Розрахунок стовпчастого фундаменту

Міцна основа будинку – запорука того, що він простоїть довго. Стовпчастий фундамент хоч і є найдешевшим, але в разі його правильного проектування він також буде надійною опорою. Як виконується розрахунок стовпчастого фундаменту, викладено нижче.

Зміст

  • Коротко про стовпчастому фундаменті, його види та особливості
  • Розрахунок навантаження на стовпчастий фундамент залежно від ваги надземної частини будинку
    • Навантаження, створювана дахом
    • Як навантажують фундамент перекриття
    • Навантаження від стін
    • Підсумовуємо навантаження
    • Визначення граничних навантажень фундаменту на грунт
  • Розрахунок стовпчастого фундаменту під колону
  • Розрахунок бетону для стовпчастого фундаменту

Коротко про стовпчастому фундаменті, його види та особливості

Стовпчастий фундамент відрізняється від стрічкового тим, що:

  • підходить для будівель, що належать до полегшеного типу. До них належать дерев’яні будинку без підвального приміщення, колони і т. д.;
  • являє собою ряд опор, що знаходяться в найбільш навантажених місцях.

Виготовляють стовпчастий фундамент в основному 2 видів:

  • Монолітний. Він має більшу міцність, тому що виготовлений з армованого бетону.
  • Збірний – складається з окремих елементів, тому має слабкі місця там, де знаходяться шви. Його перевага в швидкості зведення.
  • Виходячи з розрахункових параметрів фундаменту цього виду, таких як глибина залягання підземних вод, рівень промерзання і тип грунту, існують два різновиди стовпчастого підстави:

  • Заглиблений нижче рівня промерзання, він так і називається – заглиблений. На глинистих грунтах необхідний тільки такий.
  • Виконаний на глибині до 700 мм. Називається він малозаглубленным. Доцільний на піщаних або скелястих грунтах.
  • Вихідні дані для розрахунку

    Для того щоб приступити до виконання розрахунку, вам буде потрібно наступна інформація:

    • на якій глибині знаходяться грунтові води. При цьому враховується коливання цього параметра в різні періоди;
    • зимовий температурний режим і відомості про те, наскільки промерзає земля. Ці дані є в довідниках;
    • до якого типу відноситься грунт;
    • скільки приблизно буде важити дім і все, що в ньому знаходиться;
    • маса самого стовпчастого фундаменту;
    • вітрові і снігові навантаження.

    Глибину промерзання землі в різних регіонах країни можна побачити на рисунку:

    Розрахунок стовпчастого фундаменту

    Самостійне визначення типу грунту

    Навряд чи хтось захоче піти в лабораторію і платити гроші за дослідження, але такий параметр, як опір ґрунту в залежності від її типу дуже важливий, тому визначити його необхідно хоча б самостійно. Керуємося наступним:

  • Викопуємо яму глибиною нижче шару промерзання.
  • Беремо звідти трохи землі, намагаємося скачати його в кулю і дивимося, що виходить:
    • з піщаного грунту скачати кулю неможливо. Те, що він дійсно піщаний, визначається і візуально, але фракція може бути дуже дрібною. Опірність такий грунту — R=2. Для піску середньої і крупної фракцій даний показник складе 3 і 4,5 одиниць відповідно;
    • якщо вам вдалося сформувати кулю, але при натисканні він тут же розсипався – грунт супіщаний, а для нього найменша опірність — R=3;
    • скатаний земля щільна. Сдавив куля, ви не побачите на ньому тріщин. Висновок: у вас в руках глина, отже, R=3-5;
    • у разі суглинку, куля також не розпадеться, але тріщини при натисканні з’являться. Для цього типу грунту R=2-4.

    Розрахунок навантаження на стовпчастий фундамент залежно від ваги надземної частини будинку

    Розрахунок можливо виконати тоді, коли ви вже визначилися:

    • з матеріалом, з якого будуть зводитися стіни;
    • з типом покрівлі;
    • з тим, яку меблі та побутову техніку додайте в будинку.

    Щоб отримати цей важливий параметр, виконуємо наступні дії:

    • підсумовуємо навантаження, створювані стінами, перегородками, елементами покрівлі і предметами всередині будинку;
    • плюсуємо до отриманого результату навантаження від ваги снігового покриву. У різних місцях цей показник суттєво відрізняється. Так, якщо на півдні Росії він складає всього 0,05 т на квадратний метр, то на півночі питома вага снігу майже в 4 рази більше (0,190 т на 1 кв. м).

    Розрахунок стовпчастого фундаменту, приклад якого наведено нижче, виконаний для залізобетонного монолітного типу. Візьмемо такі вихідні дані:

    • будинок одноповерховий. Стіни виконані з конструкційно-теплоізоляційного газобетону блочного. Товщина стіни 400 мм. Щільність D=600;
    • пів – сухої насипної;
    • фундамент буде влаштовуватися на пластичному глинистому грунті;
    • дах з черепиці керамічної. Скат під кутом в 45 градусів. Для пристрою даху використані дерев’яні лаги;
    • найбільше навантаження припаде на частини будівлі більшої довжини, т. к. на них спиратимуться лаги.

    Стовпчастий фундамент являє собою стійку з наступними розмірами:

    • верх має перетин 35х35 см;
    • підстава або підошва – 75х75 см;
    • стовпи розташовані з інтервалом в 2 м.

    Навантаження від снігу

    У розрахунку беруть участь 2 параметра:

    • нормативна навантаження, яку ми визначаємо по карті. Так як будинок розташований в Підмосков’ї, то вона дорівнює 126 кг на 1 кВ. м;

    Розрахунок стовпчастого фундаменту

    • вантажна площа даху, що припадає на 1 м фундаменту. При цьому беремо не весь фундамент, а лише ту його частину, яка навантажена. Як видно з плану, довжина цих ділянок в сумі складе 24 м. Для визначення площі даху нам потрібно обчислити результат від множення 2 довжин скатів на довжину коника.

    Розрахунок стовпчастого фундаменту

    Отже, розраховуємо довжину ската і площу даху:

    • 6:2 х cos450 = 3 х 0,707 = 4,3 м;
    • 2 х 4,3 х 12 = 103,2 м;
    • на 1 м фундаменту буде тиснути вага покрівлі 103,2 : 24 = 4,3 кв. м.

    Тепер ми зможемо визначити снігове навантаження:

    4,3 х 126 = 541,8 кгс.

    Розрахунок стовпчастого фундаменту

    Порядок такий:

    • проекція покрівлі та площа будинку рівнозначні, значить, площа проекції дорівнює 12 х 6 = 72 кв. м;
    • навантажені у нас тільки сторони по 12 м, тому навантаження на фундамент від покрівлі розподілена на довжині 12 х 2 = 24 або на площині 24 х 0,4 = 9,6 кв. м;
    • з таблиці вище беремо розрахункове навантаження для керамічної черепиці, розташованої під кутом в 45 градусів. Вона дорівнює 80 кгс на 1 кв. м;
    • отже, навантаження на фундамент від покрівлі складе 72 : 9,6 х 80 = 600 кг на 1 кв. м.

    Як навантажують фундамент перекриття

    Це навантаження визначається просто:

    • обчислюємо площу перекриття, а вона ідентична площі будинку. 12 х 6 = 72 кв. м;
    • множимо на питому вагу матеріалу перекриття. Дані для розрахунку візьмемо з таблиці:

    Перекриття
    Щільність Кг/куб. м
    кПа
    Кгс/кВ. м

    Дерево по дерев’яних балках
    200
    1
    100

    -«- -«- -«- -«-
    300
    1,5
    150

    Дерево по балках зі сталі
    300
    2
    200

    Залізобетонні плити серії ПК

    5
    100

     

    • навантаження від покрівлі розподілена на 2 сторони фундаменту. Тому на 1 м основи будинку припадає 72 : 24 = 3 кв. м;
    • тепер визначаємо навантаження 3 х 300 = 900 кгс.

    Щоб розрахувати навантаження, яку створюють на фундамент стіни будинку, нам потрібні дані наступної таблиці:

    Розрахунок стовпчастого фундаменту

    множимо:

    • висоту стіни на товщину і на навантаження, створювану 1 кв. м;
    • отримуємо значення, виражає з якою силою стіна тисне на стовпчастий фундамент 4 х 0,4 х 600 = 960 кгс.

    Підсумовуємо навантаження

    У нас вже є всі дані для розрахунку сумарного навантаження на фундамент:

    541,8 + 600 + 900 + 960 = 3001,8 кгс = 30 кН.

    Визначення граничних навантажень фундаменту на грунт

    Виконуємо наступні дії:

    • отриманий результат множимо на дистанцію між стовпами 3002 х 2 = 6004 кгс;
    • так як щільність для залізобетону становить 2500 кг на 1 кв. м, то при обсязі нашого стовпа 0,25 куб. м вага складе 0,25 х 2500 = 625 кгс;

    Розрахунок стовпчастого фундаменту

    • один стовп фундаменту створює навантаження на землю 6004 + 625 = 6629 кгс;
    • наш пластичний глинистий грунт має несучу здатність 1,5 – 3,5 кгс на 1 кв. див. Беремо мінімальну. Отже, фундамент створить максимальне навантаження 1,5 х 6400 = 9600 кгс, де 6400 кв. см — площа підошви фундаменту;
    • навантаження, яку ми отримали розрахунковим шляхом становить 6629 кгс, отже, у обраної нами основи будинку великий запас міцності, що дозволяє, якщо буде потрібно, додати ще 1 поверх.

    Розрахунок стовпчастого фундаменту під колону

    При розрахунку фундаменту під колону, ми повинні отримати наступні дані:

    • якої висоти буде підстава фундаменту;
    • висота ступенів та їх кількість;
    • площа поперечного перерізу подколонніка і склянки;
    • якого перетину арматура необхідна;
    • всі параметри анкерних болтів або закладних деталей.

    Розрахунок цей складний і відповідальний, так що краще, якщо його зробить професіонал. Для підрахунку можна скористатися програмою Project StudioCS Фундаменти. Ця програма, яку можна придбати в Москві в Бізнес Центрі «Гипромез»або замовити через інтернет, дозволяє:

    • при мінімумі даних отримати максимальну кількість розрахункових параметрів;
    • розрахувати фундамент монолітний і збірний під колони як поодинокі, так і здвоєні;
    • підсумкова інформація, що містить характеристики та основні параметри, що відображається в діалоговому вікні.

    Розрахунок стовпчастого фундаменту

    Її переваги:

    • вона сертифікована;
    • функціональна і за якістю не поступається розробленим за кордоном;
    • значно дешевше закордонних аналогів;
    • при купівлі програми до неї навчальне відео безкоштовно.

    Можливий розрахунок фундаменту під колону і в системі APM Civil Engineering.

    Розрахунок стовпчастого фундаменту

    На виході видає:

    • відомості про необхідному кількості арматури;
    • про числі ступенів фундаменту;
    • відображає геометричні розміри стовпів;
    • враховуючи навантаження на підставу, визначить товщину продавлювання грунту і т. д.

    Її переваги:

    • повністю враховує вимоги державних будівельних стандартів;

    Розрахунок стовпчастого фундаменту

    • створює моделі конструкцій;
    • візуалізує, отримані шляхом обчислення, результати;
    • завдяки наявності розрахункових і графічних інструментів, дозволяє вирішувати великий перелік завдань, в тому числі і розрахунок стовпчастого фундаменту під колону.

    А ось тут видно наочно, як виконується розрахунок у системі APM Civil Engineering:

    Розрахунок бетону для стовпчастого фундаменту

    Розрахунок стовпчастого фундаменту

    Припустимо, що відомі такі параметри круглого стовпа як:

    • діаметр;
    • висота;
    • їх кількість.

    Розрахунок бетону для стовпчастого фундаменту виконаємо так:

    • визначимо площу його поперечного перерізу, використовуючи формулу S = 3.14 х R;
    • помножимо площа на висоту і отримаємо об’єм бетону для одного стовпа;
    • помножимо обсяг на загальне число стовпів і будемо знати скільки всього бетону потрібно для пристрою стовпчастого фундаменту.

    Послідовність розрахунку фундаменту популярно викладена у цьому відео:

    Сподобалася стаття? Поділитися з друзями:
    Корисні поради та відповіді на питання