки нужно 28х4=112 м. Дополнительно, на нахлесты – 5х4х0,2=4 м. Общий итог – 116 м.

Для вертикальной увязки нужны стержни диаметром 8 мм. При высоте фундамента 1,4 м длина каждого стержня составит 1,2 м. Устанавливаются они с шагом 0,6 м, т.е. количество стержней на всю длину 2х28/0,6=94 штуки.

Общая длина составит 94х1,2=113 м. В поперечном направлении связка обеспечивается в тех же точках. При ширине ленты 0,4 м длина каждого стержня составляет 0,3 м. Потребность определится, как 94х0,3=29 м. Общая потребность в арматуре диаметром 8 мм составит 142 м.

Потребность в вязальной проволоке определяется по количеству узлов. В одном сечении их 4 штуки, а общее количество 4х28/0,6 =188. Для одной связки потребуется порядка 0,3 м проволоки. Суммарная потребность – 0,3х188=57 м.

[stextbox id=’warning’]Еще по теме: Правила армирования ленточного фундамента[/stextbox]

Расчет онлайн размеров, потребности арматуры и бетона

Столбчатый

Арматура устанавливается в вертикальном положении (стержни диаметром 10-12 мм), увязанные в поперечном сечении стержнями диаметром 6-8 мм. на один столб требуется 4 основных стержня, а увязка производится в 3-х местах.

В рассматриваемом примере (заглубление 1,4 м) для одного столба нужно 4х1,4=5,6 м арматуры периодического профиля диаметром 10 мм. Для поперечной увязки используются стержни длиной 0,3 м.

Их общая потребность 3х4х0,4= 4,8 м. Вязальной проволоки нужно 3х4х0,3 м=3,6 м.

Онлайн расчет размеров, потребности арматуры и бетона

Плитный

Обычно армирование производится из стальных стержней диаметром 6-8 мм, уложенных в виде сетки в один ряд. Шаг укладки составляет 0,3 м. Для дома 6х8 м потребуется по ширине 6/0,3=20 стержней, а по длине – 8/0,3=27 штук.

Общая длина составит (27х6)+(20х8) =382 м. Количество пересечений стержней – 27х20=540, т.е. вязальной проволоки нужно 540х0,3=162 м.

Калькулятор онлайн размеров, а также потребности арматуры и бетона

Правильная заготовка материалов позволяет избежать проблем при строительстве. При покупке их стоит учитывать наличие строительных навыков. Отсутствие опыта может приводить к незапланированным отходам.

[stextbox id=’warning’]Советуем почитать: Устройство фундамента под частный дом своими руками[/stextbox]

Строительство фундамента любого типа требует проведения расчетов. Без учета реальных нагрузок и состояния грунта невозможно обеспечить надежную его конструкцию.

Несоответствие его размеров нагрузкам может привести к проседанию сооружения, а то и к его разрушению. Точный расчет могут провести только специалисты, но необходимый оценочный расчет способен осуществить любой человек.

Расчет фундамента – Онлайн калькулятор

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 м³, 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 см² 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.

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.

Спасибо, что пользуетесь нашим калькулятором фундамента, с уважением команда KALK.PRO!

Калькулятор расчета несущей способности буронабивных свай — MOREREMONTA

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор монолитного буронабивного свайного и столбчатого ростверкого фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента. Для определения подходящего типа, обязательно обратитесь к специалистам.

С вайный либо столбчатый фундамент – тип фундамента, в котором сваи либо столбы находятся непосредственно в самом грунте, на необходимой глубине, а их вершины связаны между собой монолитной железобетонной лентой (ростверком), находящейся на определенном расстоянии от земли. Главным отличием между столбчатым и свайным фундаментом является разная глубина установки опор.

О сновными условиями для выбора такого фундамента является наличие слабых, растительных и пучинистых грунтов, а так же большая глубина промерзания. В последнем случаем и при возможности забивания свай при любых погодных условиях, такой вид очень актуален в районах с суровым климатом. Так же к основным преимуществам можно отнести высокую скорость постройки и минимальное количество земляных работ, так как достаточно пробурить необходимое количество отверстий, либо вбить уже готовые сваи с использованием специальной техники.

С уществует различное множество вариаций данного типа фундамента, таких как геометрическая форма свай, материалы для их изготовления, механизм действия на грунт, методы установки и виды ростверка. В каждом индивидуальном случае необходимо выбирать свой вариант с учетом характеристик грунта, расчетных нагрузок, климатических и других условий. Для этого необходимо обращаться к специалистам, которые смогут произвести все необходимые замеры и расчеты. Попытки экономии и самостроя могут привести к разрушению постройки.

Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой справа.

Фундамент выполняет важную и ответственную функцию, не допускающую никаких сомнений в возможностях или надежности основания.

В этом отношении свайные опорные конструкции позволяют получить полноценный вариант решения проблемы без опасности просадок или деформаций, которые возможны у традиционных видов фундамента.

Особенно ярко эта способность проявляется в сложных условиях, на слабонесущих или обводненных грунтах, торфяниках.

Если традиционные основания базируются на верхних, неустойчивых слоях грунта, то сваи опираются на плотные горизонты, расположенные на значительном расстоянии от поверхности.

Единственной задачей, встающей перед проектировщиком, является грамотный и корректный расчет опорной конструкции.

Какие параметры нужно рассчитать для правильного выбора свайного фундамента

Параметры, необходимые для обоснованного выбора свайного фундамента, можно разделить на две группы:

К измеряемым могут быть причислены все свойства грунта на данном участке:

• Состав слоев.
• Уровень залегания грунтовых вод.
• Особенности гидрогеологии, возможность сезонного подтопления, подъемы и понижения водоносных горизонтов.
• Глубина залегания и состав плотных слоев.

К расчетным параметрам относятся:

• Величина нагрузки на основание.
• Несущая способность опоры.
• Схема расположения стволов.
• Параметры свай и ростверка.

Указаны только самые общие параметры, в ходе создания проекта нередко приходится рассчитывать большое количество дополнительных позиций.

Расчет с помощью онлайн-калькулятора

Тип грунта определяется по результатам бурения пробной скважины. Она имеет глубину до появления контакта с плотными слоями, или до момента погружения на достаточную глубину для установки висячих свай.

Некоторую информацию можно получить в местном геологоразведочном управлении, но она будет усредненной и не сможет дать максимально полные данные о качестве и параметрах грунта на данном участке.

Участок способен иметь специфические инженерно-геологические условия, не свойственные данному региону в целом, поэтому всегда следует производить специализированный геологический анализ.

Глубина промерзания грунта — табличное значение, которое находят в приложениях СНиП.

Существует специальная карта, на которой все регионы России разделены на специальные зоны, обладающие соответствующей глубиной промерзания.

Тем не менее, в действующем ныне СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» имеется методика специализированного расчета глубины промерзания, производимого по теплотехническим показателям грунта и самого здания.

Как найти нагрузку на основание

Нагрузка на фундамент определяется как суммарный вес постройки и всех дополнительных элементов:

• Стены дома.
• Перекрытия.
• Стропильная система и кровля.
• Наружная обшивка, утеплитель.
• Эксплуатационная нагрузка (вес мебели, бытовой техники, прочего имущества).
• Вес людей и животных.
• Снеговая и ветровая нагрузка.

Производится последовательный подсчет всех слагаемых, после чего вычисляется общая сумма. Затем необходимо увеличить ее на величину коэффициента прочности.

Необходимо решить, возможны ли какие-либо дополнительные пристройки или дополнения, увеличивающие вес дома и изменяющие величину нагрузки на основание. Если подобные изменения входят в планы, лучше сразу заложить их в несущую способность фундамента, чтобы упростить себе задачу в будущем.

От каких факторов зависит шаг?

Минимальным расстоянием между двумя соседними винтовыми сваями является двойной диаметр лопасти.

Максимум ограничивается несущей способностью опор и жесткостью ростверка, испытывающего нагрузку от веса дома.

Каждый пролет между опорами можно рассматривать как балку, жестко закрепленную с двух концов.

Тогда величину нагрузки необходимо рассчитать таким образом, чтобы балка не была деформирована или разрушена, а прогиб в центральной точке не превышал допустимых значений.

На практике обычно поступают проще — на основании многочисленных расчетов и эксплуатационных наблюдений выведено максимальное расстояние между соседними сваями, равное 3 (иногда — 3,5) м.

Эту величину считают критической, если по несущей способности опор получаются пролеты больше 3 м, то добавляют 1 или несколько свай для уменьшения шага.

Пример вычисления необходимого количества опор

Для простоты примем общий вес дома со всеми нагрузками равным 30 т. Это приблизительно соответствует весу одноэтажного брусового дома 6 : 4 м, расположенного в средней полосе со снеговой нагрузкой до 180 кг/м2.

Определяется несущая способность одной сваи. Площадь опоры (лопасти) при диаметре 0,3 м составит 0,7 м2. (700 см2). Несущая способность грунта обычно принимается равной среднему арифметическому от значений всех слоев, встречающихся на участке. Допустим, она выражается в 3-4 кг/см2. Тогда каждая свая сможет нести 2,1-2,8 т.

Получается, что для дома в 30 т надо использовать 11-15 свай. Помня о необходимости иметь запас прочности, принимаем максимальное значение. Схему размещения можно принять как свайное поле из 3 рядов по 5 свай в каждом.

Глубину погружения и, соответственно, длину свай принимаем равной глубине залегания плотных грунтовых слоев.

Она определяется практически, методом пробного погружения сваи или бурением скважины.

Пример расчета буронабивной основы

Прежде всего следует вычислить несущую способность одной сваи. Для примера возьмем наиболее распространенный вариант — диаметр скважины 30 см, несущая способность грунта составляет 4 кг/см2. По таблицам СНиП определяем, что несущая способность на песках средней плотности составит около 2,5 т.

Затем производится подсчет общего веса дома. Он делается по обычной методике, но к нему понадобится прибавить вес ростверка, для чего следует вычислить объем ленты и умножить его на удельный вес бетона.

После этого нагрузку на сваи делят на несущую способность единицы и округляют до большего целого значения. Это — количество буронабивных свай, необходимое для дома заданного веса, выстроенного в заданных условиях.

Даже состав грунта редко соответствует лабораторным показателям из-за различных примесей, включений или прочих напластований, изменяющих все параметры.

Поэтому в любом случае надо делать запас прочности, превышающий обычные коэффициенты, заложенные в формулы. Рекомендуется увеличивать его на 10-15%.

Основные схемы размещения

Существует несколько разновидностей схем расположения свай:

• Свайное поле.
• Свайный куст.
• Свайная полоса.

Свайное поле представляет собой участок с равномерно распределенными по всей площади опорами.

Используется для жилых или вспомогательных построек, обладающих подходящим весом, этажностью и материалом для использования винтовых свай. Свайные кусты применяются для создания опорной конструкции под точечные объекты — вышки электропередач или мобильной связи, колонны, трубы котельных и т.п.

Свайные полосы служат фундаментом для линейных сооружений — ограждений, заборов, набережных и т.п.

При проектировании схемы расстановки опор учитывается конфигурация, геометрические и функциональные особенности всех элементов сооружения. Нередко используются смешанные, или комбинированные схемы расположения свай, когда совместно со свайным полем наблюдаются участки с кустами и полосами.

Необходимо учитывать, что минимальное расстояние между соседними сваями не должно превышать 2 диаметра, а между соседними рядами — 3 диаметра режущих лопастей. Это важно, так как при погружении грунт теряет свою плотность, на восстановление которой уходит большое количество времени.

Как правильно рассчитать шаг

Расчет шага производится в зависимости от схемы размещения свай и от конфигурации постройки.

Если известно общее количество, опоры расставляются по выбранной схеме — сначала по углам, затем заполняются наиболее нагруженные линии, расположенные под несущими стенами, после чего расставляют оставшиеся сваи по площади комнат для поддержки лаг перекрытий.

Задаче проектировщика является обеспечение максимальной жесткости ростверка, установка опор в точках максимальных нагрузок и равномерное распределение веса дома между остальными стволами.

Для построек обычного типа распределение свай проблемы не вызывает, намного сложнее расстановка опор на сооружениях сложной конфигурации с неравномерным распределением массы элементов.

В таких ситуациях сначала размещают кусты свай под наиболее нагруженными точками, после чего размещают остальные опоры.

Оптимальное расстояние

Оптимальное расстояние между сваями — это абстрактное понятие, не имеющее реального числового выражения.

Некоторые источники приводят вполне конкретные значения, но они вызывают больше сомнений, чем полезной информации.

Прежде всего, необходимо учесть нагрузку на каждую опору, которая должна быть меньше предельно допустимых величин.

Кроме этого, необходимо обеспечить такую длину пролетов между сваями, чтобы балки ростверка сохраняли неподвижность и не прогибались.

В этом отношении оптимальное расстояние определяется материалом и размерами ростверка, величиной нагрузки и прочими факторами воздействия.

Поэтому общего оптимального значения расстояния между сваями нет и не может быть. Это величина расчетная, зависит от многих факторов и в каждом конкретном случае имеет собственное значение.

Пример нахождения размеров ростверка

Рассмотрим порядок расчета железобетонного ростверка. Ширина ленты должна быть равна толщине стен.

Если стены дома в 1,5 кирпича, то ширина стен составит 38 см. Такой же будет и ширина ростверка.

Высота ленты при такой ширине должна составить 50 см — это обеспечит необходимую жесткость на прогиб.

Арматурный каркас Будет состоять из двух горизонтальных решеток по 2 стержня 12 мм.

Общий объем бетона, необходимого для отливки, составит 0,5 · 0,38 · 30 м (общая длина ростверка) = 5,7 м3.

Учитывая возможность непроизводительных потерь, лучше заказывать 6 м3 готового бетона марки М200 и выше, или изготовить его самостоятельно прямо на площадке.

Полезное видео

В данном разделе вы сможете ознакомиться с пособием по расчету свайно-ростверкового, плитно-свайного, а также свайно-ленточного фундамента:

Заключение

Большинство пользователей не производит расчет фундамента, так как это слишком сложная и ответственная задача.

Чаще всего для этого привлекают опытных специалистов.

Как минимум, используются онлайн-калькуляторы, позволяющие получить нужные данные быстро и совершенно бесплатно.

Кроме того, такие ресурсы позволяют найти необходимое количество всех материалов и нередко даже рассчитывают их стоимость для монтажа.

Следует учитывать, что всецело полагаться на качество подсчета при помощи неизвестного алгоритма опасно, надо хотя бы продублировать расчет на другом, подобном ресурсе.

В целом, самостоятельный расчет можно производить только для вспомогательных или хозяйственных построек, чтобы не слишком рисковать своим имуществом, здоровьем и жизнью людей.

Калькулятор Столбы-Онлайн v.1.0

Калькулятор по расчету столбчатого фундамента из буронабивных столбов (свай). Расчет количества столбов, ростверка, расчет бетона и арматуры, состава бетона и кол-ва замесов в бетономешалке. За основу взяты: СП 22.13330.2011, СП 52-101-2003, книга В.П. Сизова: Руководство для подбора составов тяжелого бетона.

Пример расчета

Вес дома: 150 тонн

Вес дома необходимо указать без учета массы фундамента с учетом снеговой и эксплуатационной нагрузки на перекрытия и с коэф. запаса. Для примера взят одноэтажный каркасный дом.

Грунт: Суглинок. Коэффициент пористости [e]: 0.5. Показатель текучести грунта [IL]: 1

Тип столбов: с уширением пяты (ТИСЭ)

Высота ствола столба [h2]: 2.5м

Диаметр ствола столба [d1]: 0.25м

Высота уширения столба [h3]: 0.3м

Диаметр уширения столба [d2]: 0.6м

Глубина погружения столба в грунт: 1.5м

Конструктивная схема здания: пятистенок (с одной внутренней несущей стеной по длинной стороне дома)

Размеры дома: 10х12м

Высота ростверка: 0.4м

Ширина ростверка: 0.4м

Условия расчета

Для расчета количества столбов нам необходимо знать расчетное сопротивление грунта, нагрузки на фундамент (вес дома со снеговой и эксплуат. нагрузкой) и массу фундамента.

В связи с тем, что масса фундамента нам не известна расчет будем производить в два приема. Изначально находим кол-во столбов без учета массы фундамента (столб + ростверк либо только столбы), а затем, когда масса фундамента становится известной, находим кол-во столбов с учетом его массы.

Расчет столбчатого фундамента будем производить по второй группе предельных состояний (по деформациям основания). За основу взят СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений.

Отступление: Стоит заметить, что многие застройщики называют данный тип свайно-ростверковым фундаментом. Если идти по строгой терминологии то это не верно и для расчета свайного фундамента используется СП 24.13330.2011. По нему будет составлен отдельный калькулятор.

Расчет сопротивление грунта основания

Если характеристики грунтов известны, то для расчета можно воспользоваться формулой из пункта 5.6.7 СП 22.13330.2011.

Определяем ширину подошвы фундамента. В нашем случае это столб, который имеет геометрию подошвы в виде круга. Поэтому в первую очередь находим площадь подошвы столба, которая будет опираться на грунт. Затем вычисляем ширину фундамента.

Площадь подошвы столба = Пи * Диаметр подошвы столба * Диаметр подошвы столба / 4 = 3.14 * 0.6 * 0.6 / 4 = 0.2826 м2 = 2826 см2

Ширина фундамента = квадратный корень (Площадь подошвы столба) = квадратный корень (2826см2) = 0.53 м

При неизвестной ширине фундамента можно найти расчетное сопротивление грунта по формулам через приложения В СП 22.13330.2011. Ширина фундамента в нашем случае задана конструктивно, но за основу можно взять данный расчет за счет минимальных требований к прочностным характеристикам грунта.

Формула при глубине заложения фундамента [d] 19.05.2016 05:51:49 Максим Гвоздев

Калькулятор расчета несущей способности винтовых свай

Если для строительства дома выбирается свайно-винтовой фундамент, то необходимо определиться и с типоразмером опор, и с их количеством, которое будет способно обеспечивать стабильность планируемой постройки. Так как многие владельцы загородных участков принимают решение о проведении самостоятельного строительства на таком фундаменте, есть смысл помочь им в проведении хотя бы предварительных расчетов.

Калькулятор расчета несущей способности винтовых свай

Наверное, понятно, что общее количество опор зависеть от суммарной нагрузки, которой здание оказывает на фундамент. Ее необходимо равномерно распределить по сваям, так, чтобы не превысить допустимую нагрузку на каждую из них, чтобы здание не начало «тонуть» в грунте. И вот для этого требуется узнать возможности такой точки опоры. А поможет нам в этом калькулятор расчета несущей способности винтовых свай.

Ниже будут приведены некоторые пояснения по порядку проведения вычислений.

Калькулятор расчета несущей способности винтовых свай

Перейти к расчётам

На чем основывается и как проводится расчет

Чаще всего в частном строительстве используются недорогие, но достаточно надежные сваи со сварными лопастями, модельного ряда СВС (свая винтовая сварная). Этот модельный ряд включает несколько типоразмеров, которые применятся в зависимости от вида планируемой постройки – от лёгких заборов до полноценных загородных домов.

Для возведения жилых и хозяйственных построек обычно применяются сваи от СВС-89 и крупнее (число показывает диаметр трубы). Соответственно, с повышением диаметра трубы увеличивается и размер лопастей винтовой части, то есть, про сути – площадь опоры сваи на грунт. Эти размерные параметры свай уже внесены в программу расчета.

Каждый тип грунта обладает собственным сопротивлением нагрузке, или, иначе говоря, несущей способностью, выражаемой в килограммах на квадратный сантиметр. Таким образом, определив тип грунта на планируемой глубине залегания лопастей сваи, и зная их площадь, несложно вычислить и несущую способность опоры.

Сопротивления грунтов на глубине залегания от 1.5 и ниже – уже внесены в программу расчета.

Цены на винтовые сваи

винтовые сваи

Безусловно, должен быть предусмотрен и эксплуатационный резерв несущей способности опоры. Для этого вводится поправочный коэффициент. И вот здесь есть нюансы:

• Самый точный способ определения характеристик грунтов – это проведение геологического исследования участка. Поправочный коэффициент в этом случае – минимальный, всего 1,2, так как вероятность ошибки практически исключается. Но к этому способу прибегают нечасто, просто по причине высокой стоимости подобных работ.
• Второй способ – это установка так называемой эталонной сваи. Опора ввинчивается в грунт на участке строительства, и после того, как она заглубится ниже уровня промерзания, с помощью специальных приборов оценивается крутящий момент, прикладываемый к свае. Это дает достаточно точную картину несущей способности грунта, но поправочный коэффициент уже выше – 1,25.
• Наконец, многие владельцы участка полагаются на собственные силы, и оценивают грунт, выкапывая шурфы или пробуривая вручную скважины на требуемую глубину. Безусловно, степень точности такого анализа – далека от идеала, поэтому в расчет закладывается максимальный коэффициент надежности, доходящий до 1,7.

Итоговый результат несущей способности сваи будет получен в килограммах и тоннах. Определив этот параметр и располагая значение общей нагрузки от здания на фундамент, несложно определиться и с количеством свай.

Планирование свайного фундамента – как провести самостоятельно?

Чтобы не столкнуться в процессе эксплуатации здания с проблемами проседания или перекоса свайного фундамента, необходимо учитывать немало нюансов. Подробнее об этих важных вопросах – в специальной публикации портала, посвященной расчету количества свай.

Несущая способность оснований фундаментов: расчет

Последствия неправильного расчета несущей способности фундамента

Сразу же после сдачи любого сооружения в эксплуатацию, происходит процесс медленного опускания фундамента за счет прикладываемых нагрузок. Фундамент всегда опускается на расчетную глубину, это значение всегда учитывается и закладывается при проведении расчетов.

Большие, неравномерные осадки оснований влекут за собой деформацию конструкций с дальнейшим разрушением здания. Как правило причина кроется в неправильном расчете несущей способности фундаментов, а также из-за ошибок в расчетах допустимых нагрузок на грунты.

Необходимость геологических исследований

Для определения типа фундаментов, а также в расчете ориентировочной просадки грунтов зоны строительства, в обязательном порядке проводятся геологические исследования. С их помощью определяется тип почвы, глубина промерзания, уровень залегания грунтовых вод, структура грунта и прочие параметры. Поэтому несущая площадь фундамента должна быть такой, чтобы ее масса вместе с будущим зданием не превышала расчетное сопротивление грунта на строительной площадке.

Только тогда получится качественный, надежный фундамент, способный выдерживать горизонтальные и вертикальные нагрузки. При этом строить дополнительные этажи без укрепления существующего фундамента запрещено, так как в таком случае резко увеличивается масса объекта в целом.

Что подразумевают под расчетной способностью грунтов?

Данные о несущей способности различных типов грунта для расчета фундамента

Несущую способность грунтов оценивают в комплексном порядке при расчете фундаментов и сооружений. Главная цель такого расчета – это обеспечить прочность, устойчивость грунтов под подошвой фундамента, не допустить сдвиг здания по подошве в любую сторону.

Нарушение правильного состояния здания может привести не только к накоплению осадок, но впоследствии к нарушению конструкции самого основания. На фундамент также влияют вертикальные, горизонтальные нагрузки со стороны почвы и самого здания, поэтому грунт может просто не справиться с такой массой. Именно по этой причине особое внимание уделяют расчетам несущей способности оснований фундаментов, чтобы максимально определить допустимую зону нагрузки и защитить грунт от полного разрушения.

Какие факторы влияют на состояние грунта и основания?

Таблица с указанием допустимой нагрузки на грунт для расчета несущей способности основания

На несущую способность влияет огромное количество различных факторов, среди которых стоит отметить:

• вид и характер нагрузок − вертикальная, наклонная, горизонтальная или, непосредственно, нагрузка под подошвой;
• распределение центра тяжести площади фундамента относительно эксцентричной нагрузки;
• размеры, характеристики, габариты и материал выполнения подошвы;
• структура грунта;
• форма подошвы;
• глубина погружения основания в грунт, а также наличие под подошвой мягких осадочных пород с малой сопротивляемостью;
• насколько ровно расположена подошва относительно горизонтали;
• степень однородности почвы;
• наличие внешних факторов, которые могут нанести вред подошве, такие как вибрация, сейсмические сдвиги, сезонный подъем грунтовых вод.

Все расчеты несущей способности оснований нужно делать по СНиП 2.02.01-83. Поэтому, обеспеченная несущая способность вычисляется по формуле:   F ≤ YcFu/Yn, где:

• F – это равнодействующая сила, она должна быть разнонаправлена к основной нагрузке;
• γ_с – коэффициент условий работы;
• F_u— это максимальное сопротивление основания всем нагрузкам;
• γ_n— коэффициент надежности по назначению сооружения, принимается равным 1,2; 1,15; 1,10 для сооружений I, II и III классов соответственно.

Когда нужно делать расчет оснований на несущую способность

Чертеж расчета фундамента по несущей способности

1. Если на существующее или новое основание воздействуют значительные горизонтальные нагрузки, особенно от строящихся по соседству домов или регулярные вибрации от автомагистралей, промышленных предприятий.
2. Сооружение было построено на уклоне или откос образовался со временем, обнажив внешнюю часть основания.
3. Если подошва фундамента установлена на влагонасыщенных почвах.
4. Когда на основание может воздействовать выталкивающая сила различного происхождения.
5. Если нужно проверить устойчивость естественных и искусственных склонов.

Если на строительной площадке или в фундаменте существующего здания уже появились видимые деформации конструкций, всегда сначала обращают внимание на состояние почвы под подошвой и определяют их состояние. Поэтому, по нормативам существует сразу несколько различных видов деформаций почвы, которые зависят от внутренних и внешних факторов.

Этапы деформаций грунтов в классическом виде

Схема развития деформаций и возможных перемещений грунта при неправильном расчете несущей способности

В современной литературе принято различать три основных фазы деформирования грунтов:

1. Начальная. Это этап уплотнения почвы под влиянием внешних факторов, происходит из-за уменьшения пор между частицами почвы под подошвой. Фаза отличается тем, что сейчас не происходит сдвига фундамента, ведь все касательные нагрузки равноценные и компенсируются нагрузкой. Но нагрузка всегда возникает спонтанно, она распределяется неравномерно. В результате, в одной точке деформация может быть незначительной, а в другой – сильной. Как итог – происходят сдвиги основания.
2. Вторая стадия – фаза сдвига подошвы основания. По мере увеличения нагрузок грунт сжимается все сильнее, захватывает новые районы, происходит значительный сдвиг подошвы в сторону большей нагрузки. Нарушается стандартное равновесие, под подошвой образуется плотный шар почвы, а по сторонам – пустое пространство. Материал фундамента стремится занять освободившееся место за счет естественных сил тяготения, поэтому возникают трещины и разрывы в основании, а затем в несущих стенах дома.
3. Третья фаза – это разрушение подошвы. Тут уже материал подошвы выпирает плотный шар грунта и сразу деформируется.

Такая ситуация возникает с теми фундаментами, которые заложены выше граничной глубины промерзания почвы или сверху над горизонтами грунтовых вод. Немного иная картина происходит с глубоко заложенными основаниями. В таких случаях под подошвой также образуется плотный слой грунта, но его не выпирает на поверхность из-за большой площади перекрытия подошвы. Поэтому такой фундамент обладает лучшими несущими способностями, чем мелкозаглубленный.

Если начинается процесс деформации грунтов, то его порой остановить уже нет возможности. Единственный выход, это устраивать специальные защитные конструкции, способные нивелировать нагрузки или по максимуму снизить их воздействие.

Влияние размеров фундамента на несущую способность основания

Графическое изображение зависимости осадки основания фундамента от несущей нагрузки

Некоторые строители вынуждены для одного сооружения использовать сразу несколько различных видов фундаментов. Причем расчеты нужно делать для каждой подошвы индивидуально. Также возможно применение оснований с длиной, значительно превышающих их ширину.

Графики указывают, что с увеличением ширины фундамента увеличивается объем грунта, способного привести к разрушению подошвы. Поэтому при абсолютно одинаковых условиях и составу грунта, узкие фундаменты менее склонны к деформации, чем широкие.

Также несущая способность оснований зависит от их формы и используемых строительных материалов. Если два фундамента имеют абсолютно одинаковые размеры, одинаково заглублены в грунт, но один имеет длину и ширину практически одинаковую, а другой – более длинный, тогда первая конструкция будет создавать большую нагрузку на грунт, чем другая.

Причина кроется в особенностях подошвы. Для деформации и сдвига квадратного или круглого фундамента нужно затратить больше энергии, чем для ленточного длинного. Также необходимо учесть, что на песчаное основание размеры и форма фундамента влияет больше, чем на глинистые грунты.

Как влияет глубина заложения фундамента на несущую способность оснований

Эскиз неравномерного поднятия дна котлована из-за неправильного расчета несущей способности основания

Почему глубоко погруженные основания менее склонны к разрушениям, чем мелкозаглубленные? Ведь мелкие основания нужно обязательно укреплять, подбирать оптимальную конструкцию свай и делать сложные расчеты. Причина здесь кроется в характере поведения грунтов на различных глубинах.

Так для песчаных оснований увеличение глубины погружения фундамента ведет за собой снижение осадки, а вот несущая способность резко увеличивается. Аналогичная ситуация наблюдается с любыми иными почвами, в составе которых есть песок в больших количествах.

Поэтому в зависимости от глубины заложения, различают мелкие и глубокие основания. Понятно, что для каждого типа приходится использовать свои строительные материалы и технику, но при этом надежность конструкций отличается в несколько раз.

Как происходит деформация песчаных грунтов под подошвой фундаментов мелкого заглубления? Сначала происходит укрупнение почвы под подошвой, затем она клиньями поднимается по разные стороны конструкции и формирует свободную полость под подошвой. Поэтому даже незначительные сдвиги и подвижки почвы, повлекут за собой частичное разрушение несущих конструкций. Часто наблюдаются сдвиги и провалы.

А вот фундаменты глубокого заложения разрушить значительно сложнее. Смещение почвы будет практически полностью нейтрализовано вертикальным перемещением почвы по сторонам поверхности основания, и в данном случае могут быть только локальные уплотнения почвы. Разрушение фундамента в третьей фазе деформации почвы имеет спокойный характер. Зависимость глубины фундамента от осадки на глинистых почвах практически не проявляется.

Таким образом, несущая способность оснований – это важный показатель состояния грунтов и пренебрегать им нельзя. Если правильно сделать расчет и учесть все факторы, то уже по готовому результату можно подобрать не только оптимальные размеры и форму будущего фундамента, но и обнаружить скрытые проблемы в уже существующем. И в дальнейшем оперативно принять меры по срочному ремонту или усилению конструкций, чтобы они не деформировались от внешнего воздействия.

Расчет ленточного фундамента — калькулятор

Старая русская пословица «Семь раз отмерь — один раз отрежь» как никогда подходит к процессу создания основного элемента конструкции будущего строения — фундамента. От правильности расчетов зависит надежность и прочность фундамента, а значит — и срок эксплуатации будущей постройки. В индивидуальном строительстве при возведении малоэтажных зданий чаще всего используется ленточный фундамент, поэтому расчет его стоимости является наиболее актуальным.

Для того чтобы произвести правильный расчет ленточного фундамента, калькулятор должен содержать большое количество важной информации. Учитывается вид фундамента по конструкции, величина нагрузки, используемый материал, технология возведения, необходимое оборудование и рабочая сила, транспортные услуги.

Что представляет собой ленточный фундамент

Ленточный фундамент — основание здания, представляющее собой полосу из железобетона под наружные и внутренние стены.

Такой фундамент относится к монолитным конструкциям и равномерно распределяет нагрузку по всему периметру строения.

Целесообразным устройство ленточного фундамента считается в следующих случаях:

• Для строительства зданий из материалов, плотность которых превышает 1000 кг/м3 (кирпич, камень, бетон).
• При возведении зданий с использованием тяжелых перекрытий (металлических, железобетонных).
• При необходимости устройства цокольного этажа или подвала.
• При строительстве здания на неоднородных грунтах.

Для чего необходим расчет ленточного фундамента, калькулятор

Перед началом любого строительства любой здравомыслящий человек «прикидывает» свои материальные возможности.

Правильный расчет количества материалов и стоимости возведения здания является важным этапом, который может уберечь от растянувшегося на долгие годы строительства.

Каждый рациональный хозяин должен знать, какие затраты ждут его на приобретение материалов, проведение строительных работ по устройству ленточного фундамента. Он сможет вести качественный контроль работы бригады наемных рабочих. Конечно, произвести точный расчет ленточного фундамента на начальном этапе практически невозможно, но иметь представление о предполагаемых расходах можно.

Материалы, рассчитываемые для ленточного фундамента

Для устройства ленточного фундамента используются следующие материалы.

1. Прежде всего, это песок, щебень и цемент для изготовления бетона. Можно приобрести и готовый бетон, включив в расчет его стоимость.
2. Металлическая проволока, арматура, а также электроды для сварочных работ.
3. Пиломатериалы для устройства опалубки (доски, бруски) и крепления (саморезы, гвозди).
4. При необходимости устройства гидроизоляции понадобится битум и рубероид.
5. Облицовочные материалы (этот пункт не является обязательным и рассчитывается при необходимости).

Основные элементы расчета на калькуляторе

Начинается расчет ленточного фундамента (калькулятор) с определения следующих величин.

1. Структура почвенного грунта и уровень залегания грунтовых вод.
2. Глубина, на которую промерзает грунт в зимнее время.
3. Постоянные и временные нагрузки на фундамент. К постоянным нагрузкам относится вес самого здания, находящихся в нем людей, мебели и прочих комплектующих. Временными нагрузками являются порывы ветра, вес снега, и зависят они от сезона.

Следующим этапом рассматриваются характеристики строящегося здания.

1. Габариты (длина, ширина, высота) будущего здания согласно проекту.
2. Количество этажей.
3. Материалы, используемые для строительства (больше всего важна марка бетона).
4. Количество армированных веток при устройстве фундамента и диаметр металлической арматуры.
5. Перечень строительных работ по технологии возведения ленточного фундамента и их стоимость.
6. Необходимое оборудование (бетономешалки, устройства для вибротрамбовки) и его стоимость. Для экономии можно рассмотреть вариант не покупки, а аренды необходимого оборудования.
7. Расходы на доставку материалов, оборудования, вывоз мусора (транспортные расходы).

Все расчеты производятся на основании СНиПов.

Для человека, не имеющего строительного образования и опыта, самым оптимальным вариантом является обращение в специализированные строительные компании с просьбой выполнить расчет ленточного фундамента, калькулятор качественно и быстро произведет все необходимые вычисления и выдаст достоверную информацию.

Как рассчитать несущую способность грунта

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Автор С. Хуссейн Атер

Несущая способность грунта определяется уравнением

Q_a = \ frac {Q_u} {FS }

, где Q _a — допустимая несущая способность (в кН / м ² или фунт / фут ² ), Q _u — предельная несущая способность (в кН / м ² или фунт / фут ² ), а FS — коэффициент безопасности.Предел несущей способности Q _и является теоретическим пределом несущей способности.

Подобно тому, как Пизанская башня наклоняется из-за деформации почвы, инженеры используют эти расчеты при определении веса зданий и домов. Когда инженеры и исследователи закладывают фундамент, они должны убедиться, что их проекты идеально подходят для той почвы, которая поддерживает их. Несущая способность — это один из методов измерения этой прочности. Исследователи могут рассчитать несущую способность почвы, определив предел контактного давления между почвой и помещенным на нее материалом.

Эти расчеты и измерения выполняются на проектах, касающихся фундаментов мостов, подпорных стен, плотин и подземных трубопроводов. Они полагаются на физику почвы, изучая природу различий, вызванных давлением поровой воды материала, лежащего в основе фундамента, и межкристаллитным эффективным напряжением между самими частицами почвы. Они также зависят от жидкостной механики пространства между частицами почвы. Это объясняет растрескивание, просачивание и сопротивление сдвигу самой почвы.

В следующих разделах более подробно рассматриваются эти вычисления и их использование.

Формула несущей способности грунта

Фундаменты мелкого заложения включают ленточные, квадратные и круглые фундаменты. Глубина обычно составляет 3 метра, что позволяет получить более дешевые, реалистичные и легко переносимые результаты.

Теория предельной несущей способности Терзаги предполагает, что вы можете рассчитать предельную несущую способность для неглубоких сплошных фундаментов Q _{u с}

Q_u = cN_c + gDN_q + 0.5gBN_g

, где c — сцепление почвы (в кН / м ² или фунт / фут ² ), г — эффективный удельный вес почвы (в кН / м ³ или фунт / фут ³ ), D — это глубина опоры (в метрах или футах), а B — ширина опоры (в метрах или футах).

Для неглубоких квадратных фундаментов уравнение: Q _{u с}

Q_u = 1,3cN_c + gDN_q + 0,4gBN_g

, а для неглубоких круглых фундаментов уравнение:

Q_u = 1.{2 \ pi (0,75- \ phi ‘/ 360) \ tan {\ phi’}}} {2 \ cos {(2 (45+ \ phi ‘/ 2))}}

N _c Равно 5,14 для ф ‘= 0 и

N_C = \ frac {N_q-1} {\ tan {\ phi’}}

для всех других значений ф ‘, Ng :

N_g = \ tan {\ phi ‘} \ frac {K_ {pg} / \ cos {2 \ phi’} -1} {2}

K _pg получается из графического представления величин и определение того, какое значение K _pg учитывает наблюдаемые тенденции.Некоторые используют N _г = 2 (N _q +1) tanф ‘/ (1 + .4sin4 ф’) в качестве приближения без необходимости вычислять K pg .

Могут быть ситуации, в которых грунт проявляет признаки местного разрушения сдвигом . Это означает, что прочность грунта не может показать достаточную прочность для фундамента, потому что сопротивление между частицами в материале недостаточно велико. В этих ситуациях предельная несущая способность квадратного фундамента составляет Q _u =.867c N _c + g DN _q + 0,4 g BN _g , сплошной фундамент i s Qu = 2 / 3c Nc + g D Nq + 0,5 g B Ng и круглый фундамент равен Q _u = 0,867c N _c + g DN _q + 0,3 г BN _g .

Методы определения несущей способности грунта

Фундаменты глубокого заложения включают фундаменты опор и кессоны.Уравнение для расчета предельной несущей способности этого типа грунта: Q _u = Q _p + Q _f , где Q _u — предельная несущая способность (в кН / м ² или фунт / фут ² ), Q _p — теоретическая несущая способность конца фундамента (в кН / м ² или фунт / фут ² ) и Q _{f — теоретическая несущая способность из-за трения вала между валом и почвой.Это дает вам другую формулу для несущей способности грунта}

Вы можете рассчитать теоретическую концевую несущую способность фундамента Q _{p как Q p = A p q p В которой Q p — теоретическая несущая способность концевого подшипника (в кН / м ² или фунт / фут ² ) и A p — эффективная площадь наконечник (в метрах ² или в футах ² ).}

Теоретическая единица несущей способности несвязных илых грунтов q _p составляет qDN _q , а для связных грунтов — 9c, (оба в кН / м ² или фунт / фут ² ). D _c — критическая глубина для свай в рыхлом иле или песках (в метрах или футах). Это должно быть 10B для рыхлых илов и песков, 15B для илов и песков средней плотности и 20B для очень плотных илов и песков.

Для фрикционной способности обшивки (вала) свайного основания теоретическая несущая способность Q _f составляет A _f q _{f для одного однородного слоя грунта и pSq f L для более чем одного слоя почвы. В этих уравнениях A f — эффективная площадь поверхности ствола сваи, q f — kstan (d) , теоретическая единица трения для несвязных грунтов. (в кН / м ² или фунт / фут), где k — боковое давление грунта, s — эффективное давление покрывающих пород и d — угол внешнего трения (в градусах). ). S — это сумма различных слоев почвы (т.е. a 1 + a 2 + …. + a n ).}

Для илов эта теоретическая емкость составляет c _A + kstan (d) , где c _A — это адгезия. Он равен c, — сцепление грунта для грубого бетона, ржавой стали и гофрированного металла. Для гладкого бетона значение .8c от до c , а для чистой стали — от . 5c до .9c . p — периметр поперечного сечения сваи (в метрах или футах). L — эффективная длина сваи (в метрах или футах).

Для связных грунтов: q _f = as _u , где a — коэффициент сцепления, измеряемый как 1-.1 (S _uc ) ² для S _uc менее 48 кН / м ² где S _uc = 2c — прочность на неограниченное сжатие (в кН / м ² или фунт / фут ² ) .Для S _uc больше, чем это значение, a = [0,9 + 0,3 (S _uc — 1)] / S _uc .

Что такое фактор безопасности?

Коэффициент безопасности колеблется от 1 до 5 для различных целей. Этот фактор может учитывать величину повреждений, относительное изменение шансов, что проект может потерпеть неудачу, сами данные о грунте, построение допусков и точность расчетных методов анализа.

Для случаев разрушения при сдвиге коэффициент запаса прочности изменяется от 1.2 к 2,5. Для плотин и насыпей коэффициент запаса прочности составляет от 1,2 до 1,6. Для подпорных стен — от 1,5 до 2,0, для шпунтовых свай — от 1,2 до 1,6, для раскосных котлованов — от 1,2 до 1,5, для опор с разбросом по сдвигу — от 2 до 3, для опор из матов — от 1,7 до 2,5. Напротив, в случаях просачивания, когда материалы просачиваются через небольшие отверстия в трубах или других материалах, коэффициент безопасности колеблется от 1,5 до 2,5 для подъема и от 3 до 5 для трубопроводов.

Инженеры также используют практические правила для коэффициента безопасности, равного 1.5 для подпорных стен, которые переворачиваются гранулированной засыпкой, 2,0 для связной засыпки, 1,5 для стен с активным давлением грунта и 2,0 для стен с пассивным давлением грунта. Эти факторы безопасности помогают инженерам избежать отказов, связанных со сдвигом и просачиванием, а также тем, что почва может смещаться в результате нагрузки на нее.

Практические расчеты несущей способности

Вооружившись результатами испытаний, инженеры рассчитывают, какую нагрузку может безопасно выдержать почва. Начиная с веса, необходимого для срезания почвы, они добавляют коэффициент безопасности, поэтому конструкция никогда не прикладывает достаточно веса для деформации почвы.Они могут регулировать площадь основания и глубину фундамента, чтобы оставаться в пределах этого значения. В качестве альтернативы они могут сжимать почву для увеличения ее прочности, например, используя каток для уплотнения рыхлого насыпного материала для дорожного полотна.

Методы определения несущей способности грунта предполагают максимальное давление, которое фундамент может оказывать на грунт, так что приемлемый коэффициент безопасности против разрушения при сдвиге находится ниже основания и соблюдаются допустимые общие и дифференциальные осадки.

Предельная несущая способность — это минимальное давление, которое может вызвать разрушение опорного грунта при сдвиге непосредственно под фундаментом и рядом с ним. Они учитывают прочность на сдвиг, плотность, проницаемость, внутреннее трение и другие факторы при строительстве конструкций на грунте.

Инженеры руководствуются этими методами определения несущей способности грунта по своему усмотрению при выполнении многих из этих измерений и расчетов. Эффективная длина требует от инженера выбора того, где начать и где прекратить измерения.В качестве одного из методов инженер может выбрать использование глубины сваи и вычесть любые нарушенные поверхностные почвы или смеси грунтов. Инженер также может измерить ее как длину сегмента сваи в одном слое почвы, состоящем из многих слоев.

Что вызывает напряжение в почвах?

Инженеры должны учитывать почвы как смеси отдельных частиц, которые перемещаются друг относительно друга. Эти единицы грунта можно изучать, чтобы понять физику этих движений при определении веса, силы и других величин по отношению к зданиям и проектам, которые инженеры строят на них.

Разрушение при сдвиге может возникать в результате воздействий на грунт напряжений, которые заставляют частицы сопротивляться друг другу и разноситься таким образом, что это вредно для здания. По этой причине инженеры должны быть осторожны при выборе конструкций и грунтов с соответствующей прочностью на сдвиг.

Круг Мора может визуализировать касательные напряжения на плоскостях, относящихся к строительным проектам. Круг напряжений Мора используется в геологических исследованиях испытания грунтов. Он предполагает использование образцов грунта цилиндрической формы, в которых радиальные и осевые напряжения действуют на слои грунта, рассчитанные с использованием плоскостей.Затем исследователи используют эти расчеты для определения несущей способности грунта в фундаменте.

Классификация почв по составу

Физики и инженеры могут классифицировать почвы, пески и гравий по их размеру и химическому составу. Инженеры измеряют удельную поверхность этих компонентов как отношение площади поверхности частиц к массе частиц, что является одним из методов их классификации.

Кварц является наиболее распространенным компонентом ила, а также песка и слюды и полевого шпата.Глинистые минералы, такие как монтмориллонит, иллит и каолинит, образуют листы или структуры, имеющие пластинчатую форму с большой площадью поверхности. Эти минералы имеют удельную поверхность от 10 до 1000 квадратных метров на грамм твердого вещества.

Эта большая площадь поверхности допускает химические, электромагнитные и ван-дер-ваальсовы взаимодействия. Эти минералы могут быть очень чувствительны к количеству жидкости, которая может проходить через их поры. Инженеры и геофизики могут определять типы глин, присутствующих в различных проектах, чтобы рассчитать влияние этих сил и учесть их в своих уравнениях.

Почвы с высокоактивными глинами могут быть очень нестабильными, поскольку они очень чувствительны к жидкости. Они набухают в присутствии воды и сжимаются в ее отсутствие. Эти силы могут вызвать трещины в физическом фундаменте зданий. С другой стороны, с материалами, представляющими собой глины с низкой активностью, которые образуются при более стабильной активности, гораздо проще работать.

Таблица несущей способности почвы

Geotechdata.info содержит список значений несущей способности почвы, которые вы можете использовать в качестве диаграммы несущей способности почвы.

Калькулятор несущей способности — База знаний ClearCalcs

В этом листе оценивается предельная несущая способность неглубокого фундамента, подверженного низким и средним нагрузкам.

Общие замечания

• Этот лист следует использовать только для оценки несущей способности неглубокого фундамента (например, фундамента колонн, фундаментов из матовых плит, фундаментов из плит на грунте, подушек, фундаментов из щебеночных траншей и фундаментов из земляных мешков).
• Предел несущей способности неглубокого фундамента — это максимальная нагрузка на единицу площади в грунте фундамента, при которой произошло разрушение фундамента при сдвиге.
• Уравнение несущей способности Мейерхофа использовалось для оценки несущей способности неглубокого фундамента.
• Вес фундамента не учитывается во всем калькуляторе.
• Влияние уровня грунтовых вод следует учитывать для участков, где находится постоянный или сезонный уровень грунтовых вод.

Основы уравнения Мейерхофа для определения несущей способности

• Калькулятор ClearCalcs вычислит следующие коэффициенты на основе введенных пользователем данных.
  • Коэффициенты несущей способности (в зависимости от угла внутреннего трения грунта основания).
  • Коэффициенты формы (на основе геометрии фундамента и угла внутреннего трения грунта фундамента).
  • Коэффициенты глубины (в зависимости от ширины и глубины фундамента).
  • Факторы наклона (в зависимости от угла наклона нагрузки на фундамент)
• Затем будет рассчитано эффективное напряжение в основании фундамента и предельная несущая способность неглубокого фундамента.

От пользователей требуется ввод

Геометрические детали фундамента

• Пользователь должен указать глубину, длину и ширину фундамента, как показано на рисунке ниже.
• Здесь следует отметить, что больший размер фундамента следует вводить как длину опоры, а меньший размер фундамента следует вводить как ширину опоры.

Свойства грунта основания

• Пользователь должен указать свойства грунта фундамента, как показано на изображении ниже.
• Угол внутреннего трения, сцепление и удельный вес грунта основания — это может быть введено на основе доступного геотехнического пояснительного отчета на площадке. Пользователи также могут использовать наши другие шаблоны Geotech (например, подпорная стена L-типа, шаблоны дизайна Gravity RW Masonry Blocks) для оценки свойств грунта фундамента.
• Угол наклона нагрузки — это угол, под которым нагрузка передается на фундамент. В случае вертикальных нагрузок угол наклона груза следует вводить как 0.

Расчет предельной несущей способности грунта основания

После ввода основных геометрических характеристик и свойств грунта фундамента калькулятор несущей способности ClearCalcs рассчитывает эффективное напряжение (q) в основании фундамента и предельную несущую способность (qu) грунта фундамента с использованием уравнения Мейерхофа (показано на рисунке ниже).

Расчет максимально допустимой нагрузки на основе предельной несущей способности

Максимально допустимая нагрузка на заданную площадь основания фундамента может быть рассчитана путем ввода определенного пользователем коэффициента безопасности, как показано ниже.

Пример проектирования (Пример 3.2, Б. М. Дас, 2011 — Принципы фундаментальной инженерии)

Квадратный фундамент в плане 2 м х 2 м. Грунт, поддерживающий фундамент, имеет угол трения 25 градусов и эффективное сцепление 20 кПа. Удельный вес грунта 16,5 кН / м3. Определите допустимую общую нагрузку на фундамент с коэффициентом запаса прочности (FS), равным 3. Предположим, что глубина фундамента (DF) составляет 1,5 м и что в грунте происходит общее разрушение при сдвиге.

1. Вводимые пользователем данные — Геометрия основания:

2. Вводимые пользователем данные — Основные свойства грунта:

3. Затем рассчитываются параметры несущей способности, исходя из угла трения грунта основания, размеров фундамента и угла наклона нагрузки.

4. Затем рассчитывается эффективное напряжение в основании фундамента и несущая способность фундамента, как показано ниже:

5. Допустимая нагрузка на фундамент будет рассчитана с использованием определенного пользователем коэффициента безопасности и площади основания фундамента.

Допущения и ограничения

• В данном листе рассмотрены только отдельные пласты почвы.
• Уровень воды может быть как близко к земле (H = 0 м), так и намного ниже уровня земли (H> глубина опоры).
• Никакая поперечная нагрузка или момент не учитывались нигде в расчетах.
• В случае использования опор в морской среде или больших нагрузок, действующих на опоры, необходимо выполнить расчет для конкретного случая.

Список литературы

• Б. М. Дас (2011) Принципы фундаментальной инженерии.

Несущая способность грунта — виды и расчеты

🕑 Время считывания: 1 минута

Несущая способность грунта определяется как способность грунта выдерживать нагрузки, исходящие от фундамента. Давление, которое почва может легко выдержать под нагрузкой, называется допустимым опорным давлением.

Виды несущей способности грунтов

Ниже приведены некоторые типы несущей способности грунта:

1.Предельная несущая способность (q

_u )

Общее давление на основание фундамента, при котором грунт разрушается, называется предельной несущей способностью.

2. Чистая предельная несущая способность (q

_nu )

Если пренебречь давлением покрывающих пород из предельной несущей способности, мы получим чистую предельную несущую способность.

Где = удельный вес грунта, D _f = глубина фундамента

3. Чистая безопасная несущая способность (q

_нс )

Если рассматривать только разрушение при сдвиге, конечная полезная несущая способность, разделенная на определенный коэффициент безопасности, даст чистую безопасную несущую способность.

q _нс = q _nu / F

Где F = коэффициент безопасности = 3 (обычное значение)

4. Полная допустимая несущая способность (q

_с )

Если предельную несущую способность разделить на коэффициент безопасности, получится полная безопасная несущая способность.

q _s = q _u / F

5. Чистое безопасное расчетное давление (q

_np )

Давление, с которым грунт может выдерживать нагрузку без превышения допустимой осадки, называется чистым безопасным оседающим давлением.

6. Допустимое рабочее давление подшипника (q

_na )

Это давление, которое мы можем использовать при проектировании фундаментов. Это равно чистому безопасному давлению в подшипнике, если q _np > q _нс. В обратном случае оно равно чистому безопасному расчетному давлению.

Расчет несущей способности

Для расчета несущей способности грунта существует очень много теорий. Но все теории заменяются теорией несущей способности Терзаги.

1. Теория несущей способности Терзаги

Теория несущей способности Терзаги полезна для определения несущей способности грунтов под ленточным фундаментом.Эта теория применима только к фундаментам мелкого заложения. Он рассмотрел некоторые предположения, которые заключаются в следующем.

1. Основание ленточного фундамента грубое.
2. Глубина опоры меньше или равна ее ширине, т. Е. Неглубокая опора.
3. Он пренебрег прочностью грунта на сдвиг над основанием фундамента и заменил его равномерной надбавкой. (Д _ф )
4. Нагрузка, действующая на опору, равномерно распределена и действует в вертикальном направлении.
5. Он предположил, что длина основания бесконечна.
6. Он считал уравнение Мора-Кулона определяющим фактором прочности почвы на сдвиг.

Как показано на рисунке выше, AB является основанием фундамента. Он разделил зоны сдвига на 3 категории. Зона -1 (ABC), которая находится под основанием, действует так, как если бы она была частью самого основания. Зона -2 (CAF и CBD) действует как зоны радиального сдвига, которые подпадают под наклонные кромки AC и BC. Зона -3 (AFG и BDE) называется пассивными зонами Ренкина, на которые взимается дополнительная плата (y D _f ), исходящая от верхнего слоя почвы.Из уравнения равновесия
Нисходящие силы = восходящие силы

Нагрузка от опоры x вес клина = пассивное давление + сцепление x CB sin

Где P _p = результирующее пассивное давление = (P _p ) _y + (P _p ) _c + (P _p ) _q
(P _p ) _{y — это} , полученное с учетом веса клина BCDE и нулевой связностью и надбавкой.
(P _p ) _{c — это} , полученное с учетом сплоченности и пренебрежения весом и дополнительными расходами.(P _p ) _q получается с учетом надбавки и пренебрежением весом и связностью.
Следовательно,

Подставив,

Итак, в итоге получаем q _u = c’N _c + y D _f N _q + 0,5 y B N _y
Вышеприведенное уравнение называется уравнением несущей способности Терзаги. Где q _u — предельная несущая способность, а N _c , N _q , N _y — коэффициенты несущей способности Терзаги.Эти безразмерные коэффициенты зависят от угла сопротивления сдвигу ().
Уравнения для определения коэффициентов несущей способности:

Где

Kp = коэффициент пассивного давления грунта.
Коэффициенты несущей способности при общем разрушении при сдвиге для различных значений приведены в таблице ниже.

Наконец, для определения несущей способности под ленточным фундаментом можно использовать

q _u = c’N _c + D _f N _q + 0.5 B N _y

Согласно модификация приведенного выше уравнения, также даны уравнения для квадратных и круглых фундаментов, и они есть.
Для квадратного фундамента

q _u = 1,2 c’N _c + D _f N _q + 0,4 ​​B N _y

Для круглой опоры

q _u = 1,2 c’N _c + D _f N _q + 0,3 B N _y

2.Теория несущей способности Хансена

Для связных грунтов значения, полученные с помощью теории несущей способности Терзаги, превышают экспериментальные значения. Но, тем не менее, он показывает те же значения для несвязных грунтов. Поэтому Хансен изменил уравнение, приняв во внимание факторы формы, глубины и наклона.
По словам Хансена

q _u = c’N _c Sc dc ic + D _f N _q Sq dq iq + 0,5 B N _y Sy dy iy

Где Nc, Nq, Ny = коэффициенты несущей способности Хансена.
Sc, Sq, Sy = факторы формы
dc, dq, dy = коэффициенты глубины
ic, iq, iy = коэффициенты наклона
Коэффициенты несущей способности рассчитываются по следующим уравнениям.Коэффициенты несущей способности Хансена для различных значений рассчитываются в таблице ниже.

Коэффициенты формы для различных форм опор приведены в таблице ниже.

Коэффициенты глубины учитываются в соответствии со следующей таблицей.

Аналогичным образом учитываются коэффициенты наклона из таблицы ниже.

Где H = горизонтальная составляющая наклонной нагрузки
B = ширина опоры
L = длина опоры.

КАК РАССЧИТАТЬ БЕЗОПАСНУЮ НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВЫ НА МЕСТЕ?

Это простое и быстрое полевое испытание даст вам приблизительное представление о несущей способности почвы.

Процедура

1. Выкопайте яму необходимой глубины. (желательно равной глубине фундамента)
2. Возьмите твердый шар или квадратный куб известного веса и размера.
3. Несколько раз уроните шар или квадратный куб с известной высоты на дно вырытой ямы.
4. Рассчитайте среднюю глубину отпечатка, сделанного несколько раз на поверхности дна вынутой ямы. Пусть «d» — средняя глубина впечатления.

Расчет

Рассчитайте предельное сопротивление почвы (R) по формуле, приведенной ниже.

R = (ш * в) / д

Где,

R = Предел прочности почвы (в кг)

d = Средняя глубина отпечатка (в см)

w = Вес твердого шара или квадратного куба (в кг)

h = Высота падения твердого шара или куба (в см)

Если «A» — это площадь поперечного сечения твердого стального шара или куба, то сопротивление почвы на единицу площади рассчитывается по следующей формуле.

Сопротивление почвы на единицу площади (в кг / см ² ) = R / A

Безопасная несущая способность (кг / см ² ) = R / (A * F.O.S)

Где,

F.O.S = коэффициент безопасности

Заметки для запоминания

1. F.O.S варьируется от 2 до 3 в зависимости от типа конструкции и состояния площадки.
2. Чтобы получить надежный результат теста, проведите этот тест на разных типах почвы, а затем используйте свое суждение, чтобы прийти к какому-либо заключению.
3. Вместо использования твердого стального шарика или квадратного куба мы также можем использовать испытательный плунжер CBR или конус (используемый для испытания на проникновение конуса)

Предполагаемая несущая способность

В приведенной ниже таблице показаны предполагаемые значения несущей способности для различных типов грунтов. Эта таблица поможет вам прийти к какому-либо выводу после проведения теста.

Примечания для запоминания

1. Для несвязных грунтов значения должны быть уменьшены на 50%, если уровень грунтовых вод находится выше или около основания основания.
2. Эти значения следует использовать только для предварительного проектирования. Фактическую несущую способность грунта следует рассчитывать по стандартным нормам.

Также прочтите: Как рассчитать несущую способность почвы на месте, используя N-значение

Также прочтите: Как рассчитать несущую способность грунта на основе испытания под нагрузкой плиты

Калькулятор свай (трубчатый анкер и фундамент)

Рис 1.Сопротивление установки свай

Сваи используются; в качестве анкеров для поднятия конструкций над землей или предотвращения смещения (оседания) структурных оснований. Они могут быть из твердого бетона или стальных труб в зависимости от области применения.

Бетонные сваи обычно выдерживают очень большие вертикальные сжимающие нагрузки и устанавливаются / изготавливаются путем выкапывания ямы в земле, в которую опускается сборная свая, а затем закапывается или заливается неотвержденный бетон. Эти сваи не покрываются калькулятором свай CalQlata.

Пустотелые стальные трубчатые сваи, которые используются в калькуляторе свай CalQlata, обычно используются в качестве анкеров или для предотвращения смещения небольших и средних структурных оснований в подозрительных почвенных условиях на суше или на морском дне.

Почва

До 450 миллионов лет назад земная поверхность была каменистой; нигде не было почвы. С тех пор почва на большей части своей поверхности скопилась из разложившихся растительных и животных материалов и эродированных горных пород. Почвы сильно различаются по составу и характеру в зависимости от множества переменных, таких как; состав, температура и содержание воды.

Источники свойств почвы сильно различаются не потому, что они неверны, а просто потому, что все они разные. Поэтому всегда рекомендуется проверять грунт в месте укладки с помощью штыря небольшого диаметра, проникая на глубину, подходящую для желаемого уровня уверенности. Это относительно недорогой и надежный метод подготовки к прокладке сваи перед установкой. К стержню можно применить те же методы расчета, что и для сваи.

Указанные значения несущей способности грунта действительны только при определенных условиях; глубина, пустоты, увлеченная вода, частицы горной породы (камни), состав, температура и т. д.все они вносят свой вклад в изменение прочности при очень малых объемах. Кроме того, прочность подшипника обычно изменяется в зависимости от величины и направления нагрузки, то есть она значительно снижается при нагрузке на растяжение или сжатие вблизи поверхности.

Поскольку прочность грунта увеличивается с глубиной, CalQlata консервативно считает, что поперечное давление грунта на стенку сваи равно давлению на глубине, умноженному на коэффициент Пуассона грунта (в отличие от его угла сдвига, который также может варьироваться с глубиной).

Сопротивление сжимающей силе в основании или вершине сваи (рис. 1), которая вызывает постепенное проникновение (δd), обычно должно быть равно комбинированному напряжению в грунте на глубине. Однако, поскольку условия на вершине сваи изменчивы и в значительной степени неизвестны во время установки, вычислитель сваи консервативно использует только несущую способность при расчете ударной прочности вершины сваи.

Свайная установка

Рис. 2. Момент перекоса сваи

На рис. 1 показаны силы сопротивления для типичной стальной трубчатой ​​сваи во время установки.

Сваи обычно забиваются в землю путем падения на них тяжелого груза с определенной высоты. Сила удара создается за счет потенциальной энергии массы. Если молот падает в плотную среду, такую ​​как вода, его эффективная масса (м²) должна использоваться в расчетах энергии удара (см. Входные данные ниже).

Сопротивление трению между грунтом и внутренней и внешней вертикальными поверхностями сваи увеличивается с увеличением глубины. Инкрементное проникновение достигается за счет преодоления несущего напряжения в грунте на поверхности вершины свайной стенки.Сила, создаваемая энергией удара, которая изменяется с каждым постепенным изменением глубины проникновения в грунт, должна быть достаточной для преодоления обеих этих нагрузок.

По мере увеличения глубины сваи большая часть силы удара теряется на преодоление повышенного сопротивления трения, уменьшая силу, доступную для проникновения. Таким образом, постепенное проникновение уменьшается с установленной глубиной, что увеличивает силу, действующую на сваю при каждом ударе.

Маловероятно, что грунт будет иметь одинаковую несущую способность, сопротивление сдвигу, коэффициент трения и коэффициент Пуассона на всем протяжении до установленной глубины, поэтому маловероятно, что каждый удар будет генерировать ожидаемое проникновение на соответствующей глубине.

Хотя разумно продолжать укладку свай до тех пор, пока сила удара (F) не станет достаточной для ваших нужд (Ŵ Сила (F) для каждого удара указывается в калькуляторе свай.

Прочность сваи

Стена сваи должна выдерживать монтажные и эксплуатационные нагрузки, и требуются отдельные расчеты для определения целостности сваи в соответствии с вашими конкретными проектными условиями.Однако наиболее вероятной причиной разрушения сваи является разрыв стены во время установки.

Разрушение или обрушение стенки сваи происходит из-за чрезмерного напряжения мембраны из-за смещения молотка / сваи (рис. 2), достаточно консервативная оценка которого может быть получена с использованием следующей формулы плоской пластины: σỵ = 6 м / т

Существует множество формул для определения прочности сваи при сжатии, некоторые из которых включают классические или сложные формулы, все из которых можно надежно спрогнозировать с помощью расчета продольного изгиба колонны Эйлера-Ренкина, в котором вы добавляете модуль Юнга материала сваи к модулю упругости грунта. (Eᵖ + Eˢ) при создании композитной жесткости (EI) для колонны.

Расчетная вместимость сваи

Рис. 3. Боковая нагрузка

Весу противостоит сочетание сопротивления трения и прочности грунта. Горизонтальным нагрузкам должно противостоять поперечное сжатие почвы, которое меняется в зависимости от глубины, состава и плотности. Растягивающим нагрузкам от анкеров противостоит масса сваи плюс грунтовая пробка, если она остается внутри, а также любое остаточное трение между грунтом и стенкой сваи.

Как и все теоретические интерпретации практических задач, в конечном результате есть определенная степень оценки.

Например:

Горизонтальная сила : Сопротивление горизонтальным нагрузкам создает пару моментов (M) на высоте «hᴹ» (рис. 3), величина которой обусловлена ​​сочетанием несущей способности грунта и давления на глубине. Несущая способность при горизонтальной нагрузке не такая же, как при сжатии из-за подъема к поверхности, кроме того, давление создает большее сопротивление горизонтальным силам, чем несущая способность на значительной глубине (т. Е. Когда плотность x глубина> несущая способность).Поэтому CalQlata проигнорировала влияние несущей способности для горизонтальных нагрузок в вычислителе свай и предположила, что поперечное сопротивление основано на давлении x глубина⁽⁴⁾. Вам нужно будет убедиться, что ваша свая не расплющивается чуть ниже поверхности почвы из-за горизонтальной силы.

Сила сжатия : Если свая не проникает в подстилающую породу, ее несущая способность (рис. 4; W) будет зависеть от сопротивления трения и несущей способности грунта, которые могут соответствовать или не соответствовать условиям поверхности.В этом случае вы можете основывать несущую способность установленной сваи на конечной силе удара. Однако было бы разумно применить подходящий запас прочности для учета потенциальной ползучести. Эмпирическое правило CalQlata — предполагать полную несущую способность и ⅔ сопротивления трения (R̂ᵛ). Калькулятор сваи предоставляет как теоретические (W̌), так и практические () значения в своих выходных данных.

Комбинированное усилие : Когда сваи подвергаются комбинированным вертикальным и горизонтальным нагрузкам (рис. 5; W), сопротивление трения от вертикальной составляющей будет уменьшено, если горизонтальная составляющая достаточна для преодоления деформации в грунте.Если земля и свая теряют контакт более чем на 50% от ее внешней поверхности, сопротивление трению следует игнорировать. Сопротивление вертикальному направлению вверх будет зависеть только от веса (сваи и грунтовой пробки, если она сохраняется), а сопротивление сжатию будет зависеть только от напряжения опоры (σ) на вершине сваи.

Осторожно

Несмотря на то, что сопротивление трения в свае может быть включено в несущую способность сваи, следует принять меры, чтобы в течение ее расчетного срока службы учитывались следующие факторы:
1) С течением времени может возникать мера ползучести из-за несоответствий в грунте из-за изменения пластов и вибрационных нагрузок
2) Оседание может привести к сползанию сваи в пласт с низкой прочностью
3) Подземная вода снижает сопротивление трения и прочность подшипника
4) Скала, частично поддерживающая сваю, со временем может вызвать наклон
5) Деформация свайной стены во время установки может привести к обрушению во время эксплуатации
Все вышеперечисленное может быть выполнено с помощью подходящих испытаний грунта на глубину, превышающую предполагаемую глубину сваи.

Рис. 4. Осевая нагрузка

Калькулятор свай — Техническая помощь

Вы можете использовать любые единицы измерения в калькуляторе свай при условии, что вы согласны. Однако все силы рассчитываются для получения единиц массы-силы (кгс, фунт-сила и т. Д.), Поэтому важно, чтобы значения, вводимые для напряжения (σ и τ), были в простых единицах: например, кгс / м², фунт-сила / дюйм² и т. д.

Входное значение ускорения свободного падения (g) используется только для преобразования энергии удара в массовую силу.

Установка

Калькулятор свай применяет горизонтальное давление (которое изменяется линейно с глубиной) на внутреннюю и внешнюю стенку сваи из-за коэффициента Пуассона грунта. Сопротивление постепенному проникновению рассчитывается только с использованием напряжения опоры (σ) грунта, напряжение сдвига (τ) используется для расчета угла сдвига для горизонтальной силы (F̌ʰ).

Расчетная мощность

Вычислитель свай обеспечивает множество расчетных нагрузок, только минимальные значения которых (R̂ᵛ, F̂ᵛ, Ŵ) могут использоваться с высокой степенью уверенности и без контрольных испытаний.Если вы хотите полагаться на более высокие расчетные мощности, чем эти, рекомендуется провести соответствующие испытания под нагрузкой, зависящие от времени.

Различные слои

Если вы не хотите проводить подробные расчеты для каждого переменного слоя (рис. 6), вы можете консервативно предположить, что ваша свая имеет глубину ровно столько, сколько сумма толщин высокопрочных слоев, полностью игнорируя влияние низкопрочных слоев. . Это также более точный подход, чем предположение о средних свойствах почвы по фактической глубине.

Входные данные

Рис. 5. Объединенные силы.

D = максимальная требуемая глубина сваи
Øᵢ = внутренний диаметр сваи
Øₒ = внешний диаметр сваи
ρᵐ = средняя плотность ³⁾
ρʰ = плотность молотка ³⁾
ρᵖ = плотность сваи
ρˢ = плотность грунта
м = масса молотка ⁽³⁾
hᵈ = высота падения
σ = нагрузка на грунт
τ = напряжение сдвига грунта
μᵢ = коэффициент трения при установке ²⁾
μₒ = коэффициент трения во время работы ²⁾
ν = коэффициент Пуассона (грунт)

Выходные данные

мₑ = эффективная масса молота ³⁾
E = энергия удара
A = площадь поперечного сечения стенки сваи (вершина)
Ď = общая максимальная глубина (d + δd после окончательного удара)
n = количество ударов (для достижения Ď )
R̂ᵛ = минимальное сопротивление трению по вертикали при установке (из-за μᵢ)
Řᵛ = максимальное сопротивление трения по вертикали после осадки⁽⁵⁾ (из-за μₒ)
F̌ʰ = максимальное горизонтальное усилие (на поверхности почвы)
F̂ᵛ = минимум подъемная сила сваи (только масса сваи)
F̌ᵛ = максимальная подъемная сила сваи (включая массу заглушки и Řᵛ)
Ŵ = минимальная грузоподъемность (от; μₒ + σ)
W̌ = максимальная грузоподъемность (от; μₒ + σ )
hᴹ = высота от конца сваи до точки опоры
r₁ = плечо момента над точкой опоры (только для информации)
r₂ = плечо момента под опорой (только для информации)
M₁ = момент над точкой опоры⁽⁶⁾ (только для информации)
M₂ = Момент ниже точки опоры⁽⁶⁾ (только для информации)

Рис 6.Изменчивые слои почвы

Результаты последовательности ударов:
N ° = число ударов
δd = глубина удара
d = общая глубина после удара
F = сила удара

См. Свойства материала ниже для получения информации о некоторых характерных свойствах материала.

Свойства материала

Монтажная среда: если ваша свая устанавливается с помощью молотка, брошенного под воду, вы должны ввести среднюю плотность (ρᵐ) для воды, в противном случае вы должны ввести значение для воздуха или установить это значение на ноль.

Материал молота: Плотность материала молота (ρʰ) уменьшается на плотность среды в расчете (ρᵐ) для расчета энергии удара (E). Поэтому важно, чтобы обе плотности были репрезентативными

.

Материал сваи: плотность материала сваи используется только в расчетах силы, необходимой для вытягивания сваи из земли (Fᵛ)

Материал почвы: Свойства почвы должны быть основаны на значениях испытаний на месте, если это вообще возможно.Это можно установить, вставив штифт в землю в месте установки сваи, а затем ретроспективно установив характеристики грунтовых условий с помощью калькулятора свай и изменив свойства грунта (σ, μᵢ и μₒ), гарантируя, что:
а) ретроспективные расчеты отражают фактические условия во время установки;
б) Нагрузки при извлечении измеряются не менее чем через 30 дней после осадки. В качестве альтернативы для оценки могут использоваться следующие данные:

Применяемость

Расчет сваи применяется только к трубчатым сваям, заделанным в поверхностный грунт

Точность

Точность вычислений в калькуляторе свай зависит от введенной информации.Выходные данные в значительной степени основаны на линейном изменении давления с глубиной и постоянной плотности почвы на этой глубине. В этом случае ожидается, что результаты будут в пределах ± 10% от фактических значений.

Если изменение грунта происходит по глубине сваи, для свойств грунта следует использовать средние значения; в этом случае; Ожидается, что результаты будут в пределах ± 20% от фактических значений.

Маловероятно, что какой-либо расчет свай позволит достичь значительно большей точности, чем ожидалось выше.

Банкноты

1. Ударная вибрация, смещение грунта и переменные условия с глубиной — все это неконтролируемо изменяет конечную нагрузку на сваю во время установки
2. Сопротивление трению при установке меньше, чем при эксплуатации из-за осадки (через ≈30 дней). CalQlata рекомендует, если не известны точные значения, коэффициент трения для связных грунтов при установке должен быть вдвое меньше, чем при эксплуатации, который обычно составляет ≈0,35. Для несвязных грунтов оба значения следует принимать одинаковыми и равными ≈0.15
3. Для энергии удара используется эффективная масса молота mₑ = m. (Ρʰ-ρᵐ) / ρʰ
4. Боковая нагрузка на стенки сваи рассчитывается по формуле ν.d.ρˢ
5. Включая внутренние и внешние вертикальные стенки сваи
6. Эта информация предоставляется для проверки: M₁ должно быть идентично M₂, если расчет правильный

Дополнительная литература

Дополнительную информацию по этому вопросу можно найти в справочных публикациях ^{(8, 9, 51 и 52)}

Несущая способность грунта — Диаграмма давления подшипника

Опоры не только обеспечивают ровную платформу для опалубки или кирпичной кладки, но и распределяют вес дома, чтобы почва могла выдержать нагрузку.Нагрузка распространяется внутри самого основания под углом примерно 45 градусов, а затем распространяется в почве под более крутым углом, больше похожим на 60 градусов от горизонтали.

По мере расширения нагрузки под опорой давление на почву уменьшается. Грунт непосредственно под основанием принимает наибольшую нагрузку, поэтому его следует тщательно утрамбовать.

Найдите ближайших подрядчиков по изготовлению плит и фундаментов, которые помогут с вашими опорами.

Поскольку нагрузка распределяется, давление на почву наибольшее прямо под опорой.К тому времени, когда мы опускаемся ниже основания на расстояние, равное ширине основания, удельное давление на грунт упадет примерно наполовину. Спуститесь еще раз на ту же дистанцию, и давление упадет на две трети. Так что почва прямо под основанием является наиболее критичной и, как правило, наиболее подверженной злоупотреблениям.

Когда мы выкапываем опоры, зубья ведра взбалтывают почву и подмешивают в нее воздух, уменьшая ее плотность. Также грунт с насыпи может попасть в траншею.Рыхлый грунт имеет гораздо меньшую несущую способность, чем исходный.

Вот почему так важно уплотнять дно траншеи. Используйте уплотнитель с виброплитой для песчаных или гравийных почв и уплотнитель с прыгающим домкратом для ила или глины (дополнительные сведения об оборудовании для уплотнения см. В этом руководстве по грунтовому основанию и основанию). Если вы не уплотняете эту почву, вы можете получить 1/2 дюйма заселения всего на первых 6 дюймах почвы.

Если вы копаете слишком глубоко и заменяете почву для восстановления качества, вы добавляете обратно почву, которая расширилась на 50%.Под нагрузкой он снова уплотняется и вызывает оседание. Поэтому, когда вы заменяете материал в траншее, тщательно уплотните его или используйте крупный гравий. Гравий размером полтора дюйма или больше практически самоуплотняется при его укладке. Под весом деревянного дома он не осядет в значительной степени.

Узнайте, как перекрывать мягкие участки почвы.

Таблица грузоподъемности грунта

Источник: Таблица 401.4.1; Кодекс CABO для проживания одной и двух семей; 1995.

Свойства почвы и подшипник

Тип и плотность естественной почвы также важны. Международный Строительный Кодекс, как и Кодекс CABO до него, перечисляет предполагаемую несущую способность для различных типов грунтов. Очень мелкие почвы (глины и илы) обычно имеют меньшую емкость, чем крупнозернистые почвы (пески и гравий).

Однако некоторые глины или илы имеют более высокую несущую способность, чем значения в кодовых таблицах.Если вы проведете испытание почвы, вы можете обнаружить, что у вас более плотная глина с гораздо более высокой несущей способностью. Механическое уплотнение почвы также может повысить ее несущую способность.

Определение несущей способности на объекте

Проверить плотность грунта в траншее для фундамента с помощью пенетрометра. Несущая способность вашей почвы поможет вам определить, нужен ли вам неглубокий или глубокий фундамент. Прочность грунта непосредственно под основанием, где сосредоточены нагрузки, имеет решающее значение для производительности фундамента.

Вы можете получить довольно хорошее представление о несущей способности грунта на дне траншеи, используя ручной пенетрометр. Это карманное устройство представляет собой подпружиненный зонд, который оценивает давление, которое может выдержать почва, и откалиброван для получения показаний в тоннах на квадратный фут. Один из них должен быть у каждого подрядчика и строительного инспектора. Это поможет вам избежать множества неприятностей.

Расчетные модули

> Фундаменты> Общие опоры

Нужно больше? Задайте нам вопрос

Этот модуль обеспечивает анализ прямоугольного фундамента с приложенной осевой нагрузкой, покрывающими слоями, моментными и поперечными нагрузками.Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео:

Модуль позволяет сместить положение приложения осевой нагрузки от центра основания и обеспечивает автоматический расчет допустимого увеличения давления на грунт на основе размеров основания и / или глубины под поверхностью.

Модуль проверяет давление грунта при рабочей нагрузке, устойчивость к опрокидыванию, устойчивость к скольжению, изгиб на каждой из четырех сторон опоры, односторонний сдвиг в точке «d» от каждой из четырех поверхностей опоры и продавливание среза по периметру, расположенному в точке «d /». 2 фута от пьедестала лица.

Общий

f’c

Прочность бетона на сжатие в течение 28 суток.

fy

Предел текучести арматуры.

Ec

Модуль упругости бетона.

Плотность бетона

Плотность бетона используется для расчета собственного веса пьедестала и основания, когда выбран этот параметр.

Значения Phi

Введите значения уменьшения емкости, которые будут применяться к Vn и Mn.

Биаксиальный анализ

Выберите «Да» или «Нет», чтобы указать, нужно ли выполнять двухосный анализ. Если выполняется двухосный анализ, решение будет учитывать моменты, приложенные одновременно к двум ортогональным осям основания. Если двухосный анализ НЕ выполняется, решение будет рассматривать моменты, приложенные к двум ортогональным осям, как действующие не одновременно.

Длина кромки для M и V (отображается только при выборе двухосного анализа)

При расчете сдвига и момента для опор, где максимальные значения давления грунта возникают в углах, это значение указывает долю (в виде десятичной дроби) размера опоры от края для использования при расчете моментов и сдвигов из-за переменного давления грунта в этом область.Меньшее значение этой переменной приведет к более консервативному расчету, поскольку он будет ориентирован на более узкую полосу, которая испытывает наибольшее давление на грунт.

Щелкните для расчета (кнопка отображается только при выборе двухосного анализа)

Из-за итеративного характера вычислений, которые требуются для двухосного анализа, было бы нежелательно повторять весь анализ и проектирование каждый раз, когда изменяется входной параметр. Поэтому из соображений эффективности программа автоматически переходит в режим ручного пересчета при выборе двухосного анализа.Нажмите эту кнопку в любое время, когда вы захотите произвести пересчет с текущими входными параметрами.

Учитывать вес опоры при определении давления на грунт

Выберите этот параметр, чтобы модуль рассчитал собственный вес основания и применил его как нагрузку, направленную вниз, при определении давления на грунт. Собственный вес будет умножен на коэффициент статической нагрузки в каждой из комбинаций нагрузок давления на грунт.

Примечание. Обычно следует выбирать этот вариант.Отмена выбора этого параметра может привести к неправильным расчетам давления грунта на опоры с моментом. Если цель состоит в том, чтобы попытаться сравнить давление на грунт в грунте с допустимым чистым давлением, то было бы целесообразно использовать параметр на вкладке «Допустимые значения грунта» для «Увеличить подшипник за счет веса опоры».

Учитывать вес опоры при определении скольжения, опрокидывания и подъема

Выберите этот параметр, чтобы модуль рассчитал собственный вес основания и применил его как нагрузку вниз при определении факторов безопасности при скольжении, опрокидывании и подъеме.Собственная масса будет умножена на коэффициент статической нагрузки в каждой из комбинаций нагрузок на устойчивость.

Игнорировать проверки для скольжения

Выберите этот вариант, если скольжение не является конструктивным соображением по какой-либо конкретной причине.

Мин. Соотношение стали — температура / усадка

Введите минимальное соотношение температуры / усадки стали, рассчитанное с использованием полной толщины основания. Это вызовет предупреждающее сообщение, если секция недостаточно усилена.

Примечание. Эта проверка выполняется при условии, что будет предоставлен только один мат из заданного арматурного стержня. Если конструкция имеет чистый приподнятый материал, такой, что требуется верхний мат, или если верхний мат будет предоставлен в любом случае, имейте в виду, что программа все равно будет учитывать только вклад одного мата в соответствие требованиям по температуре и усадке. В этом случае может быть более удобным установить соотношение T&S на значение, представляющее половину от общего количества, зная, что двух матов будет достаточно для обеспечения полного требуемого количества.

Минимальный коэффициент безопасности при опрокидывании

Введите минимально допустимое отношение момента сопротивления к моменту опрокидывания. Если фактическое передаточное число меньше указанного минимального передаточного числа, появится сообщение о том, что устойчивость при опрокидывании не удовлетворена.

Минимальный запас прочности при скольжении

Введите минимально допустимое отношение силы сопротивления к силе скольжения. Если фактическое передаточное число меньше указанного минимального передаточного числа, будет выдано сообщение о том, что устойчивость скольжения не удовлетворена.

Считать ACI 10.5.1 и 10.5.3 минимальным усилением

Установите этот флажок, если вы хотите, чтобы модуль учитывал ACI 318, разделы 10.5.1 и 10.5.3 при определении минимального армирования.

Допустимые значения для почвы

Допустимая нагрузка на грунт

Введите допустимое давление на грунт, которому грунт может противостоять. Это сопротивление рабочей нагрузке, которое будет сравниваться с расчетным давлением грунта при рабочей нагрузке (нагрузки не учитываются при расчете прочности).

Увеличить опору за счет веса опоры

Нажмите [Да], чтобы модуль рассчитал вес одного квадратного фута (вид сверху) веса фундамента и прибавил его к допустимому значению несущей способности почвы. Это позволяет избежать ущерба грунту из-за собственного веса основания и полезно в ситуациях, когда геотехнический отчет предоставляет допустимые значения чистого давления в опоре.

Сопротивление пассивному скольжению грунта

Введите значение пассивного давления грунта на сопротивление скольжению.Это значение будет использоваться для определения компонента сопротивления скольжению, создаваемого пассивным давлением почвы. Затем сопротивление скольжению из-за пассивного давления добавляется к сопротивлению скольжению из-за трения, чтобы определить общее сопротивление скольжению для каждой комбинации нагрузок.

Коэффициент трения грунт / бетон

Введите коэффициент трения между почвой и основанием, который будет использоваться при расчетах сопротивления скольжению.

Увеличение подшипников почвы

В этом разделе можно указать некоторые размеры, превышение которых автоматически увеличит допустимое давление на грунт.

Глубина основания основания под поверхностью почвы: Расстояние от низа основания до верха почвы. Это значение используется для определения допустимого увеличения давления на грунт и сопротивления пассивному скольжению грунта, но не используется в других расчетах в этом модуле.

Увеличивается в зависимости от глубины основания: Предоставляет метод автоматического увеличения базового допустимого давления на грунт на основе глубины основания ниже некоторой контрольной глубины.Собирает следующие параметры:

Допустимое увеличение давления на фут: Определяет величину, на которую может быть увеличено базовое допустимое давление на грунт на каждый фут глубины ниже некоторой контрольной глубины.

Когда основание опоры ниже: Определяет необходимую глубину, чтобы начать реализацию постепенного увеличения допустимого давления на грунт на основе глубины опоры.

Пример: Предположим следующее: Базовое допустимое давление на грунт = 3 тыс. Фунтов стерлингов.Основание основания находится на уровне 6 футов-0 дюймов ниже поверхности почвы. В геотехническом отчете указывается, что увеличение опорного давления на 0,15 тыс.футов допускается для каждого фута глубины, когда основание находится глубже, чем на 4 фута ниже поверхности почвы. Поскольку вы указали, что опора находится на 6 футов ниже поверхности почвы, модуль автоматически рассчитает скорректированное допустимое давление на грунт, равное 3 тыс. фунтов / футов + (6 футов — 4 футов) * 0,15 тыс. фунтов / футов = 3,30 тыс. фунтов стерлингов.

Увеличение на основе размера фундамента в плане: Предоставляет метод автоматического увеличения базового допустимого давления на грунт на основе размеров фундамента, превышающих некоторый контрольный размер.Собирает следующие параметры:

Допустимое увеличение давления на фут: Определяет величину, на которую может быть увеличено базовое допустимое давление на грунт для каждого фута длины или ширины, превышающей некоторый контрольный размер.

Когда максимальная длина или ширина больше, чем: Указывает требуемый размер, чтобы начать реализацию постепенного увеличения допустимого давления на грунт на основе размера основания.

Пример: Предположим следующее: Базовое допустимое давление на грунт = 3 тыс. Фунтов стерлингов.Размеры опоры 12 футов 0 дюймов x 6 футов 0 дюймов. В геотехническом отчете указывается, что увеличение несущего давления грунта на 0,15 тыс.футов допускается для каждого фута, если наибольший размер основания в плане превышает 4 фута. Модуль автоматически рассчитает скорректированное допустимое давление на грунт, равное 3 тыс. Фунтов / футов + (12 футов — 4 футов) * 0,15 тыс. Фунтов / футов = 4,2 тыс. Фунтов / футов.

Примечание. Увеличение в зависимости от глубины основания и размеров в плане суммируется.

Размеры опоры

На этой вкладке вы вводите размеры фундамента и пьедестала.

Ширина, длина и толщина: определяет габаритные размеры основания

Местоположение нагрузки: определяет смещение от центра основания, к которому приложена осевая нагрузка. Если двухосный анализ НЕ используется, то можно использовать только одно направление.

Размеры пьедестала: Если бетонный постамент опирается на основание, здесь можно указать его размеры. Размеры px и pz используются для определения мест на всех четырех сторонах, где рассчитываются односторонний сдвиг, двухсторонний сдвиг и изгибающий момент.Если вы введете ненулевую высоту, вы можете выбрать, чтобы вес этой призмы был рассчитан и добавлен как статическая нагрузка. Любые приложенные перекрывающие нагрузки будут исключены из области, определенной как размер основания по осям xx и yy, независимо от указанной высоты призмы.

Примечание. Если опора не определена, то центр опоры будет рассматриваться как поверхность опоры при определении критических мест для проверки сдвига и изгиба.

Учитывать вес постамента при определении: эта опция позволяет пользователю указать, следует ли учитывать собственный вес постамента при определении давления грунта, несущего нагрузку, и отдельно, должен ли собственный вес постамента учитывать учитываться при проверке скольжения, опрокидывания и подъема.

Арматура опоры

На этой вкладке можно указать армирование в каждом направлении основания.

Прикладные ВЕРТИКАЛЬНЫЕ нагрузки

На этой вкладке можно указать осевую нагрузку, приложенную к месту основания, и нагрузку перекрытия, приложенную ко всему размеру основания в плане (за исключением области, обозначенной как основание).

Введите нагрузки с положительным знаком для нисходящего направления.

Примечание! Этот модуль не позволит поднять сетку на опору. Если результат учтенных осевых нагрузок (статическая, динамическая, ветровая и т. Д.) Дает отрицательный знак нагрузки, модуль не будет пересчитывать и сообщит вам, какая комбинация нагрузок привела к чистому подъему.

Прикладные изгибающие нагрузки

Эта вкладка позволяет вводить прикладные моменты.

Прикладные СДВИГАТЕЛЬНЫЕ нагрузки

На этой вкладке можно ввести приложенные поперечные силы.Эти нагрузки действуют в месте расположения пьедестала. Если указана высота основания, сдвиг будет применен на этой высоте и создаст момент на основании, равный поперечной нагрузке * (толщина основания + высота основания).

Сочетания нагрузок — Сервис

Это стандартная вкладка сочетания нагрузок, используемая в Библиотеке проектирования конструкций. Вкладка «Комбинации сервисов» используется для расчета давления грунта, которое сравнивается с допустимым давлением грунта.«Увеличение почвы» — это коэффициент, который может быть определен индивидуально для каждой комбинации нагрузок и применяется к допустимому несущему давлению почвы.

Сочетания нагрузок — с учётом

Это стандартная вкладка сочетания нагрузок, используемая в Библиотеке проектирования конструкций для расчета прочности. Эти сочетания нагрузок используются для расчета моментов и сдвигов в основании для определения напряжений и требуемой арматуры.

Примечание: Модуль General Footing применяет факторные нагрузки к основанию и определяет эксцентриситет, отличный от того, который был определен с использованием эксплуатационных нагрузок для проверки давления грунта.

Вкладка результатов

На этой вкладке представлена ​​сводка всех рассчитанных значений. Сообщаются отношения напряжений, приложенные и допустимые значения и комбинация нагрузок для этих управляющих значений.

Вкладка «Давление на грунт»

На этой вкладке суммируются расчетные рабочие нагрузки, несущее давление грунта для моментов и сдвигов, приложенных вокруг указанной оси, для каждой комбинации нагрузок.

Устойчивость к опрокидыванию

На этой вкладке представлены расчеты опрокидывания и устойчивости опоры к моменту сопротивления вокруг каждой оси и для каждой комбинации нагрузок. Обратите внимание, что используемые здесь сочетания нагрузок генерируются внутри компании, а НЕ из служебных сочетаний нагрузок, которые вы ввели с целью оценки давления в грунте.

Обратите внимание, что программа настроена на индивидуальный поиск опрокидывающих сил и сил сопротивления.Например, возьмем ситуацию, когда основание подвергается равным и противоположным сдвигам на заданной высоте. Здравый смысл подсказывает, что эти силы нейтрализуют друг друга, и опора не испытывает никакого опрокидывающего момента от них. Но программа рассматривает одну из двух равных и противоположных сил как опрокидывающую силу, а другую — как силу сопротивления. Таким образом, для этих двух сил сообщается чистый опрокидывающий момент, но момент сопротивления ТАКЖЕ учитывает влияние противоположной нагрузки, поэтому учет, используемый для определения коэффициента опрокидывания, является правильным.

Выдвижная планка устойчивости

На этой вкладке представлены расчеты прилагаемой устойчивости опоры к скольжению и сопротивления скольжению в каждом направлении оси и для каждой комбинации нагрузок. Обратите внимание, что используемые здесь сочетания нагрузок генерируются внутри компании, а НЕ из тех комбинаций рабочих нагрузок, которые вы ввели с целью оценки давления в грунте.

Упор для изгиба опоры

На этой вкладке представлена ​​сводная информация о рассчитанном факторизованном моменте нагрузки на всех четырех краях периметра опоры для каждой комбинации нагрузок.Он указывает, вызывает ли названная комбинация нагрузок напряжение на верхней поверхности основания или на нижней.

Примечание. В случаях, когда напряжение возникает в верхней части фундамента, проверка на изгиб будет основываться на предположении, что определенный арматурный мат предусмотрен на верхней поверхности фундамента. Пользователь должен просмотреть результаты и определить, действительно ли для каких-либо комбинаций нагрузок требуется верхний мат из арматуры или основание может быть усилено только нижним матом.

Упор для ножниц

На этой вкладке представлена ​​сводная информация о рассчитанном факторизованном сдвиге нагрузки на всех четырех краях периметра опоры для каждой комбинации нагрузок. Также рассчитывается двусторонний сдвиг или сдвиг при продавливании.

Вкладка «Эскиз»

.

alexxlab