Как правильно рассчитать фундамент

Фундамент — это конструкция здания ниже отметки планировки. Его назначение — передать нагрузки от всего сооружения грунтовому основанию. Нагруженный грунт может менять свою структуру, вызывая в строениях деформации, предел которых ограничен нормами. Правильно сделанный расчёт фундаментов обеспечит долговечность и надёжность любого здания.

Фундаменты по своим возможностям сопротивляться нагрузкам можно подразделить на жёсткие и гибкие. Конструкции из бутобетона и бетона относятся к жёстким. Они хорошо сопротивляются сжатию и плохо работают при растяжении и изгибе. Фундаменты из железобетона имеют внутри конструкции арматуру. Она воспринимает растягивающие и изгибающие усилия, поэтому железобетон применим для гибких элементов.

Здание и грунтовое основание в расчёте рассматриваются как работающие совместно. Неблагоприятное влияние факторов окружающей среды тоже может изменять грунтовое основание. Например, температура влияет на свойства набухающих и пучинистых, а вода может менять структуру просадочных и засолённых грунтов.

Уровень расположения воды в грунте, его возможное изменение, химический состав воды тоже определяют выбор материала, конструкции и способа строительства фундамента. Все эти данные указываются в отчёте изысканий.

Глубина заложения фундамента

При определении уровня расположения подошвы фундамента учитывается следующее:

конструкция здания и его назначение;
наличие примыкающих сооружений и отметка низа их фундаментов;
свойства грунтов;
грунтовые воды и изменение их положения;
глубина промерзания грунта;
неблагоприятное влияние окружающей среды;

Отметка низа фундамента принимается не зависимо от уровня промерзания грунта, если основанием является непучинистый грунт, и здание отапливается в зимний период. Также, если исследования и расчёты показывают, что не происходит деформаций, нарушающих прочность всего здания, при периодическом замерзании и оттаивании грунта.

Фундамент отапливаемых помещений под наружные стены закладывается на глубину больше расчётного значения глубины замерзания грунта, если основанием для них является пучинистый грунт.

Расчётное значение этой глубины находится по формуле:

d_f = k_h*d_fn, где

k_h — коэффициент теплового режима в здании;
d_fn — нормативная глубина замерзания грунта.

Для зданий, которые не отапливаются в зимний период k_h=1,1; для отапливаемых k_h принимается по таблице.

Тип сооружения	Температура воздуха в примыкающем помещении
Тип сооружения	0	5	10	15	20 и более
Полы по грунту	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5
Полы по лагам	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6
Полы по утеплённому перекрытию	1,0	1,0	0,9	0,8	0,7
Здание с подвалом	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4

Нормативная величина d_fn принимается как средняя величина максимальных ежегодных сезонных глубин промерзания за 10 лет.

M_t- безразмерное число, равное сумме абсолютных значений температур ниже нуля зимой в конкретном районе. Его находят в СП 131.13330.2012.

d₀ принимается:

0,23 — глины и суглинки;
0,28 — пылеватые и мелкозернистые пески ;
0,3 — крупнозернистые и среднезернистые пески;
0,34 — крупнообломочные грунты.

К пучинистым относятся грунты:

глиносодержащие;
мелкозернистые и пылеватые пески;
крупнообломочные с глинисто-пылеватыми включениями.

Расчёт ленточных фундаментов по формулам

Расчёт фундаментов зданий делается по 2-м группам предельных состояний:

несущей способности — первая группа;
деформациям — вторая группа.

Первое предельное состояние предполагает полную невозможность эксплуатировать здание. Второе — это, когда нормальная эксплуатация затруднена. Расчёт выполняется для определения оптимальных размеров конструкции фундамента.