Несущая способность свай: расчет от материалов и грунта, величина фундамента

Как рассчитать несущую способность сваи по материалу

Сваи выполняются из бетона, железобетона, металла и представляют собой полые или цельные стержни, которые закладываются на глубину в землю наклонно или вертикально. Элементы устанавливаются под строением и передают на грунт нагрузки сжатия, кручения и среза от наземной части. Несущая способность сваи зависит от материала изготовления и типа почвы.

Зависимость от материалов опоры и видов грунта
Определение несущей способности фундамента
Методы расчета
Теоретический
Динамический
Пробный
Расчет несущей способности свай в конкретных условиях

Зависимость от материалов опоры и видов грунта

При строительстве свайного фундамента нужно вычислить несущую способность свай в зависимости от типа грунта

Свая контактирует с земляными слоями, поэтому ее способность сопротивляться нагрузкам зависит от категории почвы. Нужное число свайных элементов рассчитывают, опираясь на характеристики материала и грунта.

В строительстве частных домов получили распространение виды фундаментов:

на забивных сваях;
на винтовых опорах;
с буронабивными оболочками.

Учитывают несущую способность грунта во время определения вида свайной основы. Она характеризует давление, которое выдерживает условная площадь слоя. Эта величина ниже аналогичной характеристики свайного стержня и зависит от вида пласта, насыщенности его водой и плотности. Геодезические изыскания проводят для определения свойств земельного слоя в области строительства.

Железобетонные сваи ставят под зданиями с большой нагрузкой, промышленными предприятиями. Они хорошо работают на сжатие и изгиб, т. к. внутри имеют металлический каркас. Стальные элементы сопротивляются срезу, динамическому воздействию и кручению, поэтому применяются под строениями с аналогичными нагрузками. Деревянные стержни используются в стабильных грунтах и воспринимают давление от небольших частных построек.

Определение несущей способности фундамента

Чтобы сделать расчет фундамента на прочность, собирают нагрузки от наземной части постройки и прибавляют вес свайных элементов вместе с ростверком и монолитной плитой.

Масса дома складывается из веса элементов:

вертикальных ограждений (стен, перегородок);
междуэтажных и подвальных перекрытий;
системы стропил, ферм и кровельного покрытия;
наружной отделки со слоями изоляции;
оборудования, коммуникаций, техники, людей;
снега и ветрового давления;
фундамента.

Все составляющие тщательно высчитывают, затем складывают, применяют коэффициент прочности и получают общую нагрузку на основание. Если предполагают пристройки со временем, давление от них также учитывают при нахождении несущей способности.

Если полученное значение меньше расчетного, вариант принимается и строительство ведется по плану. В ином случае используют метод уширения подошвы сваи или увеличения количества стержневых элементов. Расширение опорной части лучше предусматривать для винтовых свай, когда можно значительно увеличить диаметр лопастей.

Для жб элементов используют метод сверления буром-расширителем или делают камуфлетные сваи. Максимально повышает несущие свойства способ инъектирования грунта, когда в пространство между свайными стержнями подается раствор из песка и цемента на 1,5 – 2,0 метра ниже опоры столба.

Методы расчета

Несущая способность грунта

Оболочки в условиях строительной площадки проходят несколько испытаний. Число контрольных исследований выбирает автор проекта с учетом полевых условий, конструкции здания, проектной способности свай по рекомендациям строительных ГОСТ на изыскание грунтов. Ревизионные испытания выполняют в начале погружения, чтобы не перерасходовать бетон и металл и полностью использовать проектную прочность.

Контрольные изыскания проводят методами:

статического давления на сваю;
динамического действия;
изучением грунта при погружении эталонного стержня;
исследованием почвы статичным зондом.

Статичному испытанию подвергается 1% от количества свай на площадке, результат зависит от сложности грунта, формата нагрузок и количества разновидностей вертикальных опор. Динамической нагрузке подвергается 2% от количества стержней, но не меньше 6 – 9 в зависимости от класса строения.

Несущие характеристики сваи и грунта можно рассчитать по формулам теоретическим, динамическим и пробным способом.

Теоретический

Качественный результат расчета взаимодействия свай и почвы получается с учетом пластики грунтового слоя, сжимаемости фундаментного стержня. Определяются локальные области предельного напряжения и перераспределение касательных нагрузок. Минимальное расстояние между винтовыми элементами принимается в размере двойного лопастного диаметра, а максимум выбирается по способности ростверка и опоры сопротивляться давлению.

Пролет между столбами рассматривают жестко закрепленной балкой с двух торцов, нагрузку определяют так, чтобы не возникали деформации, а центральный прогиб был не больше нормативов.

Теоретически расчет несущей способности сваи выражается формулой W = H / d, где:

H — расчетная несущая характеристика стержня;
d — коэффициент прочности, учитывающий запас сопротивления давлению.

Величина H определяется умножением площади опоры или на расчетное сопротивление почвы там, где она закладывается в землю. Для распространенных почвенных слоев такие показатели приводятся в строительных таблицах при условии заглубления больше 1,5 метра. При погружении земля теряет плотность, начальные характеристики длительно восстанавливаются. Принимается максимальное расстояние между опорами на уровне трех метров. Если при расчете получаются большие промежутки, добавляют несколько стержней для уменьшения пролета.

Читайте также:

Ловушка для мух своими руками

Динамический

Контрольные испытания проводят зондированием и специальным расчетом, но таких итогов недостаточно и требуется испытание почвенных слоев погружением эталонных опор. Сваи отягощаются на уровне расчетной нагрузки, которая находится по нормативным документам СП 24.13330 – 2011, где регламентируется проектирование свайных фундаментов.

Технология динамического метода заключается в том, что при заглублении столба увеличивается сопротивление почвенного слоя. Принимается во внимание связь между силой удара при погружении и несущей характеристикой элемента. Забивка выявляет слабые места свайного поля и оболочек для вычисления диаметра и протяженности опорного столба.

Динамические изыскания не требуют дорогого оборудования и больших затрат, подходят для испытания разных типоразмеров. Минусом считается факт, что меняющаяся нагрузка иногда завышает показатель прочности, и появляется неточность при проведении расчета. Динамические испытания проводят опытные техники, для этого метода не подходят нестабильные или сыпучие основания.

Вид свай выбирают по свойствам пласта, который располагается под острием стержня. Сваи-стойки монтируют, если используется малосжимаемые скальные почвы. В других вариантах ставят сваи трения (защемленные в земле). Длина выбирается с учетом того, что стержень заделывается в тело ростверка на 5 – 10 см при вертикальной нагрузке.

Пробный

Процесс пробного заглубления сопровождают техническими документами, где проставляют размер, вид и расчетную нагрузку на сваю. Для проведения требуется подробный план фундамента с приведенными шурфами зондирования, которые исследовались геологами. Указывается прохождение коммуникаций и электрических кабелей.

Пробные забивки проводят в случае:

присутствия слабых почв, техногенных насыпных участков;
количества свай больше 2 тыс.;
строительства многоэтажек свыше пяти этажей;
если есть сомнения в правильности теоретической части расчета.

Погружение сопровождается техническими документами с указанием расчетных нагрузок, типа оболочек. Результаты испытания заносятся в журнал, где описываются полученные повреждения, категория молота и число ударов до конечного погружения.

Расчет несущей способности свай в конкретных условиях

Забивные ЖБ сваи

Несущие свойства забивных железобетонных стержней вычисляются как сумма сопротивления почвы под подошвой и боковой обструкции F = y · (Fd + Fr), где:

Fd = u · Σ y · Fl · Hl;
u — наружный периметр столба;
y — коэффициент функционирования;
Fl — боковое сопротивление земли;
Hl — толщина почвенных слоев в области контакта;
Fr = y · R · S;
R — сопротивление грунта под острием по норме;
S — площадь опоры внизу.

Формирование буронабивной сваи

Расчет ведется и для буронабивных оболочек. Для таких свай несущая способность вычисляется по формуле F = R · S + u · ∫ y · Fl · Hl, где:

R — сопротивление грунта под острием по норме;
S — площадь опоры внизу;
u — наружный периметр столба;
y — коэффициент функционирования;
Fl — боковое сопротивление земли;
Hl — толщина почвенных слоев в области контакта.

Виды винтовых свай

Формула вычисления показателя для винтовой сваи отличается от предыдущих выражений, т.к. требуются иные характеристики: F = yc · ((a1 · c1 + a2 · y1 · h1) · D + u · G · (h – d)), где:

yc — коэффициент функционирования;
a1 и a2 — табличные коэффициенты;
c1 — коэффициент линейности грунта для песка или удельное сцепление для глины;
y1 — удельный вес земли выше лопасти;
h1 — величина заглубления;
D — диаметр лопастей за вычетом диаметра самой сваи;
u — периметр основания сваи;
G — боковое сопротивление грунта;
h — протяженность сваи;
d — диаметр опорного винта.

Несущая способность после динамического, статического исследования и зондирования проверяется расчетом нагрузок и действий сопротивления материала. Если один из видов испытания не подтверждает расчетные показатели, такие сваи не допускаются к установке.

Как рассчитывается несущая способность сваи

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

Указания по определению несущей способности
и необходимой длины свай

Дата введения 1995-10-01

УТВЕРЖДЕНЫ Научно-техническим управлением Департамента строительства 15 сентября 1995 г.

Указания по определению несущей способности и необходимой длины свай разработаны лабораторией оснований и фундаментов НИИМосстроя (зав. лабораторией В.А.Трушков).

В указаниях учтен производственный опыт строительных организаций Департамента строительства при устройстве свайных фундаментов в жилищном строительстве г.Москвы.

Указания обобщают накопленный за период с 1975 по 1995 гг. опыт испытаний забивных свай, применяемых для уточнения требуемой глубины погружения свай путем пробной забивки.

Указания согласованы с акционерным обществом холдинговой компанией “Главмосстрой” и государственным предприятием – трестом Мосстрой-5

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие указания составлены на основе обобщения опыта статических и динамических испытаний забивных свай, являются дополнением к СНиП и распространяются на работы по определению несущей способности и необходимых длин забивных свай в жилищном строительстве Москвы.

1.2. При определении несущей способности и необходимой длины забивных свай надлежит руководствоваться главами СНиП по проектированию свайных фундаментов, ГОСТ 5686-78* “Сваи и сваи-оболочки. Методы полевых испытаний” и настоящими указаниями.

________________
Действует ГОСТ 5686-94, здесь и далее. – Примечание “КОДЕКС”.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ
И НЕОБХОДИМОЙ ДЛИНЫ ЗАБИВНЫХ СВАЙ

2.1. Необходимая глубина забивки свай фундамента и допустимая на них расчетная нагрузка устанавливаются проектной организацией на основании материалов инженерно-геологических изысканий в соответствии с конструктивными особенностями фундамента, действующими на него вертикальными и горизонтальными нагрузками, допустимыми величинами деформаций здания. При этом учитываются результаты зондирования грунта и испытания пробных свай, если они выполнялись, опыт эксплуатации построенных вблизи зданий, а также обстоятельства, могущие повлиять на несущую способность свай и величину их осадок под нагрузкой (наличие слоя слабого грунта, подсыпка территории, рытье грунта вблизи свай и т.д.).

2.2. Напряжения в материале свай от действующих на них вертикальных и горизонтальных нагрузок и изгибающих моментов, с учетом допустимого отклонения свай от проектного положения, не должны превышать величин, нормируемых СНиП “Бетонные и железобетонные конструкции”.

2.3. При назначении необходимой длины свай следует использовать разработанные ГлавАПУ г.Москвы “ВТУ по расчету, проектированию и производству свайных фундаментов зданий и сооружений в г.Москве”, содержащие обобщенные геологические профили, привязанные к разным районам г.Москвы, с рекомендациями несущего слоя и длины свай.

2.4. Длина свай должна быть назначена с учетом грунтовых условий и глубины залегания кровли несущего слоя. В г.Москве в качестве несущего слоя могут быть использованы: моренные суглинки и глины днепровского и московского оледенения; флювиогляциальные пески; юрские глины ниже их кровли не менее чем на 2-3 м. При опирании нижних концов свай на карбонные глины, известняки и гравийно-галечниковые отложения необходимой мощности с песчаным заполнением несущую способность свай следует определять как для свай стоек в соответствии со СНиП “Свайные фундаменты”.

2.5. Не допускается оставление нижних концов свай в торцах и заторфованных грунтах, сапропелях, сапропелитах, илах, илистых суглинках, текучих суглинках, озерно-болотных отложениях и плывунах.

2.6. В г.Москве для песчаных не насыщенных водой грунтов (кроме пылеватых) и глинистых грунтов при показателе текучести от 0,4 до 0,6 включительно, с содержанием органических остатков не более 3% для песка и 5% для глинистых грунтов, при определении несущей способности свай, по таблицам 1 и 2 СНиП 2.02.03-85 следует учитывать увеличение сопротивления грунта при уплотнении его забивкой или в результате тиксотропного упрочнения и консолидации.

2.7. Динамические и статические испытания пробных свай производятся в соответствии с ВСН 200-83 “Инструкция по производству работ нулевого цикла при строительстве домов повышенной этажности”.

2.8. Необходимость проведения статических испытаний одиночных свай определяется проектной организацией с учетом результатов инженерно-геологических изысканий или результатов испытания свай динамическими нагрузками.

Испытания свай статическими осевыми вдавливающими нагрузками производятся:

а) в случаях сложных грунтовых условий, когда сваи погружаются в слабые грунты, представленные торфами, заторфованными грунтами, сапропелями и сапропелитами, текучими суглинками, насыпями и другими сильносжимаемыми грунтами;

б) на объектах с предполагаемым количеством свай более 2000 шт.;

в) для высотных зданий с большими нагрузками на фундамент;

г) в тех случаях, когда расчетная нагрузка на сваю должна быть высокой;

д) контрольные статические испытания рабочих свай фундамента производятся, если нет уверенности в том, что их несущая способность соответствует требованиям проекта. Сваи, назначенные для статического испытания, следует располагать в пределах контура здания на наиболее нагруженных участках при неблагоприятных грунтовых условиях.

2.9. Испытываемые статической нагрузкой сваи необходимо предварительно испытать (после соответствующего отдыха в грунте) динамической нагрузкой в соответствии с разд.4 настоящих указаний, с записью упругой и остаточной части отказа.

2.10. При испытании статической вдавливающей нагрузкой должно быть испытано до 1% от общего количества свай на данном объекте, но не менее 2 шт.

2.11. Количество пробных свай, подлежащих испытанию динамической (ударной) нагрузкой, принимается 2% от общего числа свай на данном объекте, но не менее 5 шт.

2.12. Работы по забивке и испытаниям пробных свай выполняются по заданиям проектных организаций специализированными организациями Главмосстроя и производятся в соответствии с перечисленными в п.1.2 настоящих указаний нормативными документами.

2.13. Техническая документация на забивку пробных свай с указанием их типов, длины и несущей способности, разработанная проектной организацией, передается в 2-х экземплярах специализированной организации Департамента строительства, выполняющей пробную забивку свай. Указанная документация должна содержать:

а) план здания с указанием и привязкой на нем местоположения геологических скважин (шурфов), точек статического и динамического зондирования грунта, пробных свай, подлежащих забивке и испытанию, подземных коммуникаций (газопровод, канализация, водосток, теплосеть, водопровод, кабели и др.), существующих строений и т.д.;

б) техническое задание на испытание пробных свай в грунте, а также техническое заключение об инженерно-геологических условиях участка строительства.

2.14. Места расположения на строительной площадке пробных свай, испытываемых динамической нагрузкой, и длина их должны назначаться с таким расчетом, чтобы получить необходимые данные для назначения расчетной нагрузки на сваи фундамента и определения необходимой глубины их забивки на всех характерных участках проектируемого свайного поля.

2.15. При рядовом расположении свай в фундаменте расстояние между пробными сваями рекомендуется принимать не более 30 м.

При кустовом (или многорядном) расположении свай расстояние между ними в кусте, их длину и несущую способность (особенно при песчаных грунтах) рекомендуется определять с учетом результатов пробной забивки фрагментов из нескольких свай в характерных местах строительной площадки с испытанием отдельных свай динамической или статической нагрузкой.

В тех случаях, когда уплотнение грунта в результате забивки препятствует погружению части свай куста на заданную глубину, расстояние между сваями в проекте следует по возможности увеличить, сократив соответственно число свай в кусте за счет увеличения в допустимых пределах нагрузки на каждую сваю.

Если в кусте нельзя уменьшить число свай принятого сечения в связи со значительной нагрузкой на них, следует рассмотреть вопрос о применении в фундаменте свай другого сечения с большей несущей способностью.

2.16. В качестве пробных свай могут применяться как обычные железобетонные, так и инвентарные, извлекаемые после испытания сваи конструкции НИИМосстроя, забиваемые специальной самоходной установкой.

2.17. Испытания пробных свай производятся в соответствии с техническим заданием специализированной организацией (отделом контроля качества треста Мосстрой-5) под наблюдением представителя проектной организации и лаборатории оснований и фундаментов НИИМосстроя.

Несущая способность пробных свай определяется в соответствии со СНиП 2.02.03-85 “Свайные фундаменты”, ГОСТ 5686-78* “Сваи и сваи-оболочки. Методы полевых испытаний”.

Результаты испытания пробных свай специализированная организация передает проектной организации, которая принимает окончательное решение о конструкции фундамента, расчетной нагрузке на сваи и необходимой глубине погружения их и грунт.

3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ
И УТОЧНЕНИЕ НЕОБХОДИМОЙ ДЛИНЫ СВАЙ

3.1. При производстве свайных работ специализированная организация производит забивку каждой сваи фундамента до сопротивления, обеспечивающего указанную в проекте несущую способность сваи, определяемую динамическим методом в соответствии с главой СНиП “Свайные фундаменты”.

3.2. Глубину погружения свай в процессе их забивки при необходимости следует уточнять по согласованию с проектной организацией. Для этого рекомендуется до массового завоза свай на строительную площадку первые рабочие сваи забивать в отдельных точках свайного поля с таким расчетом, чтобы охватить по возможности все его характерные участки.

Необходимость такой проверки, а также количество и места забивки этих свай устанавливаются проектной организацией.

Указанные сваи следует располагать так (например, по периметру свайного поля), чтобы после погружения в грунт они не мешали передвижению сваебойного агрегата при последующей забивке свай.

3.3. Рабочие сваи, испытываемые динамическим методом в отдельных точках свайного поля перед массовой забивкой, погружаются копровым агрегатом, предназначенным для производства свайных работ, или специальной самоходной установкой на базе автомашины, способной выполнить эту работу до окончания перебазирования и монтажа основного сваебойного агрегата.

3.4. Динамическое испытание свай, указанных в п.3.3 настоящих указаний, производится сразу же после их забивки и затем часть свай повторно испытывается после отдыха в грунте не менее 3 сут.

Расчет несущей способности забивной сваи

Грамотно проведенный расчет несущей способности забивной сваи при проектировании здания – залог надежности, долговечности и целостности постройки. Также это поможет заранее спланировать бюджет.

Несущая способность забивных свай – предельный объем нагрузки, которую может вынести железобетонная опора, находящаяся в почве, не поддаваясь изменению формы. Ее тип различают по материалу производства и характеристикам земли. Первое можно измерить в процессе теоретических расчетов. Классифицировать грунт реально при практическом анализе участка.

Испытание забивных свай статической нагрузкой.

Существует несколько методов определения несущей способности основания. Самый действенный из них – практическое испытание забивных свай статической нагрузкой. После установки опоры, её оставляют в покое на 2 – 3 суток. Затем ступенчатым домкратом оказывается нагрузка, сравнимая с давлением веса будущего сооружения. Прогибометром вычисляется степень усадки конструкции.

ИСПЫТАНИЕ ЗАБИВНЫХ СВАЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ.

Динамические испытания схожи со статическими по принципу проведения действий. Опорные столбы погружают в грунт, оставляют отдыхать. По истечении периода времени начинается воздействие нагрузками. Именно в этом моменте выражается разница в процессах. Давление происходит посредством дизель молота, который передает ударную нагрузку. После каждого (до 10) ударов мера осадки фиксируется прогибометром. Чаще всего этот вид испытаний происходит в совокупности с предыдущим.

Несущая способность забивной сваи – таблица и формула расчета.

Практические опорные характеристики вычисляются, отталкиваясь от сочетания противодействия грунта под нижним фрагментом конструкции и боковыми частями.

Помогает формула: Fd=Ycr ×(Fdf+Fdr), где:

Fdf = u * ∑Ycf * Fi * Hi
u – внешний периметр сечения ЖБ столба;
Ycr – коэффициент условий работы конструкции в почве (=1);
Fi – сопротивление слоев почвы на боковой стенке столба;
Hi – общая толщина слоев грунта, контактирующих с боковой гранью основания;
Fdr = Ycr * R * A
R – нормативное сопротивление почвы под нижним концом опоры
А – площадь опорной подошвы.

Поможет в подсчетах следующая таблица:

Если эти знания не пригодятся для самостоятельного расчета, то точно помогут проконтролировать ход работы подрядчиков и убедиться в соответствии цены и качества услуги.

РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ГРУНТА

Способность земли выдерживать необходимые нагрузки настолько же важны, сколько и возможности опорных элементов. Несмотря на то, что грунтовые показатели существенно ниже фундаментных. Параметры характеристик почвы учитываются при составлении проекта (и свайного поля в том числе) одними из первых. Условный участок грунта рассчитывают в тоннах на метр квадратный, либо в килограммах на сантиметр квадратный.

Основополагающими факторами, влияющими на возможность почвы выдерживать ту или иную степень воздействия, являются:

Тип грунта;
Уровень насыщенности влагой;
Уровень плотности.

Для определения подобных характеристик перед составлением проектной документации и плана фундамента на строительную площадку выезжают специалисты для проведения процедуры инженерно-геологических и геодезических испытаний. Отобранные пробы смежных пластов почвы подробно исследуются в лабораторных условиях узкопрофильными специалистами.

Грунтовые условия столицы и Подмосковного региона считаются проблемным, так как содержат большой объем влаги. Чем выше процент содержания подземной воды в почве, тем ниже показатели несущей возможности. Для особо плачевных ситуаций разработаны некоторые методы отхода от проблемы. Например, возможно произвести инъекцию в почву раствора на основе цемента и песка между опорными элементами.

Впрочем, сами железобетонные опоры играют роль уплотнителя, так как под них не роются траншеи. Земля остается в естественном состоянии. Уплотнение происходит благодаря стеснению земли телами столбов, погружаемых до твердого несжимаемого пласта. В случае использования винтовых свай функцию уплотнения берет на себя винтовая лопасть.

Расчет несущей способности сваи

Несущая способность забивной сваи состоит из двух составляющих: несущая способность за счет бокового трения и сопротивление под торцом сваи. В зависимости от того, какая составляющая больше, свая называется “висячей”, либо “сваей-стойкой”. Ниже приведен пример расчета сваи.

F_d – несущая способность сваи определяется по формуле:

где γ_с – коэффициент условной работы сваи в грунте; γс=1;

R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа

A – площадь поперечного сечения сваи, м2;

U – наружный периметр поперечного сечения сваи, м;

f_i – расчетное сопротивление i -го слоя грунта основания по боковой поверхности сваи, кПа, принимаемое по таблице 2[9] или аналогичных таблиц 11.2 [1] или 9.2 [2];

h_i – толщина слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м;

γ _CR , γ_{с f} – коэффициенты условной работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи, принимаемые по таблице.

В данном случае γ _CR = γ_{с f} =1, [9].

Находим значения R и f_i для наших инженерно-геологических условий .

– для суглинка тугопластичного с I_L =0,4 на глубине 8,7 м R =2313, 33 кПа

– для глины тугопластичной с I_L =0,28 на средней глубине слоя z ₁=1,5 м, f ₁=28,9 кПа

– для супеси пластичной с I_L =0,2 на средней глубине слоя z ₂=2,3 м, f ₂=43,8 кПа

– для песка крупного средней плотности на средней глубине слоя z ₃=4 м, f ₃=11,10 кПа

– для суглинка тугопластичного с I_L =0,4 на средней глубине слоя z ₃=6,25м, f ₄=31,25 кПа

Площадь поперечного сечения сваи A =0,32=0,09 м2.

Периметр площади поперечного сечения сваи U =1,2 м.

Расчетная допускаемая нагрузка на сваю Р_св определяется по формуле: =264,63 кН где

γ _k – коэффициент надежности. Если F_d определена расчетом, как в нашем случае, γ_k =1,4 (п 3.10 [8]).

8 d 2 – осредненная грузовая площадь вокруг сваи, на которую предается нагрузка от собственного веса ростверка, надростверковой конструкции и грунта на ростверке;

d – диаметр (сторона сваи);

h – высота ростверка и надростверковой подземной конструкции, нагрузка от которых не вошла в расчет при определении NI ;

γ _CP – средний удельный вес грунта и бетона над ростверком

Произведение 8 d 2 h γ _CP приближенно учитывает собственный вес ростверка, надростверковой конструкции и грунта на обрезе ростверка, приходящийся на одну сваю.

=1,92 сваи/пог.м

Определяем расстояние a между осями свай.

=0,52 м

Сваи в составе фундамента должны размещаться на расстоянии, равном (3-6) d между их осями. Очевидно, что наиболее экономичным был бы ростверк с однорядным расположением свай при расстоянии а между их осями, равном 3 d =0,9 м. Но, так как полученное значение a =0,52 м d =0,9 м, а по длине ростверка – 0,52 м. При этом расстояние СР между рядами свай определяется из треугольника abc (рис. 10.2).

=0,53 м

Расстояние от внешней грани вертикально нагруженной сваи до края ростверка принимается равным 0,2 d +5 см при однорядном размещении свай и 0,3 d + 5 см при двух и трех рядном ( d – в см), но не менее 10 см. Исходя из этого получаем ширину ростверка (рис.10.2):

bp =0,53+2 ? 0,15+2(0,3 ? 30+5)=1,11 м.

Высота ростверка ленточного двухрядного фундамента должна определяться по условию продавливания его сваей. Но, так как в данном случае расстояние от внутренней грани сваи до внешней грани стены подвала составляет 120 мм > 50 мм, то есть почти половина площади поперечного сечения сваи попадает под стену, то продавливание ростверка оказывается невозможным и расчет на продавливание не производится. Поэтому, из конструктивных соображений и практики строительства, оставляем hp =0,5 м и не делаем пересчетов по п.п. 2, 3, 4 и 5. Итак полученные размеры ростверка составляют:

ширина b_p =1,11 м, высота h_p =0,5 м.

Расчет предусматривает проверку выполнения условия I предельного состояния:

, где

F – расчетная нагрузка передаваемая на сваи, то есть фактическая нагрузка;

F_d – расчетная несущая способность грунта основания одиночной сваи (несущая способность сваи по грунту);

– расчетная нагрузка допускаемая на сваю.

γ _k – коэффициент надежности, равный 1,4.

Вычисление фактической нагрузки F , передаваемой на сваю.

Вес ростверка Q_p =1,11 ? 1 ? 0,5 ? 24=13,32 кН;

Вес надростверковой конструкции Q _НК (одного погонного метра стены подвала) из 3 блоков ФБС24.4.6 и одного доборного ФБС12.4.3:

Q _НК=(0,6 ? 0,4 ? 1 3+0,3 ? 0,4 1)22=18,48 кН;

Общий вес Q ростверка и надростверковой конструкции:

, ,

Вес грунта на внешнем обрезе ростверка G гр=1,9 ? 0,35 ? γср,

где γср – средний удельный вес засыпки пазухи, 18 кН/м3:

G гр=1,9 ? 0,35 ? 18=11,97 кН

Пригрузка внутреннего обреза ростверка бетонным полом подвала G П

G _П=0,405 ? 0,2 ? 1 ? 22=1,78 кН.

Общий вес G пригрузки грунтом и полом подвала:

Расчетная допускаемая нагрузка на сваю

= =253,5 кН

Проверяем выполнение условия первого предельного состояния:

, или, что то же, ,253,5≤264,63– условие выполняется.

Следовательно, размещение свай в плане и ширина ростверка принимается для дальнейших расчетов. Принятые размеры свайного фундамента будут считаться окончательными при удовлетворении условия расчета по второму предельному состоянию – по деформациям.

Стоит отметить, что расчет по грунту является чисто теоретическим и основан на геологических данных. Учитывая факт того, что изыскатели далеко не всегда ответственно подходят к своей работе, а также что часть данных получается методом интерполяции, основой для принятия окончательного решения о длине и количестве свай, должны быть результаты полевых испытаний свай .

Как произвести расчет свайного фундамента при помощи онлайн-калькулятора + вычисление количества свай и несущей способности

01.12.2018 9,709 Просмотров

Фундамент выполняет важную и ответственную функцию, не допускающую никаких сомнений в возможностях или надежности основания.

В этом отношении свайные опорные конструкции позволяют получить полноценный вариант решения проблемы без опасности просадок или деформаций, которые возможны у традиционных видов фундамента.

Особенно ярко эта способность проявляется в сложных условиях, на слабонесущих или обводненных грунтах, торфяниках.

Если традиционные основания базируются на верхних, неустойчивых слоях грунта, то сваи опираются на плотные горизонты, расположенные на значительном расстоянии от поверхности.

Единственной задачей, встающей перед проектировщиком, является грамотный и корректный расчет опорной конструкции.

Какие параметры нужно рассчитать для правильного выбора свайного фундамента

Параметры, необходимые для обоснованного выбора свайного фундамента, можно разделить на две группы:

Измеряемые.
Расчетные.

К измеряемым могут быть причислены все свойства грунта на данном участке:

Состав слоев.
Уровень залегания грунтовых вод.
Особенности гидрогеологии, возможность сезонного подтопления, подъемы и понижения водоносных горизонтов.
Глубина залегания и состав плотных слоев.

К расчетным параметрам относятся:

Величина нагрузки на основание.
Несущая способность опоры.
Схема расположения стволов.
Параметры свай и ростверка.

Читайте также:

Квартира в итальянском стиле

Указаны только самые общие параметры, в ходе создания проекта нередко приходится рассчитывать большое количество дополнительных позиций.

Расчет с помощью онлайн-калькулятора

Тип грунта определяется по результатам бурения пробной скважины. Она имеет глубину до появления контакта с плотными слоями, или до момента погружения на достаточную глубину для установки висячих свай.

Некоторую информацию можно получить в местном геологоразведочном управлении, но она будет усредненной и не сможет дать максимально полные данные о качестве и параметрах грунта на данном участке.

Участок способен иметь специфические инженерно-геологические условия, не свойственные данному региону в целом, поэтому всегда следует производить специализированный геологический анализ.

Глубина промерзания грунта — табличное значение, которое находят в приложениях СНиП.

Существует специальная карта, на которой все регионы России разделены на специальные зоны, обладающие соответствующей глубиной промерзания.

Тем не менее, в действующем ныне СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений» имеется методика специализированного расчета глубины промерзания, производимого по теплотехническим показателям грунта и самого здания.

Как найти нагрузку на основание

Нагрузка на фундамент определяется как суммарный вес постройки и всех дополнительных элементов:

Стены дома.
Перекрытия.
Стропильная система и кровля.
Наружная обшивка, утеплитель.
Эксплуатационная нагрузка (вес мебели, бытовой техники, прочего имущества).
Вес людей и животных.
Снеговая и ветровая нагрузка.

Производится последовательный подсчет всех слагаемых, после чего вычисляется общая сумма. Затем необходимо увеличить ее на величину коэффициента прочности.

Необходимо решить, возможны ли какие-либо дополнительные пристройки или дополнения, увеличивающие вес дома и изменяющие величину нагрузки на основание. Если подобные изменения входят в планы, лучше сразу заложить их в несущую способность фундамента, чтобы упростить себе задачу в будущем.

От каких факторов зависит шаг?

Минимальным расстоянием между двумя соседними винтовыми сваями является двойной диаметр лопасти.

Максимум ограничивается несущей способностью опор и жесткостью ростверка, испытывающего нагрузку от веса дома.

Каждый пролет между опорами можно рассматривать как балку, жестко закрепленную с двух концов.

Тогда величину нагрузки необходимо рассчитать таким образом, чтобы балка не была деформирована или разрушена, а прогиб в центральной точке не превышал допустимых значений.

На практике обычно поступают проще — на основании многочисленных расчетов и эксплуатационных наблюдений выведено максимальное расстояние между соседними сваями, равное 3 (иногда — 3,5) м.

Эту величину считают критической, если по несущей способности опор получаются пролеты больше 3 м, то добавляют 1 или несколько свай для уменьшения шага.

Пример вычисления необходимого количества опор

Для простоты примем общий вес дома со всеми нагрузками равным 30 т. Это приблизительно соответствует весу одноэтажного брусового дома 6 : 4 м, расположенного в средней полосе со снеговой нагрузкой до 180 кг/м2.

Определяется несущая способность одной сваи. Площадь опоры (лопасти) при диаметре 0,3 м составит 0,7 м2. (700 см2). Несущая способность грунта обычно принимается равной среднему арифметическому от значений всех слоев, встречающихся на участке. Допустим, она выражается в 3-4 кг/см2. Тогда каждая свая сможет нести 2,1-2,8 т.

Получается, что для дома в 30 т надо использовать 11-15 свай. Помня о необходимости иметь запас прочности, принимаем максимальное значение. Схему размещения можно принять как свайное поле из 3 рядов по 5 свай в каждом.

Глубину погружения и, соответственно, длину свай принимаем равной глубине залегания плотных грунтовых слоев.

Она определяется практически, методом пробного погружения сваи или бурением скважины.

Пример расчета буронабивной основы

Прежде всего следует вычислить несущую способность одной сваи. Для примера возьмем наиболее распространенный вариант — диаметр скважины 30 см, несущая способность грунта составляет 4 кг/см2. По таблицам СНиП определяем, что несущая способность на песках средней плотности составит около 2,5 т.

Затем производится подсчет общего веса дома. Он делается по обычной методике, но к нему понадобится прибавить вес ростверка, для чего следует вычислить объем ленты и умножить его на удельный вес бетона.

После этого нагрузку на сваи делят на несущую способность единицы и округляют до большего целого значения. Это — количество буронабивных свай, необходимое для дома заданного веса, выстроенного в заданных условиях.

Даже состав грунта редко соответствует лабораторным показателям из-за различных примесей, включений или прочих напластований, изменяющих все параметры.

Поэтому в любом случае надо делать запас прочности, превышающий обычные коэффициенты, заложенные в формулы. Рекомендуется увеличивать его на 10-15%.

Основные схемы размещения

Существует несколько разновидностей схем расположения свай:

Свайное поле.
Свайный куст.
Свайная полоса.

Читайте также:

Как очистить линолеум от зеленки

Свайное поле представляет собой участок с равномерно распределенными по всей площади опорами.

Используется для жилых или вспомогательных построек, обладающих подходящим весом, этажностью и материалом для использования винтовых свай. Свайные кусты применяются для создания опорной конструкции под точечные объекты — вышки электропередач или мобильной связи, колонны, трубы котельных и т.п.

Свайные полосы служат фундаментом для линейных сооружений — ограждений, заборов, набережных и т.п.

При проектировании схемы расстановки опор учитывается конфигурация, геометрические и функциональные особенности всех элементов сооружения. Нередко используются смешанные, или комбинированные схемы расположения свай, когда совместно со свайным полем наблюдаются участки с кустами и полосами.

Необходимо учитывать, что минимальное расстояние между соседними сваями не должно превышать 2 диаметра, а между соседними рядами — 3 диаметра режущих лопастей. Это важно, так как при погружении грунт теряет свою плотность, на восстановление которой уходит большое количество времени.

Как правильно рассчитать шаг

Расчет шага производится в зависимости от схемы размещения свай и от конфигурации постройки.

Если известно общее количество, опоры расставляются по выбранной схеме — сначала по углам, затем заполняются наиболее нагруженные линии, расположенные под несущими стенами, после чего расставляют оставшиеся сваи по площади комнат для поддержки лаг перекрытий.

Задаче проектировщика является обеспечение максимальной жесткости ростверка, установка опор в точках максимальных нагрузок и равномерное распределение веса дома между остальными стволами.

Для построек обычного типа распределение свай проблемы не вызывает, намного сложнее расстановка опор на сооружениях сложной конфигурации с неравномерным распределением массы элементов.

В таких ситуациях сначала размещают кусты свай под наиболее нагруженными точками, после чего размещают остальные опоры.

Оптимальное расстояние

Оптимальное расстояние между сваями — это абстрактное понятие, не имеющее реального числового выражения.

Некоторые источники приводят вполне конкретные значения, но они вызывают больше сомнений, чем полезной информации.

Прежде всего, необходимо учесть нагрузку на каждую опору, которая должна быть меньше предельно допустимых величин.

Кроме этого, необходимо обеспечить такую длину пролетов между сваями, чтобы балки ростверка сохраняли неподвижность и не прогибались.

В этом отношении оптимальное расстояние определяется материалом и размерами ростверка, величиной нагрузки и прочими факторами воздействия.

Поэтому общего оптимального значения расстояния между сваями нет и не может быть. Это величина расчетная, зависит от многих факторов и в каждом конкретном случае имеет собственное значение.

Пример нахождения размеров ростверка

Рассмотрим порядок расчета железобетонного ростверка. Ширина ленты должна быть равна толщине стен.

Если стены дома в 1,5 кирпича, то ширина стен составит 38 см. Такой же будет и ширина ростверка.

Высота ленты при такой ширине должна составить 50 см — это обеспечит необходимую жесткость на прогиб.

Арматурный каркас Будет состоять из двух горизонтальных решеток по 2 стержня 12 мм.

Общий объем бетона, необходимого для отливки, составит 0,5 · 0,38 · 30 м (общая длина ростверка) = 5,7 м3.

Учитывая возможность непроизводительных потерь, лучше заказывать 6 м3 готового бетона марки М200 и выше, или изготовить его самостоятельно прямо на площадке.

Полезное видео

В данном разделе вы сможете ознакомиться с пособием по расчету свайно-ростверкового, плитно-свайного, а также свайно-ленточного фундамента:

Заключение

Большинство пользователей не производит расчет фундамента, так как это слишком сложная и ответственная задача.

Чаще всего для этого привлекают опытных специалистов.

Как минимум, используются онлайн-калькуляторы, позволяющие получить нужные данные быстро и совершенно бесплатно.

Кроме того, такие ресурсы позволяют найти необходимое количество всех материалов и нередко даже рассчитывают их стоимость для монтажа.

Следует учитывать, что всецело полагаться на качество подсчета при помощи неизвестного алгоритма опасно, надо хотя бы продублировать расчет на другом, подобном ресурсе.

В целом, самостоятельный расчет можно производить только для вспомогательных или хозяйственных построек, чтобы не слишком рисковать своим имуществом, здоровьем и жизнью людей.

Как выбрать светодиодную ленту

Применение светодиодных лент

Впервые появившись, светодиодные ленты сразу произвели фурор среди дизайнеров и архитекторов. Использование светодиодных лент позволяло создать световые эффекты, получить которые другими способами было очень сложно или вообще невозможно. Правда, позволить себе такой декор и освещение могли немногие – цены на первые светодиодные ленты начинались от нескольких тысяч рублей за погонный метр.

К счастью, развитие технологий снизило цены на светодиодные ленты в несколько раз, и теперь их можно встретить в любом интерьере.

Спектр применения светодиодных лент очень широк:

– основное освещение помещений;

– подсветка рабочих зон;

– подсветка витрин и стеллажей;

– декоративная подсветка элементов интерьера;

– дежурная и аварийная подсветка помещений;

– декоративная подсветка автомобилей;

– декоративная подсветка фасадов зданий.

Используемые во всех этих случаях ленты, разумеется, отличаются характеристиками и перед выбором светодиодной ленты следует определиться, в каких условиях и для каких целей она будет использоваться. Это позволит определить требования к ленте и совершить оптимальный выбор.

Конструкция светодиодной ленты.

Устроена светодиодная лента несложно – по тонкой (около 0,2 мм) и гибкой полосе из диэлектрика проведены токоведущие дорожки, на которых – через равные промежутки – расположены SMD (surface mounted – монтируемые на поверхность) светодиоды. Обратная сторона ленты обычно самоклеющаяся. Клей защищен бумажной лентой, эту ленту перед монтажом следует снять.

Конструктивно светодиодные ленты различаются размерами светодиодов, количеством их на метр ленты и цветом светимости светодиодов.

Ленты с большой плотностью крупных светодиодов светят ярче, но стоят дороже. Кроме того, ленты различаются и качеством – как самих светодиодов, так и качеством их монтажа на ленту.

Пример некачественной светодиодной ленты

Если некачественный монтаж можно заметить невооруженным взглядом (и отказаться от покупки), то низкое качество светодиодов зачастую выявляется только после начала эксплуатации ленты – низкокачественные светодиоды могут мерцать или иметь разную яркость.

Смонтированная светодиодная лента с бракованными светодиодами

Также – из-за несоблюдения условий производства – срок службы светодиодов в таких лентах сильно различается и первые «провалы» в полосе света могут появиться уже после нескольких дней эксплуатации. Поскольку определить «на глаз» низкокачественные светодиоды невозможно, приходится ориентироваться на цену лены – низкая цена и отсутствие хотя бы годовой гарантии являются верными признаками низкокачественного изделия.

Особенности монтажа светодиодных лент.

Светодиоды на ленте собраны в группы по несколько штук и разрезать ленту можно только на стыке групп – эти участки обычно помечены пунктиром с изображением ножниц. Также на месте стыков присутствуют контактные площадки для пайки или подключения коннекторов – при резке на каждом куске ленты должны остаться контактные площадки одинакового размера. Если разрезать ленту в другом месте, то светодиоды разрезанной группы гореть не будут.

При монтаже ленты следует иметь в виду, что изгибать ленту малым радиусом (и особенно – на излом) не рекомендуется – это может привести к повреждению дорожек. Конкретные рекомендации иногда указаны на упаковке ленты, если же такой информации нет, то лучше ограничить радиус изгиба двумя сантиметрами. Если по каким-то причинам требуется изогнуть ленту под прямым или острым углом с нулевым радиусом, то лучше будет разрезать ленту в месте изгиба и соединить отрезки ленты коннекторами.

Светодиоды излучают тепло, хотя и в разы меньше, чем лампы накаливания. Но лампы накаливания высоких температур не боятся, чего не скажешь о светодиодах – воздействие (особенно продолжительное) высокой температуры многократно сокращает срок их службы. Поэтому светодиодной ленте необходимо обеспечить теплоотвод и производить её монтаж вдали от греющихся поверхностей.

Клеющий состав, которым покрыта обратная сторона ленты, со временем теряет свои свойства – поэтому при монтаже ленты не стоит полагаться только на клей. Особенно это актуально для тяжелых уличных лент, постоянно подвергающихся различным атмосферным воздействиям. Использование специальных желобов не только удержит ленту на своем месте, но и защитит светодиоды от механических повреждений.

Характеристики светодиодных лент.

Тип светодиода определяет его размер и яркость. Так, SMD3528 означает, что в ленте использованы светодиоды размером 3,5 х 2,8 мм. Наиболее распространены светодиоды типа 3528 и 5050, реже встречаются типы 5060, 5630 и 5730. Размер светодиода непосредственно связан с его яркостью, один светодиод SMD3528 дает световой поток примерно в 5 люмен, а SMD5050 – в три раза больше.

Количество светодиодов на 1 метр определяет суммарную яркость ленты и её мощность. Чем больше светодиодов на метр, тем ярче будет светить лента той же длины. Мощность на метр обычно указана на упаковке ленты, но если упаковка не сохранилась, то мощность можно определить, зная тип светодиодов и их количество на 1 метр:

Тип светодиода	Количество светодиодов на 1 метр	Мощность 1 метра ленты
SMD 3528	60	4,8 Вт
SMD 3528	120	9,6 Вт
SMD 5050	60	15 Вт
SMD 5050	120	25 Вт

Суммарная мощность ленты получается умножением удельной (мощность на метр) на длину ленты.

Интенсивность свечения каждого светодиода, вместе с их количеством определяют суммарную яркость ленты, которую можно определить, умножив длину ленты на яркость каждого светодиода и на количество светодиодов на метр. Так, 1 метр ленты SMD5050 120 LED с яркостью каждого светодиода в 15 Лм даст световой поток в 1800 Лм, что немного превышает световой поток 100-ваттной лампы накаливания.

Цвет свечениявыбирается из области применения ленты и используемого дизайнерского решения. Для основного освещения лучше выбирать белый цвет, холодный или теплый – дело вкуса. Для декоративных подсветок можно использовать и цветные ленты.

Особняком стоят RGB-ленты – цвет свечения их светодиодов задается RGB-контроллером и может варьироваться в широких пределах. Дешевые контроллеры предоставляют возможность выбора между несколькими определенными цветами, модели подороже позволяют плавно регулировать яркость и оттенок свечения ленты. Такие ленты расширяют возможности по декорированию интерьера, но имеют и свои недостатки:

– они значительно дороже одноцветных лент

– при увеличении длины более 5 метров требуют установки RGB-усилителей

Напряжение питания. Большинство светодиодных лент питаются от источника 12 В постоянного тока, соответственно, для подключения ленты потребуется блок питания. Мощность блока питания подбирается так, чтобы покрывать суммарную потребляемую мощность светодиодной ленты с некоторым запасом. Запас (рекомендуется около 20% от суммарной мощности) необходим на случай несоответствия реальной и предполагаемой мощностей блока питания или ленты. 220-вольтовые светодиодные ленты могут привлечь покупателя тем, что для них не требуется блок питания. Но, во-первых, напряжение им требуется постоянное и стабилизированное, поэтому просто включить такую ленту в розетку все равно не получится – требуется, как минимум, выпрямитель. Во-вторых, использование такой ленты в интерьерах повышает пожароопасность и опасность поражения электротоком – для интерьерных решений лучше выбирать низковольтные ленты.

Степень защиты от пыли и влаги. Уровень внутренней защиты большинства устройств определяется маркировкой IPXY, IP (Internal Protection – внутренняя защита), X – уровень защиты от твердых предметов и частиц, Y – уровень защиты от влаги.

Пыли и твердым предметам в светодиоды не проникнуть, поэтому первая цифра маркировки уровня защиты не очень важна. Другое дело – защита от влаги. Для интерьерного освещения в местах, не допускающих появления влаги, подойдет и нулевой уровень защиты, к примеру, IP20. Для освещения в ванной комнате уже потребуется уровень 6 или 7, т.е. IP66 или IP67. То же относится к декоративным подсветкам, монтируемым в пол. Для уличного освещения потребуется уровень защиты от влаги не менее 6 – IP66, IP67. Если же лента монтируется в местах возможного скопления и задерживания влаги, следует найти ленту, способную выдерживать продолжительный контакт с водой – с уровнем защиты IP68.

Ленты с высоким уровнем защиты намного дороже открытых – за счет покрытия их слоем силикона и за счет повышенных требований к светодиодам, так как теплоотвод в таких лентах затруднен.

Ширина ленты может оказаться важной при её монтаже в конструкционные пазы или в специальные желоба. Следует иметь в виду, что большинство желобов рассчитаны на ленту шириной 8-10 мм, и при покупке более широкой ленты подбирать соответствующий желоб. К примеру, большую ширину (за счет силиконовой оболочки) имеют влагозащищенные ленты.

В последнее время в продаже появилось много дешевых, но низкокачественных светодиодных лент с большим количеством бракованных светодиодов. Кроме низкой цены такие ленты отличаются отсутствием фасовки (идут в больших бухтах, от которых на месте продавцы отрезают куски требуемой длины), неизвестным производителем и отсутствием гарантии (максимум 2 недели). Надо ли говорить, что такая покупка ничего, кроме разочарования, её владельцу не принесет. Чтобы быть уверенным, что все светодиоды ленты без нареканий отработают свой срок, необходимо выбирать изделие от проверенного производителя и обязательно с гарантией.

Длина ленты на катушке варьируется от 3 до 25 метров и при выборе будет нелишним вычислить цену за метр ленты и ориентироваться уже на неё – это поможет совершить оптимальную покупку.

Варианты выбора.

Для основного освещения интерьеров следует лучше выбирать среди светодиодных лент белого цвета свечения с напряжением 12 В. Стоить такие ленты будут от 230 до 1550 рублей за катушку в зависимости от яркости и длины ленты.

Для эффектной декоративной подсветки можно выбрать разноцветную RGB-ленту по цене от 700 до 1400 рублей.

Для подсветки фасадов зданий лучше выбирать ленту с защитой от влаги, такие будут стоить от 2000 до 4400 рублей за катушку.

Как узнать мощность светодиодной ленты

Для организации наружного и внутреннего освещения, особенно для создания разнообразных локальных подсветок интерьерных зон, все чаще прибегают к использованию светодиодных лент.

Светодиодные ленты универсальны, по сравнению со светильниками они недороги, по сравнению с люминесцентными лампами — весьма энергетически экономичны, к тому же их очень несложно монтировать, – все это объясняет растущую популярность светодиодных лент у самого широкого круга потребителей.

В связи с актуальностью данной темы давайте поговорим о параметрах светодиодных лент, о том как узнать и рассчитать мощность ленты и на что стоит ориентироваться при выборе светодиодной ленты для своих нужд.

Типичная светодиодная лента — это своеобразная гибкая печатная плата со смонтированными на ней в определенном порядке SMD-светодиодами с одной стороны, и с проводящими дорожками с обратной стороны. Данные ленты выпускаются на постоянное напряжение 5, 12, 24 или 36 вольт. Класс защиты ленты может быть от IP20 (самая открытая и незащищенная) до IP68 (полностью водонепроницаемая, облаченная в силиконовую трубку).

Наиболее популярные SMD светодиоды, применяемые на таких лентах: SMD3528, SMD5050, SMD5630 и SMD5730. Цифры в маркировке светодиода обозначают габаритные размеры светодиодов в миллиметрах, например светодиод SMD5630 имеет длину 5,6 мм и ширину 3,0 мм.

Сами же светодиодные ленты на бобинах имеют того рода маркировку: 24W 12V 2A – это характерные параметры, например, 5 метров ленты с потреблением 4,8 Вт на метр, это может быть лента с 60 светодиодами SMD3528 на каждый метр. Более детально о типах светодиодов расскажем далее.

Вот мощности наиболее популярных светодиодов, которые встречаются на лентах:

SMD3528 – 0,11 Вт;

Самый маленький из перечисленных SMD-светодиодов используемых в изготовлении лент — это SMD3528, имеющий габариты 3,5 на 2,8 мм и номинальную мощность 0,1 Вт. Это однокристальный светодиод. Ленты, собранные из данных диодов, отличаются дешевизной и особой универсальностью: обычно напряжение питания ленты составляет 12 В. Такие ленты популярны в декоративном оформлении потолков и различных интерьерных ниш.

Одиночная цепь на ленте содержит три светодиода SMD3528 и один токоограничительный резистор. Таких параллельно соединенных цепей на ленте много, их можно отрезать столько, сколько нужно. Из-за наличия токоограничительного резистора на один светодиод ленты приходится уже в среднем не 0,1 Вт, а 0,08 Вт при напряжении питания 12 В.

Ленты выпускаются с разной плотностью светодиодов на метровый отрезок ленты, обычно кратно 30 или 60: 30, 60, 120, 180 и 240 светодиодов на метр. Таким образом мощность отрезка ленты определенной длины можно узнать просто сосчитав светодиоды на отрезке. Причем отрезать ленту следует строго по специальным меткам, нанесенным на лицевую сторону ленты.

Один метр ленты с 60 светодиодами SMD3528 на метр будет иметь мощность 4,8 Вт; соответственно 120 светодиодов на метр — 9,6 Вт; 180 — 14,4 Вт: 240 — 19,2 Вт на метр. Если нужно меньше или больше — отрезается кусок по отрезным меткам и тогда мощность изменится пропорционально: пол метра — 2,4 Вт, полтора метра — 7,2 Вт (60 светодиодов на метр) и т. д.

Ленты на светодиодах SMD5050 втрое мощнее лент на диодах SMD3528, ведь в одном SMD-элементе здесь содержится три светоизлучающих кристалла таких как в одном SMD3528. Данные ленты хорошо подходят для построения систем подсветки рабочих столов, потолков и дверных проемов, также популярен данный типоразмер в подсветке автомобильных салонов.

Примечательно, что светодиодные ленты с диодами типоразмера SMD5050 бывают и трехцветными. Здесь 1 метр с 30 светодиодами на метр будет потреблять 7,2 Вт, а с 60 и 120 светодиодами на метр — соответственно 14,4 и 28,8 Вт. Отрезок в полметра — 3,6 Вт.

Очевидно, мощность пропорциональна длине. Отрезать следует только по отметкам, иначе одна из параллельных цепочек с резистором будет нарушена и у вас останутся неиспользуемые светодиоды на ленте. Чем выше напряжение питания ленты (по документации) — тем длиннее единичная цепочка светодиодов которую нельзя нарушать отрезая.

Далее по размеру идут SMD5730 и SMD5630, каждый светодиод на 0,5 Вт. Из лент на данных светодиодах можно строить полноценное освещение. 30 светодиодов на метр такой ленты будут потреблять 15 Вт, а 60 на метр — все 30 Вт. Если нужно 3 метра ленты с диодами SMD5630 с плотностью диодов 60 элементов на метр — потребуется стабилизированный блок питания на 90 Вт.