Какую нагрузку выдержит фундамент 120 см шириной 50 см?

Как рассчитать фундамент для дома

Любой дом строиться строго по проекту, который разрабатывается специалистами. Один из важнейших пунктов строительного планирование считается расчет фундамента. Но часть построек приходится строить самостоятельно. К таким относятся бани, гаражи беседки и даже небольшие жилые дома. В таких случаях важно подобрать и спроектировать качественный и надежный фундамент. Тем более стоимость фундамента от всех работ порой доходит до 1/3. Если допустить ошибку, то переделать основание дома порой не возможно, и всегда затратно. А затраченные силы и время вообще никто не вернет. О том, как рассчитать фундамент для дома, выбрать подходящий, можно узнать из этой статьи.

Роль фундамента в строительстве

Фундамент дома в первую очередь является основанием для конструкции, от качества которого будет зависеть, сколько прослужит здание. Любое строительство дома из брусастроиться согласно утвержденной документации, в которой расчет фундамента занимает не последнее место.

Правильно спроектированный фундамент предохранит здание от подтопления и сбережет строительство дома из клееного бруса и любого другого от растрескивания и разрушения. Платформа должна быть рассчитана так чтобы без проблем выдержать вес дома и при этом распределять нагрузку равномерно на грунт.

В расчет фундамента входят:

1. Расчет нагрузки для различного рода грунта.
2. Расчет кубатуры (определение, сколько строительных материалов необходимо).
3. Расчет стоимости фундамента, включая работу и материалы.

Самые распространенные ошибки при монтаже основания можно увидеть на видео:

Какую конструкцию основы выбрать

В строительстве деревянных домов использую конструкции:

Есть территории, где рационально применять платформу смешанного типа, например ленточно-свайный. Такой является модификацией одного из основных видов. Но это сложная конструкция и строители стараются изменить состав почвы под один из основных типов. Так осушается болотистая и намывается песок, или часть грунта просто вынимают и засыпают шлаком, который трамбуясь, превращается в бетон.

Выбирают основание в зависимости от строящегося дома. Чем тяжелее конструкция, тем массивнее фундамент. Для строительство дома из профилированного бруса или оцилиндрованного бревна используют ленточный или столбчатый виды. Причем ленточный, делают мелко заглубленным.

Глубину залегания рассчитывают, отталкиваясь от двух основных факторов:

1. Глубина залегания грунтовых вод.
2. Промерзание почвы в местности будущего строительства.

Существуют средние нормы для глубины залегания подошвы на различных почвах:

• Супесь — 125см
• Глина и суглинки — 150 см
• Песок и гравий — 100 см

Это максимальное залегание основания дома по строительному ГОСТу, но в нем указаны и максимальные показатели залегания:

• Для сухой почвы — 70 см,
• Для влажной, с близким залеганием грунтовых вод — 120 см.

Если дом по плану имеет подвальные помещения, то подошва конструкции должна быть, ниже уровня пола минимум на 40 см.

Какие нагрузки влияют на фундамент

На основание всегда действую две силы:

1. Нагрузка от самой конструкции.
2. Нагрузка от давления грунта.

При правильном расчете фундамент должен выдерживать вес дома, мебели, жильцов, снега и ветра, а так же давление от вспучивания почвы. Вес здания при планировании высчитывается в соответствии со специальными таблицами, в которых указан примерный вес того или иного материала. Высчитать сколько стоит дом, имея эти таблицы не сложно. Вес дома на 1 см 2 /кг должен превышать нагрузку которую выдерживает грунт. Так для некоторых видов грунта эта нагрузка ровняется:

• Гравий и крупный песчаник — 3,5-4,5 кг/см 2 .
• Мелкий песчаник — 2-3 кг/см 2
• Глинистая твердая почва — 3-6 кг/см 2 .
• Щебенка — 5-6 кг/ см 2 .

Делая расчет не нужно забывать, что сама конструкция основания тоже имеет определенный вес. В любом случае расчет конструкции всегда индивидуален для различных участков и строений.

Все нагрузки на фундамент разделяют на постоянные (крыша, стены, балки перекрытий, гидроизоляция и т.д.) и временные (снежный покров, ветровые и т.д.).

Рассчитываются общая нагрузка (сам дом, фундамент, система утепления) и при эксплуатации (мебель, люди проживающие и т.п.).

Как высчитывается нагрузку на фундамент

Определив размеры дома не сложно высчитать площадь фундамента под него. Это делается для правильного расчета нагрузки. Нагрузка зависит от того из какого материала собирается дом. В нормативной строительной документации приведен удельный вес фундамента в зависимости от различных материалов:

• Кирпич и бетон — 1880-2200 кг/м 3 ,
• Камень бытовой — 1600-1800 кг/м 3 ,
• Вес стен деревянного дома:
• Каркасно — панельный — 30-50 кг/м 2 ,
• Брусовый, оцилиндрованное и рубленное бревно — 70-100 кг/м 2 .

Для определения нагрузки важно знать вес перекрытий:

• Цокольные перекрытие — 100-300 кг/м 2 ,
• Чердачные перекрытие — 150-300 кг/м 2 ,
• Железобетонные перекрытие — 500 кг/м 2 .

Удельный вес кровли:

• Листовая сталь — 20-20 кг/м 2
• Рубероид — 30-50 кг/м 2
• Шифер — 40-50 кг/м 2
• Керамическая черепица — 60-80 кг/м 2 .

Зная эти данные можно высчитать примерный вес дома.

Посмотрим, как можно использовать эти показатели на реальном примере:

По плану бедующий дом имеет размеры 8х5 с одной внутренней стеной. Высота здания 3 м. Для того чтобы узнать длину стен: 5+8+5=18 м. Высчитываем площадь стен: 18х3=54 м2.

Для вычисления пощади цокольных перекрытий составим произведение длинны и ширины дома: 5х8=40 м 2 . Чердачные перекрытия имеют одинаковую площадь с цокольными, значит тоже 40 м2.

Чтобы высчитать площадь кровельного перекрытия нужно знать размеры листа. Пусть это будет лист 6Х2 м. Площадь: 6х2=12 м 2 . Всего будут использовано 8 листов: 8х12 =96 м 2 .

Зная эти цифры легко можно сосчитать постоянную нагрузку на фундамент. Причем эту цифру нужно округлить до максимальной.

Следующим этапом рассчитывается вес и площадь фундамента

Площадь и вес фундамента

Рассчитать фундамент не сложно, рассмотрим конкретный пример:

Для строительства дома был выбран ленточный фундамент с подошвой в 1,5 м, к этой цифре нужно прибавить 50 см, над уровнем грунта. Высота фундамента будет ровна 1,50+0,50= 2 м. Затем рассчитывается длинна: (5+8)х2=26 м. Внутренняя перегородка имеет длину 5 м. 26+5=31 м.

Рассчитаем объем фундамента, произведением длины и высоту и ширину. Возьмем ширину в 50 см, 0,5х31х2=31 м 2 . Теперь, по вышеуказанным данным, рассчитаем вес фундамента: Железобетон веси 2400 кг/м3, 31х2400=74 400 т. Опорная площадь фундамента будет 31000х50 =15 500 см 2 .

Если допустимая площадь для определенного вида грунта выше, то нужно изменять ширину платформы у ленточного, и количество столбов у столбчатого. Но при этом общий вес конструкции увеличится, поэтому расчеты нужно начинать заново.

Как рассчитать бетон для фундамента

Чтобы не совершать покупку лишних строительных материалов, важно произвести точный расчет кубатуры фундамента. Для расчета кубатуры важно учесть два фактора: вид фундамента и сложность его конструкции. Для удобства читателей рассмотрим расчет различного вида фундамента отдельно.

Расчет кубатуры ленточного основания

Рассчитать кубатуру ленточного фундамента проще всего. Для этого необходимо сложить длину, ширину и высоту. Пусть ширина будет 50 см, высоту мы уже рассчитывали выше 1,5 м Длинна высчитывается по периметру 5+ (8+5)х2=45 м. Кубатура рассчитывается: 0,5х45х1,5 = 33,75 м 3 . Округляем эти данные и прибавляем 10% (запас), получается 37 кубов бетона.

Расчет кубатуры столбчатого основания

Столбчатый фундамент может иметь различную форму (круг, квадрат ит.д.). Рассчитаем для примера кубатуру круглых столбов. Для этого нужны значения: диаметр, поперечное сечение, высота столба. Площадь высчитывается умножением числа Пи на радиус х 2. Поперечное сечение для столба с радиусом 15 см: 3, 14х0,075м = 0,2355 м. Зная радиус и высоту можно высчитать объем: 0,2355х1,5 =0, 353 м 3 . Это число нужно умножить на количество столбов в фундаменте.

Расчет кубатуры для плиточного основания

Для расчета монолитной прямоугольной плиты нужно знать ее площадь и толщину. Планируемый дом имеет размер 5 х 8, следовательно площадь плиты будет 40 м 2 . Специалисты рекомендуют использовать монолит толщиной 10-15 см. Высчитываем кубатуру при 10 см толщины: 40х10=400 м 3 .

На монолитном фундаменте по периметру делают ребра жесткости. Для расчета их площади необходимо знать их длину и ширину. В конструкции 5х8 ребра жесткости монтирую через 2,5 м. По ширине таких ребер будет 3, по длине 4. Общая длинна будет ровна: (5х3)+(8х4) = 47 м.

Теперь высчитываем кубатуру. Ширина ребра ровняется толщине плиты- 10 см. Значит площадь одного ребра ровно 0,1 х 0,1=0,01 м 2 . Умножаем площадь на длину 47=0,47 м 3 .

Как определить количество арматуры и проволоки

Для создания жесткой и долговечной конструкции в монтаже используют железную арматуру. Ее количество зависит от типа фундамента, нагрузок и грунта. Арматуру с большим диаметром применяют для получения платформы с большей возможностью нагрузки. Но вес фундамента с арматурой увеличивается. Если почва жесткая, то деформироваться фундамент будет минимально, а значит и арматура нужна минимального диаметра.

Количество арматуры для ленточного основания

Арматура для ленточного фундамента берется диаметром 10-12 мм, так как сама конструкция выдерживает большие нагрузки. Укладывают ее в два прута, независимо от заглубленности основания. Специалисты рекомендуют укладывать арматуру на 10-15 см от верхней точки заливки. Вертикальные пруты при этом не имеют нагрузки, поэтому их можно использовать самые дешевые.

Для дома размерами 5х8 длинна ленточного основания ровняется 45 м. При армирование 4 прута расход будет: 45х4=180 м. Добавляем поперечны при высоте фундамента 150 см и ширине 50 см с шагом в 40 см: (8/0,4)х0,5=10 м. Добавляем их к длине: 180+10=190 м.

Вязальной проволоки понадобиться на одно соединение 30 см. Длина 45 м и шаг 40 см: 45/0,4- 112,5. Эту цифру умножаем на размер одного соединения: 112,5х 0,3= 33,7 м вязальной проволоки нужно на 1-о уровневый фундамент.

Количество арматуры для столбчатого основания

Для армирования столбчатого основания используют толстую арматуру от 40 мм. По горизонтали арматура не несет никакой нагрузки, поэтому тут можно взять самую недорогую. В среднем в каркасе одного столба используется 4 прута. Зная количество столбов, будет не сложно высчитать размер арматуры.

Для конструкции выстой в 1,5 м диаметром 15 см нужно 4 прута, с шагом 7,5 см и связующими в 3-х точках. Толстой арматуры нужно: 1,5х4=6м. Для связки тонкой: 30 см (для одного узла)х3=90 см. Если в фундаменте используется 20 столбов, то количество умножается на эту цифру.

Вязальной проволоки нужно для соединения в 3-х точках одного прута. Это число умножается на число прутов и на вертикальные соединения: 3х4х30=72 м.

Количество арматуры для монолитного основания

Для плотного устойчивого грунта можно взять тонкую арматуру от 10 мм. Для тяжелой конструкции и неустойчивой почвы от 14 мм. Крепиться связка с шагом в 20 -30 см.

Для плотформы 5х8 нужно по длине 27 шт., и по ширине 17 шт. Так как обвязка нужна двойная: (17+27)х2=88. Это число нужно умножить на длину прута, получится метраж арматуры.

Как рассчитать стоимость фундамента

После того как произведены расчеты кубов, количества арматуры несложно посчитать стоимость фундамента. К основной стоимости добавляются работы и цена досок для опалубки + земельные работы и техника.

В среднем стоимость на конструкцию под ключ начинается от 15 000 м 2 . Но можно сэкономить и выполнить все работы своими руками.

Стоимость готового бетонного раствора колеблется от 700 руб./куб, но можно сократить затраты сделав бетон самостоятельно. Для этого понадобиться песок, гравий и цемент М250 или 400. Средняя цена на цемент от 800 руб. за мешок в 40 кг. КамАЗ песка стоит от 2 500 руб., его хватит на заливку фундамента.

Сокращаются расходы и при выполнении частичных работ, например, вырыть траншею и сделать опалубку своими руками, а залить бетоном, доверить специалистам.

В любом случае не стоит экономить на основании дома, так как оно должен быть надежным и прочным. А как рассчитать и не переплачивать мы подробно рассказали.

Расчет фундамента.

При возведении какого-либо здания, важно правильно рассчитать фундамент. Производить расчет фундамента можно при помощи специалистов или же самостоятельно используя калькулятор фундамента. Рассмотрим самые важные моменты, сюда входит, расчет нагрузки, объем фундаментного котлована и советы, которые необходимо учитывать при создании проекта фундамента дома. Для расчета фундамента вы можете воспользоваться калькулятором фундамента.

1. Вычисляем вес конструкции дома.

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.

Вычисляем площадь кровли, умножим длину листа на ширину, к примеру, лист кровельного покрытия имеет длину 6 метров, а ширину 2 метра в итоге площадь одного листа составит 12 м, итого нам понадобится по 4 листа с каждой стороны. Итого получится 8 листов кровли с площадью 12 м. Общая площадь кровельного покрытия составит 8*12=96 м.

2. Вычисляем количество бетона, необходимого для фундамента.

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.

3. Вычисление площади фундамента и веса.

Самым важным фактором является грунт под фундамент, он может не выдержать высокой нагрузки. Чтобы этого избежать нужно вычислить полный вес здания, включая фундамент.

Пример вычисления веса фундамента: Вы хотите построить кирпичное здание и подобрали под него ленточный тип фундамента . Фундамент углубляется в грунт ниже глубины промерзания и будет иметь высоту 2 метра.

Затем вычислим длину всей ленты, то есть периметр: P= (a+b)*2=(5+8)*2=26 м, прибавляем длину внутренней стены, 5 метров, в итоге получим общую длину фундамента 31 м.

Далее делаем расчет объема, чтобы это сделать нужно ширину фундамента умножить на длину и высоту, допустим ширина будет 50 см, значит 0,5см*31м*2м= 31 м 2 . Железобетон имеет площадь 2400 кг/м 3 , теперь найдем вес конструкции фундамента: 31м3*2400 кг/м=74 тонны 400 килограмм.

Опорная площадь будет составлять 3100*50=15500 см 2 . Теперь прибавляем вес фундамента к весу здания и делим его на опорную площадь, теперь у вас получилась нагрузка килограмм на 1см 2 .

Ну, а если по вашим расчетам максимальная нагрузка превысила эти типы грунтов, значит меняем размер фундамента, чтобы увеличить его опорную площадь. Если у вас ленточный тип фундамента, то увеличить его опорную площадь можно путем увеличения ширины, а если у вас столбчатый тип фундамента, то увеличиваем размеры столба или их количество. Но следует запомнить, полный вес дома от этого увеличится, поэтому рекомендуется сделать повторный расчет.

4. Ленточный фундамент.

Объем ленточного фундамента можно вычислить намного легче других, для этого нам нужно знать суммарную длину, высоту и ширину. Площадь опоры, влияет на ширину вычисленную в начале, но средняя ширина такого типа фундамента составляет около 40 сантиметров. Высоту так же возьмем из предыдущих расчетов, берем значение в 1,5 метра. Общую длина ленты вычисляем также как и периметр.

Для здания, имеющего размер 5 на 8 метра и имеющего одну стену длинной 5 метров, периметр равен 5+(8+5)*2=45 метра.

При ширине ленты 50 сантиметров количество бетона будет равно 0,5*45*1,5=33,75 м 3 .

5. Столбчатый фундамент.

При вычислении количества бетона для столбчатого фундамента, важно знать площадь поперечного сечения и высоту столба. Вспоминаем формулу (формула нахождения поперечного сечения круга), S=3.14*R2, где R – радиус круга.

Получается поперечное сечение столба, имеющего диаметр 15 сантиметров, будет составлять 3,14м 2 *0,075м 2 =0,2355 м 2 .

Если такой столб будет иметь высоту 1,5 метра, то его объем будет равен 0,2355*1,5=0,353 м 3 . Необходимое количество столбов для вашей конструкции теперь можно легко вычислить.

6. Плиточный фундамент.

Плитный фундамент — это монолитная конструкция, залитая под всю площадь здания. Чтобы произвести расчет, нужны базовые данные, то есть площадь и толщина. Наша постройка имеет размеры 5 на 8 и его площадь будет 40 м 2 . Рекомендуемая минимальная толщина 10-15 сантиметров, значит заливая фундамент нам необходимо 400 м 3 бетона.

Высота основной плиты равняется высоте и ширине ребра жесткости. Значит если высота основной плиты 10 см, то глубина и ширина ребра жесткости также будет 10 см, из этого следует, что поперечное сечение 10 см ребра будет 0,1 м*0,1=0,01 метра, затем умножаем результат 0,01 м, на всю длину ребра 47 м, получаем объем 0,41 м 3 .

7. Вычисление количества арматуры и проволоки.

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.

8. Ленточный тип фундамента. Количество арматуры и вязальной проволоки.

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.

9. Столбчатый тип фундамента. Количество арматуры и 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.

10. Плиточный тип фундамента. Количество арматуры и вязальной проволоки.

Количество арматуры зависит от грунта и веса здания. Допустим, ваша конструкция стоит на устойчивом грунте и имеет небольшой вес, тогда подойдет тонкая арматура, диаметром 1 сантиметр. Ну, а если конструкция дома тяжелая и стоит на неустойчивом грунте, то вам подойдет более толстая арматура от 14 мм. Шаг арматурного каркаса составляет как минимум 20 сантиметров.

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.

11. Стоимость фундамента для дома.

Производим все вычисления в итоге узнаем количество нужных кубов бетона и цену металлической конструкции, и теперь можно рассчитать все затраты и узнать всю стоимость фундамента для вашего дома. Цены на один куб бетона уточняем у продавцов. Не забываем про подготовку перед работой, раскопку грунта под фундамент, доставку материалов, рабочей силы и постройку опалубки для фундамента.

Расчет ширины и глубины ленточного фундамента: минимальный размер толщины по нормативам

Любой фундамент, независимо от типа и устройства, характеризуется такими параметрами, как глубина заложения и ширина несущих конструкций. Многие застройщики принимают за ширину фундамента толщину несущих стен дома, но не всегда этот расчет бывает правильным. Также на глаз вычисляют глубину залегания подошвы, учитывая личный опыт и минимальные знания в этой области, но делать этого не стоит.

На самом деле, размеры ленточного основания зависят от многих факторов, тут длина ленты не принимается во внимание, ведь это размеры будущего дома. А вот ширина ленточного фундамента и глубина залегания рассчитывается отдельно, и делать это нужно для каждого здания индивидуально.

Важные параметры для определения размеров основания

Четких нормативов, где есть все необходимые формулы для расчета максимально допустимых размеров дома, не существует. Есть эмпирические расчеты, по которым затем и строится ленточный фундамент, а габаритные размеры сооружения предоставит архитектурная служба.

Определение типа грунта

От типа грунта зависит не только глубина устройства основания, но и ширина несущей подошвы. Так как существует фактор пучения почвы в зимний период, а это свойство грунта может привести к непоправимым разрушениям фундамента и дома.

Определить тип грунта можно не только с помощью специалистов, но и кустарными способами. Для этого достаточно взять землю и смочить ее водой, а затем согнуть в кольцо. Глина сохранит свою структуру. Суглинок рассыпается на несколько частей, а песчаный грунт сразу рассыплется в порошок. Так можно определить структуру почвы. Песчаный грунт с фракцией 1,5 мм отлично выдерживает большие нагрузки, он оптимален для возведения ленточных фундаментов и не содержит много влаги.

Затем, нужно определить глубину залегания грунтовых вод. Для этого можно подойти к ближайшему колодцу и замерять глубину водного пласта, это должна быть максимальная высота залегания грунтового горизонта. С помощью небольших математических расчетов будет рассчитана глубина водоносного пласта.

Можно и не делать анализ состава почвы самостоятельно. Достаточно обратиться в геодезическую службу. Она даст полную карту состава почвы с учетом даже глубины промерзания почвы, а этот параметр для выбора глубины залегания подошвы будет считаться ключевым.

Как посчитать глубину и ширину основания

Как только будут четко определен состав почвы и глубина залегания грунтовых вод, можно приступать к расчету размеров основания. Если постройка достаточно массивная, высокая и имеет несколько этажей, тогда глубина погружения основания должна быть большой, вплоть до границы промерзания почвы.

Застройщики, которые имеют финансовые возможности, стараются фундамент углубить еще ниже, обеспечивая таким образом фундаменту большую прочность и надежность. Высота над нулевым уровнем должна составлять до 30 см, иногда – больше, для обустройства цоколя и отмостки.

Итак, минимальная глубина ленточного основания для массивных зданий должна быть ГПГ + 60 см. ГПГ – глубина промерзания почвы. Это табличное значение, отличается для каждого региона и состава почвы. Для легких построек достаточно обустроить фундамент на глубине границы промерзания или ниже до 50 см. В таких случаях считается, что за счет массы сооружения и ленты самого основания почва будет равномерно растекаться под подошвой, и вспучивание грунта должно быть минимальным.

Стандартная толщина полосы составляет 40 см, ее можно увеличивать по мере необходимости, но она не должна быть меньше толщины несущих стен здания.

Расчет площади подошвы фундамента

Площадь подошвы отвечает за равномерное распределение массы всего сооружения вместе с основанием на грунт. Поэтому далеко не всегда она будет отвечать ширине ленты, в большинстве случаев она больше. Более того, подошва также отвечает за такие функции:

1. Равномерное распределение массы здания.
2. Препятствует локальному пучению грунта из-за сейсмических толчков или воздействия глубинных грунтовых пластов.
3. Укрепляет своей массой слабые почвы и прижимает их к прочным грунтам.
4. Обеспечивает равномерность устройства самого здания по горизонтальной плоскости.

Рассчитывается площадь подошвы по формуле:

• k(n) – коэффициент надежности, принимается за 1,2. Этот коэффициент означает, что уже изначально площадь подошвы будет больше расчетной на 20%;
• F – Расчетная нагрузка на основание. Она состоит из: массы здания, нагрузок от грунта, массы фундамента;
• k(c) – коэффициент условий работы, принимающий значение от 1 для глины и сооружений жесткой конструкции, имеющей каменные стены, до 1,4 для крупного песка и не жестких конструкций;
• R – расчетное сопротивление грунта (это табличные данные). Найти их можно в справочниках для всех типов грунтов.

Фактически все параметры справочные, поэтому останется только рассчитать нагрузку от самого здания.

Расчет нагрузки от здания

Этот параметр рассчитывается методом суммирования всех нагрузок, которые создает здание на основание:

1. Массы несущих стен и перекрытий (тут рассчитывается необходимое для возведения количество строительных материалов и их суммарный вес).
2. Массы крыши с покрытием.
3. Массы снегового шара, который может закрепиться на крыше и давить своей массой передавая нагрузку на несущие стены и основание.
4. Вес всей мебели, техники и проложенных коммуникаций (этот показатель незначительный, им часто пренебрегают или задают коэффициент 1,1).
5. Вес самого фундамента. Вот тут уже возникает трудность в расчетах, ведь площадь подошвы также влияет на массу основания. Поэтому принимается ширина полосы 40 см, зная по проекту длину здания, плотность бетона (2400), все это умножается и получается вес фундамента.

Расчетная высота фундамента

Высота такого основания должна быть достаточно большой, чтобы выдерживать горизонтальные грунтовые подвижки и воздействие грунтовых вод. Высоту ленточного фундамента, зная глубину промерзания грунта, также не составит труда посчитать. Но при начале строительства фундамента, высота будет совсем иной, и вот почему. Она состоит из следующих слоев:

1. Сначала нужно делать на дне траншеи песчано-гравийную подушку, на которой будет лежать сам фундамент. Толщина слоя варьируется в пределах 25 − 40 см (в зависимости от типа грунта), а это уже дополнительная высота конструкции.
2. Глубина промерзания почвы (справочные данные).
3. Также нужно делать цоколь в пределах до 30 см, иногда больше, что зависит от типа грунта и дизайнерских решений.

Теперь, когда есть все необходимые параметры будущего ленточного фундамента, посчитать необходимое количество арматуры и бетонного раствора для его обустройства несложно. Если провести заливку строго по технологии, тогда основание прослужит максимально возможный срок.

РАСЧЁТ НАГРУЗКИ НА ФУНДАМЕНТ

Произведём расчёт нагрузки на фундамент одноэтажного дома строящегося, например, во Владимирской области. Исходные данные следующие: ленточный железобетонный фундамент, стены строения из несущего теплоизоляционного пеноблока D600 300*400*600 обложенные в половину целевым кирпичом. Стены имеют толщину 46 см. Стена внутри дома из того же пеноблока толщиной 30 см. Крыша имеет волнистую асбестоцементную листовую кровлю. Грунт суглинок, глубина расположения грунтовой воды 0,9 м.

Определим для суглинистых грунтов (табл.1) усреднённую несущую способность — 2 кг/см2.

Таблица 1. Расчётные сопротивления грунтов

Теперь получаем, что для грунтов — суглинков с расположением грунтовых вод на глубине промерзания менее расчётной, следует планировать расположение фундамента, для наружных стен, на глубину не менее рассчитанной, т.е. 1,1 м .

Внутри помещения грунт не промерзает (если конечно вы не будете оставлять дом зимой без отопления), по этому фундамент под стенами можно устраивать глубиной 0,5 м.

Если вы планируете под домом сделать подвальное помещение, чтобы вода не просачивалась сквозь стены, следует поднять отметку дома и пола так, что бы грунтовая вода располагалась ниже пола подвала. Кстати такое решение позволяет наиболее правильно пустить в дело грунт котлована фундамента и подвала, сделав подсыпку, вокруг цоколя здания. Это позволяет отвести воду атмосферных осадков от жилища.

РАСЧЁТ НАГРУЗКИ ДЛЯ ЛЕНТОЧНОГО ФУНДАМЕНТА.

Произведём расчёт нагрузки Рсум суммарного влияния сил на 1 пог. м. грунта в основании ленточного фундамента в плоскости 1-1 подверженном наибольшим нагрузкам (рис.1). Это давление будет складываться из всех действующих нагрузок – снежной, кровли, уличной стены, пола, если он связан с фундамента и собственного веса фундамента.

Нагрузка, создаваемая весом снега Pсн:

Pсн = S_g x Fs x K

где S_g – нормативный вес снежного покрова, ( рис. 2, для Владимирской области 180 кг/м2);

Fs – грузовая площадь, действующая на 1 пог.м фундамента, Fs = 3,3 м2 ( рис. 1, заштрихованная часть);

K – коэффициент, зависящий от угла наклона крыши (при наклоне крыши 20 градусов К =1,0 табл. 3)

Pсн = 180 x 3.3 x 1,0 = 594 кг.

Рис. 2 Карта нормативных весов снегового покрова на территории СНГ, кгс/м2,

Таблица 3. Коэффициенты Ксн, характеризующие снеговую нагрузку в зависимости от уклона крыши.

Крыша создаёт нагрузку Pкр:

Pкр = Sук x Fs

где Sук — вес 1 м2 проекции крыши (по табл. 4 равен 50 кг/м2);

Fs – грузовая площадь, влияющая на 1 пог. м ленточного фундамента, Fs = 3,3 м2 ( рис. 1, заштрихованная часть);

Pкр = 50 x 3,3 = 165 кг.

Таблица 4 Вес 1 м2 горизонтальной проекции крыши Рук

Нагрузка от чердачного перекрытия Рч:

Рч = S ун x Fч

Где S ун — вес перекрытия (табл. 5 , 100 кг/м2 – балки из дерева с минеральным утеплителем);

Fч — грузовая площадь чердачного перекрытия дома (1,8 м2),

Рч = 100 x 1,8 = 180 кг.

Таблица 5. Вес 1 м2 перекрытия Рун пролётом до 4,5 м

Определяем нагрузку, создаваемую наружной стеной на ленточный фундамент Рнс:

Рнс = Рст x Fs

Где Рст — вес 1 м2 стены, (по табл. 6 230 кг; 1 м2 стены блоков D 600 300*400*600 — 230 кг ( вес блоков в 1 м2 — 195 кг плюс масса раствора — 35 кг), общий вес 1 м2 стены 230 + 230 = 460 кг);

Fs — площадь 1 пог. м стены, равна 2,8 м2 (высота стен от цоколя 2,8 м).

Рнс = 460 x 2,8 = 1288 кг.

Примем нагрузку от пола веранды 100 кг.

Таблица 6. Удельный вес 1 м2 стен Рус

Нагрузка, создаваемая собственным весом ленточного фундамента Рф:

Рф = Fуф x Vф

Где Fуф — удельная масса фундамента, ( по табл.7 2400 кг/м3);

Vф — объём 1 пог. м фундамента в плоскости 1-1 (рис. 1 , равен ширине блока + ширина кирпича + 3-4 см зазор — 0,46 м, умноженная на высоту фундамента 1,6 м (1,1 м в грунте + 0,5 м цоколь), 0,45 x 1,6 = 0,736 м3;

Рф = 2400 x 0,736 = 1766 кг.

Таблица 7. Удельный вес 1 м3 фундаментов Fуф

Итого получаем, что все силы на 1 пог. м, в плоскости 1-1 создают давление на землю в области подошвы фундамента (складываем все нагрузки):

Рсум = 594 + 165 + 180 + 1288 + 100 + 1766 = 4093 кг.

Определим площадь 1 пог. м основания фундамента. Для уменьшения действия на фундамент сил касательного морозного пучения, необходимо выполнить наружную стенку фундамента с уширением к подошве фундамента 1:10, это добавляет 10 см к ширине подошвы фундамента. Итак, размер фундамента в основании равен ширине стены плюс 10 см, то есть 0,46+0,1=0,56. Площадь опоры 1 пог. м фундамента 5600 см2 (56 x 1000). Удельное давление на грунт будет 0,73кг/см2 (4093/5600). Нагрузка для ленточного фундамента с таким давлением допустима, она в три раза меньше расчётного 2кг/см2. Давление фундамента под стенами в других плоскостях будут в пределах допуска.

РАСЧЁТ НАГРУЗКИ ДЛЯ СТОЛБЧАТОГО ФУНДАМЕНТА.

На примере этого же дома произведём расчёт нагрузки для столбчатого монолитного фундамента,( рис. 3). Для кирпичных стены, между столбами фундамента расстояние обычно принимают 1,5 -2,5 м. Уменьшая эти значения, столбчатый фундамент становится ленточным, а при увеличении, возникает нехватка опорной площади фундамента.

Столбы фундамента устанавливают по углам здания, в точках пересечения стен и в промежутках между ними. Под стенами расстояние между столбами фундамента примем 2,025 м и 1,8 м, а под крыльцом и верандой 1,5 м. Внутреннюю стену оставим на ленточном фундаменте глубиной 0.5 м.

Железобетонный цоколь-ростверк примем шириной – 0,46 м. Низ ростверка следует расположить на 15 см ниже отметки отмостки. Ростверк получится высотой 0,65 м. Сечение столба фундамента принимаем 43 см x43 см, а площадку опоры сваи 70 см x70 см, при её толщине 30 см конструкция сваи будет выдерживать давление, при удельном сопротивлении грунта 2,0 кг/см2 примерно 10 т (70x70x2=9800 кг).

Рисунок 4. Вид элементов столбчатого фундамента в сечении 3-3.

1 — монолитная опорная площадка столба;

2 — нетронутый грунт;

3 — насыпной грунт;

4 — воздушная полость под ростверком, закрытая досками;

5 — железобетонный ростверк.

Формула для расчёта нагрузки Рсум.ст, создаваемое в грунте под столбом фундамента в плоскости 2-2 (рис. 3), такая:

Рсум.ст = (Рсум — Рф) x h + Мст + Мгр

Где Рсум — суммарная нагрузка на грунт от элементов здания на 1 пог. м, для ленточного фундамента, 4093 кг;

Рф — нагрузка от собственного веса ленточного фундаментом, 1766 кг;

h — шаг опор столбчатого фундамента, 2,025 м;

Мст — масса столба и части ростверка, Мст = V x p, где V — объём столбчатого фундамента с ростверком длиной 2,025 м, (объём ростверка 0,46×0,65×2,025=0,61 м3; объём столба фундамента 0,43×0,43×0,65=0,12 м3, где 0.65 = 1.1 — 0,15 -0,3; объём опорной площадки столба 0,70×0.7×0,3=0,15 м3) равен 0,88 м3. Масса столба, учитывая, что плотность железобетона 2400 кг/м3, составит 2122 кг (0,88×2400);

Мгр — вес грунта над опорной площадкой, 780 кг.

Складывая полученные величины, имеем общую нагрузку на подошву столбчатого фундамента:

2327*2,025+2122+780=7614 кг, это на 22% меньше расчётного значения (9800 кг).

Удельное давление на грунт получилось 1,55кг/см2 (7614/4900).

По итогам расчёта получили, что удельное давление на грунт от столбчатого фундамента находится в пределах расчётного сопротивления для суглинков 1,0-3,0 кг/см2 (табл. 6), но для запаса устойчивости фундамента, для приближения значения удельного давления на грунт к единице, увеличим размер опорной площадки столба до 0,8×0,8 и снова проверим расчётом.

Производя анализ расчёта нагрузок этих видов фундамента, следует заметить, что для столбчатого фундамента экономия бетона увеличивается до 50%, так же в 2 раза снижается объём земляных работ, расходы материалов на изготовление опалубки. Однако для столбчатых фундаментов необходимы большие затраты на производство и установку каркасов из арматуры, а так же мероприятия предотвращающие деформацию и повреждения ростверка в подвижных грунтах (устройство воздушных полостей под ростверком).

Используя расчёт нагрузки на фундамент вы самостоятельно определите на сколько здание устойчиво к нагрузкам для разных грунтов и типов фундамента.

Как правильно рассчитать толщину фундаментной плиты

Плитный фундамент широко используется при строительстве малоэтажных зданий. Монолитная конструкция надежно защищает сооружение от проникновения грунтовых вод. Большая площадь опирания предотвращает просадку и деформацию грунта. Жесткая система армирования предохраняет основание от разрушения.

Принцип строения монолитного фундамента

Основой конструкции плитного фундамента служит монолитный бетонно-армированный слой. Подобная конструкция позволяет равномерно распределять усилия от здания на дно котлована.

При просадке и перемещении грунта фундамент компенсирует изменения. Это свойство называют «плавучестью» основания.

Для его изготовления используют высококачественный бетон. Высоту конструкции определяют расчетным способом. Основными критериями для подсчета являются характеристика грунта и проектная нагрузка от сооружения.

Конструкция монолитного фундамента

Плитный фундамент имеет следующую конструкцию:

• Котлован.
• Дренажная система.
• Опалубка.
• Песчаная подушка.
• Слой геотекстиля.
• Щебеночный слой.
• Бетонная подготовка.
• Гидроизоляция.
• Теплоизоляция.
• Арматура.

Для устройства фундаментной плиты выкапывают котлован. Размеры котлована в плане должны превышать размеры будущего дома на 1–2 метра. Увеличенные размеры служат для укладки дренажа и устройства отмостки.

Дренажная система

Дренаж служит для отвода поверхностных вод от внешних стен здания. Состоит из системы перфорированных труб и приемного колодца. Трубы укладывают с небольшим уклоном. Для защиты от проникновения песка трубы оборачивают 1–2 слоями геотекстиля.

Для изготовления опалубки используют деревянные доски или водостойкую фанеру. Все элементы соединяют с помощью саморезов и стальной проволоки.

Песчаная подушка

Для устройства песчаной подушки используют крупнозернистый песок. Песок позволяет воспринимать и равномерно распределять усилия на плавающую плиту.

Геотекстиль

Между щебнем и песком укладывают слой геотекстиля. Он защищает состав от перемешивания и нарушения дренирующих свойств щебня.

Служит для восприятия и передачи усилий на песчаную подушку. Щебень применяют в качестве дополнительной дренирующей системы. Вода при прохождении ослабляет напор и теряет способность к вымыванию песка.

Бетонная подготовка

На песчано-щебневое основание укладывают бетонную подготовку. Высота конструкции составляет 50–150 мм. Подготовку выполняют из бетона низких марок.

• защищает бетон от утечки цемента;
• равномерно распределяет нагрузку;
• делает удобным монтаж стального каркаса.

Гидроизоляция

На бетонную подготовку укладывают слой гидроизоляции. В качестве материалов используют полимерно-битумные вещества. Гидроизоляционный материал служит для защиты фундаментной плиты от проникновения грунтовой влаги.

Теплоизоляция

Теплоизоляция служит для защиты основания от промерзания. В качестве утеплителя используют экструдированный пенополистирол. Высоту слоя принимают 10–15 см.

На теплоизоляцию укладывают полиэтиленовую пленку. Она служит защитой от проникновения жидких компонентов бетонной смеси в утеплитель.

Опорные элементы зданий армируются стальными каркасами. Сетка изготавливается из ребристых стальных стержней диаметром 12–18 мм. Они связаны в единый пространственный каркас с помощью стальной тонкой проволоки.

Размер ячеек каркаса зависит от величины проектируемых усилий на основание. Размер ячеек определяется расчетным путем и составляет от 10 до 25 сантиметров.

Расчет высоты фундамента

Целью расчета толщины плитного фундамента являются:

• Определение размеров опорной плиты.
• Вычисление нагрузок на дно котлована.
• Подсчет необходимых материалов.

• Вид и характеристика грунта основания.
• Материал элементов здания.
• Проектируемые усилия.

При расчете учитывают два типа усилий:

• статические;
• динамические.

Статические силы являются постоянной величиной. Они вызваны весом элементов здания.

Динамические усилия изменяются во времени и в значениях. Они оказываются людьми, мебелью, оборудованием и влиянием атмосферных осадков.

При подсчете нагрузок постоянного действия используют повышающие коэффициенты надежности конструкций. Эти коэффициенты зависят от размеров и материала элементов здания. Значения коэффициентов приведены в нормативных документах.

Подсчет динамических усилий ведут с учетом условий местности, типов используемой мебели, оборудования, планируемой заселенности дома.

В качестве результатов расчета получают следующие данные:

• Удельная нагрузка на 1 м 2 грунта основания.
• Допустимая толщина конструкции.
• Глубина залегания фундамента.

Последовательность расчета

В процессе расчета плитного фундамента выполняют следующие действия:

• Вычисляют суммарные усилия от фундамента и основной части сооружения. Значение определяют сложением сил постоянного и временного действия.
• Определяют допустимую нагрузку. Величину определяют по нормативным документам в зависимости от типа грунта.
• Определяют максимальную массу основания.
• Вычисляют максимальную толщину опорной плиты. Полученное значение округляют в меньшую сторону до значения, кратного 5 мм.
• Повторяют решение задачи с принятой толщиной опоры.

Для автоматизации процесса используются специальные компьютерные программы.

Анализ результатов расчета

В процессе подсчета получают следующую высоту фундамента, мм:

• менее 150;
• от 150 до 350;
• более 350.

В первом случае монолит не подходит в качестве опоры. Требуются дополнительные обследования и принятие решений для укрепления грунтов.

Во втором случае бетон подходит в качестве основания. Полученный результат округляют до ближайшего значения, кратного 50 мм.

В третьем случае бетон не подходит в качестве опорной части. Требуется принимать другой вариант опор (ленточный или столбчатый).

Глубина залегания фундамента

Глубину залегания плитного фундамента определяют по уровню поверхностных вод и толщине основания.

Глубина залегания зависит от следующих факторов:

• типа грунта;
• глубины промерзания;
• суммарных нагрузок;
• уровня грунтовых вод.

Рекомендуемая глубина котлована приведена в нормативных строительных документах. Она может составлять, см:

• в северных регионах – от 80 до 100;
• в центральных и южных районах – от 30 до 70;
• в горных районах – до 20.

Что можно рассчитать, зная толщину фундамента?

По вычисленной толщине плиты рассчитывают следующие параметры:

• объем бетонной смеси;
• расход арматуры.

Расчет необходимого количества основной арматуры

Арматуру располагают равномерно по всей плавающей плите. В зависимости от толщины плиты каркас устанавливают в один или несколько рядов. Нормативное количество ярусов арматурной сетки при толщине плиты составляет:

• до 15 см – 1 ряд;
• от 15 до 30 см – 2 ряда;
• более 30 см – 3 и более ряда.

Для продольных сеток рекомендовано использовать стержни диаметром 12–18 мм. Диаметр стержней поперечных сеток принимают 8–12 мм.

Шаг стержней зависит от толщины плиты. При ее высоте до 25 см шаг стержней принимают 15 см. При высоте плиты 25 см и более шаг стержней 10 см.

Пример расчета

• Рассчитать высоту фундамента.
• Определить расход материалов.

• Удельное нормативное сопротивление грунта – 0,350 кг/см 2 .
• Размеры здания в плане – 4*8 м (320000 см 2 ).
• Общий вес конструкций – 24000 кг.
• Размеры опорной плиты в плане – 6*10 м.
• Плотность бетонной смеси – 2500 кг/м 3 .
• Вес 1 погонного метра стальной арматуры — 1,210 кг/м.
• Шаг основной арматуры – 100 мм.
• Диаметр прутьев – 14 мм.

• Суммарная нагрузка на фундамент 24000/320000=0,075≈0,08 кг/см 2 .
• Разница между допустимым и фактическим давлением на плиту Δ=0,350-0,075=0,275 кг/см 2 .
• Масса основания М=0,275*320000=88000 кг.
• Толщина фундаментной плиты Н= (88000/2500)/32=1,1 м.
• Длина стержней продольной арматуры 10 м, поперечной – 6 м.
• Количество стержней поперечной арматуры: 6/0,10 *2 (слоя)=120 шт.
• Количество продольной арматуры: 10/0,10*2=200 шт.
• Суммарная длина стержней: 120*6 + 200*10=720 + 2000=2720 м.
• Общая масса материала: 2720*1,210=3292 кг.

Видео по теме: Фундамент под дом — монолитная плита, расчет и армирование