Расчет несущей способности грунта

Начать эту статью следует с упоминания о том, что само понятие «несущая способность свай» является не совсем корректным. На деле, несущая способность свайно-винтового основания определяется несколькими факторами. Основной из них — характеристики почвы, и только на втором месте — геометрические и конструктивные особенности конкретных свай, которые определяются характеристиками грунтов и нагрузкой от строения.

Таким образом, несущую способность свай есть смысл обсуждать только если точно известно, в какой грунт они будут установлены.

Несущие свойства почвы

Несущие свойства являются одним из самых важных факторов, определяющих, способно ли основание выдерживать нагрузку, которую создает масса здания и передает фундамент. При расчете этого значения для грунтов учитывают показатель текучести и коэффициент пористости.

Из-за давления вышерасположенных слоев плотность почвы повышается по мере увеличения глубины залегания.

Кроме того, на несущую способность грунтов могут влиять климатические условия в данной местности.

От чего зависит несущая способность грунта

Плотность почвы наряду с грузонесущей способностью определяет деформационную устойчивость грунта. Низкоплотные породы почвы имеют пористую структуру, в которой свободное пространство между фракциями заполнено воздухом либо водой. Если нагрузки на низкоплотный грунт превысят допустимую норму, произойдет уплотнение грунта — усадка, которая чревата разрушением и деформацией находящихся в почве фундаментов.

От плотности почвы зависит степень сжимаемости грунта. На любом участке поверхностный пласт почвы, в большинстве случаев, представлен низкоплотными породами (за исключение регионов с крупнообломочным и скалистым рельефом), а на глубине 5-6 метров располагаются пласты высокоплотного, несжимаемого грунта, способного выдерживать тяжелые габаритные здание.

Именно поэтому на участках с проблемными грунтовыми условиями рекомендуется использовать свайные фундаменты, которые переносят исходящую от дома нагрузку на глубинный, несжимаемый пласт грунта, обладающий

Несущая способность винтовых свай

Все сваи можно разделить на две большие группы в зависимости от характера восприятия нагрузок:

1. Узколопастные — диаметр лопасти превышает диаметра ствола меньше, чем в 1,5 раза.
2. Широколопастные (лопастные) — диаметр лопасти превышает диаметр ствола в 1,5 раза или больше.

При использовании узколопастных изделий нагрузки воспринимаются за счет:

• точно рассчитанных ширины и шага лопасти, а также числа витков — чтобы полностью учитывать трение по боковой поверхности ствола;
• хорошей несущей способности почвы.

Такие конструкции являются эффективными в грунтах с высокой собственной несущей способностью — вечномерзлых
и
плотных сезоннопромерзающих
. Однако сильное трение по боковой поверхности ствола требует выполнения расчетов на противодействие касательным силам морозного пучения.

В отличие от модификаций с узкими лопастями, широколопастные сваи хорошо справляются с проектными нагрузками даже при монтаже в почву с небольшой несущей способностью.

Правила расчета нагрузки на кровлю из профлиста

Правильное проектирование любого дома предполагает формирование наклонной крыши, что позволяет предотвратить оседание на ней воды или мусора. Поэтому при расчете несущей способности профлиста учитывается только воздействие ветра, непосредственный вес материала и возможного количества снега.

Для расчета учитываются некоторые особенности:

• Масса профлиста зависит от его удельного веса на 1 кв. м. Данная информация содержится в документации к покупаемому материалу, а также можно ознакомиться с ГОСТом или справочником. Во время расчета непременно учитывается, что укладка профнастила производится внахлест.
• Нагрузка от ветра и снега зависит от того, каким уклоном обладает сама крыша, а также в каком регионе осуществляется процедура возведения дома. За счет угла ската можно выяснить, какими надо пользоваться поправочными коэффициентами, чтобы определить, как распределяется вес снега по всей имеющейся поверхности. Дополнительно решается, каким аэродинамическим сопротивлением ветру обладает крыша.
• Вышеуказанные три нагрузки складываются. На основе полученного показателя, а также с учетом схемы расположения листов профнастила, выбирается профлист, обладающий нужным показателем несущей способности.

Важно! Несущая способность профнастила должна быть немного больше полученного при расчетах значения, чтобы в случае увеличения нагрузки по каким-либо причинам, покрытие все равно легко справлялось с поставленными задачами.

Кроме самостоятельных расчетов можно пользоваться стандартными показателями, являющимися усредненными. Они рассчитываются для стандартных крыш с одним, двумя, тремя или четырьмя пролетами. Но если крыша на доме обладает какими-либо специфическими размерами или параметрами, то придется все равно осуществлять собственные расчеты. Схема опирания выглядит следующим образом.

Исходя из схемы опирания профилированного листа определяется нагрузка на 1м2. Данные показатели приведены в таблице ниже.

После проведения расчетов выбирается несущий профнастил, имеющие нужные параметры. Нередко сталкиваются владельцы недвижимости с невозможностью приобрести подходящий материал, а в этом случае единственным правильным решением будет изменение конструкции обрешетки, на которую осуществляется укладка материала.

Видео по теме:

Факторы эффективности:

• достаточно большая площадь опирания;
• расчет угла наклона лопастей, шага лопастей и расстояния между ними для конструкций, в которых применяются две или больше лопастей;
• подбор характеристик лопастей в зависимости от типа почвы.

В этом случае несущие свойства грунтов имеют большое значение на этапе расчета и проектировки. Так, к примеру, лопастная свая со стволом диаметром 57 мм в почве с хорошей несущей способностью сможет выдерживать нагрузку до 10 тонн. В то же время, конструкция со стволом на 325 мм в слабом грунте будет выдерживать лишь 1 тонну.

Рисунок 1 – График зависимости несущей способности винтовых свай от особенностей почвы и конструктивных характеристик сваи

dS1, dS2, dS3

– условный диаметр лопасти винтовых свай (исполнение 1, 2, 3).
ds1, ds2, ds3
– условный диаметр ствола винтовых свай (исполнение 1, 2, 3).
e/Il
– отношение пористости почвы к коэффициенту текучести.
h
– глубина погружения.

На рисунке хорошо видно, что несущая способность фундамента отображается в виде нелинейной зависимости. При ее расчете важно принимать во внимание все значимые факторы.

В каких областях применяется данный материал?

Профнастил, обладающий прекрасным показателем несущей способности, считается наиболее востребованным среди всех разновидностей. Это обеспечено наличием у него не только многочисленных положительных параметров и высокой прочности, но и универсальностью, так как он может применяться действительно в разных сферах строительства.

Важно! Качественный несущий профлист не только отличается хорошей прочностью, но и сам имеет не слишком высокую массу, поэтому пользоваться им можно в разных направлениях.

Наиболее часто этот материал применяется для:

• формирование кровельного покрытия, причем при наличии умений воспользоваться им можно даже на самых сложных и криволинейных формах крыши, а шаг обрешетки может достигать трех или больше метров;
• установка несъемной опалубки, причем качественный профлист, предназначенный для создания перекрытий, прекрасно без деформаций и разрушений выдерживает вес от бетонного состава или каркаса, а также используется в качестве листовой арматуры;
• формирование композитных перекрытий между этажами, а также организация диафрагм жесткости сооружений, обладающих несущим каркасом из металла;
• создание стеновых ограждений для различных построек, причем они могут быть утепленными или холодными, а также сами строения могут предназначаться для разнообразных целей;
• монтаж забора из металла, причем он прекрасно смотрится как на частном участке, так и рядом с промышленным объектом;
• эффективное применение в промышленном строительстве.

Важно! Использование качественного металлического профлиста, отличающегося прекрасной несущей способностью, дает возможность осуществить все работы за короткий промежуток времени и не тратить на этот процесс слишком много средств.

За счет хороших качеств материала, он нередко используется при создании перекрытий между этажами, на которые планируются действительно высокие и постоянные эксплуатационные нагрузки. Другим неоспоримым плюсом материала является его приемлемая цена.

Таким образом, профлист может обладать разной несущей способностью в зависимости от марки, формы и высоты волны, а также других параметров. Он считается легким и прочным, доступным и привлекательным, а также стойким перед разными внешними факторами. Профлист с высоким показателем несущей способности считается универсальным, так как может использоваться в разных областях.

Расчет фундамента из винтовых свай

Перед началом расчета несущей способности свайного фундамента необходимо провести на участке геологические изыскания

. При правильном анализе данных их результат поможет подобрать лучшее сочетание конструктивных и геометрических параметров винтовых свай для эффективного распределения нагрузки.

При проектировании свайного фундамента с оптимальными характеристиками для конкретного здания можно воспользоваться простыми готовыми калькуляторами. Однако более надежным и эффективным вариантом будет выезд геолога на местность с последующей подготовкой расчетов.

Расчет несущей способности грунтов

Работа выполняется после определения расположения пород внутри скважины и получения схемы геологических разрезов участка под застройку.

Несущаяспособность рассчитывается по формулам, но предварительно специалистами берутся пробы и устанавливаются следующие параметры – сопротивление осевому сжатию (R0), глубина промерзания и уровень заглубленности фундамента.

R=R0х[1+k1х(b-100)/100]х(d+200)/2х200 — при заглубленности фундамента до 2 м и R=R0х[1+k1х(b-100)/100]+k2хGх(d-200) — более 2 м, где:

• k1 — 0,125 – для крупнообломочных или песчаных пород и 0,5 – для глин, супеси и суглинков;
• k2 – для расчетов несущей способности слежавшихся крупнообломочных или песчаных почв;
• G – для нахождения удельного веса почвы от подошвенного слоя и до нижней плоскости фундамента или последующего слоя;
• b – ширина фундамента или его части, которые опираются на основание;
• d – высота заглубленности фундамента.

Полученный показатель сравнивают с требуемым параметром. Если вторая цифра превышает первую, то следует подкорректировать проект фундамента – увеличить площадь его опирания на основание, либо уровень заглубленности, или вовсе изменить тип фундамента, или перенести место застройки на участок с другими, более прочными и надежными грунтами.

выполнит инженерные изыскания для строительства в Москве и Московской области по доступным ценам. Задать вопросы и оформить заявку можно по телефону.

Методика расчета прочности кровельного покрытия и выбор марки несущего профлиста

Расчет несущей способности профнастила необходим для правильного выбора профилированного листа. Он сравнительно несложен и позволяет подобрать профиль с оптимальным соотношением несущей способности и цены материала.

Рассмотрим пример расчета нагрузки на профилированный лист кровельного покрытия и выберем профнастил с учетом данных, полученных в результате проведенного расчета.

Для начала принимаем следующие исходные данные для расчета: здание имеет двускатную кровлю с углом наклона 35°, проекция ската на горизонтальную плоскость равна 6,0 м, строительство расположено в Московской области.

Общая величина нагрузки на профилированный лист кровельного покрытия получается путем сложения снеговой и ветровой нагрузок, а также собственного веса профнастила.

Вес профнастила определяется площадью кровельного покрытия, величиной необходимых монтажных нахлестов и равен 8,6 кг/м2.

Расчетная снеговая нагрузка определяется местом расположения строительства. Московская область относится к III снеговому району, для которого снеговая нагрузка составляет 180 кг/м2. С учетом уклона кровли, снеговая нагрузка для нашего здания составляет 180х(60°-35°)/(60°-25°)=128,6 кг/м2, где 35° — принятый угол наклона кровли.

Частный дом с классической двускатной кровлей, покрытой профнастилом

По карте ветровых нагрузок находим, что Московская область относится к I ветровому району, для которого ветровая нагрузка составляет 32 кг/м2. С учетом уклона кровли, коэффициент аэродинамического сопротивления покрытия из профлиста будет равен приблизительно 0,3, соответственно ветровая нагрузка составит 32х0,3=9,6 кг/м2.

Следовательно, общая нагрузка на профнастил кровельного покрытия в нашем случае составит 8,6+128,6+9,6=146,8 кг/м2.

С учетом длины ската крыши и выбранного шага обрешетки, подбирается несущая способность профнастила (таблица допустимых нагрузок приведена выше). Исходя из полученной величины нагрузки на кровельное покрытие и табличных данных, для нашего здания подойдет профнастил С21-1000-0,6 с предельно допустимой нагрузкой 195 кг/м2.

Стоимость профилированного листа зависит от высоты профиля, толщины металла и качества его защитно-декоративного покрытия. Ниже приведена таблица, в которой указана стоимость наиболее популярной марки несущего профнастила — Н75, изготовленного из оцинкованной стали с количеством цинка в покрытии 140 г/м2.

Несмотря на то, что чаще всего можно обойтись более дешевыми вариантами, большинство застройщиков предпочитают использовать профлист с большим запасом прочности относительно расчетных характеристик. Особенно это касается районов, в которых за последние 20 лет были зафиксированы случаи аномально высокого уровня осадков, выпавших за короткий промежуток.
Несущий профнастил для перекрытий, цена профиля Н75 с различными защитными покрытиями.

Полезная статья? Сохраните ее в соцсетях, чтобы не потерять ссылку!

Наверх ↑

Коллектив oprofnastile.ru

Читайте по теме:

Нормы расхода профлиста

Норма расхода профнастила на кровлю, фасад или забор. Существуют ли общие нормы расхода профлиста? Что нужно учитывать, когда считаете расход профнастила на 1м2? Обо всем этом — в статье.

Срок службы профлиста

Каков срок службы оцинкованного профнастила? Какие покрытия профлиста бывают? Насколько каждое из них увеличивает срок эксплуатации профнастила? И где их лучше применять? Читайте в статье.