Содержание
Как рассчитать фундамент дома
Не так давно я закончил возведение собственного загородного дома. Прежде чем начинать строительство я изучил методики о том, как рассчитать фундамент дома.
Хотелось бы своими знаниями поделиться с начинающими строителями, которые только планируют строительство собственного жилища. Д ля начала требуется определиться с типом фундамента, который будет возводиться для дома. Фундамент можно для загородного дома сделать блочным, винтовым или ленточным. Тип фундамента следует выбирать в зависимости от типа грунта, на котором планируется возведение дома.
Как рассчитать фундамент дома (и выбор фундамента)
При выборе фундамента руководствуются:
- уровнем залегания грунтовых вод
- типом грунта на участке осуществления строительства
- глубиной залегания основных грунтов
- величиной глубины промерзания грунта
- величиной предполагаемой нагрузки на фундамент в процессе его эксплуатации
Тип грунта определяет и тип фундамента
Глубина закладки фундамента определяется в зависимости от типа нагрузки на основание и ее величины.
Существуют два типа нагрузки: временные и постоянные.
Постоянными считаются следующие нагрузки:
Общий вес конструкции.
Нагрузка, оказываемая на основание предметами расположенными внутри сооружения.
Важно! Временные нагрузки являются теми, которые возникают в процессе его эксплуатации.
Как рассчитать фундамент
Зная площадь основания дома, легко произвести все расчеты фундамента. При проектировании основания здания требуется рассчитывать нагрузку на один квадратный сантиметр таким образом, чтобы она не превышала критического значения сопротивления грунта.
Значения расчетного сопротивления определяется в зависимости от типа грунта.
В первый год после постройки происходит сдавливание грунта, который расположен под зданием и оно садится на определенную величину.
Эта величина носит название осадки. Основной причиной появления большинства трещин в новых постройках является осуществлением неравномерной осадкой фундамента при проведении некорректного его расчета.
Нагрузка на фундамент
Для того как рассчитать фундаменты домов требуется точно определить нагрузку на фундамент. Нагрузка на фундамент зависит от удельного веса материала используемого при строительстве строения, и здесь можно воспользоваться данными о том, сколько весит кубометр бетона.
Грунты под сооружением должны обладать такой плотностью и не сжимаемостью, которые бы выдерживали нагрузку здания и не давали осадку в процессе эксплуатации.
При расчете фундаментного основания для дома следует учитывать несколько факторов:
- В толще скального или полускального грунта требуется осуществлять снятие только верхнего просадочного слоя
- Пучинистый грунт при его промерзании поднимается и проседает на приличные значения, что способствует образованию трещин. При закладке фундамента на таком грунте требуется увеличивать степень заглубления фундамента в грунт до отметки, которая расположена ниже уровня глубины промерзания
Типы фундаментов
Схема мелкозаглубленного фундамента
Ленточные мелкозаглубленные фундаменты используются в случаях наличия на участке строительства скального или полускального грунта. Ленточный фундамент используют также при возведении здания легкой конструкции, которое имеет небольшую массу.
Столбчатые фундаменты используются на мягком грунте, а также на грунтах, которые имеют повышенную влажность. Читайте подробнее в статье «технология ленточного фундамента: полы по грунту«.
Перед возведением любого типа фундамента требуется осуществить планирование на участке. Для этой цели снимается на участке строительства верхний слой грунта на глубину 15-25 сантиметров.
При закладке столбчатого фундамента требуется столбы закладывать на глубину, которая на 20-25 сантиметров ниже уровня промерзания.
Для чего необходим и как грамотно произвести расчет столбчатого фундамента?
Столбчатый фундамент является экономичным и надёжным основанием для построек.
Чтобы создать конструкцию, нужно провести ряд предварительных мероприятий, включающих выявление характеристик грунта и исходных данных.
Как правильно осуществить расчет столбчатого фундамента, какие программы могут в этом помочь, подскажет информация ниже.
Основные параметры
Расчет столбчатого фундамента заключается в определении нужного количества опор. В учёт берутся следующие параметры:
- инженерно-геологический отчёт с данными о глубине залегания грунтовых вод и структуре почвы;
- информация об удельном весе строительных материалов;
- уровень промерзания грунта и толщина снегового покрова.
Работы по изучению структуры почвы проводятся специалистами, в противном случае владелец строительного объекта должен провести необходимые мероприятия самостоятельно.
Чтобы определить возможность выполнения столбчатого фундамента, на участке выкапывают 2-3 шурфа, их глубина должна быть 0.5 м или больше от опорной подушки фундамента.
Если грунтовые воды залегают в этом промежутке, столбчатую конструкцию применять нельзя. Ее следует заменить на более устойчивую, что обойдется дороже.
Указанные значения характерны для слоя заложения более 1,5 м. При повышении на 50 см следует умножить величину на 1.4.
При расчете конструкции, основными факторами являются:
- вес снежного покрова;
- вес постройки;
- вес бытовых коммуникаций.
По желанию, можно рассчитать каждый параметр, исходя из удельного веса конструктивных блоков. Это трудоемкий процесс, поэтому можно воспользоваться уже имеющимися данными в справочнике. В источниках есть следующая информация.
Таблица нагрузки материалов на фундамент:
Материал стены | Толщина, мм | Нагрузка, кг/м2 |
Бревна | 240 | 135 |
Брус | 150 | 120 |
Каркас с утеплителем | 150 | 50 |
Пенобетон | D600300 | 180 |
Перекрытие между этажами по балкам из дерева | 100 | |
Чердачное перекрытие | 150 | |
Нагрузка перекрытий при эксплуатации | 200 | |
Плиты из бетона | 350 | |
Кровельная металлочерепица | 30 | |
Керамическая кровля | 80 | |
Шифер | 50 | |
Снежный покров | 100 |
При расчете нужно учитывать и вес столбчатого фундамента. При этом необходимо его объем умножить на усреднённое значение массы железобетона. Оно составляет 2500 кг/м2. Наклон крыши влияет на указанный параметр.
Как рассчитать?
Столбчатая конструкция определяется сложением площадей сечений всех колонн.
Выражение представляет собой зависимость веса постройки от установленного значения сопротивления почвы: S = 1.4 x P/Ro, где:
- 1.4 — это коэффициент резерва устойчивости;
- P — вес постройки;
- Ro — сопротивление почвы.
Чтобы произвести расчет, следует спроектировать расположение основных колонн и определить минимально необходимое количество. В результате можно вычислить размер сечения каждого участка под столб, разделив общую площадь поверхности на количество колонн.
Если в итоге значение составило до 40 см, оно остаётся неизменным. В случае необходимости сечения колонн 60 см и более, их число увеличивают по схеме. При этом промежутки между столбами нужно рассчитать с учётом равномерного распределения нагрузки на фундамент.
Если толщина составляет 40 см, допустимая площадь опорной конструкции должна быть больше сечения колонны в 1.5 раза. Основание опоры выполняется из железобетона в опалубке.
При этом обязательно оснастить его арматурой в 2 ряда и обеспечить слой щебня толщиной 10 см и более. Основание опоры должно размещаться в плоскости ниже отметки промерзания почвы на 40 см.
Примеры
Рассчитаем основание для конкретных построек.
Для каркасного дома
Исходные данные:
- Столбчатый фундамент представлен опорами из бетонных блоков, в сечении которых квадрат.
- Почва на участке постройки — суглинок (плотность 3.5 кг/см2).
- Уровень промерзания грунта 1,2 м.
Определение отметки промерзания почвы необходимо, чтобы рассчитать на какой глубине должна находиться часть колонны под землёй.
В нормативных документах указано, что нижнюю часть столба нужно погружать в грунт не меньше 40 см ниже отметки промерзания. Поэтому, если уровень промерзания составляет 1,2 м, колонну нужно вкопать в почву на 1,6 м.
Площадь основания возьмём минимальную — 40*40 см=1600 см2. При плотности почвы 3.5 кг/см2 каждая колонна будет испытывать предельную нагрузку: 1600*3.5 = 5.6 т
Общая нагрузка определяется как сумма веса следующих элементов:
- наружных и внутренних стен;
- основания с ростверком;
- стропильной структуры;
- цокольной и чердачной основы;
- кровли;
- снегового покрова;
- нагрузки при эксплуатации на этаже.
Каждая постройка имеет индивидуальные значения приведенных параметров, поэтому расписывать их нет смысла. К примеру, общий вес дома составляет 70 т. Количество столбов = вес дома(кг): предельную нагрузку от каждой колонны (кг) = 70000:5600 = 12.5.
Округлив результат, получим: 13 колонн необходимо для возведения столбчатого фундамента. Учитывая необходимость резерва устойчивости: 13*1.4=18 колонн.
Для бани
Для бани столбчатый фундамент из железобетона рассчитывается следующим образом. Баня будет иметь размеры 3*4 м. Нормативы требуют установки колонн не менее чем через 1,5 и не более чем через 3 м. Для примера возьмем среднее значение – через 2 м.
Для каждой стены нужно 3 опоры — по 2 в углах и 1 посередине. К примеру, размеры верхнего сечения — 40*40 см, нижнего — 80*80 см. Вес опорной конструкции 1035 кг, нагрузка 2977 кг.
Чтобы вычислить общую нагрузку на грунт, надо отнять вес опорной конструкции от нагрузки: 2977-1035 = 1942 кг. Нагрузка между колоннами: 1942*2 = 3884 кг, где 2 — расстояние между опорами.
К полученной величине следует прибавить массу одной колонны. Объем колонны составляет 0.25 м3, а плотность материала указана в источнике (2500). Тогда вес столба будет равен: 0.25*2500 = 625 кг. Он создаст нагрузку на грунт: 3884+625 = 4509 кг.
Опорное сечение каждой колонны составляет 80*80 = 6400 см2. Предельные нагрузки на грунт зависят от значения устойчивости, равного 1.5 кг/см2, тогда: 6400*1.5 = 9600 кг. Это значительно больше величины рассчитанной нагрузки.
Следовательно, столбчатая конструкция при таких условиях будет устойчива к нагрузкам, полученным от бани размером 3*4 м. Если владелец участка посчитает нужным, он может уменьшить размеры опор, с учётом того, что вычисленные нагрузки не превысят допустимых параметров.
Как рассчитать столбчатый фундамент под баню, подскажет видео:
Специальные программы и сервисы
Ускорить расчет столбчатого фундамента можно с помощью специальных программ. Сервисы имеют достаточно возможностей, чтобы определить правильную нагрузку с учётом типа основания и структуры почвы.
Для работы в программе нужно указать размеры фундамента постройки, характеристики почвы. Сервис рассчитает тип и величину ростверка, объемы армирования. В итоге пользователь получит нужные параметры основания и информацию, на основе которой производились вычисления с указанием нормативных источников.
- Civil Engineering. Для работы в программе нужны базовые значения. Расчет может быть проверочным или проектировочным. В результате пользователь быстро вычислит необходимое армирование, давление основания и величину осадок. . Сервис позволяет получить достаточно точные результаты при использовании данных геологических исследований грунта. Можно проверить собственные вычисления или подобрать основание с использованием имеющихся данных. Интерфейс понятный для простого пользователя и имеет минимум настроек. . Это полностью русифицированный сервис, не требующий специальных навыков и знаний. Функции стандартные — проверка ручного расчета или получение результата на основе введенных данных.
Кроме программ, есть масса онлайн-калькуляторов для вычислений параметров столбчатого фундамента. Они не менее удобны, потребуется лишь ввести базовые значения для расчета.
Много важной и полезной информации о столбчатом фундаменте найдете здесь.
Заключение
Расчет столбчатого фундамента — обязательная процедура. От этого будет зависеть срок эксплуатации постройки. Важно провести все необходимые процедуры перед расчетом, чтобы осуществить вычисления с максимальной точностью.
Как рассчитать фундамент под дом: трудная задача
Все знают о том, что фундамент является самым важным элементом любого строения. Потому каждому застройщику придется столкнуться с большой проблемой, которая даже какое-то время будет казаться неразрешимой. Это расчет фундамента. Все говорят, что такую непростую работу необходимо поручить исключительно специалисту, но что делать в том случае, если бюджет отказывается соглашаться с вами? Многие пытаются узнать тонкости процесса у знакомых или соседей, которые прошли проверку на «поле боя». Это как раз делать не рекомендуется, потому что вероятность ошибки высока. Но как рассчитать фундамент под дом самостоятельно? И что надо учесть?
Особенности почвы: фактор важный
Именно от качества грунта участка зависит многое:
- вид фундамента;
- глубина залегания;
- быть или не быть подвалу;
- выбор подходящего материала для гидроизоляции.
Чтобы дать корректную оценку, нужно заняться бурением скважин или копанием ям, причем сделать их надо в нескольких местах, отдаленных друг от друга как минимум на метр, так как даже на одном участке характеристики почв могут разниться. Бурить скважины придется до двухметровой глубины, так вы сможете получить представление о преобладающем типе грунта. После окончательного его определения можно приступить к выбору подходящего вида фундамента, и только затем переходить к расчетам.
Выбор идеального фундамента: зависимость от грунта
Если грунт каменистый или полукаменистый, то вам повезло: несущая способность их высока, потому можете выбрать любой, кроме свайного базиса. Все остальные — песчаные, глинистые, суглинки или торфяные — в разной степени подвержены морозному пучению. Потому надо обращать внимание на следующие моменты:
- Глубина залегания пучинистого грунта. Если он расположен по всей глубине, то есть возможность часть его заменить песком, а затем начинать сооружение ленточного фундамента. Или же остановиться на свайном основании.
- Уровень грунтовых вод. Чем он выше, тем меньше у вас вариантов фундамента. Если грунтовые воды находятся в метре от поверхности, то сразу принимайте решение возводить дом на плитном основании, так как обустройство подвального помещения вам не «грозит». Когда они располагаются ниже, можно подумать о мелкозаглубленном ленточном фундаменте.
- Промерзание почвы. Если пучинистый грунт доходит до глубины промерзания, то следует остановиться или на заглубленной ленточной основе, или на свайной. Иногда позволяется отдать предпочтение мелкозаглубленному монолиту.
Все вышеперечисленные факторы надо принимать во внимание в совокупности.
Расчет веса дома
Возьмем для примера обычный одноэтажный дом (5х8 м, с высотой потолка 3 м). Длина стен равняется 13 м, к этой цифре мы прибавим еще внутреннюю пятиметровую стену, получается 18 см. Площадь получится, если результат умножить на высоту: S = 18х3 = 54 м 2 . Затем вычисляется площадь цокольного перекрытия: 5х8 = 40 м 2 , такой же показатель будет у чердака.
Кровля считается так: длина листа умножается на ширину. Если размеры листа 6х2, то необходимо 8 листов. В итоге получившаяся площадь равна 96 м 2 . Чтобы определить площадь лицевой стороны крыши, нужна формула: S = ½*а*h, где h — высота, а а — ее ширина. Если последняя составляет 5 метров, то полученный результат будет равняться 15 м 2 . Приблизительный вес можно рассчитать, опираясь на средние показатели глубины промерзания грунтов.
Расчет площади и веса фундамента
Для корректного расчета этих параметров, нужно принимать во внимание как несущую способность грунта, так и потенциальную деформацию почвы. Если же не учитывать свойства грунта, то он попросту не сможет выдержать давление строения, результатом может быть перекос здания или его деформация. Так как ленточный фундамент является самым тяжелым, стоит рассмотреть именно этот случай.
Длина нашей ленты будет равняться 31 м (внешние стены плюс внутренняя), высота фундамента — 2м (0,5 м из них для цоколя). Перемножаем и получаем объем 31 м 3 (0,5х2х31). Таблица расчетов фундамента поможет рассчитать вес железобетонной конструкции: 2400 кг/м 3 *31 м 3 = 74,4 т. Площадь же опоры будет составлять 15500 см 2 (0,5 м *31 м). Затем вес основания суммируют с весом дома, и результат делят на опорную площадь.
Итак, сопротивление грунта вычисляется делением массы на площадь. Если получившийся показатель нагрузки больше того, что указан в таблице, то размер основания необходимо изменить так, чтобы опорная площадь увеличилась. В этом случае придется снова заняться расчетами, ведь измененные размеры влекут за собой и изменение нагрузки.
Расчет необходимого бетона
Ленточное основание требует тщательного расчета объема бетонного раствора, для этого понадобятся следующие величины: его длина, высота и ширина. Обычно последняя составляет 40-50 см, хотя она больше зависит от опорных параметров. Длина нашей ленты — 31 м, высота — 1,5 м. Перемножим числа и получим: 0,5х31х1,5 = 23,25 м 3
Столбчатый фундамент требует иных параметров — высоты опоры и площади поперечного сечения. Последний показатель выводится по следующей формуле: S = πхR 2 . Число π, как вы знаете, равно 3,14, а R — радиус окружности. Если радиус сечения столба составляет 10 см, а его высота — 2 м, то объем столба будет равен 0,0628 м 3 (2х3,14х0,10 2 ).
Плиточный фундамент является монолитным, потому в этом случае расчеты просты, необходимо перемножить ширину и длину стен (5х8 = 40 м 2 ). Если брать минимальную толщину таких оснований (10 см), то получится, что для фундамента нашего дома необходимо 4 м 3 бетонного раствора.
Расчет проволоки и арматуры
Для укрепления фундамента практически всегда используют арматуру. До начала расчетов необходимо рассчитать нагрузки, которые он должен будет выдерживать. Если они будут довольно большими, то лучше предпочесть изделия с довольно большим диаметром.
Ленточный фундамент не нуждается в таком усилении, для него подойдет диаметр в 10-12 мм. Зато армированные пояса рекомендуется укладывать и продольно, и поперечно (вертикально). Для такого вида основания допустимо использование гладкой арматуры.
Столбчатый фундамент также не предъявляет повышенных требований к арматурным прутьям, хватит диаметра 10 мм. Для одной двухметровой опоры сечением в15-20 см с лихвой хватит 4 вертикальных прутьев, скрепленных проволокой по всей длине.
Плиточное основание позволяет использовать армпояса, различные по толщине, все зависит лишь от особенностей грунта. При его устойчивости берутся прутья толщиной в 10 мм, в иных случаях используются изделия, чей диаметр — 14 мм и более.
Вы можете посмотреть видео о том, как рассчитать фундамент под дом:
Источник https://dom-fundament.ru/kak-rasschitat-fundament-doma.html
Источник https://stroim-domik.org/stroitelstvo/fundament/stolbchatyj/raschet-st
Источник https://dom-i-remont.info/posts/fundament/kak-rasschitat-fundament-pod-dom/