Расчет нагрузки на фундамент, расчет нагрузки на грунт

Расчет фундамента — это важнейший вопрос, с которого должно начинаться строительство. От правильности сооружения основания постройки в будущем будет зависеть ее долговечность, да и вообще безопасность проживания.

Полный расчет фундамента является достаточно сложной задачей, доступной только для специалистов, но упрощенный расчет дает возможность обеспечить необходимый уровень надежности.

В действующих нормативных документах изложены основные правила таких расчетов, что и следует учитывать при планировании частного строительства (смотрите: типы частных домов).

Принципы расчетов

Расчет фундамента строения включает определение таких важнейших параметров, как заглубление, площадь опоры на грунт, размеры основания. Он должен учитывать все определяющие факторы – геофизические характеристики грунта, климатические особенности, величины и направленность нагрузок, в том числе от веса всех элементов строения и самого фундамента.

Необходимые исходные данные следует брать у организаций, специализирующихся на геологических изысканиях, а также из проверенных источников.

Прежде чем приступить к строительству, необходимо определить потребность в бетоне, армирующих элементах и других материалах. Возведение фундамента нельзя останавливать на середине, а потому расчеты должны помочь правильно закупить нужное их количество.

Следует учитывать, что расчеты несколько различаются для разных типов фундаментов. Свои методики существуют для ленточных, столбчатых, плитных и свайных вариантов оснований. При отсутствии достоверных данных о состоянии грунта в месте закладки дома, придется проводить геологические исследования с привлечением специалистов.

Учет состояния грунта

Несущая способность грунта считается важнейшей характеристикой, определяющей тип и размеры фундамента. Она, прежде всего, зависит от его плотности и структуры.

Оценить ее можно по сопротивлению нагрузкам – Rо, указывающей какая нагрузка на единицу площади допустима без его проседания (на поверхностном уровне). Выражается Rо в кг/см² и считается табличной, т.е.

справочной, величиной.

Величина сопротивления зависит от пористости (плотности) почвы и ее увлажненности. В таблице ниже приведены значения этого показателя для наиболее типичных почв.

Значения сопротивления нагрузке для некоторых типов грунта:

Характер грунта	Коэффициент пористости	Ro , кг/см²
Сухие	Влажные
Супеси	0,5 0,7	3,1 2,6	3,1 2,0
Суглинки	0,5 0,7 1,0	3,0 2,6 2,0	2,4 1,8 1,1
Глины	0,5 0,6 0,8 1,0	6,0 5,0 3,1 2,6	4,2 3,0 2,0 1,2

Достаточно высоким сопротивлением обладают гравийные и щебневые грунты – 4-5 и 4,4-6 кг/см², соответственно, в зависимости от глинистого или песчаного наполнения. Крупнозернистый песчаник имеет Rо 3,6-4,4 кг/см², песчаник средней зернистости – 2,6-3,4 кг/см², мелкозернистый песчаник – 2-3 кг/см² в зависимости от увлажненности.

С увеличением глубины залегания пласта меняется плотность грунта, а значит, и сопротивление нагрузкам. Его значение на разных глубинах (h) можно определить по формуле R=0,005R0(100+h/3).

При определении заглубления фундамента важную роль играют такие параметры состояния грунта:

1. Уровень расположения грунтовых вод. Фундамент не должен доходить до водного пласта. Этот параметр часто становится определяющим для выбора типа основания. В частности, при высоком расположении вод приходится возводить плитный фундамент.
2. Глубина зимнего промерзания грунта. Подошва фундамента должна располагаться на 30-50 см ниже уровня промерзания. Дело в том, что при замерзании грунт сильно вспучивается, что создает выталкивающую нагрузку на основание.
3. Уровень залегания высокопучинистых пластов. Фундаментную подошву нельзя упирать в такой грунт, а значит, его следует пройти насквозь.

Заглубление фундамента частного дома обычно не рассчитывается, т.к. требует использования сложной методики. Его выбор осуществляется, исходя из указанных практических рекомендаций.

Расчет опорной площади

При выборе фундамента важно правильно определить минимально допустимую площадь его опоры на грунт. Ее можно вычислить по формуле S= γn · F / (γc · Rо), где:

• γc – коэффициент эксплуатационных условий;
• γn – коэффициент запаса надежности, принимаемый равным 1,2;
• F – полная (суммарная) нагрузка на грунт.

Коэффициент эксплуатационных условий (условий работы) зависит от характера грунта и сооружения. Так, на глинистых почвах для кирпичных конструкций он принимается равным 1,0, а для деревянных – 1,1.

В случае песчаного грунта: γc равен 1,2 при больших и длинных строениях, жестких небольших домах; 1,3 – для любых маленьких построек; 1,4 – для больших не жестких домов.

Сбор нагрузок на грунт (F)

Вес сооружения

Основу расчета составляет нагрузка, возникающая от веса всех элементов сооружения, включая сам фундамент. Конечно, подсчитать точно массу всех конструктивных деталей достаточно сложно, а потому принимаются средние значения удельного веса, отнесенного к единице площади поверхности.

Стеновые конструкции:

• каркасные дома с утеплителем при толщине стены 15 см – 32-55 кг/м²;
• бревенчатый и брусчатый сруб – 72-95 кг/м²;
• кирпичная кладка толщиной 15 см – 210-260 кг/м²;
• стены из железобетонных панелей толщиной 15 см – 305-360 кг/м².

Перекрытия:

• чердак, деревянное перекрытие, пористый утеплитель – 75-100 кг/м²;
• то же, но с плотным утеплителем – 140-190 кг/кв.м;
• напольное перекрытие (цокольное), деревянные балки – 110-280 кг/м²;
• перекрытие бетонными плитами – 500 кг/м².

Крыша:

• металлическая кровля из листа – 22-30 кг/кв.м;
• рубероид, толь – 30-52 кг/кв.м;
• шифер – 40-54 кг/кв.м;
• керамическая черепица – 60-75 кг/кв.м.

Расчет веса сооружения с учетом приведенных удельных весов сводится к определению площади соответствующего элемента и перемножении ее на данный показатель. В частности, для получения площади стен надо знать периметр дома и высоту стен. При расчете кровли необходимо учитывать угол ската.

Вес фундамента и снеговая нагрузка

Площадь опоры сооружения определяется на уровне подошвы, а значит, в суммарной нагрузке на грунт необходимо учитывать еще и вес фундамента. Методика расчета зависит от его типа:

1. Ленточный фундамент. Прежде всего, определяется заглубление (Нф), которое должно быть ниже уровня промерзания. Например, при уровне 1,3 м нормальное заглубление составляет 1,7 м. Затем, определяется периметр ленты (Р), как 2(а+в), где а и в – длина и ширина дома, соответственно. Ширина ленты (bл) выбирается с учетом толщины стены. В среднем она составляет 0,5 м. Соответственно, объем ленточного фундамента V=P x bл х Нф. Умножив его на плотность армированного бетона (в среднем 2400 кг/м³), получим расчетный вес ленточного фундамента.
2. Столбчатый фундамент. Расчет ведется на каждую опору. Вес одного столба определится, как произведение плотности бетона на объем заливки (V=SxНф, где S – площадь столба). Кроме того, обязательно учитывается вес ростверка, который рассчитывается аналогично ленточному фундаменту.
3. Для определения веса монолитной бетонной плиты вычисляется ее объем (V=SxНф, где S – площадь плиты). Заглубление обычно составляет порядка 40-50 см.

В зимнее время нагрузка на грунт может значительно увеличиться за счет скопления снега на кровле. Принято считать, что при скате кровли с углом более 60 градусов, снег не накапливается, и снеговую нагрузку можно не учитывать.

При меньшем угле наклона крыши учитывать ее необходимо. Многолетние наблюдения дают такие параметры этой нагрузки:

• северные районы – 180-195 кг/м²;
• средняя полоса РФ – 95-105 кг/м²;
• южные регионы – до 55 кг/м².

После определения всех указанных весовых параметров можно приступить к расчету минимальной площади подошвы по вышеприведенной формуле. Полная нагрузка на грунт (F) определится, как сумма веса стен, перекрытий, кровли, фундамента и снеговой нагрузки.

При расчете столбного и свайного фундамента суммарная нагрузка делится на количество опор, т.к. ростверк равномерно распределяет ее на опоры.

Расчет потребности в бетоне

Работы по заливке бетона нельзя останавливать, не закончив их полностью. Для этого важно правильно оценить потребность в нем. Расчет необходимого количества проводится с учетом типа фундамента:

1. Ленточный вариант. Порядок расчета можно рассмотреть на примере. Фундамент делается для дома размером 6х8 м. Глубина промерзания грунта составляет 1 м, а потому заглубление выбираем 1,4 м. Ширина ленты (уточненная по расчету минимальной площади опоры) – 0,5 м. Объем фундамента составит V=PxbлхНф, т.е. (2х6х8)х1,4х0,5=67,2 м³. Рекомендуется взять запас порядка 8-10 процентов. Окончательно, для данного фундамента потребуется 74 м³ бетона.
2. Столбчатый тип. Если опора имеет прямоугольное сечение, то площадь ее определится, как произведение двух сторон. При возведении столба круглой формы применяется известная формула расчета окружности S=3.14R2, где R – радиус столба.
3. Плитный фундамент. Объем определяется по формуле для правильного параллелепипеда, т.е. V=axbxHф, где а и b – размеры сторон плиты (м). Например, для дома 6х8 м при заглублении 0,4 м объем составит 19,2 м³.

Несколько сложнее учесть дополнительную потребность в бетоне при формировании ребер жесткости на плитном основании. Они изготавливаются обычно с шагом 2 м, причем по краям они располагаются обязательно.

Для выбранного примера количество ребер по длине составляет 4, а по ширине 3. Общая длина этих элементов составит (8х4)+(6х3) =50 м. Наиболее характерная ширина и высота ребра – 0,1 м. Следовательно, общий дополнительный объем бетона составит 50х0,1х0,1=0,5 м³.

Расчет потребности арматуры

Перед началом работ важно правильно оценить и потребность материалов для обеспечения армирования фундамента. Расчет проводится следующим образом.

Ленточный фундамент

• Для него обычно используется 2 горизонтальных ряда стальной арматуры периодического профиля диаметром 10-14 мм.
• Для вертикальной и поперечной увязки можно применять гладкие стержни диаметром 8-10 мм.
• Связка стержней между собой обеспечивается стальной вязальной проволокой.

Пример расчета для дома 6х8 м. Общая длина фундамента – 28 м. Для продольного армирования используется арматура диаметром 12 мм, и она укладывается по 2 штуки в каждом ряду (в сечении – 4 штуки). Стандартная длина стержней – 6 м.

При соединении применяется нахлест в 0,2 м, а стыков потребуется на 28 м не менее 5. Для горизонтальной армировки нужно 28х4=112 м. Дополнительно, на нахлесты – 5х4х0,2=4 м. Общий итог – 116 м.

Для вертикальной увязки нужны стержни диаметром 8 мм. При высоте фундамента 1,4 м длина каждого стержня составит 1,2 м. Устанавливаются они с шагом 0,6 м, т.е. количество стержней на всю длину 2х28/0,6=94 штуки.

Потребность в вязальной проволоке определяется по количеству узлов. В одном сечении их 4 штуки, а общее количество 4х28/0,6 =188. Для одной связки потребуется порядка 0,3 м проволоки. Суммарная потребность – 0,3х188=57 м.

Расчет онлайн размеров, потребности арматуры и бетона

Столбчатый

Арматура устанавливается в вертикальном положении (стержни диаметром 10-12 мм), увязанные в поперечном сечении стержнями диаметром 6-8 мм. на один столб требуется 4 основных стержня, а увязка производится в 3-х местах.

В рассматриваемом примере (заглубление 1,4 м) для одного столба нужно 4х1,4=5,6 м арматуры периодического профиля диаметром 10 мм. Для поперечной увязки используются стержни длиной 0,3 м.

Их общая потребность 3х4х0,4= 4,8 м. Вязальной проволоки нужно 3х4х0,3 м=3,6 м.

Онлайн расчет размеров, потребности арматуры и бетона

Плитный

Обычно армирование производится из стальных стержней диаметром 6-8 мм, уложенных в виде сетки в один ряд. Шаг укладки составляет 0,3 м. Для дома 6х8 м потребуется по ширине 6/0,3=20 стержней, а по длине – 8/0,3=27 штук.

Общая длина составит (27х6)+(20х8) =382 м. Количество пересечений стержней – 27х20=540, т.е. вязальной проволоки нужно 540х0,3=162 м.

Калькулятор онлайн размеров, а также потребности арматуры и бетона

Правильная заготовка материалов позволяет избежать проблем при строительстве. При покупке их стоит учитывать наличие строительных навыков. Отсутствие опыта может приводить к незапланированным отходам.

Строительство фундамента любого типа требует проведения расчетов. Без учета реальных нагрузок и состояния грунта невозможно обеспечить надежную его конструкцию.

Несоответствие его размеров нагрузкам может привести к проседанию сооружения, а то и к его разрушению. Точный расчет могут провести только специалисты, но необходимый оценочный расчет способен осуществить любой человек.

Источник: https://DomaVlad.ru/fundament/raschet-onlain-kalkulyator.html

Как правильно рассчитать нагрузку на фундамент

Расчет нагрузки на фундамент выполняется с целью определения уровня его устойчивости к внешним факторам, в частности, воздействию веса ограждения. Без этой информации сложно определить, какой вид забора лучше строить в конкретных условиях. А несоответствие оказываемых нагрузок и степени прочности основания конструкции приведет к его постепенному разрушению.

Исходные данные

Чтобы получить максимально точные данные, делая расчет нагрузки на фундамент, следует учесть параметры грунта:

• структура;
• интенсивность пучения;
• глубина промерзания в зимнее время;
• насколько глубоко пролегают грунтовые воды.

Помимо естественных характеристик почвы, необходимо принять во внимание и механические нагрузки.

Средняя глубина промерзания по регионам

Они бывают двух видов: непрерывные и периодические. Вес конструкции ограждения относится к постоянным нагрузкам. А ветер с различной интенсивностью воздействует на изгородь нерегулярно, соответственно, такие нагрузки являются временными.

Как выполняется расчет ленточного основания?

Глубина заложения основания забора является одним из ключевых параметров. Для легковесных конструкций (профилированный материал, дерево, сетка) практически всегда обустраивают фундамент глубиной 50 см. Тяжеловесные заборы требуют более массивного основания.

Но чтобы в данном случае определить достаточную глубину заложения фундамента, нужно учитывать все описанные выше естественные особенности почвы. Учитывая, что в большинстве случаев ограждение строится на подложке, которая обычно выше поверхности грунта на 15 см, следует учесть и эту высоту.

Необходимо также определить достаточную площадь основания, чтобы в дальнейшем почва при пучении не «вытолкнула» забор. Кроме того, при неправильно определенной площади основания ограда существенно «просядет». Формула для вычисления данного параметра:

• S=(Kn*F)/(Kc*R),
• где Kn – коэффициент, определяющий уровень надежности (обычно принимается равным 1,2);
• F – совокупное воздействие, равное сумме всех постоянных и временных нагрузок;
• Kс – коэффициент, который показывает работу материалов при определенных условиях и для различных конструкций (равен 1,1 для строений из бетона);
  R – расчетное сопротивление грунтов (табличная величина).

Например, при расчете для влажной песчаной почвы среднее значение плотности сопротивление грунтов составит 2,5 кг/кв. см. Для такой же почвы, но более плотной структуры значение данного параметра будет равно 2 кг/кв. см. Для большинства прочих видов грунтов, плотность которых довольно высокая, при расчете сопротивление, наоборот, будет выше.

Нагрузка на грунт, оказываемая основанием забора, рассчитывается посредством определения общей массы готовой конструкции. При этом достаточно знать объем используемых материалов, а также их плотность.

В результате умножения двух величин можно узнать массу, которая оказывает давление на почву.

Если прибавить к данному значению общий вес заборного полотна и столбов, это позволит определить уровень воздействия на почву, оказываемый оградой.

Чтобы рассчитать нагрузку на фундамент (временная, ветровая), рекомендуется задействовать СНиП 2.01.07-85, где указаны стандартные показатели естественных условий определенной местности.

Столбчатое основание

Особенность данного фундамента под забор – отсутствие полосы из бетона. Поэтому воздействие оказывается на отдельно стоящие опоры. Чтобы рассчитать площадь основания, можно воспользоваться вышеуказанной формулой.

Схема столбчатого фундамента

Учитывая, что в ней используются данные стандартных показателей различных коэффициентов и общее воздействие забора на почву (эквивалентна совокупной массе всех используемых материалов), формула может использоваться для любого ограждения. Для столбчатого основания полученная величина делится на общее количество опор.

Пример расчета и советы

Материал заборного полотна – полнотелый красный кирпич, кладка будет выполняться в полкирпича. Структура почвы – песчаная. Чтобы определить точнее, следует поинтересоваться у более опытных знакомых или соседей, кто уже устанавливал ограждение. Предварительно рассчитывается протяженность забора и его высота.

Нужно получить информацию о структуре и характеристиках грунта на участке. Учитывается еще и пучинистость. Принимается во внимание средняя скорость ветра на местности в разные периоды времени. Если рельеф холмистый, рекомендуется выбрать ленточное основание.

Еще один совет: при небольших перепадах уровней поверхности почвы допускается обустраивать ленточный фундамент, однако, не следует в данном случае соединять стальными прутками при армировании разновысотные участки.

м бетонного изделия примерно равен 2 400 кг. Объем кладки кирпича (длина х высота х глубина): 120*1,8*0,125=27 куб. м. Объем бетонной конструкции (ширина х высота х  длина): 0,4*0,5*120=24 куб. м. Зная массу 1 куб.

м, можно получить общий вес.

1. Расчет ветровой нагрузки:
2. F=0,61V2/9.8,
3. где V – скорость ветра, принимается равной 30 м, чтобы рассчитать устойчивость забора в сложных, штормовых условиях.

F=0, 61*30*30/9.8=56 кг. Это значение получено для 1 кв. м ограждения, чтобы получить общую величину, нужно вычислить площадь всей ограды: 1,8*120=216 кв. м. Совокупная ветровая нагрузка на фундамент равна 12 096 кг. Сложив массу изгороди, фундамента, а также ветровую нагрузку, получится значение совокупного воздействия на почву.

При данных условиях она будет равна 123 696 кг. Тогда площадь основания будет определена так:

S=(1,2*123 696)/(1,1*3,5)=38,55 кв. м.

Из формулы определения площади (в данном случае ленточного фундамента): S=a*b, определяется ширина основания, она должна быть равна 32 см при заявленных условиях.

(1

Источник: http://VorotauZabora.ru/stolby-i-fundament/raschet-nagruzki-na-fundament.html

Расчет ленточного фундамента (пример)

Расчет нагрузки на фундамент от будущего дома наряду с определением свойств грунта на участке застройки — это две первоочередные задачи, которые нужно выполнить при проектировании любого фундамента.

О приблизительной оценке характеристик несущих грунтов своими силами говорилось в статье «Определяем свойства грунтов на участке застройки» .

А здесь представлен калькулятор, с помощью которого можно определить общий вес строящегося дома. Полученный результат используется для расчёта параметров выбранного типа фундамента.

Описание структуры и работы калькулятора приводится непосредственно под ним.

Шаг 1: Отмечаем имеющуюся у нас форму коробки дома. Есть два варианта: либо коробка дома имеет форму простого прямоугольника (квадрата), либо любую другую форму сложного многоугольника (в доме больше четырёх углов, имеются выступы, эркеры и т.п.).

При выборе первого варианта необходимо задать длину (А-В) и ширину (1-2) дома, при этом нужные для дальнейшего расчёта значения периметра наружных стен и площади дома в плане высчитываются автоматически.

При выборе же второго варианта периметр и площадь необходимо рассчитать самостоятельно (на бумажке), т.к варианты формы коробки дома очень разнообразны и у всех свои. Полученные цифры заносятся в калькулятор. Обращайте внимание на единицы измерения. Расчеты ведутся в метрах, в квадратных метрах и килограммах.

Шаг 2: Указываем параметры цоколя дома. Простыми словами, цоколь — это нижняя часть стен дома, возвышающаяся над уровнем грунта. Он может исполняться в нескольких вариантах:

1. цоколь является верхней частью ленточного фундамента выступающей над уровнем грунта.
2. цоколь является отдельной частью дома материал которой отличается и от материала фундамента и от материала стен, например, фундамент из монолитного бетона, стены из бруса, а цоколь из кирпича.
3. цоколь выполняется из того же материала, что и наружные стены, но так как он часто облицовывается другими материалами нежели стены и не имеет внутренней отделки, поэтому мы считаем его отдельно.

В любом случае высоту цоколя отмеряйте от уровня грунта до уровня, на который ложится цокольное перекрытие.

Шаг 3: Указываем параметры наружных стен дома. Высота их отмеряется от верха цоколя до крыши либо до основания фронтона, так как отмечено на рисунке.

Суммарную площадь фронтонов также как и площадь оконных и дверных проёмов в наружных стенах необходимо рассчитать исходя из проекта самостоятельно и внести полученные значения в калькулятор.

В расчёт заложены среднестатистические цифры удельного веса оконных конструкций с двухкамерным стеклопакетом (35 кг/м²) и дверей (15 кг/м²).

Шаг 5: Указываем параметры крыши. В-первую очередь выбираем её форму и уже исходя из неё задаём нужные размеры. Для типовых крыш площади скатов и углы их наклона рассчитываются автоматически. Если же Ваша крыша имеет сложную конфигурацию, то площадь её скатов и угол их наклона, необходимые для дальнейших расчётов, придётся определять опять же самостоятельно на бумажке.

Вес кровельного покрытия в калькуляторе рассчитывается с учётом веса стропильной системы, принятого равным 25 кг/м².

Далее для определения снеговой нагрузки необходимо по прилагаемой карте выбрать номер подходящего района.

где 1,4 — коэффициент надёжности по снеговой нагрузке принятый по пункту (10.12);

0,7 — понижающий коэффициент зависящий от средней температуры в январе для данного региона. Данный коэффициент принимается равным единице при средней январской температуре выше -5º С.

Но так как практически на всей территории нашей страны средние январские температуры ниже этой отметки (видно на карте 5 приложения Ж данного СНиПа), то в калькуляторе изменение коэффициента 0,7 на 1 не предусмотрено.

ce и ct — коэффициент, учитывающий снос снега и термический коэффициент. Их значения приняты равными единице для облегчения расчётов.

Sg — вес снегового покрова на 1 м² горизонтальной проекции крыши, определяется исходя из выбранного нами снегового района по карте;

μ = 2 — α/30 , где α — угол наклона скатов в градусах

Шаг 6: Указываем параметры перекрытий. Помимо веса самих конструкций в расчёт заложена эксплуатационная нагрузка равная 195 кг/м² для цокольного и межэтажных перекрытий и 90 кг/м² для чердачного перекрытия.

Внеся все исходные данные, нажмите кнопку «РАССЧИТАТЬ!». При каждом изменении какого-либо исходного значения для обновления результатов также нажимайте данную кнопку.

Корректировка подсчетов

Есть два способа, как можно произвести расчет ленточного фундамента своими руками, не пользуясь онлайн калькулятором:

• первый, по сопротивлению, или несущей способности, грунтов;
• второй, по деформации почв.

Проще и эффективнее в применении первый вариант. Рассмотрим его более детально.

Каждому известно, что строительство начинается с основания – фундамента, однако его проект создается в последнюю очередь.

Назначение фундамента – перенести нагрузки от здания, однако сами нагрузки становятся известны только после того, как будут выбраны все строительные и декоративные материалы для возведения здания, а также подсчитаны их объемы. Поэтому прежде, чем производить расчеты основания из ленточного фундамента, требуется:

1. Сделать подробный чертеж всего строения в плане.
2. Определиться с наличием и габаритами подвального помещения.
3. Подобрать высоту и материал изготовления цоколя.
4. Решить, какой тип внешней отделки и внутренней, а также вид термо-, ветро- и гидроизоляции будут применяться, какими размерными характеристиками будут обладать эти материалы.

Нужно найти значения удельного веса всех материалов, использующихся в строительстве; для удобства можно составить таблицу. И только после этого переходить к расчету.

Расчет фундамента можно условно разделить на следующие этапы:

1. Вычисление нагрузок, действующих на фундамент.
2. Подбор характеристик фундаментной ленты.
3. Корректировка расчета сообразно условиям.

Далее поговорим о каждом из этапов более подробно.

Если нагрузка, которая передается через фундамент, превышает сопротивление грунта, можно действовать двумя способами:

• Первый –  заменить материалы для возведения дома на более легкие. Это нерациональный путь: требуется много времени на переделку проекта и всех расчетов.
• Второй вариант – уменьшить удельную нагрузку за счет увеличения толщины фундаментной ленты.

Разумеется, изменение ширины ленты требует пересчета ее веса и соответствующей корректировки общего веса здания.

7. Вычисление количества арматуры и проволоки

Пример вычисления веса конструкции дома: Вы хотите возвести дом высотой в 1 этаж, 5 м на 8 м, также внутренняя стена, высота пола до потолка составляет 3 метра.

Подставим данные и высчитаем длину стен: 5 8=13 метров, прибавим длину внутренней стены: 13 5=18 метров. В итоге получаем длину всех стен, затем производим вычисление площади, умножим длину на высоту: S=18*3=54 м.

Вычисляем площадь цокольного перекрытия, умножаем длину на ширину: S=5*8=40 м. Такую же площадь будет иметь и чердачное перекрытие.

Чтобы начать постройку здания нужно составить проект фундамента частной постройки, по которому можно вычислить необходимое количество строительных материалов для возведения конструкции. В нашем случае необходимо вычислить количество бетона для создания фундамента. Тип фундамента и различные параметры служат для расчета количества бетона.

Предлагаем ознакомиться:  Размеры фундамента для бани – глубина, высота

Арматура для фундамента применяется для создания прочного и надежного фундамента. При вычислении необходимого количества арматуры, важно учесть сам тип фундамента, грунта и нагрузки.

При выборе необходимо учесть вид грунта и вес сооружения.

Если грунт достаточно плотный, то под воздействием веса здания его деформация будет слабой, значит от фундамента не потребуется очень высокая устойчивость.

Для ленточного фундамента не понадобится слишком толстая арматура (10-12 мм), ведь этот фундамент имеет большую несущую способность. Продольные прутки арматур испытывают основную нагрузку и укладываются в 10 см от поверхности бетона. Вертикальные и поперечные прутки не испытывают нагрузки, вот почему для них используется гладкая арматура.

Для дома 5 на 8 м и ещё одна внутренние стены, вся длина фундамента составит 45 метров. Общий расход гладкой арматуры на всю площадь фундамента составит 97,5 метра. Также прибавляем длину фундамента для внутренних стен.

Число вязальной проволоки при всей длине фундамента 45 м и шаге в 40 см для одного соединения будет равна 30 см, а общее количество (45 м /0,4 м)*3 (кол-во уровней)=338, умножаем на размер проволоки 338*0,3=102 метра вязальной проволоки.

Столбчатый тип фундамента не испытывает сильной нагрузки, и для его армирования по вертикали подходит ребристая арматура с диаметром в 1 см. Горизонтальная арматура не испытывает на себе никаких нагрузок, она служит только для соединения вертикальных, для нее подходит гладкая арматура толщиной 0,6.

Например, высота столба в 1,5 м и имеющий диаметр 15 см, хватит всего 4 прута в 7,5 см и связкой в трех местах. Общее количество ребристой арматуры толщиной 1 см составит 1,5 м*4=6 м. Необходимое количество гладкой арматуры для одного соединения будет 30 см, а общее количество 90 см.

Также очень просто рассчитать количество вязальной проволоки. Количество соединений, 3 горизонтальных прутка, умножаем на количество вертикальных и на количество проволоки для одного соединения: 3*4*30 см=3,6 метра, а общее количество 3,6*20=72 метра.

К примеру, фундамент частной постройки имеет длину 8 метров и ширину 5 метров. При частоте шага в 30 сантиметров по длине необходимо 27 прутков, а по ширине 17. Необходимо 2 пояса, поэтому число прутков составляет (30 27)*2=114. Теперь это число умножим на длину одного прутка.

Затем сделаем соединение в местах верхней сетки арматуры с нижней сеткой, то же самое сделаем в месте пересечений продольных и поперечных прутков. Число соединений будет равно 27*17= 459.

При толщине плиты в 20 сантиметров и расстоянии каркаса от поверхности 5 см, значит для одного соединения нужен прут арматуры длиной 20см-10 см=10 см, и теперь общее число соединений равно 459* 0,1 м=45,9 метров арматуры.

По числу мест пересечений горизонтальных прутков, можно посчитать количество необходимой проволоки. Соединений на нижнем уровне будет 459 и столько же на верхнем, всего получится 918 соединений. Для связки одного такого места нужна проволока, которая согнута пополам, вся длина для одного соединения составляет 30 см, значит 918 м *0,3 м=275,4 метра.

Сбор значений нагрузок на основание

Первый этап – суммирование масс строительных материалов, которые применяются в конструкции дома:

• общая площадь несущих стен, а также перегородок, без учета проемов для окон и дверей;
• перекрытий пола;
• потолочного перекрытия и потолков;
• стропильной системы, а также кровельных материалов;
• внутренних элементов (лестницы и т.п.);
• наружной отделки и изоляционных материалов;
• ориентировочно – фундамента и цоколя;
• строительного крепежа и метизов (гвозди, шпильки, саморезы и т.д.).

Следует подчеркнуть, что предварительно должен быть сделан план дома с максимально точными размерами. Чтобы рассчитать массу применяемого материала, необходимо вычислить площадь, для которой он будет использоваться, умножив на его удельный вес.

Чтобы рассчитать площадь элемента, имеющего форму прямоугольника, перемножьте длины его сторон. Если единица измерения метр, то получится м2.

Переведите толщину материала также в метры, умножьте на полученную площадь и получите объем в кубических метрах. Поскольку удельный вес материалов по большей части дается в кг/м3, так будет удобнее работать.

Умножив вычисленный объем на показатель удельного веса, вы определите массу материала для данного элемента.

Для получения более достоверных и надежных данных рекомендуется использовать прочностные характеристики грунта, полученные в результате испытаний. Это также приводит, как правило, к уменьшению ширины фундамента при его проектировании (при расчете минимальной ширины фундамента).

Рекомендуемый вариант. Если вам известны прочностные характеристики грунта, конструктивная схема здания (сооружения), длина и высота здания (сооружения), то выбираем данный пункт меню.

Источник: https://usa-dba.ru/raschet-fundamenta-lentochnogo-nagruzkam/

Вес каркасного дома: нагрузка на фундамент и грунт

Каркасные дома сегодня пользуются у россиян всё большей и большей популярностью. И здесь нет ничего удивительного: они дёшевы и неприхотливы в плане строительства. Расчёт веса дома необходимо производить обязательно, ведь от этого зависит, какой фундамент стоит выбрать.

Например, ленточный фундамент под каркасный дом подойдёт в том случае, если сам дом будет небольшим (например, для дома 6х6 м). Столбчатый фундамент для каркасного дома – это уже под более массивный вариант.

В статье будет рассмотрен вопрос о том, какой фундамент подойдёт под определённый дом, а также то, как правильно произвести расчёт веса самого дома.

Расчёт фундамента для каркасного дома и нагрузки на него

Расчёт веса дома

Расчёт веса дома – это довольно простое занятие, здесь не надо учитывать толщину стены, производить расчёт таких значений, как, например, ширина и длина, определять, какой тип каркаса используется.

Достаточно воспользоваться справочными данными:

1. Удельный вес стены дома с утеплителем (при условии, что стены имеют стандартную толщину в 150 мм) будет составлять от 30 до 50 кг на 1 кв. м;
2. Для такого дома подойдет чердачное перекрытие с деревянными балками (перекрытие выбирается независимо от типа стены), имеющее плотность до 200 кг на 1 куб.м. Его вес будет колебаться от 70 до 100 кг на один кв.м.

Разумеется, показатели могут различаться, но расчёт для каркасного дома можно вести приблизительно, а потом добавить для перестраховки 10%-15% к получившемуся результату.

Сравнительная таблица веса стен, перекрытий и кровли разных типов домов

Что касается кровельного покрытия, то здесь расчёт веса ведётся исходя из типа самой кровли:

1. Стальная листовая кровля будет иметь вес в диапазоне от 20 до 30 кг на 1 м2;
2. Покрытие из рубероида будет весить в диапазоне от 30 до 50 кг на 1 м2;
3. Шиферная кровля может иметь вес от 30 до 40 кг на 1 м2;
4. Покрытие из классической черепицы (её не надо путать с металлочерепицей – последняя является ничем иным, как листовой сталью) составит диапазон в размере от 60 до 80 кг на 1 м2 (речь идёт о так называемой гончарной черепице).

Также, обязательно надо учитывать и вес снежного покрова. До 100 кг на 1 м2 – это юг страны, 150-200 кг на 1 м2 – центральная часть, более 200 кг на 1 м2 – Крайний Север. Средний показатель по стране – около 150 кг на 1 м2.

Расчёт площади и веса

Расчёт площади фундамента, как и веса, должен учитывать его тип. Например, свайный фундамент для каркасного дома будет рассчитываться по одному принципу, если производить расчёт на столбчатый фундамент под каркасный дом, то принцип уже будет другой.

Кстати, смета строительства тоже будет довольно прилично различаться. Под тяжёлые железобетонные или те же кирпичные строения (или если стены имеют слишком плотный утеплитель) лучше всего, пожалуй, подойдёт, ленточный фундамент, глубина залегания которого достаточно велика.

Монтажная схема столбчатого фундамента для каркасного дома

Если брать каркасный дом, то вполне будет достаточно построить обыкновенный столбчатый фундамент, как для стандартных небольших деревянных домов. Смета строительства будет в итоге относительно небольшой, даже если толщина стен будет велика.

Стоит привести пример расчёта параметров фундамента на конкретном примере. Допустим, столбики фундамента будут иметь диаметр в 0,2 метра. Их высота пусть составляет 2,9 м, а глубина залегания – 1,5 м.

Следовательно, не составит труда рассчитать и их опорную площадь, которая составляет в данном случае 314 кв.см. Его объём равен 0,06 куб.м, а вес будет составлять 143 кг.

При условии, что длина стены будет составлять 30 м (это общая длина всех стен) и если устанавливать опорные столбики фундамента через каждый метр, то их необходимое количество – ровно 30 штук. Соответственно, общий вес фундамента будет равен 4,29 тонны, а площадь – 9420 кв. сам.

Виды столбчатых фундаментов

Чтобы узнать итоговую нагрузку на грунт, необходимо сложить вес дома и фундамента и разделить эту сумму на опорную площадь. В итоге, проведя несколько простых вычислительных арифметических операций, мы рассчитали и вес дома, и вес фундамента (столбчатого) и нагрузку на грунт.

Для каркасного дома вполне хватит и обычного столбчатого фундамента.

Факторы, которые надо учитывать при выборе фундамента

Географическое месторасположение местности

Географическое местоположение участка, где будет расположен каркасный дом – крайне важный фактор, из которого определяется и конечная глубина промерзания земли, и уровень грунтовых вод, и тип почвы и другие важные особенности.

Например, в горных районах России возвести ленточный и, тем более, столбчатый фундамент будет крайне затруднительно. Для них нужно будет выбрать фундамент свайный – крайне дорогой, но зато он может использоваться даже в таких условиях.

Расчётная схема мелкозаглубленного ленточного фундамента

Впрочем, удельный вес горных почв в России довольно мал, основная часть территории лежит на суглинистых и супесчаных почвах, где можно обойтись и ленточных фундаментом.

Правда, надо учитывать, что нагрузка на супесчаные почвы, например, будет большей, то есть, усадка дома будет большей, в отличие от тех же торфяных почв. Впрочем, это уже мелочи. А вот смета строительства от этого параметра зависит сильно.

Глубина промерзания грунта

Обычно принято считать, что любой фундамент надо строить таким образом, чтобы его подошва была ниже глубины промерзания. Это не совсем так: здесь всё полностью зависит от типа почв.

В тех же горных районах России уровень промерзания вообще никак не учитывается. Разумеется, что в регионах с экстремальным климатом, типа Крайнего Севера, всё несколько иначе: там, в основном, возводят свайные фундаменты, для которых промерзание – лишь “лёгкий чих”.

Карта нормативной глубины промерзания грунта в разных регионах России

В центральных районах страны всё несколько иначе: здесь действительно лучше принять за правило, что глубина залегания должна быть меньше глубины промерзания. В целом, можно сказать так: глубина промерзания – один из критериев, но далеко не самый важный. Смета строительства изменяется в данном случае не сильно.

Уровень грунтовых вод

В среднем, уровень залегания грунтовых вод колеблется на территории страны в пределах от 1,5 до 2 м, но надо учитывать, что это именно усредненный показатель, статистический, так сказать.

Инженеры обычно рекомендуют следующее:

• Минимальная глубина залегания основания – не менее 0,5 м;
• Желательно, чтобы подошва основания располагалась ниже уровня залегания вод (особенно если в доме будут подвалы).
  Средняя глубина залегания грунтовых вод на территории России

Поскольку каркасный дом и нужный для него столбчатый фундамент относительно лёгкие, то глубина залегания обычно проходит выше этого уровня, так что, обладателям подобных строений беспокоиться не о чем.

С другой стороны, если основание дома залегает ниже уровня воды, то тот же столбчатый использовать уже будет нельзя, особенно в сейсмоопасных зонах типа Камчатки. А вот смета строительства в этом случае действительно будет сильно увеличена, но смета в каждом конкретном случае будет всегда различаться.

В России средний уровень залегания грунтовых вод колеблется в диапазоне от 1,5 до 2 м.

Тип почвы и несущая способность разных типов грунтов

Тип почвы – важнейший критерий при выборе основания для дома. Условно все типы российских почв можно разделить на следующие:

• растительные;
• иловые или торфяные;
• гравелистые, крупнопесчаные и мелкопесчаные;
• пылеватые и мелкопесчаные;
• суглинки.

Самый лучший тип почвы для строительства дома – гравелистые. Они и не слишком твёрдые, как те же горные, например, но и не слишком мягкие, как песчаные. Но это уже почти идеальные условия, которые в реальной жизни встречаются нечасто.

Карта типов почв России

Иловые и торфяные почвы – самые неподходящие. Кстати, строить на них дом вообще нельзя. По сути, это то же самое, что возводить основание прямо посередине большого болота. На растительном грунте глубина залегания основания дома может варьироваться от 0,5 до 1 м. На гравелистых – хватит и 0,5 м.

Смета строительства, понятное дело, тоже будет сильно зависеть от типа почвы, так как от неё, в свою очередь, будут зависеть и основные показатели самого фундамента. Кстати, толщина стены вместе с утеплителем тоже будет влиять на размер фундамента и его конечную стоимость. Все эти факторы обязательно надо учитывать.

Климатические особенности

От климатических условий зависит всё: и выбор толщины стены дома, и тип его основания, и другие важнейшие условия. Если с центральными регионами страны всё более-менее понятно, то вот в регионах с экстремальными температурными условиями разобраться следует подробнее.

Климатическая карта России

Например, как уже отмечалось выше, на горных почвах потребуется свайное основание для дома, там где температура воздуха ниже средней по стране ,придётся делать глубокий фундамент, причём чем глубже располагается его подошва, тем лучше.

Кстати, тут ещё стоит отметить и такую особенность: глубина промерзания грунтов – показатель сезонный и напрямую зависит от типа климата. Здесь можно привести следующие данные по глубине промерзания:

• для суглинистых почв – 0,23 м (среднее значение за год);
• для песчаных – 0,28 м;
• для гравелистых – 0,3 м;
• для обломочных (скальных или горных) – 0,34 м.

Данный показатель также может колебаться не только в плане типов почв, но и географического месторасположения участка. Например, на том же Крайнем Севере глубина промерзания даже в среднем значении будет существенно выше (1 м и более – это уже регионы с вечной мерзлотой, где капитальные строения, собственно говоря, обычно и не возводятся).

Расчётная таблица несущей способности разных типов грунтов

Это то же самое, что построить десятиэтажных жилой дом в Антарктиде или на Северном полюсе. В общем и целом, вес каркасного дома и его основания – важнейшие критерии, которые всегда обязательно нужно учитывать. Если неправильно рассчитать эти параметры, то дом попросту просядет.

Правда, если “ошибиться” в меньшую сторону (когда вес дома и его основания меньше), то это будет даже хорошо, хотя смета строительства увеличится. В общем, остаётся пожелать закончить строительство как можно быстрее!

Видео

Можете посмотреть видео, где специалисты рассказывают о том, как правильно рассчитать вес дома.

Источник: https://fastbuildings.ru/karkasnye-doma/ves-i-nagruzka-na-fundament.html