2020-06-08
213
Пример:
Рассчитать ленточный фундамент из монолитного бетона на гранитном щебне, план и сечение фундамента представлено на рис.9.1. Размеры ленточного фундамента для расчета 12,0×6,0 м. Конструкция фундамента для лучшего сопротивления силам морозного пучения выбрана с наружной наклонной поверхностью. Верхняя часть фундамента имеет ширину 0,4 м, а нижняя (подошва) 0,5 м. Основные характеристики дома, для которого будет проводиться расчет фундамента:
- стены – газоблок, плотность 600 кгc и толщина 40 см;
- полы первого этажа насыпные по грунту;
- два полных этажа;
- междуэтажное перекрытие – железобетонные плиты;
- крыша скатная под углом 45° черепичная по деревянным лагам;
- грунт – глина пластичная;
- место строительства – возле Киева.
Рисунок 9.1 - План и сечение ленточного фундамента к расчету
Самая большая нагрузка на фундамент будет на боковые участки по 12,0 м (сечение А-А на рис.9.1), так как на боковые стены опираются плиты перекрытия и лаги кровли. Проведем расчет общей нагрузки на 1,0 м длины подошвы фундамента в сечении А-А. Нагрузка на фундамент будет равна сумме нагрузок от:
|
|
|
- снега,
- кровли,
- перекрытий,
- стен дома,
- самого материала фундамента.
Для расчета нагрузки на фундамент от снега необходимо нормативную нагрузку снегового покрова умножить на грузовую площадь крыши, приходящейся на 1,0 м фундамента. Нормативная снеговая нагрузка для расчета принимается в соответствии со СНиП 2.01.07-85. Площадь кровли на 1,0 м фундамента в данном случае рассчитывается таким образом: общая площадь кровли делиться на общую длину фундамента, при этом учитываться будут только боковые ленты фундамента (12,0+12,0=24,0 м). Торцевые части фундамента (6,0+6,0=12,0м) в расчете не учитываются, так как балки кровли опираются только на длинные боковые стены. Результат расчета снеговой нагрузки:
- общая площадь кровли равна произведению удвоенной длины скатов на длину карниза кровли. Длина ската определяется таким образом: Дск=6/(2×cos45°)=4,29м. Общая площадь кровли: Sкр=2×4,29=8,58×12≈103м2;
- грузовая площадь кровли на 1,0 м ленты фундамента равна: 103/24=4,3м2;
- удельная снеговая нагрузка для Киева (зона II) будет 70кгс/м2 (см. табл.9.1 и рис. 9.2);
- снеговая нагрузка на фундамент:4,3×70=301кгс.
Таблица 9.1 – Карта снегового зонирования (рис. 9.2)
| Снеговые районы | I | II | III | IV | V | VI |
| нагрзука, кПа (кгс/м2) | 0,5 (50) | 0,7 (70) | 1,0 (100) | 1,5 (150) | 2,0 (200) | 2,5 (250) |
Нагрузку от крыши определяем по нагрузке от 1,0 м2 горизонтальной проекции крыши. Для данных расчетов это 3,0 м черепичной двухскатной кровли под углом 45°. Согласно табл. 9.2 нагрузка от кровли на фундамент составляет: 3×80=240 кгс/м2.
|
|
|
Таблица 9.2 – Нагрузка на фундамент от горизонтальной проекции кровли
| Тип кровли | Нагрузка, Па (кгс/м2) |
| 1. Металлочерепица или ондулин при уклоне до 27° | 300 (30) |
| 2. Рубероид в 2 слоя при уклоне 10° | 400 (40) |
| 3. Шифер асбестоцементный при уклоне 30° | 500 (50) |
| 4. Черепица керамическая или цементно-песчаная при уклоне 45° | 800 (80) |
Рисунок 9.2 – Карта снегового зонирования РФ
Нагрузку от перекрытий на фундамент определяется по данным табл. 9.3. При этом грузовая площадь как и для кровли будет приходиться только на боковые ленты фундамента, так как перекрытия опираются только на боковые стены. В рассматриваемом случае грузовая площадь перекрытий на 1,0 м фундамента будет равна 3,0 м2 (12×6=72/24=3,0 м2), а нагрузка от деревянного чердачного (плотностью 300 кг/м3) и железобетонного междуэтажного перекрытия (плотностью 500 кг/м3) будет равна соответственно: 3×300=900 кгс и 3×500=1500 кгс. Общая нагрузка от перекрытий на фундамент: 900+1500=2400 кгс.
Таблица 9.3 – Нагрузка от перекрытия на фундамент
| Тип перекрытия | Нагрузка,кПа (кгс/м2) |
| Деревянное по деревянным балкам плотность 200 кг/м3 | 1 (100) |
| Деревянное по деревянным балкам плотность 300 кг/м3 | 1,5 (150) |
| Деревянное по стальным балкам плотность 300 кг/м3 | 2 (200) |
| Железобенное, плиты серии ПК | 5 (500) |
Теперь произведем расчет нагрузки на 1,0 м фундамента от наружных стен. Она будет равна произведению нагрузки от 1,0 м2 стены по табл. 9.4 на высоту стен и толщину стены над фундаментом. В данном примере высоту стены из газобетона Д600 примем 6,0 м, толщину стены – 0,4 м. Тогда нагрузка от стены на фундамент будет равна: 6×0,4×600=1440 кгс.
Таблица 9.4 – Нагрузка от 1,0 м3 на фундамент
| Материал стен | Нагрузка,кПа (кгс/м2) |
| 1. Каркасные стены на дереве или тонкостенном профиле, с обшивкой листовым материалом и легким эффективным утеплителем | 3 (300) |
| 2. Бревенчатые или брусчатые | 6 (600) |
| 3. Из газобетона или паротерма Д600 | 6 (600) |
| 4. Из шлакоблока Д1200 | 12 (1200) |
| 5. Из ракушечника Д1500 | 15 (1500) |
| 6. Из пустотелого кирпича | 14 (1400) |
| 7. Из полнотелого кирпича сплошной кладки | 18 (1800) |
Рассчитаем нагрузку от фундамента, которая равна объёму 1,0 м длины фундамента умноженного на плотность материала, из которого он сделан. Плотность материала фундамента принимаем по табл.9.5. В этом случае при глубине заложения фундамента 1,0 м (для Киева, если влажный пучинистый грунт) объём примерно составит 0,45м3, а нагрузка будет равна: 0,45×2300=1035кгс.
Таблица 9.5 – Плотность материалов фундамента
| Материал | Плотность, кг/м3 |
| 1. Бутовый камень, полнотелый кирпич | 1600 |
| 2. Мелкозернистый бетон (без щебня) | 1800 |
| 3. Бетон на доломитовом щебне | 2200 |
| 4. Бетон на гранитном щебне | 2300 |
| 5. Железобетон | 2500 |
Подсчитаем общую нагрузку на 1,0 м длины подошвы ленточного фундамента в сечении А-А (рис. 9.1). Общая нагрузка составит: 300+240+2400+1440+1035=5415 кгс или примерно 55 кН (5415 кгс~5,5тс). Такая нагрузка будет вполне допустима, так как при опорной площади фундамента в этом сечении, которая равна 5000 см2 (50см×100см), давление на грунт составит 5415:5000=1,1 кгс/см2. Расчётное сопоставление несущей способности грунта 1,5 кгс/см2 для пластичной глины. Для других типов грунтов расчётные сопротивления приведено в табл.9.6.
Таблица 9.6 – Средние расчетные сопротивления грунтов
| Грунт | кгс/см2 |
| 1. Щебень, гравий | 5 |
| 2. Пески крупные, гравелистые | 4 |
| 3. Пески средней крупности | 3 |
| 4. Пески мелкие и пылеватые плотные | 2 |
| 5. Пески мелкие средней плотности | 1,5 |
| 6. Супеси твердые и пластичные | 2,5 |
| 7. Суглинки твердые и пластичные | 1,5 |
| 8. Глины твердые | 4 |
| 9. Глины пластичные | 1,5 |
Задание:
Решить вышеприведенную задачу с исходными данными табл. 9.7. Остальные данные принять по примеру.
Таблица 9.7 – Исходные данные
|
|
|
| Вариант | Размеры фундамента | Район | Материал кровли | Междуэтажное перекрытие | Стена | Грунт |
| 1 | 5,0×7,0 | Москва | Металлочерепица при уклоне до 27° | Железобенное, плиты серии ПК | Пустотелый кирпич h=6,3 м | Пески крупные |
| 2 | 5,5×8,0 | Екатеринбург | Рубероид в 2 слоя при уклоне 10° | Деревянное по деревянным балкам плотность 200 кг/м3 | Бревенчатые h=6,5 м | Супеси твердые |
| 3 | 7,0×7,0 | Новгород | Шифер асбестоцементный при уклоне 30° | Железобенное, плиты серии ПК | Полнотелый кирпич h=6,3 м | Пески мелкие |
| 4 | 4,0×10,0 | Пенза | Рубероид в 2 слоя при уклоне 10° | Деревянное по деревянным балкам плотность 300 кг/м3 | Ракушечник Д1500 h=5,9 м | Суглинки пластичные |
| 5 | 5,0×15,0 | Ярославль | Черепица цементно-песчаная при уклоне 45° | Деревянное по стальным балкам плотность 300 кг/м3 | Газобетон h=6,5 м | Гравий |
| 6 | 6,0×8,0 | Тверь | Шифер асбестоцементный при уклоне 30° | Деревянное по стальным балкам плотность 300 кг/м3 | Шлакоблок Д1200 h=5,8 м | Глины твердые |
| 7 | 5,0×9,0 | Новосибирск | Черепица керамическая при уклоне 45° | Деревянное по деревянным балкам плотность 300 кг/м3 | Брусчатые h=7,0 м | Суглинки твердые |
| 8 | 6,5×11,0 | Владимир | Металлочерепица при уклоне до 27° | Деревянное по стальным балкам плотность 300 кг/м3 | Пустотелый кирпич h=6,7 м | Пески средние |
| 9 | 8,0×8,0 | Дмитров | Ондулин уклоне до 27° | Деревянное по деревянным балкам плотность 200 кг/м3 | паротерма Д600 h=7,0 м | Супеси пластичные |
| 10 | 9,0×10,0 | Иваново | Шифер асбестоцементный при уклоне 30° | Деревянное по деревянным балкам плотность 300 кг/м3 | ракушечника Д1500 h=7,0 м | Щебень |
