Содержание
Как рассчитать фундамент под кирпичный дом
Перед началом строительства дома важно определить точные размеры фундамента. Основание здания обязано быть прочным и оставаться целостным в течение долгих лет эксплуатации. При возведении дома из кирпича используют монолитное основание ленточного типа. Оно должно выдерживать различные нагрузки грунта и погодных условий. Как рассчитать ленточный фундамент под кирпичный дом? Для этого требуется определить глубину его закладки, учитывая особенности почвы, её промерзание и уровень подземных вод.
В строительстве частных сооружений широко применяется ленточная основа для возведения здания. Монтаж конструкции выполняется на предварительно подготовленную подушку из отсева или крупного песка. Обязательно укладываются гидроизоляционные материалы. Для данной цели применяется рубероид. Для основания используется сборный либо монолитный фундамент с арматурным каркасом. Чтобы кирпичное строение было прочным и сохранило свои технические характеристики, нужно точно определить некоторые показатели — уровень закладки основания, его объём и будущие нагрузки.
Определение глубины основания
Перед строительством фундамента для дома из кирпича с помощью бурения определяют тип грунта. Вид почвы оказывает влияние на несущую способность здания. Естественный грунт обладает такими характеристиками:
- 1 кгс на квадр. см – влажный пылевой песок;
- 2-2,5 кгс на квадр. см – мелкая, средняя фракция песка;
- 3 – 3,5 кгс на квадр. см – гравелистый и крупный песок;
- 4-5 кгс на квадр. см – гравий;
- 1-3 кгс на квадр. см – глинистый и твёрдый грунт.
С помощью пробного бурения определяют тип грунта под основной подушкой. Траншея под дом не должна превышать одного метра, если почва на участке однородная и имеет небольшую влажность. Специалисты рекомендуют рыть глубину для фундамента под кирпичный дом на 30 сантиметров ниже уровня промерзания почвы. Это позволит избежать деформаций и перекоса бетонной конструкции.
Если монолитное основание будет заложено выше показателя промерзания почвы, то грунт будет вспучиваться. При определении глубины фундаментной ленты обязательно учитывается показатель промерзания земли. Его значение колеблется в разных областях. На юге показатель параметра промерзания почвы равен не более 1 метра, а на севере грунт может промерзать более 2 м.
Расчет массы конструкции
Расчёт фундамента под кирпичный дом начинается с выяснения веса каждой стенки. Также учитывается масса всех кровельных материалов и стропил. К полученному результату суммарного веса конструкции прибавляют небольшой запас.
Чтобы определить опорную площадь здания, требуется выявить степень давления на неё конструкции. Масса конструкции делится на площадь. Значение необходимо перевести в Н/м2. При расчёте монолитного фундамента для кирпичного дома массу конструкции складывают с весом самого основания и делят на S дома. Это позволяет выявить давление всего сооружения на почву. Данный показатель должен быть в пределах допустимых норм. Можно использовать для всех расчётов калькулятор (в настоящее время довольно часто используйет онлайн – калькулятор, который можно найти в Интернете).
Затем выполняются расчёты необходимых для строительства материалов. Выбор строительного материала зависит от финансовых возможностей. При строительстве применяются железобетонные плиты, камень, кирпич, армированный бетон. Например, сваи для фундамента под кирпичный дом можно построить из кирпича или бетона. Возведённый фундамент при правильном выполнении расчётов устойчив к температурным перепадам и не подвержен трещинам. Строительство любого сооружения всегда начинается с расчёта фундамента.
При выявлении массы стропильной системы требуется учитывать свойства покрытия и самой конструкции. Примерный вес отделочных материалов равен 20 т. Сюда входит масса штукатурки, утеплителей, дверей, окон, стяжки. Монолитные перекрытия в домах обладают весом 500 кг на квадр. метр. Также важно рассчитать массу кровельных материалов – черепицы, шифера, металла.
Важно вычислить и общую массу кирпичного дома и его давление на грунт. Например: при весе кирпичных стен в 248724 кг и массе перекрытий 96000 кг, весе кровли в 7150 кг и природных воздействий в 14300 кг масса общая составит 366174 кг. Это значение указывает на параметр точного воздействия, которое будет оказывать дом на почву. Далее производится расчёт S опоры. Устойчивость грунта при этом берут минимальную – 20000 кг на квадратный метр. При весе монолитного основания в 2400 кг на кубический метр общая масса всего здания с фундаментом составит 366174+110300 = 481174 кг. Используя данный расчет нужного фундамента для дома из кирпича, можно быть уверенным, что основание всего сооружения выдержит любые нагрузки окружающей среды.
При расчётах непременно обращают внимание на плотность материала перекрытий. Объём ленточного фундамента кирпичного дома помогает определить общий вес перекрытий. Чтобы высчитать S основания дома длину внутренней стенки умножают на периметр дома.
Как рассчитать постоянные нагрузки
Нагрузки, которые дают изоляционные материалы, инженерные системы, строительные конструкции, сантехника, мебель, люди считаются постоянными. Важно рассчитать их воздействие. Напряжение от стен оказывает непосредственное влияние на фундамент самого здания. Чтобы вычислить данный показатель, требуется определить суммарную площадь стен и умножить её на вес стены (при толщине 15 см).
Также в расчёте нагрузок выявляется масса цокольных и чердачных плит. Их S умножается на вес железобетона. Рассчитать полезную нагрузку от внутреннего содержания дома можно, если всю площадь здания умножить на максимальный параметр нагрузки 180 кг на квадр. метр.
Как вычислить сезонные нагрузки
Максимально берут массу снега, которая характерна для региона. После требуется определить число сезонной нагрузки. Для этого S кровельных покрытий крыши (на скатах) умножается на возможный вес снеговых масс. К примеру, S = 81 м2, а величина снега составляет 100 кг на квадр. метр. Чтобы вычислить значение правильно, требуется использовать определённый коэффициент для скатных крыш – 0,86. То есть рассчитывать нужное значение требуется так: 81х100х0,86. Получится 6966 кг. Это и будет показатель сезонных нагрузок.
Возведение кирпичного дома – сложный процесс. Он требует точности всех величин и параметров. Иначе кирпичная кладка может деформироваться, пустить трещины. Любые строительные работы требуют верных значений, проверок и расчётов. Особенно важно при вычислении сезонной нагрузки учитывать рельеф почвы, тип грунта, близость грунтовых вод. Немаловажную роль играют климатические особенности региона, в котором проводится строительство.
Как высчитать нагрузку на грунт?
Любой фундамент кирпичного дома оказывает определённую нагрузку на грунт. Поэтому очень важно выявить соотношение общего веса здания к опорной S основания. Его минимальное значение должно равняться 2 кгс на квадратный сантиметр при обычном грунте. При строительстве требуется вычислить оптимальную прочность будущего фундамента. Для этого общий вес постройки делят на суммарный показатель площади, объёма основания , его массы. Например, при S 97500 квадратных сантиметров, объёме фундамента 17, 55 кубических метров, весе основания 43875 кг и массы здания 140886 кг нагрузка на почву составит 1, 45 кг на квадратный сантиметр. Необходимо 140886 кг поделить на 97500 см2. К расчетам нагрузки важно всегда добавлять 20%.
Ленточная или монолитная основа кирпичного дома требует соблюдения точных строительных расчётов. Существуют определённые нормы, которые следует соблюдать при закладке фундамента. Нижнее значение основания дома зависит от состава грунта, его плотности и наличия рядом водного потока. Если дом имеет два этажа, то учитываются общая длина внутренних перекрытий, а также нагрузки каркаса, кровли и отделочных материалов. Обязательно следует вычислить массу внешних перекрытий, чтобы узнать необходимую площадь. Попутно считается площадь опорной зоны дома. Вес кирпичной кладки также оказывает влияние на грунт.
Надёжность дома зависит от фундамента. Правильные расчёты монолитного либо сборного основания позволят выполнить строительство кирпичного дома максимально качественно. Такое здание прослужит долгие годы и сохранит свои высокие технические характеристики.
Правила расчета фундамента для дома
При строительстве каждый застройщик сталкивается с такой проблемой, как расчет фундамента для дома. Многие утверждают, что для решения этого вопроса лучше всего обратиться к специалисту, но что делать тем, у кого финансы ограничены? Как рассчитать фундамент для дома? Обычно в таких случаях застройщики обращаются к знакомым, соседям, родственникам, которые имеют опыт постройки жилого дома, но это не лучший вариант, т.к. есть вероятность ошибок.
Основы расчетов
Перед тем как начать расчет фундамента под дом, необходимо определить, какой тип основания застройщик планирует.
Различают 4 вида основания:
- ленточное;
- столбчатое;
- плиточное;
- свайное.
Рассмотрим каждый из них подробнее.
Ленточный фундамент. Выглядит как вкопанная в землю лента фундамента. На нее приходится вся нагрузка конструкции. В основании конструкции располагаются бетонные плиты. Применение: основу используют для постройки частных домов на 2 этажа и выше. Внутренняя площадь фундамента (пустота) используется как подвал. Здание может возводиться при помощи кирпича, железобетона и прочих блоков. Из-за долгой службы, удобства конструирования и стойкости данный тип наиболее популярен среди застройщиков.
Столбчатый. Данный тип выглядит как столбы, углубленные в грунт и соединенные специальными балками между собой. Применение: для домов, рассчитанных на 1-2 этажа, сооруженных из легких материалов (таких как сруб или брус). Данный тип фундамента идеален для почвы, которая не подвержена температурным колебаниям. Главной особенностью конструкции является ее дешевизна.
Техническо-экономические показатели фундамента.
Плиточный. Для сооружения данного вида фундамента проводятся предварительные работы по углублению грунта. Любые неровности сглаживаются при помощи гравия, песка и бетона. Для формирования конструкции фундамента используют армированную железобетонную плиту. Его можно использовать на проблемных грунтах. Применение: тяжелые сооружения в 2-3 этажа. По сравнению с другими типами фундамента плиточный вариант обходится недешево.
Свайный фундамент. Это конструкция, сформированная из группы свай, соединенных ж/б плитами и балками. Данный тип фундамента идеален для почвы, которая не выдерживает больших нагрузок или для строительства многоэтажных домов. Для конструирования свайной основы используют большое количество крупногабаритной техники, следовательно, и цена такого основания очень высока.
Расчет веса будущего дома
Расчет нагрузки на фундамент можно провести при помощи данных таблицы 1.
На примере одноэтажного дома (5х8 м, высота потолка — 3 м) расчитаем степень возможных нагрузок на фундамент.
Таблица расчета нагрузки на фундамент.
Получим: длина стен равна 13 м (5+8). К этому показателю прибавим длину внутренней стены (5 м) и получим 18 м. Для расчета площади перемножим полученный показатель на высоту потолков: S=18х3=54 м 2 .
Далее предстоит вычислить S цокольного перекрытия. Для этого перемножим ширину и длину дома (5х8=40 м 2 ). Идентичную площадь будет иметь и чердачное перекрытие.
Вычисляем S кровли. Для этого умножаем длину листа на его ширину. Так, если лист кровельного покрытия имеет размеры 6х2 м (или 12 м 2 ), для покрытия крыши понадобится 8 листов. Следовательно, площадь покрытия будет равна 96 м 2 (или 12х8).
Для определения площади лицевой стороны крыши пригодится формула из школьной программы: S=½*а*h (а — ширина, h — высота крыши). Если ширина крыши 5 м, а высота 3 м, то площадь лицевой части крыши с каждой стороны равна 15 м 2 .
Теперь, имея все необходимые показатели, рассчитать приблизительный диапазон массы конструкции можно, опираясь на данные, которые отражает таблица. Рекомендуется проводить расчеты с запасом.
Вычисление площади и веса фундамента
Таблица расчета размеров фундамента.
Для того чтобы верно рассчитать все показатели фундамента под дом, необходимо учитывать возможную деформацию почвы и несущую способность грунта на месте строительства. Для проведения точных измерений понадобится изучение не только свойств строительного материала, но и почвы, на которой будет размещено здание.
Вот почему так важно при проектировании здания учитывать и свойства грунта, на котором будет располагаться конструкция. Дело в том, что почва может просто не выдержать суммарную нагрузку строения, в результате либо перекосится все здание, либо оно деформируется.
Рассмотрим пример расчета для одноэтажного здания (стены 5 и 8 м) с ленточным фундаментом (он считается наиболее тяжелым).
Итак, длина всей ленты составит 31 м (сумма всех внешних стен + внутренняя 5 м), а высота основы — 2 м (цоколь 0,5 м и 1,5 м вглубь грунта). Для получения данных по объему перемножаем длину на ширину и на высоту. Получим 0,5х2х31=31 м 3 . По данным таблицы можно рассчитать вес железобетонного фундамента: 2400 кг/м 3 *31 м 3 = 74,4 т. При этом опорная площадь составит 0,5 м *31 м = 15500 см 2 . Далее вес фундамента прибавляют к весу конструкции дома и полученный показатель делят на опорную площадь.
Расчет сопротивления грунта вычисляется в кг/см 2 . В таблице 2 представлен перечень грунтов с допустимыми показателями. Если по расчетам, проведенным вами, нагрузка превышает показатели в таблице, рекомендуется изменить размеры фундамента, чтобы увеличить опорную площадь. Не забудьте пересчитать все показатели, ведь изменение размеров фундамента повлечет за собой изменение нагрузки в целом.
Расчет бетона для фундамента
Таблица расчета бетона.
Для расчета необходимого объема бетона при заливке ленточного фундамента понадобятся такие данные, как высота, ширина и длина основания. Средняя ширина фундамента составляет 0,4-0,5 м, хотя на этот показатель могут повлиять параметры опоры. Суммарная длина ленты составляет 31 м (основные стены + внутренняя), высота — 1,5 м. Получаем 0,5х31х1,5=23,25 куб.м.
Для расчета столбчатого фундамента понадобятся значения таких показателей, как высота столба и S поперечного сечения. И если с первым все ясно, то второе рассчитывается по формуле S=πхR 2 , где π — число, равное 3,14, R — радиус окружности. Итак, если значение высоты столба равно 2 м, а радиус сечения 10 см, то объем одного столба будет рассчитываться следующим образом: 2х3,14х0,10 2 =0,0628 м 3 .
Плиточный фундамент представляет собой конструкцию из монолита, залитую по всей поверхности дома. Для того чтобы вычислить объем бетона, который понадобится на заливку данного типа фундамента, необходимо перемножить длину на ширину стен. В данном примере это выглядит так: 5х8=40 м 2 . Минимальная толщина заливки фундамента составляет 10 см, следовательно, для покрытия основы дома понадобится 40 м 2 х0,10 м=4 м 3 бетона.
Расчет арматуры и проволоки
Параметры для расчета арматуры для фундамента.
Для укрепления фундамента лучшим материалом считается арматура. Перед тем как рассчитывать, какое количество прутьев понадобится, необходимо проработать тип фундамента, нагрузки, которые придутся на него, и ознакомиться с характеристиками грунта.
Применяя арматуру с увеличенным диаметром, можно быть уверенными в том, что фундамент выдержит большую нагрузку.
Для ленточного фундамента необходимость в толстой арматуре отсутствует (достаточно 10-12 мм). Связано это с тем, что несущая способность такого основания может выдерживать большие нагрузки. Но для укрепления и целостности конструкции армирование фундамента происходит в два пояса: продольный (укладывается в 10 см от поверхности бетона) и поперечный (по высоте конструкции). Для ленточного фундамента можно использовать гладкую арматуру, так как вес строения распределяется равномерно на все основание.
Арматура в столбчатом фундаменте тоже не испытывает больших нагрузок, а потому прутья в 10 мм толщиной отлично справятся со своими функциями. На один столб диаметром 15-20 см и высотой 1,5-2 м будет достаточно 4 вертикальных полос арматуры, соединенных между собой гладкими прутами по всей длине.
Для плиточного фундамента используют арматуру разной толщины. Если грунт под основанием устойчив и по предварительным подсчетам способен выдержать конструкцию дома, то для фундамента используют пруты толщиной 10 мм, если же почва дает просадку, то для заливки прочного и надежного основания придется закладывать пруты большим диаметром (от 14 мм).
Методика расчета фундамента
Возведение фундамента является одним из самых важных и ответственных этапов строительства сооружения – это должен понимать каждый индивидуальный застройщик. При разработке проекта дома специализированной компанией вся работа ложится на плечи профессионалов (спорное утверждение), которые несут ответственность за все расчеты при проектировании, в том числе и за правильный расчет фундамента. Однако подобные услуги не всегда радуют своей доступностью и качеством, приходится перепроверять, чтобы избежать лишних затрат при покупке стройматериалов. В этой статье мы попробуем достаточно подробно расписать процесс расчета фундамента. Более подробную информацию рекомендуем поискать в соответствующих СНиПах и СП по строительству.
Грунт – как много в этом слове!
Еще при покупке участка стоило на минуту закрыть глаза на красоту живописного места и буквально копнуть глубже — ознакомиться с составом почвы. Ведь от качественных показателей грунта зависит не только трудоемкость возведения построек на участке, но и затраты, связанные с процессом строительства.
Для оценки грунта на строительном участке достаточно выкопать несколько ям или пробурить пару скважин. Почему несколько? Дело в том, что в ряде случаев в пределах нескольких метров почва на участке может быть разной, соответственно, она обладает разными свойствами. Ни в коем случае не стоит полагаться на результаты исследований у соседей – чревато самыми неприятными последствиями!
Яма выкапывается на глубину 2 метра – этого вполне достаточно, чтобы иметь представление о том, с каким грунтом придется работать. Ниже мы привели список наиболее распространенных типов грунта, с которыми сталкиваются индивидуальные застройщики, стремящиеся построить фундамент и дом своими руками. Уже по внешнему виду грунта, глубине залегания и толщине отдельных слоев можно принимать решение о том, какое основание является предпочтительным, а от какого лучше отказаться.
Скальный и полускальный грунт отличаются высокой несущей способностью, поэтому на них можно возводить практически любой тип фундамента. По вполне понятным причинам, свайное основание не входит в этот список. Глинистый, песчаный, торфяной, илистый, грунт супесь и суглинок относятся к классу пучинистых, поэтому при строительстве дома на участке, где превалируют такие типы почвы, тип основания для постройки подбирают исходя из:
- глубины залегания слоя пучинистого грунта. Например, пласт такой почвы начинается с поверхности и продолжается по всей глубине ямы. Можно заменить часть такого грунта непучинистым – песком – и возвести ленточный фундамент, либо отдать предпочтение свайному фундаменту;
- уровня грунтовых вод. Чем ближе к поверхности грунтовые воды, тем больше накладывается ограничений на выбор типа фундамента. Если они находятся на глубине 1 м, лучше отдать предпочтение плитному основанию, если глубже, то можно рассмотреть незаглубленные ленточные;
- глубины промерзания грунта. Если грунт пучинистый вплоть до глубины промерзания, его можно заменить непучинистым, либо построить заглубленный ленточный фундамент, или отдать предпочтение свайному основанию. Можно также использовать незаглубленный плитный фундамент.
Причем, необходимо одновременно учитывать сразу три вышеперечисленные характеристики грунта.
Расчет площади подошвы
Важное место в проектировании основания для будущей постройки занимает расчет площади подошвы. Данный этап работы проводится по формуле, представленной на рисунке ниже. Полученное в результате вычислений значение – примерная общая площадь подошвы фундамента, необходимая для того, чтобы буквально под нагрузкой не продавить грунт. Если речь идет о строительстве самого дорогостоящего – плитного фундамента (в статье про расчет арматуры вы оцените, насколько «экономично» данное решение), то можно и вовсе избежать этих расчетов, ведь достаточно залить плиту под всей площадью дома, а такой подошвы с избытком хватит для предупреждения всех сюрпризов, которые преподносит грунт.
Каждый тип грунта, в зависимости от глубины заложения, плотности и пористости, обладает своими показателями сопротивления нагрузкам. Само собой разумеется, что пласты почвы на большой глубине в результате естественной прессовки отличаются большими значениями сопротивления. Так, если вы планируете строить фундамент на глубину меньше 1,5 м, то расчетное сопротивление грунта примет несколько иное значение. В этом случае оно будет рассчитываться по формуле: R=0,005R0(100+h/3), где R0 – табличное значение расчетного сопротивления, h – глубина фундамента относительно нулевой отметки, см. В свою очередь, многое зависит от грунтовых вод, ведь повышенная влажность грунта уменьшает его сопротивление нагрузке.
Естественно, что при самостоятельном расчете придется повозиться над вычислением нагрузки от возводимой конструкции, которая будет оказываться на пласты грунта под подошвой фундамента. Сюда включается:
- суммарная нагрузка от сооружения, в том числе и примерная – от фундамента (используются данные таблицы, представленной на рисунке ниже);
- нагрузка от объектов, которые будут размещены в постройке (камины, мебель, люди);
- вес сезонных нагрузок от снежного покрова. Для средней полосы принимается равным 100 кг на кв. м кровли, для южной – 50 кг, для северной – 190 кг.
Полученное в результате вычислений значение площади подошвы фундамента используется при составлении проекта фундамента: выборе ширины ленты (для ленточного монолитного основания) или площади опоры (для столбчатого, свайного типов фундаментов). Рассмотрим конкретный пример расчета для каменного дома 6×8 м. О том, как подбирается арматура для фундамента, пойдет речь уже в отдельной статье.
Пример расчета фундамента
Предположим, что мы строим двухэтажный каменный дом 6 × 8 м, проект которого предусматривает в том числе одну внутреннюю несущую стену. Масса дома с учетом всех нагрузок получилась равной 160 000 кг. Грунт – влажная глина (расчетное сопротивление – 6 кг/см²). Коэффициент условий – 1. Коэффициент надежности – 1,2. Подставляем все значения в формулу расчета площади подошвы:
S = 1,2 × 160000 / (1 × 6) = 32 000 см² = 3,2 м²
Для ленточного фундамента: при общей длине ленты примерно (6+8) × 2 + 6 (внутренняя стена) = 34 м минимальная ширина ленты составит 3,2 / 34 = 0,1 м. Это минимальное значение!
Если рассматривать фундамент для легкого деревянного дома при условии, что минимальная площадь подошвы получилась равной 1 м², то для возведения свайного фундамента (площадь основания каждой сваи принимается равным 0,07 м², при условии, что нижняя часть сваи в диаметре – 0,3 м) потребуется:
1 / 0,07 = 15 свай
Семь раз отмерь – один отрежь!
Рекомендуем несколько раз всё перепроверить, прежде чем приступать к непосредственному возведению фундамента. От этого зависит не только будущее сооружения, но и его надежность, безопасность эксплуатации. Немалую роль играют и экономические факторы, в том числе расходы на строительные материалы. В одной из следующих статей вы узнаете о том, как провести расчет объёма бетонной смеси и сможете оценить общую стоимость основания. Хочется верить, что представленная информация оказалась для вас полезной!
Источник https://rumydom.ru/ustrojstvo/kak-rasschitat-fundament-pod-kirpichnyj-dom.html
Источник https://tolkobeton.ru/fundament/raschet-fundamenta-dlya-doma.html
Источник https://cdelayremont.ru/raschet-fundamenta