Несущая способность в чем измеряется
Несущая способность грунтов
Несущая способность грунта – это его основанная характеристика, которую необходимо знать при строительстве дома. Несущая способность показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта и измеряется в кг/см 2 или т/м2. Несущая способность определяет, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента. Сама несущая способность грунта зависит от трех факторов: тип грунта, степень его уплотненности и насыщенность грунта влагой. Несущие способности разных грунтов в кг/см 2 в разном состоянии представлены в таблице 1.
| Грунт | плотный | средней плотности |
| Крупный гравелистый песок | 6 | 5 |
| Песок средней крупности | 5 | 4 |
| Мелкий маловлажный песок | 4 | 3 |
| Мелкий песок, насыщенный влагой | 3 | 2 |
| Супеси сухие | 3 | 2,5 |
| Супеси, насыщенные влагой (пластичные) | 2,5 | 2 |
| Суглинки сухие | 3 | 2 |
| Суглинки, насыщенные влагой (пластичные) | 3 | 1 |
| Глины сухие | 6 | 2,5 |
| Глины, насыщенные влагой (пластичные) | 4 | 1 |
В таблице 2, указано какую нагрузку может выдержать каждый грунт при опоре на него круглых свай разного диаметра, это особенно важно учитывать при расчёте количества свай под строительство.
Увеличение влажности грунта снижает его несущую способность в несколько раз. Только крупные пески и пески средней крупности не меняют своих свойств при увеличении влажности. Избыточная влажность грунта, скорее всего, связана с высоким уровнем грунтовых вод.
Чтобы узнать несущую способность грунта необязательно обращаться за помощью к геологам, в случае самостоятельного строительства дома можно определить тип грунта на глаз. Для этого простым земляным буром можно пробурить в земле скважину глубиной 2м или выкопать яму лопатой. При этом сразу будет понятно, какой грунт находится на этой глубине и насколько он увлажнен.
Отличить песок от глины не составляет труда: в песке ясно видны отдельные песчинки, при растирании песчаного грунта меду ладонями они отчетливо чувствуются. Крупный песок имеет размер частиц от 0,25 до 5мм, такие частицы хорошо видны невооруженным глазом, а песок средней плотности имеет размер песчинок до 2мм. Супесь содержит не более 10% глинистых частиц, в сухом состоянии она крошится, если скатать из нее шарик, то он рассыпается при легком давлении на него. Суглинок содержит от 10% до 30% глинистых частиц, обладает большей пластичностью, чем супесь. Если из суглинка сделать шар и раздавить его, то он превращается в лепешку с трещинами по краям. Глина – наиболее пластичный грунт, если раздавить шар, сделанный из глины, то он превратится в лепешку, на краях которой не будет трещин.
Влажность грунта можно так же определить на глаз. Если в вырытой яме или пробуренной скважине сухо, т.е. вода там откровенно не скапливается, значит грунт можно считать сухим. Если же на дне скважины через некоторое время накапливается вода, значит уровень грунтовых вод близко и грунт надо считать насыщенным влагой. Влажность и пластичность глины можно определить так: если лопата входит в глину легко и глина хорошо прилипает к лопате, то она пластичная и влажная. В противном случае ее можно считать сухой.
Плотность грунта – величина непостоянная. Находящийся глубоко под землей грунт будет плотным, поскольку на него давят слои грунта, находящиеся выше. При бурении скважины, извлеченный на поверхность земли грунт становится рыхлым и имеет насыпную плотность, которая гораздо меньше. При расчете несущей способности, грунт, находящийся на глубине 0,8-1 м и более можно считать плотным.
Читайте так же:
Глубина промерзания грунта
Промерзание грунта приводит к его пучению и негативному воздействию на фундамент здания. Глубина промерзания зависит от типа грунта и климатических условий.
Уровень грунтовых вод
Грунтовые воды – это первый от поверхности земли подземный водоносный слой, который залегает выше первого водоупорного слоя. Они оказывают негативное воздействие на свойства грунта и фундаменты домов, уровень грунтовых вод необходимо знать и учитывать при заложении фундамента.
Пучинистый грунт
Пучинистый грунт – это такой грунт, который подвержен морозному пучению, при промерзании он значительно увеличивается в объеме. Силы пучения достаточно велики и способны поднимать целые здания, поэтому закладывать фундамент на пучинистом грунте без принятия мер против пучения нельзя.
Силы морозного пучения грунтов
Морозное пучение – это увеличение объема грунта при отрицательных температурах, то есть зимой. Происходит это из-за того, что влага, содержащаяся в грунте, при замерзании увеличивается в объеме. Силы морозного пучения действуют не только на основание фундамента, но и на его боковые стенки и способны выдавить фундамент дома из грунта.
Расчет фундамента для дома: нагрузка на фундамент и грунт
На этапе проектирования будущего дома в числе прочих расчетов необходимо выполнить расчет фундамента. Цель этого расчета – определить, какая нагрузка будет действовать на фундамент и грунт, и какой должна быть опорная площадь фундамента. Для того, чтобы определить суммарную нагрузку на фундамент, необходимо посчитать вес будущего дома со всеми эксплуатационным нагрузками (проживающими там людьми, мебелью, инженерным оборудованием и т.п.)
Что такое несущая способность и как ее определить?
Что такое несущая способность?
Несущая способность конструкций – это возможность конструкции воспринимать нагрузки. Определять несущую способность конструкций необходимо при наличии визуальных дефектов, проблемах эксплуатации здания, а также при наступлении регламентированного срока обследования здания.
В здании есть разные конструкции и у большинства из них имеется своя несущая способность. Несущая способность конструкций здания закладывается при его проектировании в соответствие с назначением каркаса здания. Определяется прежде всего способность конструкций нести нагрузки. Эти заложенные в проекте цифры и называются несущей способностью и при строительстве и дальнейшей эксплуатации собственник и эксплуатирующая компания в первую очередь должны руководствоваться этими данными.
Однако, будучи используемым, любое помещение и здание подвергается нормативным и дополнительным нагрузкам, которые со временем могут изменить несущую способность как отдельных конструкции здания, так и общего каркаса здания. С течением времени и нарушением правил эксплуатации могут образоваться видимые и невидимые дефекты конструкций, которые становятся сигналом, что здание находится в предаварийном или аварийном состоянии. Поэтому определение несущей способности здания и отдельных конструкции – один из главных этапов в обследовании здания.
Что такое несущая способность?
Несущая способность грунта
Грунт – это нулевой цикл, на котором располагаются конструкции здания. Именно поэтому исследование состава грунта и его несущей способности производится в неразрывной связке с обследованием фундамента. Если грунт слабый, это значит, что для его укрепления понадобятся сваи. Если грунт более устойчивый и плотный, то здание может опираться на колонны и на подстаканники для колон или ленточный фундамент для стен. То есть грунт на прямую влияет на выбор фундамента.
Работы по определению несущей способности грунта осуществляет инженер-геолог в составе предпроектных изысканий. Проектировщики выдают полный набор данных по физико-химическому состоянию грунта. Это и будет несущей способностью грунта. Для расчета несущей способность фундамента, можно брать грунт не глубокого заложения, а тот который находится под подошвой – конкретно тот, на который будет опираться фундамент. В связке грунт – фундамент первый имеет более слабый вес, чем второй.
Исследование грунта производит лаборатория. Определяются тип, влажность и плотность грунта. Это основные параметры, необходимые для расчетов несущей способности. Важно понимать, что это не геологические изыскания, которые по своему составу, срокам и стоимости будут серьезнее.
Примеры обследования несущей способности грунта
Объект с проблемами фундамента. Снаружи видно, что отмостка (площадка, примыкающая к фасаду, защищающая фундамент от попадания осадков) просела так, что было видно начало фундамента и отсутствующий под ним грунт. В данном случае проводилось исследование грунта на влажность. Были подозрения, что коммуникационные трубы промывали грунты. Лаборатория в этом случае помогла определить причины, почему это происходило. Увлажнённость грунтов подтвердила подозрения о причине проблемы.
Для предотвращения таких случаев необходимо периодически делать осмотр здания и по отмостке делать вывод о том, есть ли подмывания грунта.
Было обследование, когда к нам обратились по выяснению причин трещины на 3 этаже. Подозрения пали на фундамент. Наши специалисты прошли с георадаром по подвальным помещениям и по отмостке. По результатам обследования выяснилось, что угол здания висит: под ним вообще не было грунта. Это и стало основной причиной трещины и крена, обнаруженных на 3 этаже.
Профилактикой таких ситуаций в идеале должна заниматься служба эксплуатации, которая есть в каждом здании. В ее обязанности входит регулярный осмотр здания и выявление проблем, если они имеются. В случае обнаружения проблем приглашаются специализированные организации. Если дефект имеет незначительный характер, можно ограничиться только наблюдением. Если дефект более серьезный и может влиять на несущую способность, на возможность нести нагрузку, то необходимы более серьезные обследования с привлечением лаборатории, обследованием материалов, армирования.
Сроки и стоимость обследования грунта
| Обследование несущей способности грунта | Цена обследования | Сроки | Получить коммерческое предложение |
| Определение несущей способности плиты перекрытия | от 15 000 руб. | от 10 дней | Получить коммерческое предложение |
Фотографии обследования грунта
Несущая способность фундамента
Грунт – основание, на котором строится здание. А фундамент – это элемент, конструкция здания. Несущая способность фундамента зависит от прочности основного материала (камень, монолит), внешних дефектов, влияющих на несущую способность, проектных расчетов и армирования по результатам вскрытия. Конечно, можно сделать выводы только по проектным данным, но, как правило, проекты здания часто теряются, а еще чаще при строительстве могут быть отступления от проекта. Новое обследование определяет именно фактическое состояние конструкций здания на данный момент (фактическое армирование, несущую способность). Проект – это идеальный вариант здания, а в реальности необходимо учесть все внешние погрешности при строительстве и влияние времени.
Любые трещины, просадка отмостки, вынимания на фасад могут стать причиной того, что необходимо проверить фундамент. Любое движение по основанию фундамента рано или поздно выявится и на верхний конструкциях. По косвенным признакам даже визуально можно судить о состоянии фундамента. Мы делаем осмотр по большой зоне, в том числе обходим верхние и нижние этажи. Только в таком случае мы можем получить наглядную картину по фундаменту.
Сроки и стоимость обследования несущей способности фундамента
| Обследование несущей способности фундамента | Цена обследования | Сроки | Получить коммерческое предложение |
| Определение несущей способности плиты перекрытия | от 35 000 руб. | от 10 дней | Получить коммерческое предложение |
Фотографии обследования фундамента
Несущая способности конструкций перекрытия: балки, плиты
Перекрытие – это обычно совокупность нескольких элементов конструкции. К конструкциям перекрытия относятся сама плита перекрытия, диски перекрытия, балки. Балка как элемент перекрытия – это то, на что опирается перекрытие. Перекрытие в общем смысле – то, что находится между этажами.
Для определения несущей способности специалист должен сделать внешний осмотр здания на наличие дефектов и осмотр конструкции, на которые опирается перекрытие. В конструкции здания входят как вертикально, так и горизонтально несущие конструкции. К горизонтальным относятся балки, плиты, диски. К вертикальным – стены дома, колонны, столбы. При этом горизонтальные конструкции несут большую нагрузку.
Балки – конструкции, которые устанавливаются в зданиях с колоннами. В современных домах основной материал, из которых изготавливают балки, — бетон. В старых домах балки могут представлять из себя смесь железных профилей, деревянных лагов, асфальтобетона. И тогда основной задачей специалиста по обследованию зданий становится исследовать состав перекрытия для определения того, несут ли конструкции ту же нагрузку или со времени несущая способность здания изменилась.
Полезная нагрузка на перекрытие для жилых, офисных и других помещений на несущие конструкции обычно указывается с запасом, что предотвращает серьезные последствия при перезагрузке. Однако это, конечно, не означает, что надо игнорировать необходимость обследования.
Что такое несущая способность
Превышение НС ведет к предельному состоянию – когда элемент конструкции начинает разрушаться.
Для сооружения это величина нагрузки, которая соответствует предельному состоянию здания по прочности.
При проектировании зданий отдельно измеряется НС всех его элементов и грунта, на котором он будет стоять. Рассмотрим пару основных параметров, которые рассчитывают в первую очередь.
Несущая способность грунта
Сопротивление грунта – это максимальная нагрузка, которую способен выдержать грунт. Это значение необходимо знать при проектировании дома и выборе фундамента.
Расчеты допустимой несущей способности различных грунтов описаны в СНиП 2.02.01-83.
На сопротивление влияют такие показатели, как плотность и влажность. Чем земля плотнее, тем меньше в ней воздуха и выше несущая способность.
Высокая влажность наоборот, снижает несущие показатели грунта. Это не касается непучинистых почв с вкраплениями крупного песка и щебня – повышенная влажность незначительно понижает сопротивление.
Несущая способность свай
Предельная нагрузка, которую способна выдержать забитая в землю свая. Делится на НС по типу изготовления и по грунту.
Чтобы узнать показатели, существует несколько способов:
Расчеты определяют согласно СНиП № 2.02.03-85 «Свайные фундаменты».
Несущая способность фундамента
На нее влияет масса стройматериалов, конструктивные особенности объекта, погодные условия, тип и конструкция кровли, климатические и другие условия.
Для расчета нагрузок на фундамент необходимо сложить следующие показатели:
Несущая способность
Максимально допустимая вертикальная, горизонтальная или иная внешняя, внутренняя нагрузка, которую способны принять без потери функциональных свойств конструктивные элементы здания: стены, фундамент, кровля, перекрытия, колонны, балки, столбы – это несущая способность. Во время эксплуатации на объект воздействует множество негативных внешних факторов, которые часто снижают прочностные параметры сооружения и его устойчивость, качественные и количественные характеристики материала. Все это может отрицательно отразиться на несущей способности здания.
Несущий каркас здания состоит из ключевых конструктивных элементов: грунтов и фундамента, кровли, стен, перекрытий, балок, колонн, иногда фасада. Он может быть выполнен из разных материалов, свойства которых также влияют на прочностные показатели, устойчивость к внешним и внутренним нагрузкам.
Для чего необходимо оценивать несущую способность здания и отдельных конструкций? Данный показатель рассчитывают в ходе комплексного обследования объекта и для изучения возможности его перепрофилирования, перепланировки. Несущая способность здания оценивается перед установкой тяжеловесного оборудования, для понимания остаточного ресурса и сейсмостойкости сооружения. Этот вид изысканий также проводят при реконструкции объекта: перед установкой арт-конструкций или надстройкой дополнительного этажа.
Исчерпание несущей способности конструкции – такое состояние элемента, когда при наличии внешних нагрузок напряжение на некоторых участках приближается к предельному. Часто оно выражается в виде отклонений, прогибов, трещин и других повреждений, деформаций.
Определение несущей способности
Несущую способность закладывают еще на стадии проектирования с учетом предполагаемых функций объекта, назначения каркаса. Но со временем показатель может меняться из-за воздействия внешних и внутренних негативных факторов.
На несущую способность влияет ряд условий: наличие жесткого армирующего звена, характер взаимодействия материалов, разгружающее действие отдельных элементов, состояние раствора или иного контактного слоя.
Определение несущей способности – комплекс исследовательских, аналитических и измерительных мероприятий. Изыскания начинаются с изучения проектно-технической документации. На подготовительном этапе специалисту предстоит ознакомиться с материалами несущего каркаса здания, характером сопряжения конструкций, способом опирания, внешними и внутренними нагрузками, агрессивными факторами среды, которые могут негативно воздействовать на техническое состояние сооружений.
После изучения теоретической части специалисты приступают к визуальному осмотру и проведению необходимых измерений:
На завершающем этапе все результаты измерений и визуального осмотра анализируются, вносятся в компьютерную программу для проведения расчетов.
Несущая способность зданий и сооружений
Существуют разные способы оценки несущей способности. Некоторые из них универсальные и подходят для объектов любого функционального профиля, другие применимы только к определенной категории сооружений.
Одна из методик оценки несущей способности позволяет достаточно точно определить остаточный ресурсный потенциал конструктивных элементов. Она подразумевает учет всех негативных факторов, которые могут вызвать износ сооружения: атмосферных осадков, перепадов температуры и влажности, ветра, особенностей рельефа, интенсивной или небрежной эксплуатации, коррозии, эрозии.
Проверка несущей способности традиционными способами используется уже достаточно давно. Стандартные методы подразумевают создание вибрационных динамических и механических импульсных воздействий определенной интенсивности и силы. Их направляют на отдельные элементы здания через грунт и фундамент. Для регистрации изменений на исследуемый объект устанавливают специальные датчики. После проведения испытаний полученные результаты обрабатывают в специальной компьютерной программе, которая позволяет рассчитать, чему равна текущая несущая способность зданий и сооружений.
Одна из особенностей методики оценки возможных дополнительных нагрузок: необходимо учитывать давление не только на один участок, но и на всю армированную конструкцию. Специалист должен выполнить пространственный расчет, который охватывает все взаимосвязанные элементы. Конструктивная оценка предполагает учет нагрузок дополнительного воздействия, временных, динамических, естественных и постоянных факторов. Такой комплексный подход считается наиболее полным и достоверным. Методика позволяет увидеть фактическую картину и спрогнозировать возможность увеличения нагрузки на здание без негативных последствий.
Несущая способность кирпичной кладки
Простенки кладки из кирпича выполняют роль несущих элементов сооружения. Прочностные показатели конструкции могут со временем снижаться из-за влияния внешних негативных факторов.
Для определения фактической несущей способности специалисты измеряют, рассчитывают и изучают следующие показатели:
Прочность кладки можно определить методами неразрушающего контроля. После получения необходимых вводных данных несущую способность рассчитывают по формуле. Она требуют применения некоторых коэффициентов – длительной нагрузки и продольного изгиба.
Оценка несущей способности бетонных и железобетонных конструкций
Для определения несущей способности конструктивных элементов из бетона и железобетона, которые имеют нормальное по отношению к продольной оси сечение, применяют методику предельного равновесия по нормативной документации. В этом случае руководствуются следующими упрощающими принципами:
Для повышения прочностных характеристик в конструктивные элементы включают вкладыши из цементного бетона или другого низкодеформируемого материала, внутри которого расположены металлические элементы.
Особенности расчета несущей способности фундамента
Для грунта и фундамента максимально допустимую нагрузку исследуют в единой связке. Для укрепления слабого основания потребуются сваи. На грунте с плотной и устойчивой структурой можно использовать колонны или ленточный фундамент для стен. Для выбора оптимального варианта необходимо изучить в лаборатории физико-химические параметры почвы в данной местности.
Несущая способность фундамента во многом зависит от количественных и качественных свойств материала, наличия дефектов, арматуры, соответствия фактических и проектных данных. Любые негативные изменения в состоянии основания здания через некоторое время отразятся на стенах, перекрытиях и других верхних конструктивных элементах.
Изучение несущей способности основания требуется в следующих случаях:
Несущая способность фундамента должна предотвращать вероятность сдвигов и обеспечивать высокую устойчивость и прочность оснований здания.
Несущая способность сваи указывает, какую нагрузку она способна выдержать при максимально допустимом уровне деформации грунта. Задача специалиста на стадии проектирования – рассчитать оптимальное число элементов.
Для оценки показателя используют два основных метода: уровень сопротивления по боковой поверхности и уровень сопротивления грунта под острием. Оптимальный вариант определяют исходя из характеристик почвы.
Особенности определения несущей способности вертикальных и горизонтальных конструктивных элементов
К перекрытиям относятся плиты, диски и балки. Они взаимосвязаны и объединены для выполнения единой функции. Перекрытие – это конструктивный элемент, расположенный между этажами. Он опирается на балку.
Различают два типа несущих частей здания:
Балки – важный опорный элемент в зданиях с колоннами. Для их изготовления используют бетон. В старых домах встречаются балки из деревянных лагов, железных элементов и асфальтобетона. В этом случае специалист должен изучить состав балки, выяснить фактическую несущую способность, и насколько она изменилась со временем.
При проектировании инженеры должны закладывать несущую способность с некоторым запасом. Это помогает минимизировать вероятность перегрузки, но не отменяет необходимость в регулярных технических обследованиях здания.
К вертикальных несущим конструкция относятся столбы и колонны, имеющие отдельный фундамент, который по форме напоминает подстаканник. Чем больше нагрузка и площадь объекта, тем глубже должны быть заложены опорные элементы. Колонны обычно изготавливают из монолита или железобетона. Распространенный материал для возведения столбов – кирпич и камень. Эта вертикальная несущая конструкция встречается в старых малоэтажных домах.
Несущая способность кровли и фасада
Основная нагрузка на кровлю – это снег, ветер и другие погодные факторы. Если на стадии проектирования кровлю не планировалось эксплуатировать, то ее несущая способность снаружи будет ниже, чем с внутренней стороны.
Фасад может быть несущим и не несущим элементом сооружения. Его навешивают на колонны или устанавливают на отдельный элемент. В последнем случае фасад называют самонесущим.
Несущая способность объекта – изменяющаяся во времени величина. С увеличением срока эксплуатации и при воздействии агрессивных внешних факторов прочностные характеристики и устойчивость сооружения снижается. Предотвратить аварии и другие нежелательные ситуации на объекте поможет регулярное экспертное обследование.
Компания «Департамент» предлагает услуги по диагностике и определению несущей способности здания. Специалисты используют современное оборудование и методы неразрушающего контроля, которые позволяют максимально быстро получить достоверные результаты. Узнать подробности, стоимость и задать вопросы можно представителю компании «Департамент» по телефону или электронной почте.