Проектирование ленточного фундамента

Калькулятор Лента-Онлайн v.1.0

Калькулятор предназначен для проектирования ленточного фундамента. Расчет сопротивления грунта основания, длины, ширины и высоты ленты, расчет арматуры и бетона.

Если вам неизвестна ширина проектируемого фундамента, либо вы хотите узнать минимально допустимую ширину фундамента , то выбираем данный пункт меню.

В данном калькуляторе ширина подошвы фундамента и обреза (верхнее основание фундамента) совпадают.

Расчет ширины фундамента будет осуществлен методом последовательных приближений. Существует несколько способов его реализации.

Был выбран самый долгий (если считать в ручную), но самый простой в понимании способ. Изначально определяется расчетное сопротивление грунта основания [R] и среднее давление по подошве фундамента [p] при ширине фундамента равном 0.1 метра, и проверяется выполняемость условия [p<=R]. Если условие не выполнено, то величина ширины фундамента увеличивается на 0.1 и так далее до тех пор, пока условие не будет выполнено.

Если ширина фундамента задана конструктивно, то выбираем данный пункт меню.

В результате невыполнения условия [p<=R] при заданной ширине калькулятор выдаст предупреждение и отобразит минимально допустимую ширину фундамента, при которой данное условие будет выполняться.

Если выбран пункт меню «Ширина фундамента известна (задана конструктивно)» – вносим значение.

Если выбран пункт меню «Ширина фундамента неизвестна (определяется методом последовательных приближений)» – поле становится не активным. Единица измерения – метры.

Вносим значение глубины заложения фундамента. Единица измерения – метры.

Глубина заложения фундамента, как правило, является расстоянием от уровня планировки до подошвы фундамента.

Глубина заложения фундамента будет завесить от 4 основных факторов:

Геологического.

В качестве основания необходимо использовать прочный слой грунта. Необходимо предусмотреть погружения фундамента на 10-15см в несущий слой грунта. Конструктивного.

Глубина заложения спроектирована с учетом конструктивных особенностей здания (сооружения): наличие подвала, подполья, подводка коммуникаций и др. Климатического. Зависимость от глубины промерзания грунта.

Для расчета данного показателя можно воспользоваться калькулятором: Расчет нормативной и расчетной глубины промерзания грунта. Гидрогеологического. Зависимость между уровнем подземных вод и расчетной глубиной промерзания грунта.

В загородном строительстве используется два основных типа фундамента: мелкозаглубленный (МЗЛФ) и заглубленный ниже глубины промерзания грунта.

Для расчета МЗЛФ можно воспользоваться некоторыми методиками. Для примера книга Сажина: Не зарывайте фундаменты вглубь. Средняя глубина заложения: 0.5м Достоинства данного типа: меньший расход бетона, меньшее влияние касательных сил при пучении грунта (для пучинистых грунтов).

Вносим значение высоты фундамента. Единица измерения – метры.

При известной глубине заложения фундамента определяем высоту надземной части и складываем обе величины. Высота надземной части задается конструктивно.

Расчет фундамента. Длина ленты

В онлайн-калькуляторе реализован конфигуратор ленты, по которому можно сконфигурировать подходящую вам схему ленточного фундамента. Если вдруг вы не найдете своего варианта, то можете рассчитать длину ленты самостоятельно и внести свои значения. Как это сделать будет описано ниже.

Выбираем количество осей, которые будут добавлены между осями А и Г. Новые оси будут проложены параллельно осям А-Г. Можно добавить до 2 новых осей.

Если выбрано:

0 – между осями А-Г нет дополнительных осей. Имеем фундамент без внутренних несущих стен.

1 – между осями А-Г одна дополнительная ось Б. При выборе данного варианта становятся доступны два списка: «Добавить перпендикулярные оси между А-Б» и «Добавить перпендикулярные оси между Б-Г».

2 – между осями А-Г две дополнительные оси Б и В. При выборе данного варианта становятся доступны три списка: «Добавить перпендикулярные оси между А-Б», «Добавить перпендикулярные оси между Б-В» и «Добавить перпендикулярные оси между В-Г».

Выбираем количество осей, которые будут добавлены между осями Б и Г. Новые оси будут проложены перпендикулярно осям Б-Г. Можно добавить до 2 новых осей.

Выбираем количество осей, которые будут добавлены между осями Б и Г. Новые оси будут проложены перпендикулярно осям Б-Г. Можно добавить до 2 новых осей.

Выбираем количество осей, которые будут добавлены между осями Б и В. Новые оси будут проложены перпендикулярно осям Б-В. Можно добавить до 2 новых осей.

Выбираем количество осей, которые будут добавлены между осями В и Г. Новые оси будут проложены перпендикулярно осям В-Г. Можно добавить до 2 новых осей.

При установке флажка будет рассмотрена схема ленты Г-образного фундамента. При выборе флажка станут доступны два поля для указания размеров новой части фундамента.

Размеры фундамента

При указании размеров стоит обратить внимание на то, что размеры необходимо указывать по внешним границам фундамента. То есть оси проходят не по середине ленты, что более распространено, а по внешним границам фундамента. Выбор данного варианта указания размеров упрощает расчет фундамента при неизвестной ширине ленты.

Указываем размеры между осями А-Г. Оси проходят по внешним краям фундамента.

Указываем размеры между осями 1-2. Оси проходят по внешним краям фундамента.

Указываем размеры между осями А-Е. Оси проходят по внешним краям фундамента.

Указываем размеры между осями 2-3. Оси проходят по внешним краям фундамента. Так как ось 2 является общей для 1-2 и 2-3, то считаем так:

Определяем расстояние между осями 1-3 (по внешним границам фундамента).Вносим размеры 1-2 (по внешним границам фундамента).Расстояние между осями 2-3 будет разность между размерами 1-3 и 1-2.

Если вы не нашли свой вариант в конфигураторе ленты, то можно указать рассчитанную самостоятельно длину ленты. Если флажок поставлен, то расчет будет осуществлен только по вашим значениям длины.

Меню: Расчет бетона и арматуры для фундамента

При выборе данного типа меню в результатах не будет указан расчет бетона и арматуры для проектируемого фундамента.

При выборе данного пункта меню становятся активными поля по выбору арматуры и параметров для расчета бетона на фундамент.

При выборе данного пункта меню в результатах отобразятся расчеты арматуры, количества бетона и состава бетона, рассчитанного по входным данным.

Расчет бетона осуществлен по методике описанной в книге В.П. Сизова: Руководство для подбора составов тяжелого бетона.

Алгоритм расчета можно посмотреть на странице калькулятора Бетон-Онлайн v.1.0

При выборе данного типа меню становится активным поле «Бетономешалка», где необходимо указать объем бетономешалки для замеса бетона.

При выборе данного пункта меню в результатах отобразятся расчеты арматуры, количества бетона, состава бетона и расчет по количеству замесов в бетономешалке.

Расчет арматуры

При выборе данного типа меню становятся активными поля: «Диаметр арматуры» и «Количество продольных стержней».

Если у вас есть расчет арматуры на ленту и вы знаете диаметр и количество продольных стержней, то выбираем данный тип меню. Кол-во стержней указывается общее в сечении ленты. То есть если у вас 2 ряда по 2 стержня в каждом ряду, то указываем 4.

При выборе данного типа меню поле «Кол-во продольных стержней» становится не активным.

Вам необходимо будет указать лишь диаметр арматуры и калькулятор посчитает кол-во стержней согласно нормам по СП 52-101-2003.

Если сечение растянутой арматуры  будет ниже 0.1% от сечения ленты (минимально допустимое по СП), то в результатах вы увидите предупреждение: Сечение арматуры меньше минимального. Необходимо увеличить либо диаметр арматуры, либо кол-во стержней.

При выборе данного типа меню мы можем увеличить только диаметр арматуры и проверить еще раз. Если предупреждения не появилось, то диаметр подобран верно.

Выбираем диаметр арматуры. Доступны для выбора следующие диаметры: 10, 12, 14 , 16, 18, 20, 22, 25, 32, 36, 40мм. Для ленты в загородном строительстве используются в основном 10-12мм для продольной арматуры, и 6-8мм для поперечной арматуры (хомуты).

Выбираем количество продольных стержней на сечение ленты. Поле активно при выборе пункта меню: «Кол-во стержней продольной арматуры на ленты известно (задано конструктивно)»

Расчет бетона

Заполняем все списки и поля для получения количества и состава бетона. Алгоритм расчета можно посмотреть на странице калькулятора БетонОнлайн v.1.0

Шаг 2. Основные сведения о грунтах основания

Для получения более достоверных и надежных данных рекомендуется использовать прочностные характеристики грунта, полученные в результате испытаний. Это также приводит, как правило, к уменьшению ширины фундамента при его проектировании (при расчете минимальной ширины фундамента).

Рекомендуемый вариант. Если вам известны прочностные характеристики грунта, конструктивная схема здания (сооружения), длина и высота здания (сооружения), то выбираем данный пункт меню.

Также данный пункт меню выбираем при условии, если прочностные характеристики получены не в результате испытаний, а взяты по таблицам приложения Б СП 22.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*). Для того чтобы подобрать расчетное значение удельного сцепления грунта [cII] и угол внутреннего трения [φII] по данному приложению необходимо знать тип грунта, коэффициент его пористости [e] и показатель текучести [IL].

Расчетное сопротивление грунта в данном калькуляторе определяется для бесподвальных сооружений.

Если вы обладаете минимальными данными о параметрах здания (сооружения) и о грунте основания, то выбираем данный пункт меню.

Расчет сопротивления грунта основания [R] в данном случае будет осуществлен через формулу, где основным параметром будет служить табличное сопротивление грунта [Ro].

Для нахождения расчетного сопротивления грунта [Ro] воспользуемся приложением В СП 22.13330.2011. Чтобы определить нужное [Ro] необходимо знать тип грунта, коэффициент его пористости [e] и показатель текучести [IL]. В отличие от приложения Б 22.13330.2011 из первого пункта меню, показатель текучести имеет всего два значения 0 либо 1 (в приложении Б показатель текучести имеет 3 диапазона: от 0 до 0.25; от 0.25 до 0.5 и от 0.5 до 0.75), что облегчает нахождения данного параметра самостоятельно «в домашних условиях».

Самостоятельное определение типа грунта

Самостоятельное определение плотности грунта

Самостоятельное определение коэффициента пористости

Самостоятельное определение показателя текучести

Шаг 3. Нагрузки на фундамент

Расчет нагрузок на вверх (обрез) фундамента собирается на 1 погонный метр фундамента: ширина ленты на1 метр ленты. Расчет производится в кН/м. 10кН/м = 1 т/м Данный параметр необходим для расчета ширины ленты.

Выбираем данный пункт меню, если у вас посчитаны вертикальные нагрузки на 1пм ленты.

Данный раздел в разработке.

Указываем вертикальную нагрузку на 1пм ленты.  Важно! Нагрузки считаем без учета фундамента.

Строительные калькуляторы

Архив рассылки “Непрошеные советы” для начинающих проектировщиков. Выпуск № 18.

Здравствуйте!

В этом выпуске непрошеных советов я хочу остановиться на проектировании ленточных фундаментов.

Начну вообще с нуля. Для проектирования фундаментов нужен инженерно-геологический отчет.

Нужен обязательно, согласно современным нормам без него Вы не имеете права проектировать фундаменты (см. ДБН В.2.1-10:2009 Основания и фундаменты зданий и сооружений, п. п.

2.1-2.7). Запомните раз и навсегда: Вы не имеете права как проектировщик делать проект фундамента без инженерно-геологического отчета. Мало того, организация, в которой Вы работаете, не имеет права выдавать такой проект.

Далее – нужен расчет ленточного фундамента. Запомните, без расчета – никак.

Полноценный расчет (по первому и второму предельному состоянию), который проверяет прочность и деформативность основания – вот залог надежной жизни проектируемого здания. Если Вы еще не сталкивались с расчетом ленточных фундаментов, советую ознакомиться со старым, но понятным и надежным, Пособием по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83), в котором изложена как теория, так и примеры расчета. Вам нужно просто пройтись по примерам с 93 по 198 страницу и пошагово выполнить расчет своего фундамента.

Исключением для расчета является случай фундамента под наружную стену дома с подвалом, когда при перепаде высот в обратных засыпках (грунт снаружи гораздо выше, чем грунт внутри дома) создается значительное горизонтальное давление грунта, которое нужно учесть в расчете. В таком случае необходимо выполнять расчет с помощью Руководства по проектированию подпорных стен и стен подвалов для промышленного и гражданского строительства, в нем тоже есть примеры. Особенности работы фундамента под стену подвала рассмотрены в статьеу меня на сайте.

Следующее, на чем стоит сделать акцент: идеальный фундамент – это фундамент на одной отметке.

Часто заказчик хочет подвал под частью дома, или условия площадки строительства диктуют перепады отметок заложения фундамента. К проектированию таких объектов следует подходить с особой тщательностью. Для фундамента под частью дома идеально заложить осадочный шов – так вы гарантировано предотвратите возникновение трещин.

Трещины в доме с подвалом будут специфическими – горизонтальными. Если представить себе работу такого дома совместно с грунтом (см.

рисунок), то легко увидеть, что половина дома сидит на более жестком основании (там, где подвал), а половина – на более податливом, да и сам ленточный фундамент менее жесткий. В итоге, задняя часть дома будто бы зависает на передней, пытаясь прогнуться вниз. Происходит отрыв на уровне верха фундамента и возникают сквозные горизонтальные трещины (показаны зеленым).

 

Как Вы понимаете, стяжкой от таких трещин не спасти. Эта ситуация практически необратима, если ее не предусмотреть на стадии проекта.И самым идеальным решением будет вертикальный шов в доме, заложенный на перепаде отметок фундамента.

Если шов сделать невозможно, то нужно предотвратить осадки части дома без подвала (либо сделать его на плите, либо просто ленту сделать как можно шире). Еще можно в районе возможного возникновения трещин заложить вертикальные элементы, хорошо работающие на растяжение (это металл – прокатный либо арматура), которые будут заанкерены в фундаменте и заведены в стены – они возьмут на себя напряжения от деформаций дома и не дадут возникнуть трещинам.Если в ленточном фундаменте намечаются небольшие перепады отметок основания, лучше всего выполнять их, следуя принципам: разбивать количество перепадов, чтобы каждый из них был не более 300 мм; расстояние между перепадами стараться закладывать не менее 1 м; в месте перепада всегда задавать подбутку из тощего бетона на ширину фундаментной ленты.

Если в здании намечается перепад в один-два этажа, важно не просто сделать осадочный шов в фундаменте и конструкциях дома, важно еще и при расчете фундамента увязать осадки соседних ленточных фундаментов.Нагрузка на два смежных фундамента будет сильно отличаться, соответственно и садиться дом может по-разному, если сделать фундаментные ленты одинаковой ширины (допустим, по худшему случаю).

Поэтому важно просчитать фундаменты для обеих вариантов нагрузок, определить осадку для менее нагруженного (в примерах в Пособии осадка определяется), а более нагруженный сделать такой ширины, чтобы его осадка равнялась осадке первого (ширину придется увеличивать, чтобы уменьшить осадку). Т.е. подошвы фундаментов должны быть разной ширины.И последний совет: всегда старайтесь избегать не замкнутых в плане фундаментов, т. к.

они почти всегда приводят к разным осадкам и возникновению трещин в стенах. Даже если над частью фундамента не будет стены, постарайтесь замкнуть его – и вы избежите разрушения конструкции.

Как пример, вы наверно часто видели трещины над воротами гаража, которые идут от верхнего угла проема по наклонной вверх к углу гаража? Это разрушение как раз вызвано разностью осадок, т.

к. под воротами фундамента нет, и он получился не замкнутым, а П-образным (как на верхнем рисунке). Если бы связь между концами фундамента была запроектирована, то трещин  с большой вероятностью можно было бы избежать.

А такой фундамент дома, как на нижнем рисунке, обязательно вызовет трещины в стенах, т. к. край стены «зависнет», и сверхнормативной разности осадок избежать будет сложно.

Избегайте таких решений.Я надеюсь, советы выпуска помогут Вам в нужный момент принять правильное решение.До новых встреч!С уважением, Ирина.Итак, моя стройка подходит к фундаменту, а значит нужно понять как его делать. То есть запроектировать фундамент.Проект можно купить, а можно сделать самому. Вот на практике своего дома я и покажу, как проектируют фундамент.

Выбор типа фундамента

Про фундаменты я писал в других статьях, так что останавливаться не буду на типах фундамента, отошлю к разделу «Фундаменты».  У меня выбор между плитой и лентой.

За плитный фундамент то, что его делать проще и понятнее. Но большой расход арматуры и проблема с перепадом высот от самой верхней точки до самой нижней  в 66 см. Отсыпать такую призму с уплотнением получается довольно дорогим удовольствием.

Да еще нужно подпорные стенки и террасирование участка (разбивка на террасы с подпорными стенами). Учитывая, что слой камней в 35-40 см, эта работа будет очень сложной и дорогой. Поэтому придется от этого типа фундамента отказаться.

Лента тоже имеет преимущества за счет большой «дуракостойкости» такого фундамента. А скальные грунты прощают много ошибок строителей. Да  и такие грунты не пучинистые и не подвержены морозному пучению.

Глубина заложения не зависит от глубины промерзания. Но поскольку фундамент на склоне, то я хочу заглубиться сантиметров на 60. Учитывая, что фундамент должен лежать в одной плоскости по возможности, придется делать уступы внизу для экономии на земляных работах и бетоне.

Незаглубленный или мелкозаглубленный фундамент строить тоже не вариант — слишком большой перепад и высокий цоколь. Увы, придется отказаться и от этого типа фундамента.

Итак, из 3 вариантов выбираю ленту.

к оглавлению ↑

Сбор нагрузок и определение ширины фундаментной ленты

План фундамента дома привожу на рисунке. Самое нагруженный участок получается по оси 3 между осями А и Б. И для расчета его и беру.

Площадь грузовой площадки будет 4 х 1 = 4 м2.  Нагрузки буду собирать на 1 погонный метр:

Вес фундамента: 1,8*0,6*2500 = 2700 кг/мПерекрытия: 1*4*0,2*2500*2 = 4000 кг/мСтена наружная: 0,4*6*(32*24) = 1843 кг/мКровля: 4*50 = 200 кг/мПолезная нагрузка (мебель и люди): 200*4*2 = 1600 кг/мСнеговая нагрузка: 120*4 = 480 кг/мВетровая нагрузка: 67*6 = 402 кг/м

Итого нагрузка составляет 11225 кг/м. При расчете закладываются повышающий коэффициент на ошибки 1,2. Всего полная нагрузка составляет 13,5 т/м.

Обратите внимание, что закладываю 2 железобетонных перекрытия!  То есть, еще есть запас.

к оглавлению ↑

Определение несущей способности грунта

Геологические изыскания я не проводил.

По всем справочникам идет идет обычно данные о песке, глине и суглинках. Поэтому заглядываю в СНиП 2.02.01-83* и смотрю в таблице значения R0=400 кПа. Открываю книгу Дачника «Мелкозаглубленный ленточный фундамент» и нахожу в таблице 32 на странице 90 практически такие же значения для скальных грунтов (чуть меньше).

Перевод кПа примерно такой: 10 кПа = 1 т/м2.

Ширина подошвы фундамента = нагрузка на фундамент / сопротивление грунта сжатию. Иначе говоря ширина  = 13,5 / 40 = 0,34 м.

Учитывая, что ширина ленты фундамента не может быть меньше толщины стены, назначаю не менее 40 см. А для самоуспокоения все-таки принимаю 50 см из расчета, что возможно сделаю облицовку кирпичом стены, а значит кирпич на что-то должен опираться.

Вот примерные варианты стены в разрезах

Разрезы стен и пол 1 этажа

Так же для успокоения проверяю на он-лайн калькуляторе, ширина фундамента проходит, грунты даже хуже тоже проходят, а нагрузка даже меньше получилась — 11,5 т/м.п.

к оглавлению ↑

Армирование фундамента

Армирование фундамента правильно тоже интересная задача.

Можно сделать невысокий фундамент по Сажину, но у меня получается до 1600 мм, так что он не подходит. Увы. Поэтому  книга Дачника «Мелкозаглубленный ленточный фундамент» будет как основа, в  ней он очень четко расписал алгоритм подбора арматуры и узлы, а для некоторых моментов еще и СП для проектирования железобетонных конструкций.

Итак, для начала разберемся с поперечными стенами по буквенным осям. Я разрезы обозначил 1-1, 2-2, 3-3 и 4-4. Вот их чертежи-наброски.

Сечения построены с учетом отметок.

Итак, для начала нужно определить несущую арматуру. Фундаментная лента при конструктивном расчете принимается как балка, где из-за просадок грунтов может быть разные изгибающие моменты внизу и вверху, поэтому армируются именно эти части балок несущей арматурой.  По СП принимается такая арматура в пределах 0,1% от площади сечения.

Площадь арматуры первого сечения 1200 х 500 х 0,001 = 600 мм2, второго 650 мм2, третьего 700 мм2, четвертого 800 мм2.

Подбор будем вести по таблице 42 на странице 123. Есть одна тонкость: очень желательно, чтобы верх и низ имел одинаковое количество стрежней и желательно одного размера. Другой тонкий момент в том, что между арматурой не может быть расстояния больше 400 мм.

То есть, для моей ширины защитный слой будет по 40 мм с каждой стороны, а значит будет между крайними прутками будет 500 — 40*2 = 420 мм. Больше 400, значит должно быть минимум 3 прутка вверху. Я собираюсь уменьшить защитный слой сбоков, так что однозначно только 3 прутка и не меньше.

При таком условии подходит для 1 и 2 сечения 5 прутков арматуры диаметром 12 мм, третье почти проходит, а в четвертом сечении нужно добавить пруток вниз 12 арматуры.

Теперь нужно подобрать конструктивную арматуру поперечную, которая связывается с несущей арматурой сверху и снизу.  Тут подойдет любая арматура 6 и 8 мм, но для хомутов должна быть при таких сечениях арматура не менее 8 мм.

У меня есть обрезки 10 арматуры, так что их и применю. Шаг арматуры будет 20 см для обеспечения прочности. Можно и реже если хомутами (до 40 см).

Я же собираюсь делать не на хомутах, а делать с шагом 60 см вертикальные стойки арматуры, которые будет держать верхнюю и нижнюю сетки в каркасе. Тут есть тонки момент. Поскольку ширина балки (фундамента) больше 350 мм, то для обеспечения жесткости армокаркаса, нужно еще посередине вставлять такую вертикальную арматуру.

У меня на разрезах они не показаны. Поскольку у меня есть обрезки 12 арматуры, применю их. У углов и Т-образных пересечений ставится с шагом 20 см, эти узлы хорошо показаны в книге Сажина и книге Дачника.

Есть еще одна конструктивная продольная арматура при высоте сечения более 70 см балки.

Ставится она тоже не шире 40 см сбоку и только сбоку. Внутри ленты лишние стержни не нужны, поскольку они не работают. Именно их я и показал в разрезах сечения.

к оглавлению ↑

Конструирования длинной стены с перепадом

Самая сложная стена — это стена с перепадом по высоте заложения фундамента.  СНиП четко говорит, что фундамент должен находиться на одной отметке, но если так не возможно, то нужно делать уступы. Длинна пологого участка должна быть не менее 1,2 метра, а разрыв по глубине заложения не более 60 см.

Поскольку такие уступы выкопать экскаватором не возможно, то придется дорабатывать грунт вручную лопатой и ломом. В скальнике сделать уступы в 20 см вручную довольно нетривиальная задача, так что с шагом 1,8 метров примерно я проектирую уступы по 10-12 см, которые позволят соблюсти СНиП. Если честно, то я не понимаю зачем это нужно.

В узлах уступов должно быть армирование с усилением этих узлов. Для перехода арматуры нужно сделать специальные элементы типа зигзага, а арматура должна анкериться в бетоне не менее 400 мм (либо делать лапки вверх, что сложно в построечных условиях).

Продольная балка фундамента

Ну и под колонны нужны «клюшки» из 18 арматуры длинной 2500 мм, а с загибом 200 мм. Хомуты 350 х 350 с шагом 200 для связи тоже к колоннам.

к оглавлению ↑

Заключение

Как видите, ничего супер сложного в конструировании нет.

Конструкцию фундамента я показал двум разным конструкторам, которые поглядев расчеты и мои чертежи одобрили данный фундамент. Так что я спокойно разметили и откопал фундамент, заказал арматуру и элементы. Впрочем, об этом я расскажу в следующей статьею

Источники:

• www.gvozdem.ru
• svoydom.net.ua
• garage-yourself.ru