Несущая способность фундаментов
При строительстве любых зданий и в первые годы их эксплуатации грунты под действием нагрузок сжимаются. В результате фундамент опускается на определенную величину, называемую осадкой. Большие, а главное, неравномерные осадки являются основной причиной трещин и других разрушений. Величина осадки во многом зависит от несущей способности грунта, которая определяется нагрузками, при которых осадка не превышает установленную нормативами величину. Несущая способность фундаментов определяется, исходя из свойств грунтов и площади опирания на основание. К примеру, столбчатый фундамент диаметром 25 см опирается на грунт площадью равной 490 см2 исходя из формулы.
S = nd2
4
Следовательно, если несущая способность грунта составляет 2,5 кг/см2 (пески средней плотности), то такой фундамент способен нести вертикальную нагрузку от конструктивных элементов здания (включая собственный вес фундамента) 1,225 т. Плотное глиняное основание такой же площади способно нести нагрузку 490×6,0 = 2,94 т. Ленточный фундамент шириной 40 см и общей протяженностью 28 м (здание с размерами 6×8 м) имеет площадь опирания на основание 112000 см2. При той же несущей способности грунта фундамент может воспринимать вертикальные нагрузки соответственно 112000×2,0 = 224000 кг (224 т) и 112000×6,0 = 672 000 кг (672 т). Сразу оговоримся, что справочные данные о несущей способности грунта справедливы для глубин 1,5 — 2,0 м при площади основания 0,5 — 1,0 м2. По мере дальнейшего углубления несущая способность грунта увеличивается, а на отметках выше этих значений грунт менее плотный и его несущая способность снижается. Это объясняется тем, что уплотнение грунта в глубоких горизонтах происходило веками под действием нагрузок вышележащих слоев.
Чтобы избежать ошибки при расчете несущей способности фундамента, её принимают с определенным запасом. Учитывая возможные ошибки при определении свойств основания, на практике несущую способность фундаментов принимают с 25 — 30 %-ным запасом. Для этого расчетную нагрузку на фундаменты увеличивают на 2530 %, чтобы создать запас прочности, перекрывающий неточности в выборе исходных данных. Уменьшение этого запаса приводит к риску просадок фундамента (особенно в первые годы эксплуатации здания), а излишняя страховка влечет за собой удорожание строительства.
Нагрузки, действующие на основание фундаментов, состоят из нескольких составляющих: веса строительных материалов, конструктивных особенностей межэтажного и чердачного перекрытий, вида кровельного материала, конструкции кровли, влияющей на снеговую нагрузку, эксплуатационных нагрузок и т.д. Величина этих нагрузок определяется удельным весом материалов, которые используются при строительстве дома (таблицы 19 — 24).
Таблица 19. Удельный вес 1 м3 фундамента Руф
Материал фундамента
Руф (кг/м3 )
Бутовый камень
1600 — 1800
Бутобетон, кирпич
1880 — 2200
Бетон, железобетон
2200 — 2500
Таблица 20. Удельный вес цокольных и междуэтажных перекрытий 1 м2 стен Ру. пер
Тип перекрытия
Ру. пер (кг)
Цокольное по деревянным балкам с плотностью утеплителя 200 кг/м3
100—150
То же с плотностью утеплителя 500 кг/ м3
200 — 300
Железобетонное монолитное
500
Плиты перекрытия пустотные
350
Чердачное по деревянным балкам с плотностью, утеплителя 200 кг/м3
70—100
То же с плотностью утеплителя 500 кг/м3
150 —200
Таблица 21. Удельный вес 1 м3 стен Рус
Тип стен
Рус (КГ)
Деревянные каркасно-панельные толщиной 150 мм с утеплителем
30 — 50
Брусчатые толщиной 140 — 180 мм
70 — 100
Из опилкобетона толщиной 350 мм
300 — 400
Из керамзитобетона толщиной 350 мм
400 — 500
Из шлакобетона толщиной 400 мм
500 — 600
Из пустотелого кирпича толщиной мм:
380
510
640
500 — 600
650 — 750
800 — 900
Из полнотелого кирпича сплошной кладки толщиной, мм:
250
380
510
450 — 500
700 — 750
900 — 1000
Таблица 22. Удельный вес 1 м3покрытия Руп пролётом до 4,5 м
Тип покрытия
Р уп (кг)
Кровельная сталь при уклоне 27°
20 — 30
Рубероидное покрытие (два слоя) при уклоне 10°
30 — 50
Асбестоцементные листы при уклоне 30°
40 — 50
Черепица гончарная при уклоне 45°
60 — 80
Таблица 23. Определение коэффициента влияния уклона крыши Ксн на снеговую нагрузку
Уклон крыши
Ксн
От плоской до 20″
1
20 — 30°
0,8
30 — 40°
0,6
40 — 50°
0,4
50 — 60°
0,2
Таблица 24. Эксплуатационные нагрузки (мебель, оборудование и т.п.) Рэ
Вид перекрытия
Рэ (кг/м2 )
Для цокольного и межэтажного перекрытия
210
Для чердачного перекрытия
105
