Расчет бетона на фундамент ленточный

Бетон и железобетон, начиная со второй половины прошлого столетия, стали постепенно вытеснять кирпич — традиционный строительный материал. Причина — желание как можно быстрее обеспечить жителей страны жильем. Но со временем выяснилось, что проживать в кирпичном доме намного комфортнее, чем в железобетонных коробках. К тому же, появилось больше возможностей и, соответственно, больше желающих иметь собственный дом.

Схема монтажа столбчатого фундамента.

Распространенным видом оснований дома является ленточный фундамент.

Перед строительством здания нужно узнать, как посчитать бетон на фундамент и какого качества должен быть этот материал.

Основные характеристики бетонов

Бетон представляет собой затвердевшую смесь вяжущего вещества и заполнителя. Для создания требуемой консистенции смесь разводят в воде, добавляя ее в строго дозированном количестве. Определенные свойства бетону придают добавки, вводимые в состав смеси. Вяжущим веществом бетона на фундамент в индивидуальном строительстве является цемент.

Бетоны делят на классы и марки. Строители, как правило, оперируют такой характеристикой, как марка, и расчеты выполняют для определения именно требуемой марки бетона. Одной из важнейших характеристик является прочность. Чтобы посчитать бетон и определить его марку, следует определить общую нагрузку, приходящуюся на ленточный фундамент, а затем в результате расчета определить нагрузку, приходящуюся на площадь фундамента в 1 см2.

Как посчитать бетон и выбрать требуемую марку, помогут данные, приведенные в таблице № 1.

Таблица 1. Марка бетона и соответствующая ей прочность на сжатие, кп/см2.

Примечания:

Поэтапная схема приготовления бетонной смеси.

1. Класс прибора гарантирует, что прочность на сжатие для соответствующей марки бетона в 5 случаях из 100 может немного отличаться от значения, указанного в таблице. Поэтому, подбирая бетон по классу, можно рациональнее сделать расчет по прочности на сжатие. Например, М550 (В35) и М550 (В40).
2. Иногда давление на сжатие определяют в мПа. Вот соотношение для перевода мПа в килопонды: 1 мПа= 10 кп/см2 (100 кп/м2 ≈ 1 кПа).

Для обычных одно- и двухэтажных частных домов ленточный фундамент должен выдерживать нагрузки, которые может обеспечить бетон марки М200 или М250. На ленточный фундамент подойдут бетоны, которые в зависимости от плотности делят на облегченные (плотность от 1800 до 2200 кг/м3) и тяжелые (плотность от 2200 до 2500 кг/м3).

По размеру зерен заполнителя бетоны делят на мелкозернистые (до 1 см) и крупнозернистые (от 1 до 15 см). Бетоны разделяют по морозостойкости на марки F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500. По водонепроницаемости бетоны делят на марки W2, W4, W6, W8 и W12

Вернуться к оглавлению

Расчет бетона для основания здания

Таблица данных о составе бетона.

Рассмотрим вариант применения монолитного ленточного фундамента. Для него необходимо выполнить расчет, чтобы узнать, какова должна быть подвижность, морозостойкость и водонепроницаемость бетона.

Для этого потребуется исследовать геологию участка и определить уровень залегания грунтовых вод, узнать глубину промерзания грунта, определить тип грунта и соответствующую ему несущую способность.

В частном домостроении для его основания подходящей является марка бетона М200 или М250 (классы В15 и В20 соответственно). Какой же вес здания может выдержать такой бетон?

Чтобы выполнить расчет и решить поставленную задачу, необходимо указать ширину фундамента. Обычно эта ширина должна на 10-15 см превышать ширину наружных стен дома.

Распространенным вариантом наружных стен являются утепленные стены с толщиной кирпичной кладки, равной 1,5 кирпича. Такой вариант представлен на изображении 1. Размеры, которые нам потребуются, указаны на изображении. Конструкция состоит из внутренней отделки 1 (ее толщина для расчета значения не имеет), несущей стены 2, теплоизоляции 3, вентилируемого зазора 4, кирпичной облицовки 5. Гибкие связи также для расчета значения не имеют.

Одинарный кирпич имеет размеры 250×120×65 мм и вес примерно 4 кг. То есть δст= 25 см. Ширину утеплителя δут вместе с вентиляционным зазором примем равной 10 см, ширина внешней стены составляет 12 см. Итого в сумме получим ширину стены 25+10+12=47 см. Без учета утеплительного промежутка толщина этой стены соответствует кладке в 1,5 кирпича.

Вернуться к оглавлению

Расчет давления стены на основание

Таблица пропорций компонентов бетона при использовании цемента М 500, песка и щебня.

Известно, что при кладке в 1,5 кирпича на 1 м² требуется 189 шт. одинарного кирпича, а с учетом швов — 153 шт. Будем считать, что вес швов не намного отличается от веса кирпича, поэтому вес одного метра квадратного кладки Р будем определять, считая, что вес швов равен весу 189-153=26 шт., то есть:

Р1=4×189=756 кг

Теперь определим вес стены, приходящийся на 1 м по длине. С учетом веса кровли, который передается через стропила и мауэрлат, а также равномерно распределяется по стене, примем, что высота наружных стен 2-этажного дома равна не 6 м, а 6,5 м. В результате получим:

• Р2=Р1×6,5= 756×6,5≈4500 кг;

Ширина, которая приходится на стену в 1,5 кирпича, составляет 37 см (см. изображение 1), то есть площадь, приходящаяся на 1 м длины, составит:

• S1=37×100=3700 см²;

а усилие на сжатие составит:

• σсж=Р2/ S1=4500/3700=1,33 кп/ см².

то есть по нагрузке на сжатие может подойти практически любая марка бетона.

Но строители не зря рекомендуют для мелкозаглубленных фундаментов использовать бетон класса В20. На такие конструкции, кроме сил сжатия от веса здания, действуют силы, возникающие в результате вспучивания грунта в зимний период. Эти силы действуют не только снизу вверх, но и в других плоскостях. При этом нет никакой гарантии, что они будут распределены равномерно по длине балки. В результате неравномерной нагрузки конструкция будет подвергаться не только сжимающим, но и изгибающим нагрузкам, а возможно, и крутящим моментам.

Вернуться к оглавлению

Расчет давления здания на грунт

Зная размеры строения и, следовательно, длину фундамента, а также его высоту (для мелкозаглубленного это примерно h=1 м) и ширину, не трудно определить объем и количество, например, облегченного бетона (плотность Q равна от 1800 до 2200 кг/м³). Для рассчитываемого варианта ширина фундамента с учетом толщины стены и ширины утеплителя составит Δ=47+10=57 см=0,57 м. В результате получим вес одного погонного метра:

• Рф=1×h× Δ×Q=1×1× 0,57×2200≈1250 кг;

Вместе с весом стены сила, с которой дом будет давить на участок грунта длиной в 1 м, составит:

• Ргр=Р2+Рф=4500+1250=5750 кг;

Считая, что вверху и внизу фундамент имеет одинаковые размеры, определим опорную площадь длиной в 1 м:

• S2= Δ ×100=57 ×100 см²=5700 см²;

Давление на грунт равно:

• σгр=Ргр/ S2=5750/5700≈1,0 кг/см².

Для супеси или суглинка допускаемая нагрузка не должна превышать 2,5 кг/см², для глинистого грунта эта величина существенно больше.

Приготовление бетона ответственная операция. Марка используемого цемента должна быть не ниже 300, нельзя использовать мелкий песок с частицами глины, щебень должен быть от 5 до 20 мм. Рекомендуемый состав смеси: одна часть цемента, три части песка, три (четыре) части щебня. Вода должна быть питьевой, а бетон такой консистенции, чтобы его можно было закладывать в опалубку и затем трамбовать, но только не заливать.

Считаем необходимым предупредить будущего строителя от благодушия. С фундаментом не шутят. Приведенные примеры расчета бетона показывают сам принцип. При этом не были учтены все элементы здания, создающие нагрузку на грунт. Специалисты рекомендуют учитывать вес всего, что будет находиться внутри здания, включая мебель, отопительную систему и элементы декора.

Источник