Фундаменты под динамические нагрузки

Пример расчета нагрузок на фундамент

Для вычисления общей суммы нагрузок на основание дома рассмотрим пример. В качестве объекта, для которого производятся расчеты, возьмем одноэтажное здание с имеющейся мансардой. За главный источник информации примем подробный план жилого дома, на котором указаны все размерности и применяемые стройматериалы.

Для начала определим исходные данные для сбора нагрузок:

• конструкция дома включает в себя один этаж и мансарду;
• габариты здания равны 15×15 м;
• расстояние между перекрытиями — 3 м;
• стены постройки — бревенчатые, а их толщина — 50 см;
• здание подлежит облицовке пустотелым кирпичом. Толщина внешнего слоя приравнивается к 15 см;
• прямо над цокольным этажом располагается перекрытие. В качестве материала используются пустотелые железобетонные плиты;
• перекрытие для мансарды выполнено из того же материала, что и над цоколем;
• стропильная крыша отделана шиферной кровлей.

Получаем результаты

Первым делом необходимо произвести подсчет площадей всех частей конструкции. В итоге получаем такие результаты:

• общая площадь перекрытий будет равна 15*15 м или 225 м²;
• площадь несущих стен здания — 180 м² (4*15*3 м). Это значение также включает в себя дверные и оконные проемы;
• мансарда будет иметь площадь 69 м², что вычисляется сложением 1*4*15 и 3*3;
• суммарная площадь стен равна 294 м²;
• при расчетах площади кровли получаем 225 м² (1*15*15).

Дальнейшие действия производим приравниванием исходных данных к табличным значениям средних нагрузок на фундамент. Расчеты выполняем следующим образом:

• вес бревенчатых стен находим в виде произведения несущих стен здания, их толщины и средней массы одного м3 (180*0,5*600=54 т);
• массу облицовочного кирпича выражаем как суммарную площадь стен, умноженную на толщину кладки и на усредненную плотность кирпича (294*0,15*1400=61,74 т);
• нагрузка с перекрытий для цоколя и мансарды равна произведению общей площади перекрытий и усредненной плотности железобетонных плит (225*500=112,5 т);
• расчет веса кровельного материала производим в виде умножения площади кровли на среднюю массу шифера (225*50=11,25 т).

Сложив все полученные данные, мы получаем величину нагрузки всех элементов конструкции дома, равную 239,5 тоннам.

Предусмотрительное отношение и рассудительность — главные составляющие удачного строительства дома

Необходимо помнить, что в данном предприятии сбор нагрузок имеет немаловажное значение, а, значит, он требует особенно внимательного подхода. Чтобы определить воздействия на фундамент, необязательно тратить кучу денег на специалиста или уйму времени на выполнение математических операций

Современные технологии развиваются, и поэтому, если застройщик не имеет возможности воспользоваться вышеуказанными способами, то он может с успехом произвести расчеты на нагрузку при помощи калькулятора.

Пример расчета сбора нагрузок на фундамент

Возьмем для примерного расчета дом в один этаж, под крышей которого будет располагаться мансарда.

На этапе расчета сбора нагрузок в нашем распоряжении будет поэтажный план будущего дома с эскизами фасадов. Имеется и схема дома в разрезе, в котором показано, из каких материалом и какой толщины будут строиться внутренние стены дома.

В итоге мы получаем следующие исходные данные для расчета суммарных нагрузок:

• Дом состоит из одного этажа с обитаемой мансардой
• Размеры дома составляют 10 на 10 метров
• Высота между перекрытиями составляет 2,5 метра,
• Наружные стены будут строиться из газобетонных блоков, их толщина составит 30 см. С наружной стороны они будут облицованы пустотелым кирпичом с лощиной слоя 12 см.
• В доме будет одна внутренняя несущая стена толщиной 38 см.
• Над цоколем будет расположено перекрытие из пустотелой железобетонной плиты. Из аналогичного материала будет построено и чердачное перекрытие.
• Крыша дома будет построена по стропильному типу, кровля будет оборудована из профнастила.
• Дом будет располагаться в уральском регионе России.

Рассчитываем площади всех элементов надземной части нашего строения:

• Полная площадь перекрытий составит 100 кв.м. (10*10м)
• Полная площадь стен, включая проемы под окна и двери составить на первый этаж 100 кв.м. (2,5*4*10м). Для мансардного этажа эта величина будет равна 65 кв.м. (сумма (1*4*10) и (2,5*2,5). Таким образом, общая площадь стен в здании составит 165 кв.м.
• Общая площадь кровельного покрытия на крыше составит 130 кв.м. (1,3*10*10м)

Таблица нагрузок на фундамент

Исходя из приведенной в статье таблице, обозначающей усредненный вес строительных материалов при их расходе на один квадратный метр производим вычисление суммарного постоянного веса строения.

Умножаем площадь элементов дома на усредненный вес используемого строительного материала.

• Масса стен, изготовленных из газобетонных блоков в нашем доме будет составлять 29,7 то есть умножаем общую площадь стен в 100 кв.м. на их толщину в 0,3м и на усредненный вес одного кубометра в 600 кг на один куб.м.
• Облицовочный кирпич, который пойдет на наружную отделку стен здания будет весить 27,72 тонны (умножаем площадь стен в 165 кв.м. толщину в 0,12 м и на плотность отделочного кирпича в 1400 кг. на один кубометр).
• Внутренняя стена, изготовленная из пустотелого кирпича, потянет на 17,1 тонну (умножаем ее площадь в 25 кв.м. на толщину в 0,38 м и на плотность кирпича  — 1800 кг на кубометр).
• Цокольное и чердачное перекрытие у нас изготовлены из пустотелых железобетонных плит, общий вес которых составляет по 50 тонн, того 100 тонн (площадь перекрытия 100 кв.м. и плотность составляет 500 кг на кв. метр.
• Изготовленная из профнастила кровля будет весить 3,9 тонны (ее площадь равна 130 кв. м., а усредненный вес 30 кг. на кв. метр).
• Кроме того, при строительстве мансарды будет использоваться утеплительный материал, общий вес которого составит 6,5 тонны

Таким образом, полный вес строительной конструкции нашего одноэтажного дома с мансардой составит примерно 185 тонн.

На строение будут воздействовать также временная климатическая нагрузка – вес снега на кровле в данном регионе может составить 19,5 тонн (на площади 130 кв.м. и плотности снега 150 кг на кв.м.

В доме одномоментно могут находиться до 10 человек, общий вес которых составит 0,8 тонн, а также в нем будет расположена мебель суммарным весом 6 тонн.

Особенности и классификация фундаментов под динамические нагрузки

Сооружение основания, предназначенного для обеспечения устойчивости к динамическим нагрузкам, необходимо при возведении промышленных зданий, в которых установлены опорные колонны, и, соответственно, фундаментов под станки. Такие фундаменты имеют ряд особенностей, учитывать которые необходимо при строительстве. В первую очередь это касается колебаний, которые приходится выдерживать основанию под станки и машины.

Конструкция фундамента под динамические нагрузки

Испытываемые колебания могут быть и статические, и динамические. Возникновение динамических нагрузок  связано с колебаниями во время работы промышленного оборудования и строительной техники, проведением взрывных работ или с сильными порывами ветра. Проектирование основания осуществляется в соответствии со СНиП 2.02.05-87.

Основная цель обеспечить безопасную эксплуатацию машин, без причинения какого-либо ущерба возведенному зданию. Основания машин с динамическими нагрузками проектируют:

1. Монолитными, где предусмотрено наличие приямков, колодцев или отверстий, в которых размещаются части оборудования.
2. Стенными. Имеющими основание в виде ростверка, стены и верхнюю плиту, опирающуюся на колонны.
3. Рамными, представляющими собой конструкцию из верхней плиты и балок, которые опираются на нижнюю плиту фундамента через ряд стоек.
4. Облегченными, где опору создают колонны.

Для того чтобы успешно выдерживать довольно высокие динамические нагрузки возводимое основание должно:

1. Обладать значительной массой, обеспечивающей устойчивость к существующим и предстоящим нагрузкам. Уровень сопротивляемости основания вибрациям напрямую зависит от его массы.
2. Отличаться значительной прочностью, обеспечивающей долгосрочную эксплуатацию и самого оборудования, и здания, в котором оно установлено.
3. Иметь довольно высокую инертность. Фундаменту, сооруженному под оборудование, предстоит выдержать воздействие агрессивных сред. В их число входят смазка, машинные масла и другие жидкости, оказывающие разрушающее действие на само основание и грунт.

При сооружении такого фундамента необходимо в точности следовать рекомендациям и соблюдать все установленные нормы в отношении габаритов и правил возведения основания и крепления на нем оборудования.

Основное требование, предъявляемое к фундаментам, на которых установлено ударное или иное оборудование, заключается в соответствии стандартам безопасности труда и обеспечении эффективной защиты от вредного влияния динамических нагрузок на оборудование, установленной как на самом основании, так и в непосредственной близости от него.

Фундамент под оборудование

Для соблюдения указанных условий необходимо при возведении  подобных фундаментов строго следовать нормам, установленным СНиП:

• 2.02.01-83;
• 2.02.03-85;

• 2.03.01-84;

• II-23-81.

Как указывает руководство, фундаменты машин, подверженных динамическим нагрузкам сооружают в виде монолитной плиты. Они могут быть сборными и сборно-монолитным. По существующим требованиям и нормам основание под динамические нагрузки возводится монолитным железобетонным. Класс бетонной смеси, используемой для его сооружения – В15. Отличие основания под машины с динамическими нагрузками от фундаментов под жилые постройки заключается в их конструкции.

Описание параметров

Кроме двух основных свойств, очень важно, чтобы фундамент под оборудование мог успешно гасить вибрации, которые создает рабочий механизм. Это является очень важной функцией, так как если вибрации будут постоянно воздействовать на основание и агрегат, то от этого снизится срок эксплуатации

В некоторых случаях это негативно будет сказываться даже на соседних устройствах. Сами по себе вибрации возникают из-за того, что в промышленных машинах постоянно работают неравномерно расположенные вращающиеся детали.

Что касается совпадений с проектом и расчетами, то здесь важно отметить, что кроме стандартных высоты, длины и ширины, должны совпадать даже места расположения креплений оборудования. Допускаются лишь самые минимальные расхождения между проектом и фактической конструкцией

Здесь можно добавить, что устройство фундамента под оборудование, которое весит до 2 т и считается малогабаритным, не всегда необходимо. Если такой аппарат помимо небольшого веса еще и не вызывает сильных динамических нагрузок во время работы, то его можно монтировать непосредственно на железобетонный пол. В некоторых случаях можно установить его на межэтажное перекрытие.

Смотреть галерею

Разновидности оснований

Для установки агрегатов используют разные фундаментные конструкции, соответствующие выдвигаемым нормами требованиям.

На практике машины устанавливают в основном на разновидностях опорных конструкций, представленных в таблице далее.

№	Тип фундаментной конструкции	Характеристика возведенной основы
1	фундамент-плита без подвала	заливается только на первом этаже, обходится дорого из-за значительного расхода строительных материалов и больших трудовых затрат, но своей массивностью хорошо гасит возникающие вибрации
2	рамная основа, оснащенная ростверком из балок	способна без негативных последствий выдерживать колебания высокой частоты, поэтому часто используется под установку механизмов ударного принципа действия
3	стенчатая опорная конструкция (является модификацией оснований ленточного типа)	ее возводят со второго этажа, действующая нагрузка от агрегатов при таком строении опоры принимается внешними (несущими) стенами, а также внутренними перегородки
4	основание-перекрытие, имеющее подвал	устраивается выше первого этажа, передает (возникающие в процессе работы машин) вибрации межэтажным перекрытиям (каркасу постройки), способно выдерживать лишь нагрузки статического типа либо колебания с незначительной амплитудой

По своей сути основание-перекрытие, обустроенное подвалом – это та же плита, только построенная из готовых железобетонных блоков, укладываемых на балки перекрытия.

Приведенные фундаментные конструкции разделяют на 2 типа:

• бесподвальный (у него практически полностью отсутствует часть, располагаемая над полом);
• подвальный ( с хорошо развитым надземным отделом).

Последний вариант может иметь стенчатую либо рамную формы. Он характеризуется большой высотой над плоскостью пола.

Фундаменты по конструкции могут быть также сборными, монолитными, сборно-монолитными. По форме они бывают таких видов:

• прямоугольные;
• ленточные;
• ступенчатые;
• фасонные;
• трапециевидные.

В качестве фундаментов под агрегаты с периодическим характером действующих нагрузок возможно использование свай разных типов. Поверх опор обустраивают плитный или ленточный ростверк. Монтировать механизмы ударного типа работы нужно на сплошные железобетонные сваи.

Расстояния между устанавливаемыми столбами регламентируются СП 24.13330. Оно не должно превышать 10 их диаметров. Рассчитать колебания свайных оснований можно, руководствуясь соответствующими подразделами этого документа.

В качестве элементов сборных конструкций применяют разные блоки и плиты (пустотелые либо сплошные).

Индивидуальные и групповые фундаменты

Оборудование монтируют на индивидуальные либо групповые фундаментные конструкции.

Групповое основание

Групповые фундаменты предназначены для установки на них нескольких механизмов легкого или среднего веса (до 8 т) с жесткой станиной и нормальной точностью работы, эксплуатируемые с преобладанием статических сил. Толщина их обычно составляет 150-250 мм. Они выполняют зачастую только роль оснований. Единой опорой выступают в основном бетонные (или железобетонные) полы. Но встречаются на практике и другие варианты конструкций.

Станины механизмов считаются жесткими при соотношении их длины к высоте, не более чем 2 к 1.

Основания индивидуального типа строят под точное оборудование, обладающее средней или тяжелой массой, которое работает с динамическими нагрузками умеренной либо значительной величины. Такие опоры кроме отведения вибраций от машин и обеспечения правильного их рабочего положения, еще и изолируют агрегаты друг относительно друга. Это препятствует передаче колебаний между ними.

Легкие машины, либо средней массы агрегаты с преобладающим статическим видом нагрузок, нередко монтируют непосредственно на пол или межэтажное перекрытие (так называемый фундамент первого типа). В случае необходимости такую основу усиливают бетонной стяжкой (с укладкой арматуры при этом), увеличивая также ее толщину.

Фундаменты под оборудование — особенности монтажа

Фундаменты под оборудование отличаются от оснований жилых или промышленных строений не только размерами. Суть различий кроется в самой конструкции таких фундаментов. Ведь такие основания ведь должны противостоять не только статическим (несущим), но и динамическим нагрузкам, источником которых является закрепленное на фундаменте оборудование.

К тому же, те условия, в которых эксплуатируется фундамент под оборудование, мягко говоря, далеки от идеала. Ведь помимо вибрации корпуса такое основание поглощает и массу агрессивных веществ – смазок, масел, охлаждающих жидкостей и прочих субстанций, действующих на тело фундамента самым разрушительным образом.

Но в этой статье мы расскажем вам не об отличиях между классическим основанием и фундаментом для оборудования, а о способе строительства конструкций, способных удержать и массу, и вибрацию любых станков и механизмов.

Сбор нагрузок на фундамент

Представьте себе ситуацию, которая иногда встречается в наше время. Приходит человек в строительную компанию и говорит: «Я хочу заказать у вас строительство кирпичного двухэтажного дома с гаражом. Только у меня одно условие. Так как я располагаю небольшим бюджетом, не могли бы вы построить дом без фундамента, его все равно ведь не видно?» Как вы думаете, что ему могут ответить? С вероятностью в 99% ответ будет звучать так: «Извините, но это не возможно, ведь фундамент — это основа любого дома, без которой он просто развалится».

Действительно, фундаменты являются главными конструкциями практически для любого сооружения. И поэтому к ним должны предъявляться особые требования. В частности их подбор нужно производить исключительно по расчету, в котором учитывается будущий вес конструкций, опирающиеся на фундамент. Другими словами, необходимо произвести сбор нагрузок на фундамент.

Данная процедура выполняется согласно СНиП 2.01.07-85* (СП 20.13330.2011) «Актуализированная редакция» .

Общая нагрузка на фундамент складывается из следующих нагрузок:

1. Крыша и кровля.

Сюда входят вес конструкций крыши (стропила, обрешетка, железобетонная плита покрытия и т.д.), вес кровельного «пирога» (утеплитель, профнастил, металлочерепица, ондулин и т.д.), а также снеговая и ветровая нагрузки.

О том, как собирается нагрузка на кровлю, вы также можете найти на данном сайте.

Иногда к этим нагрузкам добавляется временная — вес человека в процессе обслуживания кровли, равная 100 кг/м 2 .

2. Межэтажные перекрытия.

Данный раздел включает вес несущих элементов перекрытия (железобетонные плиты перекрытия, деревянные и металлические балки), вес элементов покрытия пола и отделки (доски, ламинат, линолеум, штукатурка потолка и т.д). Кроме этого, здесь необходимо учитывать временные нагрузки от перегородок, людей, мебели и т.д.

О том, как это делается, вы можете узнать из специальной статьи, где рассмотрены примеры сбора нагрузок на перекрытие.

3. Покрытие.

В том случае, если, например, ваш дом имеет холодный чердак, т.е. комнат для проживания там не предусматривается и утеплитель располагается не в крыше, а над последним этажом, то это нужно учесть в отдельной категории.

Обычно здесь учитывается вес несущих элементов перекрытия и теплоизоляционного материала (минплита, пенополистирол, керамзит и т.д.). Редко к ним прибавляется цементно-песчаная стяжка.

Временная нагрузка для чердачного помещения — 70 кг/м 2 .

4. Подвальное перекрытие.

Если пол первого этажа опирается на стены, то его необходимо учитывать при сборе нагрузок на фундамент. В том случае, если пол устроен по грунту, то он передает нагрузку непосредственно на грунт, а не на фундамент. И, следовательно, его учитывать не нужно.

Данная нагрузка получается суммированием следующих масс: конструкции перекрытия (ж/б плита, балки и т.д.), «пирог» пола (ламинат, паркет, Ц/П стяжка, гидроизоляционные и теплоизоляционные материалы), временные нагрузки (перегородки, люди, мебель и т.д.).

Примечание: для того, чтобы перенести перечисленные выше нагрузки на фундамент необходимо знать грузовую площадь. Грузовая площадь — это нагрузка, которая воспринимается несущими конструкциями. Например, для здания с двумя несущими стенами, расположенными на расстоянии 5 метров друг от друга и, на которые опирается перекрытие, грузовая площадь для каждой стены будет равна 2,5м · 1м = 2,5м 2 . Потом эта цифра умножается на нагрузку, выраженную в кг/м 2 для того, чтобы получить кг или, другими словами, получить тот вес, который должен восприниматься фундаментом. Если же вы хотите получить равномерно распределенную нагрузку (кг/м), то просто разделите эту величину на 1м.

В том же случае, если у вас 4 несущих стены при тех же условиях, то грузовая площадь на стены собирается следующим образом.

Ну, а если дом снабжен внутренними несущими стенами, то необходимо сложить 2 грузовых площади с каждого полупролета. Но об этом в примере ниже.

5. Вертикальные конструкции.

К таким конструкциям относятся несущие стены и колонны, а также, собственно, фундамент.

Далее рассмотрим пример сбора нагрузок на ленточный фундамент.

Фундаменты каркасных зданий

Тип фундамента определяется строением стен здания. Если это сборный железобетонный каркас, в котором вертикальными несущими элементами являются колонны, то для их установки применяются фундаменты стаканного типа (ГОСТ 24476*80).

Фундамент под металлические колонны

Особенности устройства стакана под колонну

Их строение начинается от простого блока с выемкой, в которую вставляется и замоноличивается колонна, до башмака со стаканом, в основании которого имеется опорная подошва в виде одной или двух плит.

Примечание: первый вариант применяется для колонн сечением 300*300 мм (тип 1Ф), второй – для колонн 400*400 мм (тип 2Ф).

Железобетонный стакан под колонну тип 1Ф

Фундаментный стакан с башмаком тип 2Ф

Фундамент под колонну, как и сама колонна, может быть и монолитным. В данный момент он представляет собой симметричную конструкцию ступенчатой формы с двумя или тремя выступами и подколонной выемкой. Если колонна тоже монолитная, то вместо подколонника в центре плиты при заливке устанавливают выпуски арматуры.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА

Объект обследования расположен в Восточном административном округе города Москвы, по адресу: просп. Свободный.

Здание расположено в пределах городской застройки, рельеф площадки ровный, территория по периметру здания спланирована.

Согласно СП 131.13330.2012 «Строительная климатология», объект расположен во II-ом климатическом районе, климатический подрайон IIВ. Климат территории умеренно-континентальный. Климатическая зона имеет следующие характеристики:

— расчетная температура наружного воздуха (с обеспеченностью 0,92) – минус 28°С; -вес снегового покрова (III район) – 1,8 кПа (180 кгс/м²); -скоростной напор ветра (I район) – 0,23 кПа (23 кгс/м²); -сейсмичность площадки строительства – 5 баллов.

Размер обследуемой части здания в плане 30,03 * 9,01 м.

Какие материалы используются для строительства

Так как фундамент должен быть очень прочным, устойчивым к вибрациям, а также к воздействию химических веществ, то и расходные материалы должны быть высокого качества, чтобы получить хорошее основание. Для обеспечения результата используют следующие расходные материалы:

• готовые железобетонные блоки, во время строительства их перевязывают друг с другом;
• сам железобетон, который можно получить, если заливать арматурный каркас в опалубке;
• понадобится качественный металл, если необходимо создавать свайные конструкции с ростверками в виде рамы.

Очень важно использовать качественный цемент для подвального и бесподвального фундамента. Если будут устанавливаться легкие агрегаты, то можно использовать марку М200 или М300

Если планируется монтаж тяжелого промышленного агрегата, то необходимо использовать марку М400. Цемент должен принадлежать к классу В15.

Стоит отметить, что при обустройстве фундамента в частном цеху или в домашней мастерской можно использовать в качестве исходного сырья бутовый камень. Редко, но все же иногда встречается фундамент кирпичного типа. То есть кирпичи укладываются на цементную основу

Здесь очень важно, чтобы грунтовые воды располагались достаточно глубоко. Чаще всего такая основа применяется только для тех машин, чья масса не превышает 4 тонн

Толщина фундамента обычно составляет минимум 50 см. Важно добавить, что в таком случае применение силикатного кирпича исключается.

Раньше довольно часто устанавливали легкие машины на деревянный пол, однако сейчас это практически исключено. Основной недостаток связан с тем, что дерево слишком сильно коробится, и очень быстро, из-за чего меняется форма основания. Деревянный пол можно использовать, но лишь в качестве временной основы.

Что касается крепления оборудования к основанию, то в данном случае всегда используется болтовое соединение, которое прописано в СП. Стоит лишь отметить, что если агрегат характеризуется высокими ударными нагрузками или сильными вибрациями во время работы, то используются болты не менее 42 мм, и съемного типа

Также очень важно, чтобы расстояние от нижнего конца болта до подошвы фундамента составляло не менее 10 см. На сегодняшний день популярным стало химическое анкерное крепление

Смотреть галерею

Влияние грунта на глубину заложения фундамента

Зависимость выбора типа фундамента от вида грунта, хорошо описана в статье Фундамент под дом из пеноблоков на различных грунтах, а какие вообще бывают типы фундамента, для каких построек они предназначены, а так же об их достоинствах и недостатках, я рассказывал в статье Типы фундамента под дом в современном строительстве.

Грунт оказывает самое непосредственное влияние, как на тип фундамента, так и глубину его заложения.

Глубину заложения столбчатого или свайного фундамента рассчитывать не имеет смысла, как правило, столбы (сваи) закладываются ниже глубины промерзания на 30-40см, но обязательно на твердый грунт.

Плитный фундамент закладывается на глубину, зависящую исключительно от толщины монолитной плиты.

Остается разобраться с глубиной заложения ленточных фундаментов, в зависимости от типа грунта. Расчет заглубления такого фундамента производится на основании рекомендательной таблицы:

Расчет несущего основания

Расчет несущей способности ленточного фундамента можно производить двумя способами. Первый способ с применением сложных формул и точных расчетных показателей используют архитекторы и конструкторы при составлении проектной документации на строительство дома. Второй способ — более простой и понятный, рассчитанный на широкий круг желающих для самостоятельного подбора площади фундаментов. Этот вид расчета основан на использование таблиц с усредненными коэффициентами видов постоянных и временных нагрузок.

Глубина залегания

При проведении расчетов по сбору нагрузок на фундамент рекомендуется найти суммарный вес элементов конструкции и определить глубину залегания подошвы ленточной конструкции. Чтобы вычислить необходимую глубину залегания низа ленточного фундамента необходимо определить глубину промерзания грунта и сделать структурный анализ почвы. Для каждого региона существует свой показатель промерзания почвы, выведенный на основе длительных наблюдений и многолетнего опыта.

Определение нижней отметки

Чтобы легче было понимать принцип сбора исходных данных, рекомендуется обратить внимание на конкретный примерный расчет сбора нагрузок на несущую фундаментную конструкцию с помощью таблиц усредненных коэффициентов. Например, требуется найти проектную отметку расположения подошвы фундамента жилого дома, расположенного в городе Курск

Например, требуется найти проектную отметку расположения подошвы фундамента жилого дома, расположенного в городе Курск.

Таблица 2. Уровень промерзания почвы

Таблица помогает вычислить проектную глубину, на которой целесообразно размещать ленточный фундамент. Для выбранного участка строительства с глинистыми грунтами типа «супесь» искомое значение расположения нижней точки ленты фундамента равняет 3/4 табличного значения уровня промерзания грунтов.

Путем несложных арифметических вычислений определяется величина показателя:

120 см х 3/4 =120 см х 0,75 =90 см

Эта цифра показывает минимальную глубину заложения надежного фундамента, которая исключает риски деформации несущих конструкций из-за сезонных циклов замерзания и оттаивания почвы. По желанию застройщика, можно сделать и более заглубленный фундамент. Но и расчетной глубины, равной 90 см, будет вполне достаточно, чтобы получился прочный и надежный жилой дом.

Сбор нагрузок от кровельной конструкции

Кровельная нагрузка от собственного веса равномерно распределяется на несущие стены дома. Например, если жилой дом оборудован стандартной классической двухскатной крышей, в этом случае она будет опираться на две боковые противоположные крайние стены. Для определения кровельной нагрузки такого вида кровли следует произвести необходимый расчет, который удобно представить в табличном виде:

Пример сбора кровельной нагрузки:

№	Наименование	Значение
1	Длина стороны крыши	10 м
2	Площадь кровли	100 м2
3	Материал покрытия	Черепица
4	Коэффициент из таблицы	70 кг/м2
5	Расчет кровельной нагрузки	100м2 /10м х70 кг/м 2 =700 кг/м2

Суммарный вес от крыши на ленточный фундамент составит: 700 кг/м 2.

Усилия от снежной нагрузки

В зимнее время толщина снежного покрова может достигать максимального размера, который составляет 250–450 мм.

Вначале необходимо найти показатель снеговой нагрузки по табличным данным карты среднего снежного покрова.

Таблица 3. Карта для определения показателя снеговой нагрузки

Так как снег равномерно распределяется по всей площади крыши, то показатель снеговой нагрузки напрямую зависит от площади кровли.

В примерном расчете кровля 2-х скатная с уклоном в 45 градусов. Длину одного ската крыши с уклоном 45 градусов определяем по формуле:

Длина cката = (Длина кровли /количество скатов кровли): косинус 45 градусов. Если подставить в расчет конкретные цифры примера, то получится следующие значения: Длина cката = (10 м / 2): 0,525 = 9,52 м.

Теперь необходимо вычислить площадь кровли, которая зависит от длины ската, конька кровли и количества скатов крыши:

Площадь кровли = Длина cката х длина конька х количество скатов.

В нашем примере расчетная площадь кровли составляет:

S кровли=9, 52 метра х 10м х 2 =190, 4 м 2.

По справочной таблице 3 снеговой нагрузки находим средний коэффициент снеговой нагрузки для города Курск. Табличное значение составляет 126 кг/м 2.

Расчетные работы

Расчет фундамента под оборудование — это следующий этап его строительства. Основой расчетов в данном случае станут два фактора. Первый из них — это несущая способность грунта, а второй — это статическая и динамическая нагрузка, которую будет оказывать монтируемое устройство. В данном случае необходимо рассчитать все так, чтобы сумма нагрузок статического и динамического типа, которые будут передаваться через подошву фундамента грунту, была равна несущей способности почвы.

При расчетах фундамента для оборудования важно вычислить статическую нагрузку. Она зависит от массы оборудования

Что касается расчетов динамической нагрузки, то она вычисляется по давлению, которое воздействует на ростверк фундамента. Стоит отметить, что давление, которое возникает из-за массы станка, необходимо корректировать, используя следующие коэффициенты:

• постоянная условий работы, которая начинается от 0,5 для кузнечного молота и составляет до 1,0 для станка токарно-винторезного типа;
• постоянная осадка грунта от 0,7 до 1,0, которая варьируется в зависимости от влажности почвы.

Зная все три необходимые составляющие, не составляет труда провести все требуемые расчеты, чтобы получить точные характеристики, необходимые для основания конкретного станка.

Порядок выполнения расчетов

Начать стоит с того, что на фундамент здания могут влиять различные виды нагрузок. Условно среди них можно выделить постоянные и временные воздействия, однако в общем случае они классифицируются по четырем параметрам:

• Нагрузки, включающие в себя общую массу элементов конструкции здания;
• Полезные нагрузки, состоящие из веса всех эксплуатационных предметов пользования (мебели, бытовых приборов и т. д);
• Фундаментальные нагрузки, которые определяет собственно масса самого основания дома;
• Нагрузки динамического характера, размер которых напрямую зависит от климатических условий местности (имеется в виду влияние осадков в виде дождя и снега, а также порывы ветра).

В идеале расчет нагрузок на основание дома должен быть максимально точным и предусматривающим все детали. Но правильно выполнить данное задание можно только после того, как будет полностью составлен план будущего дома с указанием абсолютно всех размерностей. На этапе, когда проект постройки находится в состоянии разработки, вполне реально произвести ориентировочные подсчеты. Имея на руках готовый план здания, стоит вплотную заняться сбором нагрузок. При этом ключевое значение будут иметь такие факторы:

• предусматриваемое число лиц, которые будут эксплуатировать постройку;
• материалы для возведения и отделки дома;
• габариты здания;
• наличие того или иного оборудования;
• особенности климата на данном участке;
• характеристики грунта, на котором будет располагаться дом.

Определить предполагаемые нагрузки с высокой точностью зачастую бывает сложно, поэтому лучше, если данную операцию будет проводить специалист. При самостоятельном подсчете вероятных воздействий на фундамент крайне тяжело вывести идеально правильные цифры, но можно постараться получить условные данные с минимальной погрешностью. В таком случае застройщику удастся сэкономить на затратах, касающихся оплаты услуг специалиста, но при этом получить оптимальные значения воздействий на фундамент.

Устройство монолитных фундаментов

При строительстве легких деревянных сооружений часто используются монолитные основания. В планировке сооружений с устройством монолитных фундаментов не существует ограничений, а для его создания не требуется специальная техника.

Постоянство положения плиты монолитного фундамента является его главным плюсом в случае перемещений грунта, это спасает строение от разрушений. В случае сильного сжатия грунта тоже применим такой вид оснований.

Особенности выполнения

Схема устройства фундаментной плиты.

Арматурная проволока при устройстве монолитного фундамента должна быть использована по крайней мере в два слоя. Выкапывается траншея, глубиной соответствующая глубине закладки подошвы фундамента. На дно ее укладывается песчаная подушка. Чтобы защитить фундамент от размытия грунтовыми водами, на нее выкладывают слой дренажа, тщательно выравнивают и трамбуют. На тонкий слой бетона кладут гидроизоляцию в два слоя, а затем арматуру – тоже минимум в два слоя. Котлован заливают бетоном, который и образует плиту монолитного фундамента.

Для того чтобы выполнять функцию связующего звена со стенами будущего здания, концы арматуры у этого типа фундамента должны выступать за пределы монолитной плиты фундамента. Когда плита затвердевает, на них производится монтаж каркаса арматуры для стен и опалубки. На этом этапе арматура стен и связывается с арматурой фундамента, которую называют отмосткой.