Что делать, если фундамент испытывает нагрузку

Если фундамент под нагрузкой, его прочность и устойчивость становятся критически важными для целостности всего строения. Неправильные нагрузки могут привести к деформациям, трещинам и даже обрушению, поэтому необходимо учитывать характеристики грунта, тип фундамента и распределение нагрузки при проектировании.

При наличии значительных нагрузок следует проводить регулярный мониторинг состояния фундамента. Регулярные проверки позволяют своевременно выявлять проблемы и принимать меры по их устранению, что существенно повышает долговечность и безопасность здания.

Сбор нагрузок на фундамент. Как рассчитать, примеры

Статья рассказывает, как выполнить сбор нагрузок на фундамент, а также содержит примеры, как рассчитать нагрузки от каркасно-щитового дома с мансардой с размерами в плане 6х9 м.

Классификация воздействий на фундамент

Нагрузки на основание бывают постоянные Pd и временные (длительные Pl, кратковременные Pt, особые Ps).

Постоянные Pd – вес частей сооружений, в том числе несущих и ограждающих строительных конструкций.

Длительные Pl – вес временных перегородок, подливок и подбетонок под оборудование, вес стационарного оборудования, заполняющих его жидкостей, твердых тел и др.

Кратковременные Pt – воздействия от людей, животных, оборудования на перекрытия, от подвижного подъемно-транспортного оборудования,

от транспортных средств и климатические (снеговая, ветровая и т.д.).

Особые Ps – сейсмическое, взрывное воздействие, воздействие от столкновения транспортных средств с частями сооружения, воздействия, обусловленные пожаром или деформациями основания, сопровождающимися коренным изменением структуры грунта.

Чтобы правильно рассчитать воздействие на фундамент, необходимо выполнить сбор всех нагрузок. В примерах, приведенных в этой статье, учтены те виды воздействия, которые принципиальны при расчете фундамента из винтовых свай для объектов ИЖС.

Постоянные нагрузки. Как рассчитать
вес частей сооружения?

Чтобы посчитать вес строения, нужно знать только удельный вес материалов и их объемы. Такие данные с легкостью могут предоставить поставщики строительных материалов.

При выполнении расчетов можно также использовать усредненные значения удельного веса конструкций. Для удобства они приведены в таблице 2.

Таблица 1 — Справочные данные с усредненными значениями
удельного веса конструкций дома: стен, перекрытий, кровли.

Согласно п. 4.2. СП 20.13330 «Нагрузки и воздействия» расчетное значение нагрузки определяется как произведение ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке (γf) для веса

строительных конструкций, соответствующий рассматриваемому предельному состоянию:

Таблица 2 — Таб. 8.2. СП 20.13330

Выполним необходимые расчеты на примере каркасно-щитового дома с мансардой с размерами в плане 6х9 м.

Чтобы посчитать вес от стен дома необходимо вычислить их периметр. Периметр наружных стен + внутренние стены: Р = 47 м, среднюю высоту стен примем h = 4,5 м. Тогда вес от конструкции стен будет равен: Р × h × удельный вес материала стен.

47 м × 4,5 м × 70 кг/м 2 = 14 805 кг = 14,8 т

Далее посчитаем вес крыши. Принимаем, что вес крыши (деревянная стропильная система с покрытием из металлочерепицы) равен 40 кг/м 2 (суммарный вес металлочерепицы, обрешетки, стропилы). Тогда вес крыши будет равен: S крыши × удельный вес 1 м 2 .

92 м 2 × 40 кг/м 2 = 3 680 кг = 3,7 т

Также необходимо посчитать вес от перекрытий. Принимаем, что вес деревянного пола вместе с утеплителем будет равен 100 кг/м 2 . Тогда вес от перекрытий будет равен: S перекрытия × удельный вес × количество.

54 м 2 × 0,1 т/м 2 × 2 = 10,8 т

После того как выполнены все необходимые расчеты, полученный вес сооружения умножаем на коэффициент надежности, о котором мы говорили ранее (в расчете для каркасно-щитового дома коэффициент принимаем равным 1,1 – для деревянных конструкций):

29,3 т х 1,1 = 32,2 т

Таким образом, нагрузка от самого здания составит 32,2 т. Этот вес принят условно, без вычета дверных и оконных проемов.

Кратковременные нагрузки

На перекрытия

Так как при проектировании и строительстве невозможно точно определить значение показателя воздействия на перекрытия, к весу конструкции перекрытия добавляют нормативное значение равномерно

распределенной нагрузки – Рt (таблица 8.3 СП 20.13330), действующей на 1 м 2 .

Пример:

Для жилых зданий она равна 1,5 кПа (150 кг/м 2 ). При расчете получаем: Sперекрытия × 150 кг/м 2 × количество перекрытий. Нагрузки от людей (животных, мебели, оборудования) на перекрытия:

54 м 2 × 150 кг/м 2 × 2 = 16 200 кг = 16,2 т

Снеговая

Чтобы рассчитать климатические нагрузки на фундамент, нужно учесть снеговой район (вес снегового покрова на 1 м 2 ) и конструктив покрытия

Как рассчитать нагрузку на фундамент

Главный вопрос, на который требуется безошибочно ответить, затевая строительство, касается выбора типа фундамента, определения его конструкционных данных, позволяющих воспринимать все предполагаемые нагрузки. Точный ответ на этот вопрос может дать только расчет фундамента по нагрузке, выполненный профессиональным проектировщиком. Для беспроектного строительства, которое активно ведётся в частном секторе, многие сервисы предлагают калькулятор, который сам выполнит математические действия. Чтобы им воспользоваться, нужно иметь перед глазами чертёж дома с размерами, а так же иметь полное представление обо всех конструкциях здания. Главная из них – это, конечно же, фундамент.

Виды фундаментов для дома

Выбор типа фундамента целиком основывается на прочностных характеристиках грунта, рельефе участка и особенностях местного климата, наличия в почве подземных вод. В большинстве случаев, для одного и того же объекта можно применить не какой-то один, а разные типы основания. Обычно проектировщики просчитывают по сметной стоимости несколько вариантов, и осуществляют выбор по экономической целесообразности.

Ленточный фундамент

Весь процесс проектирования фундаментов строится на математических расчётах, и только после изучения свойств почвы на отведённом под строительство участке. В наибольшей степени это касается ленточных фундаментов, так как пространственно они самые неустойчивые, и могут не только прогибаться, но и сдвигаться в подошве и даже опрокидываться.

Неблагодарное это дело, голословно советовать, где такой фундамент можно поставить, а где нельзя. Такой выбор, без точной оценки обстановки и расчёта, всё равно что лотерея – а в ней, как известно, везёт немногим.

• Тем не менее, в частном домостроении чаще применяют именно ленточный фундамент, так как порой для его заливки даже не нужно ставить опалубку. При правильном определении ширины, глубины и конфигурации сечения ленты, она обладает отменной несущей способностью, что очень важно для зданий, строящихся из тяжёлых каменных материалов. Ячеистый бетон хоть и не очень тяжёлый, но во избежание трещинообразования, для него важно наличие прочного и статичного основания.
• Фундаментные ленты могут возводиться из сборного бетона и железобетона (блоки ФБС и УДБ) и кладочных материалов (постелистый бутовый камень и полнотелый глиняный кирпич). Но самым надёжным материалом является бетонный монолит – с наполнением из бутового камня или арматурным пространственным каркасом. Наиболее популярен последний вариант, так как бутовый камень далеко не в каждом регионе доступен по цене.

Мнение эксперта Виталий Кудряшов
строитель, начинающий

На фундамент здания влияет большое количество самых разных нагрузок, поскольку он является одним из центральных элементов всей конструкции. Для удобства, их необходимо классифицировать на несколько различных типов. Это окажет существенную помощь при проектировании здания, а также расчета его основных параметров и необходимых строительных материалов.

Виды нагрузок на фундамент

Постоянные, они же статические, нагрузки возникают в результате воздействия внешних и внутренних факторов. Центральное место занимает давление на фундамент со стороны надземной части здания. В целом, оно имеет довольно большой показатель, который может достигать десятков тонн. Но если рассчитать его на определённую площадь, то ситуация изменится, поскольку давление не должно превышать определённого параметра. Если это не соблюдается, произойдёт осадка или структура основания может начать рушиться.

К самой главной внутренней силе, воздействующей на фундамент, относится стремление материала сопротивляться деформации. Оно её больше усиливается, если выполнено армирование.

Распространённой проблемой является неравномерная осадка различных частей здания. Именно это и приводит к тому, что конструкция стремиться вернуться в исходное состояние. Если значение нагрузки велико, может произойти деформация или растрескивание.

Далеко не все нагрузки влияют на фундамент регулярно.

Например, каждый год земля промерзает и вода, содержащаяся в ней, переходит в твёрдое состояние. Это приводит к тому, что изменяется объём почвы и она вспучивается. Процесс этот происходит неравномерно и на фундамент начинают воздействовать несколько сил. Их принято разделять на вертикальные и касательные.

Первый тип нагрузки подразумевает расширение под конструкцией, которое стремится приподнять его. Чем легче фундамент, тем опаснее расширение для структуры. Но для тяжёлых типов конструкции (ленточной или монолитной плиты) этот фактор не представляет опасности. Касательные нагрузки не так опасны для большинства оснований, но могут нанести значительный вред, если стенки обладают недостаточной прочностью.

Чтобы фундамент здания успешно противостоял нагрузкам, воздействующим на него, требуется использование качественных материалов. Не стоит экономить на компонентах бетона и других типах изделий, поскольку в будущем это способно обернуться значительными затратами не только денег, но и людских ресурсов.

Анастасия Викторовна
Инженер-строитель ПГС — опыт работы 15 лет

Я отвечу на все интересующие Вас вопросы, в том числе проконсультирую, подберу оптимальный тип фундамента, рассчитаю его полную стоимость, в зависимости от Ваших потребностей и финансовых возможностей.