Расчет нагрузки
Нагрузка на основание является суммарной величиной, сложенной из следующих значений:
- Вес дома со всеми конструкциями, перекрытиями и прочими конструкционными элементами.
- Величина снеговой нагрузки на кровлю в зимний период.
- Ветровая нагрузка.
- Эксплуатационная нагрузка.
Вес дома — расчетная величина, которую получают сложением веса стен, крыши, перекрытий и прочих элементов. Все необходимые данные можно взять из приложений СНиП, умножая удельные величины на площади или объемы существующих конструкций.
Эта стадия расчетов самая продолжительная, важно не пропустить никакие конструкции, учесть все элементы. Необходимо проявить максимальную внимательность и последовательно сложить вес всех частей дома
Снеговая нагрузка определяется путем умножения общей площади кровли на величину удельного снегового давления (на м2). Эта величина имеется в приложениях СНиП, выбирается соответствующий регион и получаются нужные данные.
Тем же способом определяется ветровая нагрузка, весьма актуальный параметр для некоторых регионов.
Эксплуатационная нагрузка — это вес людей, мебели, бытовой техники и прочего имущества, находящегося в доме. Пренебрегать этими значениями не следует, поскольку они значительно изменяют общую величину нагрузок.
ВАЖНО!
Общую расчетную сумму нагрузок следует увеличить на 10-15 %, чтобы иметь некоторый запас несущей способности основания. Это может компенсировать возможную дополнительную нагрузку от веса обшивки или иных элементов, не учтенных ранее.
С каким шагом устанавливаются винтовые сваи
Винтовые сваи используются под строительство легких сооружений, особенно, если они – самодельные. На них часто монтируются заборы из различных материалов.
Если вы решили обнести свои владения забором из сетки-рабицы, расстояние между сваями свайно-винтового фундамента должно быть не более 3-3,5 метра.
Расстояние между винтовыми сваями фундамента более тяжелого забора, сооруженного из дерева или профлиста, составляет максимум 3 метра. А если в регионе имеют место сильные ветры, лучше шаг опор уменьшить до 2,5 метров.
Вышеизложенные сведения помогут домашнему мастеру построить надежный свайный фундамент. Однако надо помнить, что профессиональный расчет параметров свайного фундамента обычно приводит к экономии материалов и трудозатрат.
Как правильно выбрать шаг?
Расстояние между соседними силовыми элементами рассчитывают, исходя из количества свай, а также их диаметрами. Для этого вначале определяют проектные нагрузки и анализируют особенности конструкции.
В случае с одиночным и ленточным расположением за основу берут периметр постройки и делят на количество свай. Результат сравнивают с минимально и максимально допустимыми параметрами и, в случае необходимости, подбирают шаг.
Ошибки в расчете расстояния между опорными элементами приведут к перерасходу средств, либо к риску проседания стен, если несущая способность фундамента в местах с максимальной нагрузкой будет недостаточной.
Варианты размещения свай и их назначение
Правильное размещение свай необходимо, чтобы сохранить целостность каркасного дома и избежать просадки. Особенно это касается сложных проектов: проекты двухэтажных домов, здание со стенами неправильной формы и т. д. Главное правило: нагрузка должна распределяться равномерно.
https://www.youtube.com/watch?v=mQmAwgt_LmY
Расположение опор дома бывает четырех типов:
- Одиночное. Сваи располагаются на равном отдалении одна от одной по углам строения, под несущими стенами, и под вертикальными стойками каркасника;
- Ленточное. Этот тип свайно-винтового фундамента способен выдерживать более высокие нагрузки. Опоры располагаются, как при одиночном типе фундамента, только укорачивается шаг между ними;
- Кустовое. Подразумевается хаотичное размещение опор под основание дома. Они монтируются кустами, больше всего свай располагается в зонах с самой высокой нагрузкой (например, под комнатой с тяжелым оборудованием). При таких условиях шаг между опорами не играет роли, главное чтобы они было по всему периметру плиты;
- Сплошное (по-другому, свайное поле). Такой тип фундамента актуален для местности с неустойчивым земляным покровом и для тяжелых каркасных зданий. Сваи располагаются сеткой по всему периметру строения. Максимальный шаг — 1 м.
Согласно требованиям СНиП, минимальным расстоянием между двумя соседними винтовыми сваями является двойной диаметр лопастей. То есть, если имеются опоры с лопастями 30 см, минимальным расстоянием между ними будет 60 см.
Необходимо учесть, что это расстояние между лопастями, то есть при разметке, отмечая оси свай, следует считать не 2, а 3 диаметра. Максимальное расстояние определяется отношением веса дома к количеству свай.
Необходимо учитывать материал и сечение ростверка, чтобы не получить излишнюю подвижность балок в центральной части каждого пролета. По всем расчетам максимум всегда определяется как 3, в некоторых случаях — 3,5 м.
Выходить за пределы этих значение нельзя, это создаст угрозу конструкциям дома.
Правильное размещение свай – основа целостности и долговечности фундамента и всего строения. При расстановке опор, согласно оказываемой нагрузке, удается избежать критических зон, угрожающих просадке свай и отдельных частей дома. Если здание обладает сложными контурами, размещение опор требует особого внимания.
С этой целью разработано несколько основных методик.
- Одиночное размещение. Сваи устанавливаются под опорами каркасных конструкций, в угловых стыках стен и под всеми несущими элементами. При этом их интервал не может быть более 3 метров.
- Ленточное размещение. Сваи располагаются под несущими стенами с тем отличием от одиночного типа, что интервал их расположения заметно уменьшается и часто составляет всего полметра. Такая методика используется при необходимости выдерживать большую нагрузку (например, тяжелый 2-х или 3-х этажный дом).
- Кустовое размещение. Такой тип необходим для поддержания тяжелых одиночных или групповых конструкций. Определенного шага для этого типа нет, так как часто сваи размещаются близко друг к другу в хаотичном порядке, соответствующем оказываемой нагрузке. Их размещение напрямую зависит от расчета зон давления. Единственное условие – элементы должны присутствовать по всему периметру и площади плитного фундамента, для которого они являются опорами.
- Сплошное размещение или свайное поле. Опоры устанавливаются повсеместно под площадью плитного фундамента, шаг – примерно 1 метр. Такая методика используется для массивных строений или на грунтах со слабой несущей способностью.
Важно! Сваи обязательно должны равномерно располагаться по всему строению. Находиться по внешним и внутренним углам, под несущими стенами. Предлагаем ознакомиться Как правильно класть вагонку в бане
Предлагаем ознакомиться Как правильно класть вагонку в бане
Расстояние между сваями также обусловливается длиной ростверка, так как он должен обоими концами ложиться на оголовок опоры. Это не берется в учет, только если монтируется бетонный ростверк.
Немного сложнее рассчитывать размещение опор для плитного фундамента. Как правило, для этого используется специальная проектная документация. Но принцип размещения опор не меняется: их располагают под несущими стенами и колоннами каркасника.
Сколько нужно опор?
Посчитаем массу дома по частям. Основное строение отдельно, пристройки с некапитальными стенами отдельно. Перекрытия и стены представляют слоёный пирог: пласты базальтовой ваты между деревом и плитной обшивкой.
Каждую доску не учесть, воспользуемся табличными данными:
- Утеплённая стена 200 мм – 70 кг/ м2;
- Межкомнатные перегородки со звукоизоляцией – 35 кг/м2;
- Перекрытие межэтажное деревянное – 180 кг/м2;
- Кровля – 80–160 кг/м2 (Различия в весе кровельного материала);
- Обвязка фундамента швеллер 20П – 18,4 кг/погонный м;
- Свая Ø 108, L – 2,5 м – 30 кг;
- Сантехническое оборудование – до 3000 кг;
- Оборудование и мебель – 160 кг/м2;
- Печь, камин либо стяжка тёплого пола;
- Снеговая нагрузка – климатические особенности региона.
Виды конструкций каркасного дома
В строительстве используют четыре вида конструкций:
Чертеж с размерами и планировка каркасного здания с обозначением основания
- Рамная с перекрытием. Еще ее называют «платформа» или «канадская». Каждый слой состоит из площадок. Сборка идет снизу – вверх. На самую нижнюю обвязку, уложенную на фундамент, укладываются балки и лаги перекрытия первого этажа. При помощи фасадных лаг они сбиваются в единый поддон. Стойки каркаса внизу крепятся к лагам, а вверху служат основой для следующего этажного перекрытия.
- Каркас с неразрезанными стойками. Подпорки, проходящие вертикально через весь каркас, должны быть строго параллельны друг другу.
- Стоечно-балочная конструкция. На две параллельные опоры укладываются поперечные балки. Они должны выдерживать максимальную нагрузку. Для длинных перемычек балки берутся стальные.
- Каркасно-стоечная конструкция. Схожа со стоечно-балочной. Единственное отличие – стойки устанавливаются сразу в грунт. Это приподнимает здание.
Такой тип каркаса незаменим в заболоченных, подтапливаемых местностях.
Оптимальное размещение столбов
Рациональное расстояние между опорными элементами выбирается на этапе проектирования сооружения, когда есть чертеж постройки, а также известны геологические особенности участка.
Как правило, при строительстве тяжеловесных сооружений с использованием винтовых свай сокращают расстояние между ними до тех пор, пока решение остается экономически целесообразным.
На практике шага в размере 1,5 м будет достаточно, чтобы фундамент равномерно распределял максимально возможные нагрузки на грунт, если была реализована технология обвязки опор деревянным, металлическим или бетонным ростверком.
Увеличить расстояние между силовыми элементами можно за счет выбор свай с большим диаметром. В этом случае можно повысить несущую способностью основания для тяжелых сооружений.
Вся самая важная и полезная информация о свайно-винтовом фундаменте представлена в данном разделе.
Расстояние между винтовыми сваями под фундаменты со сложным контуром
При монтаже винтовых фундаментов со сложным контуром ( с большим количеством углов под эркеры ) под каждый угол следует устанавливать винтовую сваю.
Винтовой фундамент для дома с эркером
Такой способ монтажа сохраняет целостность конструкции и равномерно распределяет нагрузку по всей площади фундамента. Независимо от размеров крыльца под выступающие части обязательно устанавливаются сваи. Это не даст не желательных просадок в дальнейшей эксплуатации строения.
Особенно необходимо устанавливать сваи под каждый угол при монтаже швеллера на них. Расстояние между промежуточными сваями не должно превышать трех метров.
Получить консультацию и заказать фундамент можно позвонив нам по телефону 981-84-08
Шаг винтовых свай
Как видно из вышеперечисленного шаг между винтовыми сваями выбирается исходя из необходимых требований к каждой конструкции
Но важно учесть, что три метра между сваями это крайнее расстояние. При устройстве заборов на основе винтовых свай шаг между сваями берется произвольный, при условии
что сваи не испытывают больших нагрузок в процессе эксплуатации. К примеру сетка «рабица» и тому подобные легкие материалы.
Расстояние между винтовыми сваями
Какое расстояние между винтовыми сваями оставлять? Выбрать необходимый шаг не сложно, особенно для легких дачных построек таких как каркасные дома, пользующихся все большей популярностью в последнее время. важно учитывать, необходимо что бы все части конструкции постройки опирались на свои точки распределения веса. Не должно когда часть элементов конструкции строения «повисает» в воздухе и не опирается на предназначенную точку на винтовой свае
Следовательно другие сваи будут испытывать усиленную критическую нагрузку, что в свою очередь возможно может привести к негативным последствиям. Устраивать постройку на свайном фундаменте нужно так, что бы вес располагался равномерно, если особенности конструкции или дефекты такие, что не позволяют контактно перенести полезную нагрузку на сваю, то необходимо предусмотреть промежуточный связующий элемент между элементами строения и фундамента, такими материалами могут быть дерево или металл. Каждая свая принимает на себя расчетную нагрузку от всей постройки, причем учитывается и снеговая нагрузка в зимний период. При обвязки свайного поля швеллером или другим тяжелым материалом (бетонная лента, плита) необходимо учитывать и эту нагрузку на винтовые сваи. Как описывалось выше расстояние между винтовыми сваями не должно превышать трех метров, особенно для каркасных домов. где расстояние более 3 м. способствует провисанию бруса или доски.
Расстояние между винтовыми сваями для каркасного дома
Расстояние между винтовыми сваями для каркасных домов может различаться исходя из особенностей архитектурных решений при проектировании. Обязательно устанавливаются сваи в местах замковых соединений первого венца постройки, под углами эркеров, в местах где должны ложиться лаги. необходимо помнить, что чем больше свай в «поле» фундамента, тем большую нагрузку фундамент способен держать и наоборот. Так же особенности грунтов и рельефа могут влиять на количество и расстояние при размещении свай. Участки с сильным уклоном, болотистые, сильно заводненные в низинах требуют при устройстве винтовых фундаментов использовать большее количество свай, особенно это справедливо для болотистых с большим слоем торфа и подвижных грунтов, с использованием силового каркаса в виде обвязки швеллером и других связующих стальных материалов.
Одним из самых распространённых вариантов основания на сегодняшний день является свайный фундамент. Фундаменты на сваях известны уже очень давно. Впервые сваи стали применять при возведении мостов где безусловно требовалась надёжность и качество.
В этой статье мы рассмотрим какое же расстояние должно быть между винтовыми сваями у каркасника.
В древней Руси на деревянных сваях зачастую возводились церкви. Фундамент на сваях используется для пучинистых и насыпных участков, при крайне ненадёжном составе верхнего грунта, который содержит глину, сильно насыщен водой, перегноем, торфом и т.д. Его применяют на различных грунтах, не беспокоясь о том, что может произойти неравномерная усадка.
Пример упрощенного расчета
Исходные данные для расчета фундамента под двухэтажный брусовой дом с размерами в плане 6 на 6 метров:
- грунты на участке — глина;
- диаметр используемых свай — 133 мм, диаметр лопасти — 350 мм;
- масса дома, полученная в результате сбора нагрузок от стен, перегородок, перекрытий, полезного и снегового нагружения — 59 тонн.
- периметр наружных стен — 24 м, внутренних несущих стен нет.
Сначала находится прочность грунта основания. Воспользовавшись приведенной ранее таблицей находим, что для имеющегося типа почвы она составляет 6,0 кг/см². Коэффициент надежности по нагрузке принимаем 1,75 (для обеспечения запаса по надежности). Остается вычислить площадь лепестковой подошвы:
S = (πD²)/4 = 3,14*352/4 = 961,6 см² (значение диаметра лопасти в расчет берется в сантиметрах).
Находим неоптимизированную несущую способность:
F = S*Rо = 961,6*6,0 = 5770 кг.
Вычисляем допустимую нагрузку:
N = F/γk = 5770/1,75 = 3279 кг ≈ 3,3 т.
Для дальнейшего расчета определяем минимальное количество свай, которые способны удержать данный дом:
59 т/3,3т = 17,87 шт, округляем до целых в большую сторону и принимаем в дальнейший расчет 18 шт.
Чтобы завершить вычисления для возведения фундаментов, нужно определить шаг между сваями. Для этого длину стен дома делят на количество опорных элементов:
24 м/18 шт = 1,33 м — максимальный шаг фундаментов.
Получилось довольно большое количество свай для такого небольшого дома, т.к. мы приняли что геологические изыскания не проводились, и пришлось принять γk = 1,75, если провести исследования хотя бы пробным вкручиванием (эталонным), тогда количество свай можно снизить до 12-13 штук, а это существенная экономия. В каждом случае нужно считать что обойдется дешевле — геологические изыскания или самостоятельный расчет и перестраховка по несущей способности.
Определение максимальной нагрузки на сваю — только часть вычислений для проектирования. Как показано выше, на этом расчет не заканчивается. Окончательными результатами вычислений должны стать следующие данные для свай:
- сечение;
- длина;
- шаг;
- распределение под несущими стенами.
Особенности расчета
Оптимальный шаг между сваями рассчитывается еще на этапе создания проекта. От этой величины зависят технические параметры, прочность и долговечность фундамента. Соблюдение правильного интервала позволяет избежать просадки здания в случае, если опоры будут расположены слишком далеко друг от друга, и дополнительных расходов при их чрезмерно близком размещении.
При расчете расстояния между опорами учитывают специфику почвы и вес сооружения
Важно, чтобы все элементы конструкции равномерно опирались на точки распределения веса в фундаменте – свайные опоры
Полезная нагрузка свай определяется СНиПами или ТУ. В среднем, одна опора может выдерживать до 2 тонн веса. Однако каждый случай индивидуален, и для всех видов застройки необходимо выполнять отдельный расчет с учетом типа сооружения и особенностей грунта.
Анализ грунта
Возведение любого сооружения начинается с исследования почвы на участке, планируемом под застройку. Проведение анализа грунта позволит установить его тип, структуру, сократить риски строительства и определиться с глубиной заложения свай. Также на основании полученных данных выбирается вид фундамента.
В соответствии со строительными правилами и нормами, для анализа грунта выполняют:
- пробное бурение;
- забор и лабораторные исследования состава почвы и грунтовых слоев.
Опытный специалист способен определить состояние почвы визуально. Однако для получения достоверных данных о несущей способности грунта необходимо точное исследование.
Пробное бурение достаточно выполнить на глубину 2 м. Если на 0,5 м прочность грунтового слоя высокая, сваи ставятся на 2,5 метра. Если низкая – необходимо заглубляться до 4 метров.
Несущая способность почвы – важный показатель, который необходимо учитывать при расчете расстояния свай. Зная данный показатель грунта, можно вычислить, какую нагрузку способна выдержать 1 опора.
Анализ веса и конструкции здания
Особенности будущего здания – один из ключевых параметров, который следует учитывать при расчете расстояния между опорами. Общий вес нагрузки на фундамент складывается из следующих величин:
- вес дома – предполагаемый вес конструкции с учетом отделочных материалов, мебели;
- предполагаемый максимальный вес снежного настила в зимний период;
- ветровая нагрузка;
- эксплуатационная нагрузка.
Вес снежного настила зависит от региона, в котором предполагается осуществить застройку. Для каждой области он определен нормативом, также, как и показатель ветровых нагрузок. Показатель снеговой нагрузки рассчитывается по формуле: вес снежного настила = пласт снега на 1 кв.м. х S поверхности крыши.
Эксплуатационная нагрузка зависит от типа сооружения и определена ГОСТом. Для промышленных объектов она составляет 200 кг/м.кв., для жилых сооружений — 150 кг/м.кв. Повышение эксплуатационной нагрузки требует применения большего количества свай при закладке фундамента и уменьшения расстояния между ними.
Выбор свай
Выбор свай определяется конструкцией сооружения, типом грунта и коэффициентом нагрузки.
В зависимости от материала, из которого изготовлены сваи, различают деревянные, бетонные или железобетонные и металлические опоры.
- сваи из дерева используются очень редко ввиду их недолговечности и сравнительно невысокой несущей способности. Чаще в строительстве применяются бетонные или металлические сваи;
- железобетонные сваи используются в строительстве больше благодаря прочности и способности выдерживать высокие нагрузки;
- металлические опоры изготавливаются из стальных труб разного диаметра, и способны выдерживать более интенсивные нагрузки в сравнении с деревянными вариантами. Они применяются при строительстве на участках со сложным для забивки грунтом. Самый распространенный тип металлических опор – винтовая свая, применяемая при различных видах почвы, для возведения жилых построек, каркасных домов, дачных сооружений.
Характеристики оснований играют существенную роль при формировании несущей способности фундамента. Средняя длина свай, представленных на строительном рынке, варьирует в диапазоне от 0,5 до 11,5 м. Важным параметром является и диаметр опор – от 57 мм и выше. Чем больший диаметр имеет основание, тем выше его несущая способность. Например, при показателе в 76 мм свая выдерживает нагрузку в 3 тонны, в то время как при диаметре в 108 мм несущая способность увеличивается до 5-7 тонн.
Технические характеристики
Винтовая опора представляет собой полую стальную трубу, одна из сторон которой снабжена острым наконечником. К нижней ее части прикреплена лопасть. Благодаря остроте и правильному уклону, свая легко проникает в грунт.
Стержни используют для строительства разных объектов, на разном грунте, поэтому на рынке встречается несколько разновидностей.
Классификация:
- Особенности грунта. Для грунта сезонного промерзания применяют классические сваи, не требующие предварительного бурения. Лопасть у них стандартная, а конус герметично заварен. При работе на вечномерзлом грунте необходимо бурить почву. В таких случаях актуальны стержни с мелкой нарезкой.
- Тип наконечника. От этого зависит, как легко свая будет ввинчиваться в грунт. Для плотного или вечномерзлого подходят литые наконечники. Изделия дорогие, но легко выдерживают серьезные нагрузки. Другой вариант – сварные наконечники. Стержни дешевые, но сварной шов у них слабый, поэтому их применяют при ручном закручивании.
- Размер трубы. Сюда входят: диаметр, длина, толщина металла. Толстостенные изделия дорогие, но обладают отличными эксплуатационными параметрами. Если отталкиваться от международного стандарта, для нейтрального грунта достаточно толщины ствола в 8 мм, для химически активного – 9,5 мм. Встречаются стержни со стенками толщиной 3 – 4 мм.
- Размер лопасти. Широколопастная свая имеет вид металлической трубы, с одной стороны которой одна или несколько лопастей (не более полутора витков). Реже применяются стержни с одной лопастью, впрочем, они оптимальны для строительства легких сооружений или не несущих стен. У многолопастных – повышенная несущая способность (сжатие, извлечение из грунта). Лопасти, размещенные на свае, имеют единую ширину, поэтому они легко выдерживают горизонтальные нагрузки. Стержни с широкими лопастями оптимальны для работ на слабых и твердых грунтах. Во втором случае действует следующее условие – в земле не должно быть булыжников, способных повлиять на расположение сваи. Узколопастная конструкция выглядит как толстотелая труба с одной многовитковой лопастью. Спиральная навивка может занимать 30% от длины изделия. Таким образом, повышается несущая способность, а диаметр остается маленьким.
Вывод
Строительство объекта – это сложный процесс, требующий максимальной внимательности и точности. Главное учитывать, что от расчетов зависит надежность объекта. Если нет уверенности в том, что не получиться правильно все подрасчитать, то лучше обратиться к специалисту, который поможет выполнить работу быстро и без погрешностей.
Если учитывать все нюансы, то сделать расчеты достаточно просто, главное поэтапно выполнять все шаги. Требуется внимательное отношение для получения правильно результата, от которого зависит качество и надежность постройки. Каждый объект возводится согласно прописанным инструкциям и стандартам, которые требуется четко соблюдать. Самостоятельные расчеты можно осуществлять при наличии определенного опыта в строительстве и понимании схемы работы.
https://youtube.com/watch?v=n7bTu17nP5o%3F
Мне нравитсяНе нравится
