как конструктивно представлены ленточные фундаменты под стены

Все, что необходимо знать про ленточные фундаменты

Ленточные фундаменты наиболее популярны в индивидуальном строительстве. Они надежны и долговечны — срок службы такого основания превышает 150 лет. В каких же случаях лучше устраивать сборные или мелкозаглубленные конструкции, а когда стоит закладывать ленту ниже глубины промерзания?

Что собой представляют ленточные основания?

Ленточные фундаменты имеют одинаковую форму поперечного сечения как по всему периметру здания, так и под всеми его внутренними несущими стенами. Собственно говоря, это непрерывная стенка в земле, равномерно нагруженная вышележащими конструкциями.

Ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными и используются преимущественно при возведении домов с тяжелыми стенами (бетонными, кирпичными, каменными) и перекрытиями. Сооружают их и при строительстве деревянных домов, хотя в этом случае все чаще используют винтовые, столбчатые и свайные основания.

Для бетонных ленточных конструкций характерны массивность, высокий расход материалов, большая трудоемкость и значительная стоимость. Простой расчет показывает, что для отливки фундамента 8 x 8 м шириной 40 см, заглубленного в грунт на 1,5 м, потребуется 28–30 м³ бетона. Сегодня 1 м³ бетона марки М300 стоит 3000–3500 руб., и это без учета доставки. В результате только расходы на сам бетон составят свыше 100 000 руб. Кроме этого, будут нужны металлическая арматура диаметром 12–14 мм, обрезная доска 150 х 40 см для опалубки, гидроизоляция, гвозди, вязальная проволока и песок для отсыпки подушки фундамента. И, естественно, не следует забывать о стоимости доставки всех материалов и об оплате строительных работ. В целом фундамент глубокого заложения может обойтись в 170 000–180 000 руб. и более.

На толщину фундамента прежде всего влияет материал, из которого он изготовлен. Минимальная толщина — 100 мм возможна только при использовании железобетона. Для бетона она уже составляет 250 мм, а для кирпича — 500 мм. Кроме того, толщина основания зависит и от допустимой нагрузки на грунт. Хорошо известно, что на наиболее распространенных в средней полосе России грунтах (глинистые, суглинистые, легкие супеси и гравелистые) на глубине 80 см она не должна превышать 1,5–2 кг/см². Это означает, что при толщине фундамента кирпичного дома, равной толщине кладки стен (50 см), нагрузка на грунт от стен будет меньше предельного показателя.

Оптимальной считается ширина, на 5 см превышающая толщину стены. Тем не менее лучше всего определить толщину ленты фундамента еще на стадии проектирования исходя из несущей способности грунта, полученной в результате проведенных инженерно-геологических изысканий, и расчетной массы дома. Ведь нередко вместо того, чтобы увеличивать общую толщину ленты фундамента, в целях экономии материалов расширяют его подошву. В этом случае основание имеет в сечении форму трапеции, а не прямоугольника.

По действующим СНиПам различают фундаменты глубокого (более 5 м) и мелкого (до 5 м) заложения. В свою очередь фундаменты мелкого заложения бывают мелкозаглубленными (до 0,6–0,8 м) и заглубленными ниже глубины промерзания грунта

Разметка фундамента

Первый этап — разметка будущего фундамента и соответственно самого дома. Прежде всего намечают оси конструкции. После этого от одного из углов дома натянутым шнуром обозначают две будущие стены, перпендикулярные друг другу. Чаще всего это главный и боковой фасады. Одновременно отмечают и размеры этих стен. Четвертый угол фундамента определяют с помощью угольника. Дополнительно правильность разметки полученного прямоугольника проверяют измерением его диагоналей, которые должны быть равны. Если дом в плане представляет собой прямоугольник — разметка завершена, если более сложную фигуру — то по тому же принципу выстраивают и другие элементы.

В последнее время вместо шнура, мерной ленты и угольника строители используют современные лазерные дальномеры, что значительно упрощает и ускоряет процесс разметки, одновременно существенно повышая ее точность

Но важно не только провести оси траншей, но и обозначить их ширину и глубину, для определения которой, в свою очередь, необходимо наметить горизонтальный уровень будущего фундамента.

Земляные работы

Перед началом земляных работ со всего участка застройки снимают растительный слой земли и складывают его там, где он не будет мешать строительству. Ну а для того, чтобы предотвратить возможность затопления площадки дождевой водой, с более высокой ее стороны устраивают перехватную канаву.

Профиль выкапываемых траншей под ленточный фундамент зависит от их глубины, типа почвы и уровня грунтовых вод. Вертикальные стенки высотой 1–1,2 м допустимы лишь в плотных глинистых и суглинистых грунтах при отсутствии подземных вод. В остальных случаях следует предусматривать откосы или временное укрепление стенок досками.

Траншеи отрывают непосредственно перед началом возведения фундамента, чтобы в них не скапливались атмосферные осадки и земля, высыхая, не осыпалась

Глубина ленточного фундамента зависит от типа грунта и уровня подземных вод. Начнем с того, что она должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который по своим качествам может служить естественным основанием для возводимого здания. Если же несущая способность такого основания недостаточна, для ее повышения насыпают подушки из крупно-зернистого песка или гравия — после тщательного уплотнения они становятся искусственной опорой фундамента.

Следующий фактор — грунтовые воды. Если их уровень расположен значительно ниже расчетной глубины промерзания (более чем на 2 м), глубина заложения фундамента обычно не превышает 0,5–0,7 м. Если же подземные воды находятся близко к поверхности, а сами грунты пучинистые — устраивать фундаменты рекомендуется примерно на 20 см ниже глубины промерзания. В Московской области этот показатель составляет около 1,5 м, соответственно глубина заложения ленточных фундаментов на проблемных грунтах должна быть не менее 1,7–1,8 м.

Гидрогеологические условия местности диктуют и определенные различия в материалах, используемых для сооружения фундаментов. На сухих и маловлажных грунтах основания малоэтажных зданий часто делают сборными и выполняют из любых традиционных материалов (кирпич, бутовый камень и т. п.). Ну а для возведения фундаментов на пучинистых и сильно увлажненных грунтах необходимо устраивать монолитную ленту из бетона.

Для устройства надземной части фундамента, который должен возвышаться над уровнем земли минимум на 30–50 см, выполняют опалубку. Для этого могут быть использованы доски или специальные металлические листы инвентарной опалубки.

Для заливки фундаментов используют готовые бетоны заводского изготовления класса не ниже В25. Их доставляют на строительную площадку специальные бетоновозы-миксеры. Класс и марку бетона можно проверить по сопроводительным документам.

Несколько иначе дело обстоит тогда, когда раствор готовят непосредственно на стройплощадке с помощью небольших бетономешалок. В таком случае для получения требуемой марки бетона необходимо применение определенной марки цемента и строгое соблюдение пропорции используемых связующих и заполнителей. При этом стоит учесть, что при длительном хранении цемента даже в сухом месте его марка снижается за полгода на 25%, за год — на 35–40%, а за два года — примерно вдвое.

Соотношениe между классом бетона, его маркой и маркой цемента

Средняя прочность бетона, Н/см²

Рекомендуемая марка бетона

Марка цемента, необходимая для получения бетона данной марки

Источник

Что обязательно нужно знать о ленточном фундаменте для частного дома?

Одной из самых популярных разновидностей основания зданий является ленточный фундамент. Он подходит для сооружений разного типа, в т.ч. широко используется в частном домостроении.

При выборе важно правильно оценить реальные условия эксплуатации. Для того чтобы возвести такой фундамент своими руками, необходимо разобраться что это такое? Также ознакомиться с его особенностями, конструкцией, принципами проектирования и расчета.

Применение, характеристика, отличия от других типов оснований

Ленточный фундамент представляет собой контур из железобетонных стен с разной заглубленностью в грунт, проложенный под всеми внешними стенами, а также под основными внутренними перегородками сооружения.

Как и любое другое основание, он воспринимает и распределяет все эксплуатационные нагрузки, обеспечивая устойчивость здания.

Главная конструктивная особенность ленточного фундамента для частного дома заключается в том, что он закладывается только под несущими элементами сооружения (в отличие от плитного основания), но образует непрерывный, замкнутый контур в отличие от столбчатого и свайного основания.

Рассматриваемый вариант подходит для жилых, производственных, хозяйственных и иных строений практически любой конструкции (бревенчатые, брусовые, кирпичные, панельные, каркасные и другие дома). В зависимости от глубины заложения ленточного фундамента, его закладка позволяет возводить дома большой этажности. Бетонная лента может укладываться в большинство разновидностей грунтов.

Ленточный фундамент нельзя обустраивать в болотистых и грунтах, способных к неравномерной усадке (слабые, неоднородные структуры). Ограничено применение в высокопучинистых и глубокопромерзающих грунтах, а также при высоком залегании грунтовых вод.

Плюсы и минусы

Многовековой опыт эксплуатации ленточных фундаментов указывает на такие его преимущества:

Следует отметить и определенные недостатки ленточного фундамента:

При выборе фундамента необходимо тщательно взвесить все плюсы и минусы. В целом, преимущества ленточного фундамента, как правило, превосходят недостатки, что и обеспечивает его популярность.

Используемые материалы

При возведении ленточного фундамента основным материалом является бетон, из чего, собственно, и состоит сам фундамент. От бетона зависят прочностные характеристики и стойкость к эксплуатационным воздействиям.

Для того чтобы бетонное основание получилось долговечным, он должен соответствовать марке не ниже М300. При самостоятельном изготовлении используется смесь цемента, песка и щебня в соотношении 1:3:5.

Для сборного ленточного фундамента могут использоваться железобетонные плиты ФЛ 12.12 или ФЛ14.12, а также блоки ФБС размером 0,8-2,5 м.

Бетон обязательно армируется стальными стержнями. Согласно спецификации к проекту, в основу каркаса закладывается рифленая стальная арматура класса АIII (А500) диаметром от 12 до 16 мм. Для вертикальной увязки применяется гладкая арматура диаметром 10-12 мм. Связка каркаса обеспечивается стальной вязальной проволокой.

Важным элементом является подушка под бетонную ленту. Она изготавливается из слоев песка и щебня или гравия средней фракции. Для гидроизоляции применяется битум или битумная мастика, рубероид, толстая полиэтиленовая пленка.

Утепление может обеспечиваться насыпными, плиточными, листовыми или рулонными теплоизоляционными материалами. Наиболее часто применяется керамзит, пенополистирол (пенопласт), пенополиуретан, минеральная вата, стекловата.

Помимо основных материалов следует учитывать расход вспомогательных материалов. Для монтажа опалубки потребуется обрезная доска шириной не менее 20 см и толщиной не менее 15 мм. Можно использовать фанеру, пластмассовые или металлические листы. Для укрепления опалубки нужен брус.

Стоимость

Себестоимость ленточного фундамента состоит из затрат на материалы (в т.ч. их транспортировку) и проведение работ. «Львиная» доля расходов ложится на бетон.

Исходя из средних цен 2019 года, для характерных примеров можно привести такие цифры затрат: 30х60 см – 3900 руб/м, 40х80 см – 4800 руб/м. Стоимость работ в среднем составляет 30-40% от затрат на материалы. Эту статью можно заметно сократить при изготовлении фундамента своими руками.

При заказе изготовления ленточного фундамента под ключ можно привести такие ориентировочные расценки:

Стоимость фундамента существенно зависит от заглубления и структуры грунта. На чрезмерно твердом грунте приходится использовать специальную землеройную технику.

Классификация фундамента ленточного типа подразделяется на несколько разновидностей:

Выбор нужного варианта ленточного фундамента производится исходя из конкретных условий – эксплуатационных нагрузок, состава и строения грунта, климатических и природных особенностей местности. Для принятия решения проводятся геологические исследования и необходимые расчеты.

Важнейшие параметры

Надежность и несущую способность ленточного фундамента определяют такие его размеры:

Перечисленные параметры зависят от веса всего сооружения и конструктивных его особенностей.

Различия для одноэтажной и двухэтажной жилой постройки

Ленточный фундамент широко применяется при строительстве одно- и двухэтажных домов. Важно понимать, что этажность увеличивает суммарную эксплуатационную нагрузку, что необходимо учитывать при выборе ширины и заглубления ленточного фундамента.

Ширину ленты для одноэтажного дома можно выбирать, исходя из минимально допустимых значений, т.е. 25 см, но не менее, чем на 10 см больше толщины несущих стен. Для двухэтажного строения следует увеличить площадь опоры. Рекомендуется обеспечивать ширину ленты с превышением толщины стен на 25-30 см.

Для обеих построек, возводимых на достаточно прочных и непучинистых грунтах, можно использовать мелкозаглубленный ленточный фундамент. При этом для одноэтажного дома достаточно глубина 40 см. Для двухэтажного здания следует увеличить заглубление почти в 2 раза – до 75-80 см. Более точные значения дают расчеты с учетом суммарной эксплуатационной нагрузки.

При использовании заглубленного ленточного фундамента глубина, как правило, выбирается исходя из уровней промерзания и расположения грунтовых вод. Увеличенная высота подземной части фундамента вполне способна выдерживать большие нагрузки, а потому, она практически одинакова для одно- и двухэтажного дома.

Особенности для строения с погребом

При строительстве дома с погребом стенки ленточного фундамента становятся одновременно стенками подвального помещения. Это обстоятельство вызывает возникновение дополнительных проблем:

Помимо указанных особенностей при обустройстве погреба повышаются требования к гидроизоляции и утеплению стенок готового ленточного фундамента. Стенки желательно защитить и снаружи, и изнутри.

Применяются окрасочные составы, напыления, рулонные материалы и пропиточные составы. Гидроизоляция должна покрывать всю поверхность без зазоров. Оклеивание осуществляется в два слоя с перехлестом.

Обязательное условие – утепление. Отсутствие теплоизоляции нарушает тепловой режим не только в подвальном помещении, но и во всем доме. Утеплитель можно уложить внутри и снаружи.

Наиболее часто используется плитный пенополистирол, напыляемый пенополиуретан, термопанели, утепленная штукатурка. На поверхности земли необходимо сделать отмостку.

Процесс проектирования

При проектировании ленточного фундамента особо внимание уделяется следующим факторам:

Анализ приведенных факторов позволяет провести необходимые расчеты и запланировать дополнительные мероприятия (например, дренажная система, утепление, дополнительное укрепление и т.п.).

Устройство конструкции

Классическая схема ленточного фундамента включает такие элементы:

В последнее время все чаще стали использовать несъемную опалубку, которая после заливки бетона становится составной частью фундамента. Она способна исполнять роль теплоизоляции и гидроизоляции.

Если вам нужно знать больше непосредственно о заложении ленточного фундамента своими руками, читайте нашу статью: “Надежное основание для вашего дома: пошаговая инструкция строительства ленточного фундамента“.

Реальные примеры того, как выглядит ленточный фундамент, мы собрали в фото галерее картинок:

Источник

Расчёт и конструирование ленточных фундаментов под несущие стены

Ленточные фундаменты под несущие стены проектируют сборными и монолитными. Монолитные фундаменты из бутового камня, бетона и бутобетона применяют для малоэтажных зданий при отсутствии индустриальной базы и в случае передачи на грунт только сжимающих усилий. Основным строительным материалом для ленточных фундаментов под стены является железобетон. Монолитные железобетонные фундаменты представляют собой непрерывную ленту, как правило, прямоугольного сечения (рис. 16, а, поз. 1). При большой ширине фундамента b_f поперечное сечение ленты принимают трапецеидальным (рис. 16, б, поз. 2). Тем самым увеличивают высоту ленты h_f (рис. 16, поз. 8) с целью последующего выполнения её расчётов на продавливание, поперечную силу и изгибающий момент, то есть обеспечения несущей способности.

Рис. 16. Конструктивные элементы ленточного фундамента под несущие стены: а – монолитного с лентой прямоугольного сечения, б – монолитного с лентой трапецеидального сечения, в – сборного с блок-подушкой трапецеидального сечения

У сборных железобетонных фундаментов (рис. 16, в) роль монолитной ленты выполняют отдельные блок-подушки (рис. 16, в, поз. 4), укладываемые впритык один к другому или с небольшими разрывами Δ_f вдоль оси стены. Величина разрыва определяется расчётом, но принимается не более 0,9 м (рис. 16, поз 13). По конструкции блок-подушки могут быть сплошные (прямоугольного и трапецеидального сечения), ребристые и пустотные. Наибольшее распространение получили сплошные блок-подушки трапецеидального сечения. Они просты в изготовлении, их конструкция (геометрические размеры и армирование по подошве одной сеткой) обеспечивает необходимую прочность и трещиностойкость.

Стены фундаментов собирают из нескольких рядов блоков, укладываемых с перевязкой вертикальных швов (рис. 16, в) на длине не менее 0,4∙h_fb при малосжимаемых грунтах или не менее h_fb при структурно неустойчивых (просадочных) грунтах. Для обеспечения пространственной жёсткости фундамента между продольными и поперечными стенами устраивают не только перевязку швов (рис. 17, в), но и закладку в швы сеток из арматуры класса А240 (А-I) диаметром 8…10 мм на растворе марки не менее марки раствора основной кладки и не менее М50. Аналогичные сетки вводят в горизонтальные швы между блоками для повышения устойчивости стен подвала под действием активного давления грунта. Толщину армируемых швов принимают равной 30…50 мм (рис. 17, а). В некоторых случаях для увеличения жёсткости стен подвала их изготавливают из монолитного железобетона или дополнительно устраивают армированные пояса из монолитного железобетона понизу и поверху фундаментных блоков. Высота таких поясов составляет 150…300 мм (рис. 17, б). При их изготовлении применяют бетон класса не менее В15.

Рис. 17. Конструктивные мероприятия по увеличению пространственной жёсткости стен ленточных фундаментов: а – армирование горизонтальных швов, б – армированные пояса из монолитного железобетона, в – армирование горизонтальных швов перевязки продольных и поперечных стен

Несущие стены и стены ленточных фундаментов в продольном направлении обладают большой жёсткостью и практически не изгибаются под действием внешней нагрузки. Это приводит к перераспределению нагрузки в этом направлении и к равномерному реактивному давлению грунта. В поперечном направлении под действием реактивного давления грунта происходит изгиб консолей блок-подушки или монолитного ленточного фундамента. Всё это позволяет при расчёте фундамента выделить отрезок стены длиной один метр и определить приходящуюся на него вертикальную нагрузку в уровне верха фундаментных блоков. Для определения требуемой площади подошвы ленточного фундамента используют нормативные значения вертикальных нагрузок N_n и условное расчётное сопротивление несущего слоя грунта R₀:

,

h_gf — глубина заложения фундамента;

N_n — продольная сила от нормативной вертикальной нагрузки в уровне обреза фундамента.

Требуемую ширину блок-подушки b_f,тр вычисляют как b_f,тр = А_f /1 п.м. (погонный метр) и принимают подушку с шириной больше или равной требуемой для сборных фундаментов по каталогу, а для монолитных –кратно 100 мм в большую сторону. У сборных фундаментов допускается укладывать блок-подушки с разрывом. Его величину определяют по формуле

,

где l_f — фактическая длина блок-подушки по каталогу.

Пространство между блок-подушками заполняется песком или грунтом с уплотнением.

Для центрально нагруженных ленточных фундаментов следующим этапом является уточнение значения расчётного сопротивления грунта основания R и проверка среднего давления на грунт по подошве (рис. 18, а):

,

l_f = 1 м, так как все нормативные вертикальные нагрузки собраны с одного погонного метра длины стены. Вместе с тем, все эти нагрузки можно представить в виде:

.

В результате проверку среднего давления на грунт производят по формуле:

.

При выполнении этой проверки переходят к расчётам основания по второй и первой группе предельных состояний, а после этого – к расчётам ленточного фундамента по несущей способности и по пригодности к нормальной эксплуатации. Это расчёты блок-подушки на продавливание, на прочность по нормальному и наклонному сечениям, а также по образованию и раскрытию трещин.

При расчётах на продавливание и на прочность реактивное давление грунта по подошве определяют от расчётных нагрузок, приложенных к обрезу фундамента (рис. 18 б, в). При расчёте центрально нагруженного ленточного фундамента собственный вес блок-подушки и грунта на её уступах не учитывают. Среднее давление на грунт и соответствующий отпор грунта вычисляют по формуле

,

где l_f = 1 м, так как вертикальные нагрузки N и G_fb собраны с одного погонного метра длины стены.

Расчёт на продавливание выполняют по аналогии с отдельным центрально нагруженным прямоугольным в плане фундаментом под колонны, но проверяют одну грань призмы продавливания:

,

F′_pr — часть продавливающей силы, приходящаяся на проверяемую грань, ;

A₀— часть площади основания фундамента, приходящаяся на проверяемую грань (рис. 18, в),

.

Проверку прочности блок-подушки на раскалывание не производят.

Рис. 18. Расчётные схемы центрально нагруженного ленточного фундамента под несущие стены: а – определение размеров подошвы фундамента, б – расчёт на прочность по нормальным и наклонным сечениям, в ­– расчёт на продавливание, г – поперечные сечения

Расчёт прочности блок-подушки по нормальному и наклонному сечениям выполняют как для консольного стержня вылетом с₁ с жёстким защемлением в уровне наружной грани фундаментных блоков и загруженного реактивным давлением грунта. Поперечную силу и изгибающий момент в сечении 1-1 по грани фундаментных блоков определяют по формулам:

, ,

,

где l_f = 1 м (здесь и в последующих расчётах этой лекции).

При проверке прочности наклонного сечения на действие поперечной силы исходят из условия восприятия этой силы только бетоном без установки поперечной арматуры в блок-подушке. При с₁ ≤ 2,4∙h_0,f указанную проверку производят по формуле

,

.

При невыполнении указанных условий увеличивают высоту блок-подушки.

Проверку прочности по нормальному сечению производят по аналогии с расчётом прямоугольного сечения плитной части отдельного фундамента: для определения требуемой площади рабочей арматуры используют два условия равновесия. Из условия равенства моментов внешних сил и внутренних усилий относительно оси растянутой арматуры сетки, укладываемой в уровне подошвы фундамента, вычисляют относительную высоту сжатой зоны бетона:

,

При выполнении условия ξ ≤ ξ_R используют второе условие равновесия ΣN = 0:

,

где R_b — расчётное сопротивление бетона блок-подушки осевому сжатию.

Из этого уравнения определяют требуемую площадь растянутой арматуры А_s на длине фундаментной ленты (блок-подушки) l_f = 1 м. В качестве рабочей используют арматуру класса А400 (А-III) или А300 (А-II). Эту арматуру располагают в поперечном направлении (вдоль ширины подошвы) с шагом вдоль оси стены 100…200 мм. Если ширина фундаментной ленты (блок-подушки) b_f ≤ 3 м, то диаметр рабочей арматуры принимают не менее 10 мм (d_s ≥ 10 мм), а если b_f > 3 м — то не менее 12 мм (d_s ≥ 12 мм).

В продольном направлении (вдоль оси стены) арматуру устанавливают конструктивно с шагом 200 или 250 мм. Её диаметр d_sk уточняют по свариваемости с рабочей арматурой: d_sk ≥ 0,25∙d_s Площадь конструктивной арматуры должна составлять не менее 20 % от площади рабочей арматуры на длине фундамента l_f = 1 м. Коэффициент армирования в рассчитываемом сечении 1-1 должен быть не менее минимально допустимого:

.

Расчёт ленточного фундамента по образованию и раскрытию трещин производят для прямоугольного сечения 1-1 по аналогии с отдельно стоящими железобетонными фундаментами. При этом используют нормативные нагрузки и проверяют выполнение следующего условия:

;

W_pl — упругопластический момент сопротивления рассчитываемого сечения;

; ,

При наличии подвала ленточный фундамент под несущие стены рассчитывают как внецентренно нагруженный. При этом так же, как и у центрально нагруженных фундаментов, выделяют отрезок стены длиной один метр, определяют приходящуюся на него вертикальную нагрузку в уровне обреза фундамента N_n , и вычисляют требуемую площадь подошвы фундамента A_f по формуле

,

где γ_m — средний удельный вес фундамента и грунта на его уступе с одной стороны консольного вылета монолитной ленты или блок-подушки (γ_m = 17 кН/м 3 ).

Затем принимают ширину блок-подушки b_f по каталогу или кратно 100 мм для монолитных ленточных фундаментов.

В дальнейших расчётах таких фундаментов учитывают следующие нагрузки:

· нормальную силу N_n (N) и изгибающий момент М_n (М) от внешней нагрузки в уровне обреза фундамента; изгибающий момент возникает из-за возможного смещения оси стены здания относительно оси стены подвала и из-за эксцентриситета приложения нагрузки от надподвального перекрытия;

· вес грунта от уровня планировки земли до уровня верха блок-подушки с одной стороны её консольного вылета 0,5∙G_n,gr (0,5∙G_gr) и изгибающий момент M_n,gr (M_gr), создаваемый этим усилием относительно центра тяжести подошвы фундамента:

, ,

, ,

,

γ_gr — объёмный вес грунта обратной засыпки;

h_gr — расстояние от уровня планировки земли до уровня верха блок-подушки;

γ_f = 1,15 — коэффициент надёжности по нагрузке для грунта обратной засыпки;

· вес фундаментных блоков G_n,fb (G_fb); при бетонных блоках со средней плотностью ρ ≤ 1600 кг/м 3 γ_f = 1,2, а при ρ > 1600 кг/м 3 или изготовлении стены подвала из монолитного железобетона γ_f = 1,1;

, ,

, ,

, ,

l_f = 1 м, так как все нагрузки учитывают на один погонный метр длины стены;

γ_f = 1,15 — коэффициент надёжности по нагрузке для грунта обратной засыпки;

γ_f = 1,2 — коэффициент надёжности для полезной нагрузки;

φ — угол внутреннего трения грунта обратной засыпки;

γ_gr — объёмный вес грунта обратной засыпки.

Расчётные схемы внецентренно нагруженных ленточных фундаментов под несущие стены. Расчёт и конструирование ленточных фундаментов под ряды колонн. Метод прямолинейной эпюры

Существуют две основные расчётные схемы внецентренно нагруженных ленточных фундаментов под несущие стены в зависимости от очерёдности устройства пола подвала, надподвального перекрытия и производства обратной засыпки грунта.

Схема 1.Обратная засыпка грунта за пазухи фундамента производится до устройства пола подвала и надподвального перекрытия. Расчётная схема фундамента принимается в этом случае в виде консольного стержня с жёстким защемлением в уровне его подошвы (рис. 19, а). В результате изгибающий момент от активного давления грунта может быть вычислен по формулам:

,

.

Схема 2. Обратная засыпка грунта за пазухи фундамента производится после устройства пола подвала и надподвального перекрытия. Расчётная схема фундамента в этом случае принимается в виде вертикального стержня с шарнирно неподвижной опорой в уровне перекрытия над подвалом и жёстким защемлением в уровне подошвы фундамента (рис. 19, б). Изгибающий момент от активного давления грунта вычисляют по следующим зависимостям:

,

,

, ,

h_f — высота блок-подушки (монолитной ленты).

При устройстве мягкой гидроизоляции поверху блок-подушки (рис. 20, а) в расчётной схеме фундамента принимают шарнирное закрепление в нижней части стены подвала (схема 3), согласно которому изгибающие моменты от внешней нагрузки и от активного давления грунта в этом уровне равны нулю:

, .

Рис. 19. Расчётные схемы внецентренно нагруженного ленточного фундамента при производстве обратной засыпки грунта: а – до устройства пола подвала и надподвального перекрытия, б – после устройства пола подвала и надподвального перекрытия

Приведенные три схемы справедливы для монолитных и сборных железобетонных фундаментов при отношении ширины фундаментных блоков к ширине блок-подушки b_fb / b_f ≤ 0,7 и ширине блок-подушки b_f ≥ 1 м. При невыполнении этих условий для сборных ленточных фундаментов используют схему 4 (рис. 20, б), которая идентична схеме 3, но фундамент считают центрально нагруженным:

, .

— сумма продольных сил от нормативных вертикальных нагрузок на все колонны ленточного фундамента.

При монолитных ленточных фундаментах величину b_f принимают в большую сторону кратно 100 мм, а при сборных подбирают блок-подушку большего размера по каталогу. После этого уточняют значение расчётного сопротивления грунта основания R.

Для жёстких ленточных фундаментов дальнейшие расчёты выполняют по методу прямолинейной эпюры. Для гибких ленточных фундаментов этот метод используют как предварительный с целью подбора размеров поперечного сечения фундаментной ленты. Согласно этому методу реактивное давление принимают по прямолинейной эпюре, которое при симметричном нагружении ленты вдоль её оси имеет вид прямоугольника, а при несимметричном нагружении – вид трапеции (рис. 23, а). Первоначально проверяют краевые давления на грунт от нормативных нагрузок с учётом собственного веса фундамента и грунта на его уступах:

,

,

— момент сопротивления подошвы фундамента;

— сумма всех нормативных вертикальных нагрузок на фундаментную ленту;

— сумма моментов от всех нормативных вертикальных нагрузок на фундаментную ленту (за положительный принимают момент против хода часовой стрелки);

x_i — расстояние от левого конца фундаментной ленты до оси i-ой колонны.

При выполнении указанных условий производят расчёт основания по второй и первой группе предельных состояний, а затем переходят к расчётам фундаментной ленты по несущей способности. В этом случае реактивное давление грунта определяют от расчётных нагрузок без учёта собственного веса фундамента и грунта на его уступах по формулам:

Рис. 23. Расчётные схемы ленточного фундамента под ряды колонн по методу прямолинейной эпюры: а – вдоль оси ленты, б – в поперечном направлении, в – при определении внутренних усилий

,

,

.

Изгибающие моменты и поперечные силы в фундаментной ленте вычисляют как в консольной балке, вводя условную заделку в заданном сечении x (рис. 23, в):

,

,

M_gr — изгибающий момент в заданном сечении от реактивного давления (отпора) грунта,

;

— сумма изгибающих моментов от вертикальных нагрузок, расположенных левее заданного сечения;

— сумма изгибающих моментов, передаваемых колоннами, расположенными левее заданного сечения.

По величине найденного максимального изгибающего момента М_x,max определяют необходимый по условию прочности (как для бетонного фундамента) момент сопротивления поперечного сечения W, а по нему уточняют ранее принятые конструктивные размеры фундаментной ленты и вычисляют её его изгибную жёсткость EJ:

, , ,

R_bt — расчётное сопротивление бетона фундаментной ленты растяжению;

W_pl , W — соответственно упругопластический и упругий моменты сопротивления поперечного сечения фундаментной ленты;

γ — коэффициент, учитывающий форму поперечного сечения (γ = 1,2 для таврового сечения с полкой в нижней зоне).

Источник