Как рассчитать нагрузку на фундамент: калькулятор онлайн
Фундамент является основной частью любого здания, без него постройка не сможет выдержать влияние окружающей среды. Но не многие знают, как рассчитать нагрузку на фундамент.
Придумано большое количество формул для подобных расчетов, но для них необходима детальная информация о планируемой постройке и не каждый новичок сможет собрать все данные.
В данной статье будет рассмотрено, как правильно определить расчет нагрузки на фундамент дома и какая информация для этого понадобится.
Содержание
- Суть расчета нагрузки
- Масса постройки
- Нагрузка на фундамент
- Глубина фундамента
- Нагрузка от кровли
- Расчет давления от снежных образований
- Нагрузка от перекрытий
- Нагрузка основания на грунт
Суть расчета нагрузки
Для расчета нагрузки необходимо собрать как можно больше информацииОсновное давление на грунт оказывает не фундамент, а само помещение, так как даже тяжеловесная плита весит меньше, чем разные стены в постройке.
Основание также оказывает воздействие на почву за счет своего веса и сопротивления движению грунта.
Дополнительно всегда учитывают сопротивление разным водам, так как она оказывает сильное давление на боковые стенки фундамента. Расчет нагрузки на грунт от фундамента невозможен без сбора основной информации.
К этой информации относятся следующие данные:
- масса самой постройки;
- вес планируемого фундамента и его разновидность;
- качественные параметры грунта;
- климатические условия окружающей среды и строение почвы;
- масса применяемых стройматериалов.
После анализа всех факторов становится очевидно, что проект основания возможен только после осуществления всех необходимых расчетов. При условии, что будут соблюдены все вышеперечисленные факторы, получится соорудить надежный и прочный фундамент.
Масса постройки
Масса постройки складывается из веса всех используемых материалов Многие специалисты знают, что для расчета массы здания хватит информации о несущих поверхностях и перекрытиях, но все немного сложнее.Масса возведенной постройки это вес всех строительных материалов, используемых при строении несущих и промежуточных стен, а также их способности выдержать вес перекрытий и крыши при возможном выпадении снега. Масса постройки состоит из:
- Веса несущих поверхностей, перегородок и перекрытий.
- Массы крыши с учетом всех дополнительных материалов, которые обеспечивают прочность помещению при сильных порывах ветра.
- Вес коммуникаций и канализации.
- Вес строительных изделий для основания, которые позволяют ему выдерживать влияние влаги и грунтовые сдвиги.
- Внутреннее обустройство здания. Зачастую берется показатель от 1 до 5 % от веса несущих конструкций.
Исходя из этого, выполнить расчет массы самой постройки можно только по проекту. Причем рассчитать массу правильно технически невозможно.
Нагрузка на фундамент
Наибольшую нагрузку оказывает постоянное давление самого строенияЭто понятие включает в себя следующие параметры:
- постоянное давление от самой постройки;
- временная нагрузка, которую оказывают климат. Это может быть сильный ветер, дождь или снег на крыше;
- нагрузка от установленного внутри помещения оборудования. Этот показатель зачастую не учитывают, но при детальных подсчетах берется коэффициент в 1,05.
Специалисты в проектировании крайне серьезно относятся к нахождению площади опоры. Здесь осуществляется сбор информации о характеристиках грунта, а также типа армирования основания. Учитывать эти факторы нужно обязательно, так как именно они влияют на выбор вида основания.
Нагрузка на грунт от фундамента включает в себя следующие факторы:
- глубина оснований;
- давление кровли;
- давление от снежных образований;
- давление от перекрытий;
- нагрузка несущих стен.
Глубина фундамента
Глубина монтажа фундамента во многом зависит от параметров грунта. Понадобится применить информацию из следующей таблицы.
При учете, что глубина создания фундамента должна быть выше отметки промерзания грунта, зачастую принимается значение в 140 см. Ниже этой отметки отпускаться не рекомендуется вне зависимости от вида грунта.
Нагрузка от кровли
Крыша со сложными скатами потребует более сложных расчетовДавление всегда оказывается на несущие поверхности и перекрытия, если балки имеют свойство распространять нагрузку на остальные участки. Для простой двухскатной крыши с незначительными наклонениями предусматривают 2 одинаковые деревянные стороны, при этом их давление в равной степени распределяется между несущими поверхностями.
Здесь понадобится вычислить площадь проекции крыши на горизонтальной плоскости, после умножить ее на удельный вес строительных изделий, которые использовались для установки крыши. Схема расчета выглядит следующим образом:
- Вычисление площади проекции. При площади здания дома в 75 м², проекция будет полностью соответствовать этой отметке.
- Длина базиса. Рассчитывается исходя из суммы 2 максимально длинных поверхностей, которые служат в качестве опоры для крыши.
- Площадь базиса.
- Покрытие кровли и угол наклона крыши.
Расчет давления от снежных образований
Обязательно расчитайте снеговую нагрузку и усильте кровлю при необходимостиЕсли крыша имеет большой угол наклона и оборудована защитой от осадков, то давление от них будет сведено к минимуму.
Многие специалисты не рассчитывают этот фактор, но если угол наклона крыши меньше 10° или она плоская, тогда придется брать его во внимание.
Нагрузка от перекрытий
Нагрузка от перекрытий зависит от количества этажейПерекрытие опирается на несущие поверхности, но на них также возможно будет оказываться давление. Процесс расчета при этом не имеет особых отличий, только понадобится учитывать параметры перекрытий и материал, из которого они были изготовлены.
Размеры перекрытия равняются площади этажа, так что для таких подсчетов понадобится информация о количестве этажей, оборудовании цоколя и материал, из которого выполнено перекрытие. Нагрузку высчитываем следующим образом:
- Расчет проводится для площади перекрытия в 80 м². В помещение их 2, одно изготовлено из железобетона, а второе – на основе дерева.
Деревянные перекрытия расчитываются иначе, чем железобетонные
- Вес железобетонного перекрытия составляет 80 х 500=40000 кг. При этом 500 – это удельная масса 1 м² железобетона.
- Чтобы посчитать массу деревянной перегородки, нужно: 80 х 200=16000 кг.
- Исходя из вышеперечисленных результатов, суммарная нагрузка на 1 м² составит (40000+16000)/8=7000 кг/м².
Нагрузка основания на грунт
Нагрузка высчитывается путем умножения объема основания на плотность применяемого изделия, полученное число делится на площадь фундамента.
Высчитать нагрузку фундамента гораздо легче, чем может показаться. При возникновении затруднений рекомендуется применить онлайн-калькулятор, который поможет в выполнении расчетов. При этом определение давления на грунт позволит избежать большого количества затруднений во время постройки деревянного дома.
Расчет нагрузки на фундамент — Самая лучшая система расчета нагрузки
Содержание
- 1 Определение глубины заложения фундамента
- 2 Расчет нагрузки кровли
- 3 Расчет снеговой нагрузки
- 4 Расчет нагрузки перекрытий
- 5 Расчет нагрузки стен
- 6 Предварительный расчет нагрузки фундамента на грунт
- 7 Расчет общей нагрузки на 1 м2 грунта
Расчет нагрузки на фундамент необходим для правильного выбора его геометрических размеров и площади подошвы фундамента. В конечном итоге, от правильного расчета фундамента зависит прочность и долговечность всего здания. Расчет сводится к определению нагрузки на квадратный метр грунта и сравнению его с допустимыми значениями.
Для расчета необходимо знать:
- Регион, в котором строится здание;
- Тип почвы и глубину залегания грунтовых вод;
- Материал, из которого будут выполнены конструктивные элементы здания;
- Планировку здания, этажность, тип кровли.
Исходя из требуемых данных, расчет фундамента или его окончательная проверка производится после проектирования строения.
Попробуем рассчитать нагрузку на фундамент для одноэтажного дома, выполненного из полнотелого кирпича сплошной кладки, с толщиной стен 40 см. Габариты дома – 10х8 метров. Перекрытие подвального помещения – железобетонные плиты, перекрытие 1 этажа – деревянное по стальным балкам. Крыша двускатная, покрытая металлочерепицей, с уклоном 25 градусов. Регион – Подмосковье, тип грунта – влажные суглинки с коэффициентом пористости 0,5. Фундамент выполняется из мелкозернистого бетона, толщина стенки фундамента для расчета равна толщине стены.
Определение глубины заложения фундамента
Глубина заложения зависит от глубины промерзания и типа грунта. В таблице приведены справочные величины глубины промерзания грунта в различных регионах.
Таблица 1 – Справочные данные о глубине промерзания грунта
Справочная таблица для определения глубины заложения фундамента по регионам
Глубина заложения фундамента в общем случае должна быть больше глубины промерзания, но есть исключения, обусловленные типом грунта, они указаны в таблице 2.
Таблица 2 – Зависимость глубины заложения фундамента от типа грунта
Зависимость глубины заложения фундамента от типа грунта
Глубина заложения фундамента необходима для последующего расчета нагрузки на почву и определения его размеров.
Определяем глубину промерзания грунта по таблице 1. Для Москвы она составляет 140 см. По таблице 2 находим тип почвы – суглинки. Глубина заложения должна быть не менее расчетной глубины промерзания. Исходя из этого глубина заложения фундамента для дома выбирается 1,4 метра.
Расчет нагрузки кровли
Нагрузка кровли распределяется между теми сторонами фундамента, на которые через стены опирается стропильная система. Для обычной двускатной крыши это обычно две противоположные стороны фундамента, для четырехскатной – все четыре стороны. Распределенная нагрузка кровли определяется по площади проекции крыши, отнесенной к площади нагруженных сторон фундамента, и умноженной на удельный вес материала.
Таблица 3 – Удельный вес разных видов кровли
Справочная таблица – Удельный вес разных видов кровли
- Определяем площадь проекции кровли. Габариты дома – 10х8 метров, площадь проекции двускатной крыши равна площади дома: 10·8=80 м2.
- Длина фундамента равна сумме двух длинных его сторон, так как двускатная крыша опирается на две длинные противоположные стороны. Поэтому длину нагруженного фундамента определяем как 10·2=20 м.
- Площадь нагруженного кровлей фундамента толщиной 0,4 м: 20·0,4=8 м2.
- Тип покрытия – металлочерепица, угол уклона – 25 градусов, значит расчетная нагрузка по таблице 3 равна 30 кг/м2.
- Нагрузка кровли на фундамент равна 80/8·30 = 300 кг/м2.
Расчет снеговой нагрузки
Снеговая нагрузка передается на фундамент через кровлю и стены, поэтому нагружены оказываются те же стороны фундамента, что и при расчете крыши. Вычисляется площадь снежного покрова, равная площади крыши. Полученное значение делят на площадь нагруженных сторон фундамента и умножают на удельную снеговую нагрузку, определенную по карте.
Таблица – расчет снеговой нагрузки на фундамент
- Длина ската для крыши с уклоном в 25 градусов равна (8/2)/cos25° = 4,4 м.
- Площадь крыши равна длине конька умноженной на длину ската (4,4·10)·2=88 м2.
- Снеговая нагрузка для Подмосковья по карте равна 126 кг/м2. Умножаем ее на площадь крыши и делим на площадь нагруженной части фундамента 88·126/8=1386 кг/м2.
Расчет нагрузки перекрытий
Перекрытия, как и крыша, опираются обычно на две противоположные стороны фундамента, поэтому расчет ведется с учетом площади этих сторон. Площадь перекрытий равна площади здания. Для расчета нагрузки перекрытий нужно учитывать количество этажей и перекрытие подвала, то есть пол первого этажа.
Площадь каждого перекрытия умножают на удельный вес материала из таблицы 4 и делят на площадь нагруженной части фундамента.
Таблица 4 – Удельный вес перекрытий
Таблица расчет веса перекрытий и их нагрузка на фундамент
- Площадь перекрытий равна площади дома – 80 м2. В доме два перекрытия: одно из железобетона и одно – деревянное по стальным балкам.
- Умножаем площадь железобетонного перекрытия на удельный вес из таблицы 4: 80·500=40000 кг.
- Умножаем площадь деревянного перекрытия на удельный вес из таблицы 4: 80·200=16000 кг.
- Суммируем их и находим нагрузку на 1 м2 нагружаемой части фундамента: (40000+16000)/8=7000 кг/м2.
Расчет нагрузки стен
Нагрузка стен определяется как объем стен, умноженный на удельный вес из таблицы 5, полученный результат делят на длину всех сторон фундамента, умноженную на его толщину.
Таблица 5 – Удельный вес материалов стен
Таблица – Удельный вес стен
- Площадь стен равна высоте здания, умноженной на периметр дома: 3·(10·2+8·2)=108 м2.
- Объем стен – это площадь, умноженная на толщину, он равен 108·0,4=43,2 м3.
- Находим вес стен, умножив объем на удельный вес материала из таблицы 5: 43,2·1800=77760 кг.
- Площадь всех сторон фундамента равна периметру, умноженному на толщину: (10·2+8·2)·0,4=14,4 м2.
- Удельная нагрузка стен на фундамент равна 77760/14,4=5400 кг.
Предварительный расчет нагрузки фундамента на грунт
Нагрузку фундамента на грунт расчитывают как произведение объема фундамента на удельную плотность материала, из которого он выполнен, разделенное на 1 м2 площади его основания. Объем можно найти как произведение глубины заложения на толщину фундамента. Толщину фундамента принимают при предварительном расчете равной толщине стен.
Таблица 6 – Удельная плотность материалов фундамента
Таблица – удельная плотность материало для грунта
- Площадь фундамента – 14,4 м2, глубина заложения – 1,4 м. Объем фундамента равен 14,4·1,4=20,2 м3.
- Масса фундамента из мелкозернистого бетона равна: 20,2·1800=36360 кг.
- Нагрузка на грунт: 36360/14,4=2525 кг/м2.
Расчет общей нагрузки на 1 м
2 грунтаРезультаты предыдущих расчетов суммируются, при этом вычисляется максимальная нагрузка на фундамент, которая будет больше для тех его сторон, на которые опирается крыша.
Условное расчетное сопротивление грунта R0 определяют по таблицам СНиП 2.02.01—83 «Основания зданий и сооружений».
- Суммируем вес крыши, снеговую нагрузку, вес перекрытий и стен, а также фундамента на грунт: 300+1386+7000+5400+2525=16 611 кг/м2=17 т/м2.
- Определяем условное расчетное сопротивление грунта по таблицам СНиП 2.02.01—83. Для влажных суглинков с коэффициентом пористости 0,5 R0 составляет 2,5 кг/см2, или 25 т/м2.
Из расчета видно, что нагрузка на грунт находится в пределах допустимой.
База данных нагрузочных испытаний Deep Foundation (DFLTD) — версия 2.0
В 1980-х годах Федеральное управление автомобильных дорог (FHWA) начало сбор данных испытаний на нагрузку и связанной с ними информации о недрах, что привело к разработке первой версии базы данных FHWA для испытаний на нагрузку глубоких фундаментов (DFLTD v.1). Цель заключалась в том, чтобы служить централизованным хранилищем данных о грунте и испытаниях на нагрузку для использования штатами, университетами, консультантами, подрядчиками и другими агентствами с основной целью оптимизации проектирования, строительства и обслуживания оснований мостов и другой дорожной инфраструктуры.
Дополнительные сведения о базе данных нагрузочных испытаний FHWA Deep Foundation см. в библиотеке ASCE.
В 2014 году FHWA инициировало исследование по оценке несущей способности свай большого диаметра с открытым концом (LDOEP). В рамках этого исследования DFLTD был обновлен и обновлен до текущей операционной системы; DFLTD v.2 включает 155 дополнительных испытаний на осевую нагрузку специально для LDOEP. Изменения потребовали разработки дополнительных полей базы данных из DLFLTD v.1, включая обширный список данных, связанных с условиями грунта, свойствами и установкой LDOEP, а также результатами испытаний на осевую нагрузку. Как и исходная версия базы данных, обновленная версия DFLTD v.2 содержит формы, запросы и вспомогательные таблицы, необходимые для запроса, просмотра и экспорта данных. Типы нагрузочных испытаний включают осевые статические, быстрые (Statnamic) и динамические нагрузочные испытания.
Типы фундаментов включают открытые и закрытые стальные трубчатые сваи, бетонные цилиндрические сваи, стальные двутавровые сваи, предварительно напряженные бетонные сваи, буронабивные сваи, микросваи, деревянные сваи и другие.Руководство пользователя для DFLTD v.2 доступно через FHWA-HRT-17-034, в котором содержится обзор новой базы данных для нагрузочных испытаний глубокого фундамента, а также описаны процедуры установки базы данных и модуль просмотра. В руководстве пользователя также описаны инструменты запросов к базе данных, а также процесс извлечения данных, ввода данных и визуализации данных.
Узнайте больше о разработке рекомендаций по несущей способности стальных свай большого диаметра с открытым концом в документе FHWA-HRT-20-011.
Просмотреть увеличенную карту
Подробное описание раздела 508 для карты DFLTD
- LDOEP Lat Long
- DFLTD Только широта и долгота
Пользователи
Эта система будет полезна федеральным и государственным агентствам, университетам, консультантам и подрядчикам, администраторам и менеджерам, инженерам-проектировщикам и планировщикам, а также специалистам по исследованиям и разработкам.
Контакты
- Дженнифер Никс, Управление исследований и развития инфраструктуры,
[email protected]
Системные требования
- 80 МБ свободного места на жестком диске; Операционная система Microsoft® Windows® версии 7 или 10.
- База данных Microsoft® Access™ 2010 или более поздней версии.
Последнее обновление: вторник, 19 июля 2022 г.
Проектирование и анализ фундамента – vulcanhammer.net
Проектирование и анализ фундамента – vulcanhammer.netПерейти к содержимому
Это ресурсный сайт для инструкторов по курсу ENCE 4610 «Проектирование и анализ фундамента» в Университете Теннесси в Чаттануге. Используйте в соответствии с положениями и условиями этого сайта.
- Syllabus Fall 2022
- Учебники
- Грунты и фундаменты Справочное руководство.
- Arnold Verruijt, Soil Mechanics (онлайн-книга немного отличается от печатной книги)
- Другие справочные материалы
- Канал YouTube для Foundations
- Мой профиль на Meet the Prof
- Лучшее место для запуска старых Windows Программное обеспечение… для Linux или Mac? Поскольку некоторые из вас подходят к столу, вооруженные Mac, а затем обнаруживают, что на нем не работает программное обеспечение Windows, это для вас.
- Цытович Н.А. Механика грунтов
Материалы курса: темы, разделы учебника, ссылки на видео, слайды и другие материалы (может быть больше одной на тему)
Тематика | 4 Части | Ссылки на видео, слайды и другие материалы |
Введение | Вступительное видео | |
Мелкие фундаменты: несущая способность | Verruijt Chs. 41-44 (печатный) или 40-43 (электронный) Справочное руководство по грунтам и основаниям 8.1–8.4 | Проектирование и расчет фундаментов: фундаменты мелкого заложения, несущая способность |
Фундаменты мелкого заложения: осадка и другие темы онлайн) или 10 (печатный) | Проектирование и анализ фундамента: фундаменты мелкого заложения, осадка Проектирование и анализ фундамента: фундаменты мелкого заложения, другие темы | |
Подпорные стены Часть I: Обзор теории бокового давления грунта, бетонные гравитационные стены и стена из механически стабилизированного грунта (MSE) | Грунты и фундаменты Справочное руководство Глава 10 Проектирование и анализ: подпорные стены, анализ бокового давления грунта Проектирование и анализ фундамента: подпорные стены, бетонные гравитационные подпорные стены Проектирование и анализ фундамента: подпорные стены, стены из механически стабилизированного грунта (MSE) | |
Подпорные стены Часть II: Консольные и анкерные шпунтовые стены, раскосы | Verruijt Chs. 36-38 (электронный) или 37-39 (печатный) | Проектирование и анализ фундамента: подпорные стены, стены из консольного шпунта Проектирование и анализ фундамента: подпорные стены, стены из шпунта с анкерным креплением Проектирование и анализ фундамента: подпорные стены, Выемки с раскосами |
Глубокие фундаменты Часть I: Забивные сваи | Грунты и фундаменты Справочное руководство 9.1-9.6, 9.8 | Проектирование и расчет фундаментов: фундаменты глубокого заложения, обзор забивных свай Проектирование и расчет фундаментов: фундаменты глубокого заложения, несущая способность забивных свай Проектирование и расчет фундаментов: фундаменты глубокого заложения, осадка забивных свай и групповая нагрузка 100002 Проектирование и расчет фундаментов: фундаменты глубокого заложения, буронабивные стволы и шнеколитые сваи |
Испытания статическими и динамическими нагрузками, расширяющиеся и просадочные грунты | Справочное руководство по грунтам и фундаментам 5. 7, 9.9, 9.15 | Проектирование и расчет фундаментов: Глубокие фундаменты, испытания статической нагрузкой Проектирование и анализ фундаментов: Глубокие фундаменты, динамика свай Проектирование и анализ фундаментов: расширяющиеся и просадочные грунты |
Скучные журналы и методы LRFD | Дизайн и анализ фундамента: скучные журналы и их интерпретация Дизайн и анализ фундамента: Aashto LRFD Метод |
Другие вещи
- My Examememan для Examemal/GEATEEHD для экзамена FEATEHEMAL/GEATEEHD для экзамена FEATEEHD. Раздел
- Математические ресурсы (потому что всем нужна помощь в математике)
- Материалы, которые вы должны были выучить (или забыть) из статики
- Векторная статика и статика «Старый засранец»: пример
- Что такое результат в геотехнической инженерии?
- Подробнее о результатах геотехнического проектирования
- Благословенны Милосердные: я продолжаю получать просьбы «ослабить» профилирование.