Методика расчета столбчатого фундамента включает в себя несколько ключевых этапов, начиная с определения нагрузки от здания и заканчивая анализом геологических условий участка. Важно учитывать размеры и количество столбцов, а также их расположение в зависимости от проектных требований и типа строения.
Для точного расчета необходимо произвести расчет несущей способности грунта, что позволит выбрать оптимальную глубину заложения и диаметры столбов. Также следует учесть ввод дополнительных факторов, таких как уровень грунтовых вод и возможные изменения в нагрузках в процессе эксплуатации строения.
Расчет столбчатого фундамента под колонну
Расчет фундамента выполняем под колонну среднего ряда, которая работает как центрально сжатый элемент. Фундамент под колонну среднего ряда считается как центрально-загруженный.
Расчет подошвы столбчатого фундамента
Усилия от нормативной нагрузки определяются приблизительно, путём деления расчётных нагрузок на средний коэффициент надежности по нагрузке:
гн=1.15 — средний коэффициент надежности по нагрузке;
Глубина заложения фундамента
Глубина заложения фундамента d определяется с учетом:
конструктивных особенностей сооружения;
глубины заложения соседних фундаментов и прокладки коммуникаций;
рельефа, характера напластования и свойств грунтов;
глубины сезонного промерзания грунтов.
Определение глубины сезонного промерзания
dfn=1,2 — нормативная глубина сезонного промерзания, м; кn=0,6 — коэффициент характеризующий параметры эксплуатации здания. Глубина фундамента должна быть больше 0.9м. Принимаю глубину заложения фундамента 1,5 м. Защитный слой бетона принимаю равным a0=3,5 см, так как будет производиться подготовка по грунту, толщиной слоя 10 см
Определение ширины подошвы фундамента
расчётное сопротивление грунта (принимается по СНиП МПа — пески пылеватые маловлажные плотные). глубина заложения фундамента. м. удельный вес грунта на обрезок фундамента. кН/м 3 .
Длина стороны фундамента
При центрально-загруженном фундаменте принимаем квадратную форму основания фундамента.
Длина стороны фундамента:
Принимаем фундамент: 1,61,6 м и Аф = 2,6 м 2
Давление на подошву грунта
Принимаем бетон В15 с прочностью на одноосное сжатие Rb = 8.7 МПа, нормативным сопротивление бетона при растяжении Rbt = 0.75 МПа и рабочую арматуру А-II с расчетным сопротивлением растяжению RS = 280 МПа.
Полезная минимальная высота фундамента определяется из условия продавливания его колонной при действии расчётной нагрузки
Высота фундамента с учетом конструктивных требований
hф = h0 + a = 0,33 + 0,04 = 0,4 (0,37) м.
Конструктивно принимаю высоту ступеньки h1 = 20 см; h2 = 20 см
Конструктивно принимаю высоту ступеньки h1 = 20 см; h2 = 20 см.
Рис.6 Расчетная схема фундамента
Армирование столбчатого фундамента по колонну
Фундамент рассчитывается как центрально нагруженный.
Нагрузка на фундамент с учетом собственного веса фундамента:
Площадь сечения арматуры фундамента находим из расчета нормальных сечений I-I и II-II по изгибающим моментам, определяется как для консолей от действия давления грунта по подошве фундамента. Значение моментов находим на всю ширину фундамента
Площадь сечения арматуры на всю ширину фундамента
ASI = МI/ RS 0.9 h0 = 91,6 10 4/ 0.9 0.2 280 10 3 = 18,175 cм 2
ASII = МII/ RS 0.9 h0I = 11 10 4/ 0.9 0.2 280 10 3 = 2,183 cм 2
Армирую фундамент 8 стержнями по одной стороне и 8 по другой ? 14 мм класса А-II с общей AS Ф = 24.62 см 2 .
Расчет столбчатого фундамента (Excel)
В программе можно быстро произвести расчет столбчатого фундамента по I и II предельному состоянию. Все расчеты выполняются по актуальным СП на текущую дату 09.2020.
v.0.2 от 30.12.2020 Исправлено: — Неправильно выводился минимальный процент армирования — Вывел минимальную площадь арматуры в см2. — Графики отражают фундамент полностью — Опечатки — На графике исправлена отметка грунта
v.0.3 от 26.05.2021 Исправлено: — Уменьшил количество ступеней до 3 шт — Откорректированы примечания — Улучшена графика — Расчет в общем стал понятнее и интуитивнее — Теперь ширина подколонника задается в ручную — Исправлена ошибка при расчете координаты расчетного сечения вдоль оси Х — Добавлено правило знаков — Теперь высота рабочего сечения вдоль оси Х рассчитывается точнее — На график выведены вспомогательные линии пирамиды продавливания — Откорректирован расчет на прочность ступеней вдоль оси Х
Всегда рад доброй критике и возможным предложениям.
Свайный фундамент используется в случаях, когда грунтовые условия не позволяют использовать ленточный фундамент. Он может быть изготовлен из деревянных, железобетонных или стальных свай. Однако, свайный фундамент может быть дороже и более трудоемким в производстве, чем столбчатый фундамент.
Сравнение с ленточным фундаментом
Ленточный фундамент – это один из самых распространенных типов фундамента. Он состоит из железобетонной ленты, которая охватывает периметр строения. Ленточный фундамент используется для зданий, которые расположены на грунтах с достаточной несущей способностью. Сравнительно с ленточным фундаментом, столбчатый фундамент может быть более дешевым и проще в установке.
Сравнение с монолитным фундаментом
Монолитный фундамент – это железобетонная конструкция, которая выполняется на месте строительства. Он используется для зданий, которые расположены на грунтах с низкой несущей способностью. Однако, монолитный фундамент может быть более дорогим и требует более длительного времени на установку, чем столбчатый фундамент.
Выбор материала для столбчатого фундамента
Выбор материала для столбчатого фундамента зависит от ряда факторов, включая геологические условия, нагрузки, на которые фундамент будет подвергаться, климатические условия, бюджет и другие. Наиболее распространенными материалами для столбчатого фундамента являются бетон, металл и древесина.
Бетонный столбчатый фундамент – наиболее распространенный вид, который можно использовать в различных условиях. Бетонные столбы часто используются в случаях, когда требуется повышенная надежность и прочность. Такой фундамент может быть устойчив к коррозии и агрессивным средам.
Металлический столбчатый фундамент – это наиболее экономичный вариант, но может быть менее прочным, чем бетонный фундамент. Он может использоваться в условиях, где важна скорость монтажа и гибкость в конструкции.
Столбчатый фундамент из дерева – это хороший выбор для легких конструкций, таких как дачные домики или беседки. Такой фундамент может быть экономичным и долговечным, если будет правильно обработан и защищен от гниения.
Важно учитывать, что выбор материала должен быть сделан с учетом всех условий и требований к конструкции. Для повышения прочности и надежности столбчатого фундамента может применяться армирование или дополнительные материалы.
Обратите внимание!
Расчет нагрузки на столбчатый фундамент
Перед расчетом столбчатого фундамента необходимо определить нагрузки, которые будут действовать на него. Нагрузки могут быть различными в зависимости от типа здания и условий эксплуатации. Обычно нагрузки на фундамент делят на вертикальные и горизонтальные.
Расчет вертикальных нагрузок
Вертикальные нагрузки определяются в зависимости от массы здания и нагрузок от снега и ветра. Масса здания определяется по чертежам проекта. Нагрузки от снега и ветра зависят от климатических условий в данной местности.
Расчет горизонтальных нагрузок
Горизонтальные нагрузки могут возникать из-за действия ветра, сейсмических нагрузок и неравномерного оседания грунта. Величина горизонтальных нагрузок определяется на основе расчета соответствующих коэффициентов.
Расчет нагрузки на один столб
После определения всех вертикальных и горизонтальных нагрузок, необходимо распределить их на отдельные столбы. Расчет нагрузки на один столб производится с учетом количества столбов и размеров фундамента. В результате расчета определяется необходимое сечение и армирование столба.
Расчет нагрузки на столбчатый фундамент является важным этапом проектирования и строительства здания. Важно учитывать все возможные нагрузки и выбирать соответствующий тип фундамента и материалы для его строительства.
Расчет параметров столбчатого фундамента и их армирования
- Нагрузки на фундамент. Нагрузки могут быть вертикальными, горизонтальными или моментными, и их величина определяется на основе проектной документации и расчетов.
- Геометрические размеры фундамента. Размеры столбчатого фундамента зависят от нагрузок, которые он должен выдерживать, и от свойств грунта на участке строительства.
- Физические свойства грунта. При расчете фундамента необходимо учитывать параметры грунта, такие как коэффициент несущей способности, удельное сопротивление и коэффициент трения.
Расчет необходимых параметров
На основе определенных параметров можно приступать к расчету необходимых параметров фундамента. В частности, необходимо определить:
Обратите внимание!
- Несущую способность фундамента. Она определяется на основе нагрузок на фундамент и физических свойств грунта. В зависимости от этого определяется необходимая площадь сечения фундамента.
- Глубину заложения фундамента. Глубина заложения определяется на основе свойств грунта и величины нагрузки на фундамент.
- Размеры арматуры. Размеры арматуры определяются на основе несущей способности фундамента и проектных нагрузок.
Армирование столбчатого фундамента
- Диаметр и количество продольных стержней. Продольные стержни располагаются в центре фундамента и предназначены для передачи вертикальной нагрузки.
- Диаметр и количество поперечных стержней. Поперечные стержни располагаются вокруг продольных стержней и предназначены для увеличения несущей способности фундамента.
- Необходимость использования арматурных корзин. Арматурные корзины устанавливаются внутри столбчатого фундамента и предназначены для обеспечения правильного расположения и фиксации арматуры.
- Необходимость использования анкерных болтов. Анкерные болты используются для крепления столбов к фундаменту и увеличения его устойчивости.
- Необходимость использования гидроизоляционных материалов. Гидроизоляционные материалы используются для предотвращения проникновения влаги в фундамент и защиты арматуры от коррозии.
Контроль качества работ
- Качество сварки арматуры.
- Правильность укладки арматуры.
- Соответствие размеров и расположения арматуры проектным требованиям.
- Качество заливки бетонной смеси и ее плотность.
- Отсутствие повреждений и деформаций после заливки фундамента.
В случае выявления каких-либо дефектов или несоответствий необходимо провести дополнительные работы по исправлению ошибок и устранению дефектов.
Учет гидроизоляции при проектировании фундамента
Гидроизоляция – это один из важнейших элементов в проектировании фундамента. Она позволяет защитить конструкцию от попадания воды и увеличить ее прочность и долговечность. В этой статье мы рассмотрим, как учитывать гидроизоляцию при проектировании фундамента, и какие материалы использовать.
Учет гидроизоляции при проектировании фундамента
| Аспект | Описание | Необходимые материалы |
|---|---|---|
| Определение уровня грунтовых вод | При проектировании фундамента необходимо учитывать уровень грунтовых вод. Это позволит определить глубину заложения фундамента и необходимый уровень гидроизоляции. | Гидроизоляционные материалы разной плотности. |
| Выбор типа гидроизоляции | При выборе типа гидроизоляции необходимо учитывать тип грунта, уровень грунтовых вод и характеристики фундамента. Существует несколько типов гидроизоляции: гидроизоляционные мембраны, жидкие гидроизоляционные материалы, керамические плиты и т.д. | Гидроизоляционные мембраны, жидкие гидроизоляционные материалы, керамические плиты и т.д. |
| Установка гидроизоляции | Установка гидроизоляции позволяет создать прочный и надежный барьер от попадания воды в фундамент. Гидроизоляционный материал должен быть установлен на всю площадь фундамента и на высоту не менее 15-20 см выше уровня грунтовых вод. | Гидроизоляционный материал, клей для гидроизоляции, герметик. |
Учет гидроизоляции при проектировании фундамента – это важный этап, который требует тщательной подготовки и выполнения. Правильно выполненная гидроизоляция позволяет создать прочный и долговечный фундамент, который будет защищен от попадания воды и сохранит свои характеристики на протяжении многих лет. При проектировании фундамента необходимо учитывать тип грунта, уровень грунтовых вод и характеристики фундамента, чтобы выбрать наиболее подходящий тип гидроизоляции и обеспечить ее правильную установку.
Особенности расчета столбчатого фундамента
Столбчатый фундамент представляет собой систему отдельных столбов, которые проникают в грунт на определенную глубину и образуют опоры для надстроек. Расчет столбчатого фундамента включает в себя несколько особенностей, которые нужно учитывать при проектировании и строительстве.
Основные особенности расчета столбчатого фундамента:
Обратите внимание!
- Определение грузоподъемности грунта: грузоподъемность грунта должна быть определена с помощью инженерных изысканий и испытаний грунта. На основе полученных данных можно определить необходимое количество столбов и расстояние между ними.
- Выбор диаметра и длины столбов: диаметр и длина столбов выбираются исходя из грузоподъемности грунта и нагрузки, которую необходимо выдержать. Чем меньше диаметр столба, тем большее количество столбов потребуется для равномерного распределения нагрузки.
- Расчет глубины заложения столбов: глубина заложения столбов зависит от типа грунта, грузоподъемности грунта и нагрузки, которую необходимо выдержать. Чем больше нагрузка, тем глубже должны быть заложены столбы.
- Расчет нагрузки на столбы: нагрузка на столбы зависит от веса надстроек и расстояния между столбами. Необходимо учитывать динамические нагрузки, такие как ветер и сейсмические воздействия.
- Расчет фундаментной плиты: фундаментная плита распределяет нагрузку от столбов на грунт. Размер фундаментной плиты зависит от количества столбов и расстояния между ними.
- Учет геометрических особенностей: при расчете столбчатого фундамента нужно учитывать геометрические особенности надстроек и их расположение на фундаменте.
- Контроль качества: при строительстве столбчатого фундамента необходимо проводить контроль качества всех этапов работ, начиная от изготовления и установки столбов и заканчивая устройством фундаментной плиты. Необходимо убедиться, что столбы были заложены на необходимую глубину и обладают достаточной прочностью, а также что фундаментная плита имеет достаточную жесткость и устойчивость.
- Использование специализированных материалов: для строительства столбчатого фундамента необходимо использовать специализированные материалы, такие как арматурные стержни, бетон и гидроизоляционные материалы. Эти материалы должны иметь необходимые характеристики и соответствовать требованиям проекта.
В целом, расчет столбчатого фундамента требует тщательной подготовки и выполнения, чтобы обеспечить его надежность и долговечность. Важно учитывать все особенности и требования при проектировании и строительстве, а также проводить контроль качества всех этапов работ.
Расчет расстояния между столбцами фундамента
Расчет расстояния между столбцами фундамента зависит от нескольких факторов, таких как тип почвы, вес здания, нагрузка на фундамент, климатические условия и другие.
Один из распространенных методов расчета расстояния между столбцами фундамента — это метод Рычагова. Согласно этому методу, расстояние между столбцами определяется по формуле:
где L — расстояние между столбцами, м; K — коэффициент, зависящий от типа почвы и глубины заложения фундамента; q — вес здания, кН; P — допустимая нагрузка на фундамент, кПа.
Значение коэффициента K может быть определено на основе таблиц, которые учитывают тип почвы и глубину заложения фундамента.
Например, для глинистых почв и глубины заложения фундамента 1,5 м, коэффициент K может быть равен 0,8. Если вес здания равен 200 кН, а допустимая нагрузка на фундамент составляет 200 кПа, то расстояние между столбцами будет равно:
L = 0,8 * (200 / 200) = 0,8 м
Таким образом, расстояние между столбцами в данном случае должно быть не меньше 0,8 м. Однако, для точного расчета необходимо учитывать все факторы, влияющие на нагрузку на фундамент и уточнять коэффициент K для конкретных условий строительства.
Методы и технологии устройства столбчатого фундамента
- Способ сваи винтовой. Этот метод заключается в установке винтовых свай в грунт с помощью специального оборудования. Винтовая свая состоит из металлической трубы, на конце которой находится лопасть в форме спирали. При установке сваи вращательными движениями труба с лопастью пробивает грунт и забивается в глубину. Винтовая свая обладает высокой несущей способностью, что позволяет использовать ее для устройства столбчатого фундамента.
- Способ сваи буронабивной. При этом способе используется специальное бурение оборудование, которое бурит отверстия в грунте, а затем сваи устанавливаются в эти отверстия и забиваются до необходимой глубины.
- Способ сваи врезной. Для устройства столбчатого фундамента с использованием свай врезных в грунт необходимо выполнить углубление под каждый столбик фундамента. Затем сваи врезаются в боковые стенки углубления и забиваются в грунт до необходимой глубины.
- Способ колонной ленты. При данном методе используется монолитная железобетонная колонна, которая соединяется с ленточным фундаментом. Таким образом, устройство столбчатого фундамента выполняется за счет колонн, соединенных с лентой.
- Способ свай-столбов. Для устройства столбчатого фундамента с использованием свай-столбов необходимо выполнить сваи диаметром 15-20 см. Свай-столб состоит из двух частей: бурильной и сваевыколачивающей. Бурильная часть сваи выполняется в форме конуса и позволяет сваю пробивать грунт. Сваевыколачивающая часть сваи выполняется в форме цилиндра и позволяет забивать сваю в грунт. Сваи-столбы могут быть изготовлены из различных материалов, таких как бетон, железобетон, сталь и другие. Сваи устанавливаются на глубину, достаточную для обеспечения необходимой несущей способности.
- Способ копирования. При данном методе используется специальное оборудование, которое вырезает в грунте по контуру столбиков фундамента углубления. Затем в эти углубления устанавливаются железобетонные блоки или пилонные фундаменты, которые забиваются в грунт до необходимой глубины.
Выбор метода устройства столбчатого фундамента зависит от конкретных условий строительства, таких как тип грунта, нагрузка на фундамент, климатические условия и другие факторы. При выборе метода устройства столбчатого фундамента необходимо учитывать его несущую способность и устойчивость, а также соответствие требованиям строительных норм и правил.
Расчет и монтаж опалубки для столбчатых фундаментов
Расчет и монтаж опалубки для столбчатых фундаментов необходимы для создания формы фундамента и обеспечения его жесткости и устойчивости во время заливки бетоном. Опалубка также позволяет получить гладкую поверхность фундамента и уменьшить расходы на бетон и арматуру.
Расчет опалубки для столбчатых фундаментов
Расчет опалубки для столбчатых фундаментов выполняется на основе конструктивных расчетов, которые учитывают геометрические параметры фундамента, нагрузки на опалубку, давление бетона, силы трения между опалубкой и бетоном и другие факторы. Расчет опалубки также должен учитывать нормы и требования строительных норм и правил, а также конструктивные особенности фундамента.
Монтаж опалубки для столбчатых фундаментов
Монтаж опалубки для столбчатых фундаментов начинается с подготовительных работ, таких как установка каркаса опалубки, маркировка фундамента, установка стоек и других элементов опалубки. Затем производится установка секций опалубки, которые соединяются между собой с помощью стяжек и зажимов. В процессе монтажа опалубки необходимо обеспечить ее жесткость и устойчивость, а также правильно расположить арматуру и коммуникации.
Снятие опалубки для столбчатых фундаментов
Снятие опалубки для столбчатых фундаментов производится после достижения необходимой прочности бетона. Обычно опалубка снимается через 7-14 дней после заливки бетона. При снятии опалубки необходимо обеспечить безопасность работников и сохранность поверхности фундамента. После снятия опалубки фундамент может быть дополнительно обработан и утеплен, если это необходимо.
Организация системы вентиляции и дренажа столбчатого фундамента
Организация системы вентиляции и дренажа столбчатого фундамента является важным этапом при строительстве зданий. Эта система позволяет избежать проникновения воды и влаги в фундамент, что может привести к его разрушению. Кроме того, система вентиляции обеспечивает достаточную вентиляцию подвала и защищает фундамент от плесени и грибковых заболеваний.
| Тип дренажной системы | Описание | Преимущества |
|---|---|---|
| Гравитационная дренажная система | Система труб, установленных на наклоне от фундамента и направленных в сторону от здания, для отвода воды из-под фундамента | — Простота установки и эксплуатации — Низкие затраты на материалы и установку — Не требуется энергозатратных устройств |
| Дренажная система с использованием насоса | Система труб, установленных на наклоне от фундамента и направленных в сторону от здания, для отвода воды из-под фундамента, с использованием насоса для подачи воды | — Эффективное удаление воды из-под фундамента — Возможность использования на местах с плохой водопроницаемостью грунта — Автоматическое управление насосом |
Система вентиляции столбчатого фундамента может быть выполнена в виде вентиляционных отверстий в опалубке, установленной вокруг столбиков фундамента. Также может быть использована система воздуховодов, которая обеспечивает подачу свежего воздуха в подвал и удаление отработанного воздуха.
В целом, правильная организация системы вентиляции и дренажа столбчатого фундамента позволяет обеспечить его надежность и долговечность, а также улучшитьусловия жизни и работы в подвале здания. При проектировании системы вентиляции и дренажа необходимо учитывать климатические условия и геологические особенности местности, а также соответствие требованиям строительных норм и правил.
Для обеспечения эффективной работы системы дренажа рекомендуется использовать специальные материалы, такие как дренажные трубы, геотекстиль, георешетки и другие. Эти материалы позволяют улучшить пропускную способность грунта и обеспечить эффективное отвод воды из-под фундамента.
При монтаже системы вентиляции и дренажа необходимо обеспечить ее надежность и устойчивость к внешним воздействиям, таким как вибрации и перепады температур. Необходимо следить за качеством материалов и работ, чтобы избежать возможных протечек и повреждений системы.
Особенности устройства столбчатого фундамента в сложных условиях
При устройстве столбчатого фундамента в сложных условиях, таких как неоднородный грунт, высокий уровень грунтовых вод, низкая морозостойкость грунта, необходимо учитывать ряд особенностей.
| Условие | Описание | Особенности устройства |
|---|---|---|
| Неоднородный грунт | Грунт имеет различную плотность и прочность на разных участках строительной площадки | — Необходимость проведения инженерно-геологических изысканий — Применение различных типов свай для обеспечения необходимой несущей способности |
| Высокий уровень грунтовых вод | Грунтовые воды находятся близко к поверхности земли или находятся в зоне промерзания | — Использование дренажной системы для отвода воды из-под фундамента — Использование гидроизоляционных материалов для защиты фундамента от проникновения воды |
| Низкая морозостойкость грунта | Грунт имеет низкую морозостойкость и может быть поврежден в зимний период | — Использование утеплителей для защиты фундамента от замерзания — Использование специальных материалов для защиты фундамента от солей и растворов, которые могут повредить бетон |
Кроме того, при устройстве столбчатого фундамента в сложных условиях необходимо обеспечивать достаточную жесткость и устойчивость фундамента, а также учитывать конструктивные особенности здания и нагрузки на фундамент. Для улучшения устойчивости фундамента может использоваться анкерная арматура, которая фиксирует фундамент к скалам или бетонному полу.
Устройство столбчатого фундамента в сложных условиях требует от инженеров и строителей высокой квалификации и опыта работы с различными типами грунтов и условиями строительства. При проектировании и строительстве столбчатого фундамента в сложных условиях необходимо учитывать все факторы, которые могут повлиять на его надежность и долговечность.
Важно помнить, что любые ошибки и просчеты в процессе устройства фундамента могут привести к серьезным проблемам и повреждениям здания. Поэтому необходимо тщательно продумывать каждый этап работы и использовать только качественные материалы и оборудование.
