Приклад розрахунку стрічкового фундаменту за несучою здатністю ґрунту для будинку з цегли, BuilderClub

Зміст: (приховати)

Опис будинку

Одноповерховий будинок із цегли. Склад приміщень зображено на кресленні. Площа нетто – 84,1 м 2 . Площа житлова – 72,6 м 2 . Площа даху – 175,8 м 2 . Габаритні розміри будинку: 8,9 х 11,9 х 5,55 м.

Загальний вигляд будинку

Планування

Розріз будинку

Схема фундаменту будинку 8,9м х 11,9м.

Будівництво будинку передбачається на дрібнопіщаному грунті. Об'єктивні дані: глибина промерзання до 14 м; відстань від планувальної позначки рівня грунтових вод під час промерзання грунту перевищує розрахункову глибину промерзання більш як 2 м. Місце будівництва – Московська область.

З огляду на об'єктивні дані приймаємо глибину закладення фундаменту 1 м, шириною 0,4 м (попередні дані). Довжина фундаменту згідно з прийнятою схемою - 53,5 м. Загальна площа підошви фундаменту: довжина 53,5 м х ширина 0,4 м = 21,4 м 2 .

Елементи конструкції та матеріали:

фундамент – стрічковий, монолітний залізобетонний;
цоколь - повнотіла цегла;
зовнішні стіни - повнотіла цегла (в 2 цеглини) з утепленням, внутрішні стіни - пустотіла цегла (в 0,5 цегли);
конструкція даху - дерев'яна, двосхилий. Кут нахилу – 30 градусів. Об'єм деревини кроквяної конструкції даху: 13,9 м 3 ;
вікна – дерев'яні, подвійні. Двері зовнішні – металеві, внутрішні – дерев'яні;
покрівля – керамічна черепиця;
фасад - тонкошарова штукатурка;
опалювальний котел встановлений на окремий фундамент;
підлога - дерев'яний брус, дошка для підлоги;
стельове перекриття – плитиперекриттів із газобетону;
цокольне перекриття – плити перекриттів із газобетону;
утеплювач, гідроізоляція.

Витрата будівельних матеріалів та їх вага(а):

бетон марки М 150 для стрічкового ЗБ монолітного фундаменту. Об'єм фундаменту (попередній) визначаємо розрахунком: ширина 0,4 м х висота 1,0 м х довжина 53,5 м = 21,4 м 3 . Питома вага залізобетону – 2500 кг/м 3 або 2,5 т/м 3 (за даними СНіП ІІ-3-79). Вважаємо вагу фундаменту: об'єм 21,4 м 3 х 2500 кг/м 3 = 53 500 кг або53,5 т(попередні дані);
цегла керамічна повнотіла одинарна М 125 (ГОСТ 530-2007) для зовнішніх стін, товщиною в 2 цеглини. Довжина периметра стін становитиме 11,9 +11,9 + 8,9 + 8,9 = 41,6 м. Висота стін – 2,6 м . За вирахуванням вікон та дверей об'єм стін становитиме 41,6 х 2,6 х 0,5 = 44,7 м 3 . На 1 м 3 суцільної стіни необхідно 394 штук одинарної цегли і розчину 0,240 м 3 . Усього необхідної цегли 44,7 х 394 = 17612 штук. При вазі 1 цегли 3,4 кг, вага зовнішніх стін становитиме 17612 х 3,4 = 59880 кг. Або 59,9 т.

На 1 м 3 кладки необхідно цементного розчину – 0,240 м 3 . Питома вага цементно-піщаного розчину 1,8 т/м 3 (за даними СНіП ІІ-3-79). На зовнішні стіни потрібно 44,7 х 0,240 = 10,7 м 3 розчину. Усього вага розчину на зовнішні стіни становитиме 10,7 х 1,8 = 19,3 т.

Загальна вага зовнішніх стін складе 59,9 + 19,3 = 17 79,2 т 18;

цегла керамічна повнотіла одинарна М 125 (ГОСТ 530-2007) для цоколя, товщиною в 2 цеглини, висотою в 1 ряд. При периметрі фундаменту 41,6 м об'єм цоколя становитиме 41,6 х 0,5 х 0,130 = 2,7 м 3 . На 1 м 3 суцільної стіни необхідно 394 штуки цегли та 0,240 м 3 розчину. Вага цоколя складе: за цеглою - 2,7 х 394 = 1064 шт. При вазі1 цеглини 3,4 кг це буде 3617 кг або 3,6 т. Цементно-піщаного розчину на 2,7 м3 кладки необхідно 0,65 м3. Це становитиме 0,65 х 1,8 = 1,17 т розчину. Загальна вага цоколя 3,6 + 1,17 = 17 4,77 т 18;

цегла керамічна пустотіла одинарна М 100 (ГОСТ 530 - 95) для внутрішніх стін. Загальна довжина внутрішніх стін становить 39,2 м. При суцільній кладці в підлогу цегли, з вирахуванням обсягу внутрішніх дверей, отримуємо об'єм внутрішніх стін 39,2 х 0,120 х 2,6 = 12,2 м 3 . На 1 м 3 суцільної стіни необхідно 420 штук цегли та 0,189 м 3 цементно-піщаного розчину. З вирахуванням обсягу внутрішніх дверей необхідна кількість цегли складе 3800 штук та цементно-піщаного розчину 1,7 м 3 . Визначаємо вагу внутрішніх перегородок. Вага цегляної кладки 3800 х 2,5 кг (вага 1 цегли) = 9500 кг, або 9,5 т. Вага розчину 1,7 х 1,8 = 3.06 т. Загальна вага становитиме 9,5 + 3,06 =12,56 т;

метал. Сталь на металеві двері: 1 – висотою 2,0 м, шириною 0,8 м з металевою коробкою; 2 – подвійна висотою 2,0 м, шириною 1,6 м з металевою коробкою. За сертифікатом виробника їх загальна вага становить 290 кг або0,29 т;
лісоматеріали (хвойних порід)для спорудження: внутрішніх дерев'яних дверей, переведення в готівку; короба вікон із бруса; підлоги з бруса та підлогової дошки; крокував дахи з бруса, дошки, горбиля; фронтона даху з дощок. Обмір всіх складових елементів цих конструкцій (за виконаними ескізами) становив обсяг сумі 19,5 м 3 . Питома вага хвойних порід деревини – 500 кг/м 3 (за даними СНіП ІІ-3-79). Визначаємо вагу всього використаного лісоматеріалу - 19,5 х 500 = 9750 кг або9,75 т;
плити перекриттів із газобетону. Для стельового та цокольного перекриття. Передбачається застосуватиплити ПП 60.2,5-4,5 (ГОСТ 19570-74). Питома вага плит 0,63 т/м3. Загальна площа перекриттів становить 8,9 х 11,9 = 106,0 м 2 х 2 = 211,8 м 2 . При стандартній товщині перекриття 0,22 м об'єм становить 211,8 х 0,22 = 46,6 м 3 . Загальна вага перекриттів становитиме 46,6 х 0,63 =29,36 т;
черепиця керамічна (ГОСТ 1808-71) для покриття даху. Вага 1 м 2 – 46,5 кг. Загальна вага черепиці 175,8 х 46,5 кг = 8174 кг або8,2 т;
утеплювач для підлоги. Необхідно утеплити підлогу площею 8,9 х 11,9 = 106 м2. Для утеплення підлоги застосуємо мінераловатні мати з питомою вагою 35 кг/м 3 , товщиною 0,1 м. При цьому вага утеплення складе -0,371 т;
утеплювач для зовнішніх стін. Периметр стін 41,6 м, висота 2,6 м. Загальна площа утеплення стін 41,6 х 2,6 = 108,16 м2. Для утеплення стін застосуємо ЕППС завтовшки 0,1 м і щільністю 35 кг/м3. Вага утеплювача 108,16 х 0,1 х 35 =0,379 т;
утеплювач для даху. Дах утеплюватимемо по горищному перекриттю мінеральною ватою або ЕППС завтовшки 0,2 м і щільністю 35 кг/м 3 . Площа утеплення 106 м2. Вага утеплювача 106 х 0,2 х 35 =0,742 т;
гідроізоляція для фундаменту та даху. Для фундаменту застосовуємо «Акваізол СБС» (ТУ 30510965-001), у два шари. Питома вага матеріалу – 2,5 кг/м 2 . Довжина фундаменту 30 м. При укладанні «Акваізолу» в один шар шириною 0,5 м нам необхідно 53,5 х 0,4 = 21,4 м 2 матеріалу, а при двох шарах 21,4 х 2 = 42,8 м 2 . Вага гідроізоляції складе 42,8 х 2,5 = 107 кг або 0,1 т. Для даху застосуємо гідроізоляційну мембрану із щільністю 940 кг/м 3 . Для площі даху 175,8 м 2 вага мембрани 175,8 х 940 х 0,0006 = 99,15 кг або 0,099 т. Загальна вага гідроізоляції становитиме0,199 т;
скління. 10 вікон. Товщина скла 4 мм. Загальна вага - 980 кг або0,98 т;
штукатурка, тонкошарова, цементно-піщана суміш для фасаду та внутрішніх перегородок -0,62 т.

Загальна вага будинку із навантаженнями

Визначаємо вагу конструкції будинку, включаючи усі його елементи.

Ця величина складається з суми ваги матеріалів, що використовуються для будівництва (а): 53,5 + 79,2 + 4,77 + 12,56 + 0,29 + 9,75 + 29,36 + 8,2 + 0,371 + 0,379 + 0,742 + 0,199 + 0,98 + 0,62 = 200,92 т;

Визначаємо снігове навантаження додому.

Розрахунок проводимо відповідно до вимог ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження та впливу» розділ 8.

Площа даху 175,8 х 160 = 28128 кг або 28,1 т. Де 160 кг/м 2 величина снігового навантаження в районі будівництва будинку.

З урахуванням кута нахилу схилу даху (30 градусів) застосовуємо поправочний коефіцієнт М = 0,86. 28,1 т х 0,86 = 24,1 т.

Визначаємо корисне навантаження від меблів, обладнання, кількості людей і т.д., все, що буде в будинку.

Ця величина (із запасом) приймається рівною загальною площею будинку, помножена на 180 кг/м 2 . У нашому випадку 72,6 х 180 = 13068 кг або 13,0 т. (площу котельні виключаємо, тому що опалювальний котел та комунікації розташовані на окремому фундаменті).

Разом сумарна вага будинку з навантаженнями складає 200,92+24,1+13,0 =238 т.

Розраховуємо питомий тиск на ґрунт

Проводимо перевірку вибраних розмірів нашого фундаменту на працездатність. Перевірка проводиться за спрощеною методикою на відповідність фундаменту вимогам ДБН В.2.1.-10-2009 «Підстави та фундаменти споруд». (Додаток Е). (Докладніше дивіться у статті Розрахунок стрічкового фундаменту).

Метою розрахунку є визначення співвідношення величин питомого тиску на ґрунт під підошвою фундаменту від ваги будинку – Р т/м 2 та розрахункового опору ґрунту – R т/м 2 . Розрахунковий опір ґрунту характеризує його здатність сприймати навантаження від будівлі без опади. Розмір Р визначається розрахунком, а R регламентується ДБН В.2.1.-10-2009.

Головною вимогою для надійної роботи фундаменту є дотримання умов, за яких величина P повинна бути меншою за величину R .

Визначаємо питомий тиск на ґрунт під підошвою фундаменту Р т/м 2 .

Для цього загальну вагу будинку з навантаженнями 238,0 т ділимо на площу підошви фундаменту 21,4 м 2, що отримуємо Р = 11,12 т/м 2 .

За таблицею Е.2 ДБН знаходимо, що R для дрібних пісків становить 20,0 т/м 2 . При визначенні R, оскільки не проводилися геологічні дослідження ґрунту, з таблиці вибираємо найменший показник цієї величини (показники пористості, вологості та насиченості водою ґрунту).

Як бачимо R більше за Р, що відповідає головній умові надійної роботи фундаменту.

Для створення запасу міцності фундаменту, що перекриває неточності у виборі вихідних даних, необхідно, щоб величина R була на 15-20% більша, ніж Р. У нас, при 20% запасі, достатньо виконати умову - величина Р повинна бути не більше 16,0 т /м2 (контрольна величина).

Перевірка та коригування розмірів фундаменту

Виходячи з отриманих розрахункових даних, для економії коштів доцільно зменшити розміри фундаменту. Будемо поетапно шукати оптимальний варіант.

Зменшуємо ширину фундаменту на 15 см (тобто приймаємо ширину 25 см), при цьому площа підошви фундаменту складатиме 13,4 м 2 .

Визначаємо Р, яке складатиме: 238,0 / 13,4 м2 = 17,76 т/м2 що трохи перевищує допустиме Р=16,0 т/м 2 .

У зв'язку із зменшенням ваги фундаменту, проведемо уточнену перевірку Р. Вага фундаменту при ширині підошви – 25 см становитиме 53,5 х 0,25 х 1,0 х 2,5 = 33,4 т. При цьому сумарна вага будинку з навантаженнями буде 238 – 53,5 + 33,4 = 217,9 т.

Визначаємо Р – 217,9 / 13,4 = 16,26 т/м2. Ця величина також вище контрольної контрольної - 16,0 т/м2.

Отже, необхідно збільшити ширину фундаменту. Візьмемо ширину 0,3 м. Тоді площа фундаменту буде 53,5 х 0,3 = 16,05 м2. Вага фундаменту = 53,5 х 0,3 х 1 х 2,5 = 224,63 т. Питомий тиск Р = 224,64/16,05 = 14 т/м 2 . Ця величина повністю задовольняє контрольної. Отримані результати розрахунку вважатимуться остаточними.