Как рассчитать кубическую площадь фундамента

Любое строительное сооружение, – сарай, баня, жилой дом или производственный корпус покоится на фундаменте. Он несёт функции:

Содержание:

Конструкции фундаментов ↓
Расчёт фундамента индивидуального дома ↓
Формула расчёта минимальной площади основания фундамента ↓
Данные для расчёта массы здания ↓
Расчёт веса фундамента ↓

восприятие нагрузок от надстроенных строительных конструкций или установленного оборудования;
распределение силового воздействия по всему основанию;
защита от проникновения влаги в толщину стен здания;
компенсация воздействия от сейсмических волн;
создание равновесного устойчивого положения всей строительной конструкции и другие функции.

Конструкции фундаментов

Монолитный. Или, другими словами, плитное основание. Представляет собой армированную бетонную подушку, залитую на щебёночно-гравийное основание. Относятся к мелкозаглубленным видам. Применяются при высоком уровне грунтовых вод, на непрочных пучинистых грунтах. Эффективны для малоэтажного строительства.
Ленточный. Бывает сборный или монолитный. Благодаря своей конструкции применяется непосредственно под несущие стены зданий. Является одним из самых распространённых. Простота выполнения отразилась в использовании для индивидуального возведения жилых зданий и гаражей.
Свайные. Представляют собой группу вертикальных столбов, заглубленных в грунт и перевязанных между собой горизонтальными балками. Подразделяются:
- забивные, – углубляются в грунт посредством механического воздействия на верхнюю часть;
- трубобетонные, – стальные трубы, заглубленные в грунт и залитые изнутри бетонной смесью;
- буронабивные, – забиваются в заранее пробуренные отверстия;
- винтовые, – представляют собой сваи, выполненные в виде винта; опускаются вглубь грунта за счёт вкручивания в породу.
Применяются под всеми видами строительных конструкций. Это объясняется высокой конструктивной устойчивостью и несущей способностью такого фундамента. Винтовой вид стал широко применяться для строительства индивидуальных домов.
Столбчатый. Выполняется в виде кирпичных или бетонных столбов, которые располагаются по углам здания и местах пересечения или стыковки стен. Применяется вкупе с ленточным фундаментом. Из-за простоты конструкции нашёл широкое применение при бытовом строительстве.

Расчёт фундамента индивидуального дома

Для предварительного расчёта фундамента необходимо учесть ряд факторов:

Определить общую массу строительной конструкции. Она складывается:
- вес всех стен и перекрытий;
- масса крыши;
- вес внутренних коммуникаций и сантехнических приборов, включая накопительные баки под воду (вместе с массой воды);
- внутреннее наполнение дома, – мебель, бытовая техника, среднее количество проживающих людей;
- ветровая нагрузка;
- снеговой покров на кровле.
Совет. Так как некоторые элементы не представляется возможным просчитать с определённой точностью, то целесообразно принимать приблизительные данные с округлением результатов в большую сторону. Больший результат повлияет на то, что фундамент получится более прочным, нежели необходимо, – лучше «перестраховаться», чем наблюдать за тем, как дом начнёт перекашиваться.
Провести исследование грунта и его состав:
- наличие грунтовых вод и их уровень;
- глубина промерзания;
- состав грунта, – глина, суглинок, песчано-лёссовый, супесь, каменисто-гравийная;
- болотистый или пучинистый грунт.
Совет. Для исследования грунта нет необходимости привлекать специалистов. Сведения можно уточнить у соседей или жителей близлежащих населённых пунктов. Внутренний состав почвы определяется выполнением контрольных скважин с помощью садового бура.
Выбрать тип фундамента. Для большинства грунтов, с учётом климатических зон, подойдёт комбинированный столбчато-ленточный фундамент, причём вертикальные опоры необходимо установить ниже уровня промерзания почвы минимум на 30…50см. При скальном грунте, последнее требование можно опустить.
Начертить эскиз выбранного типа фундамента с предварительными размерами, – учитывая глубину залегания, габаритные размеры внешних и внутренних стен дома.

Формула расчёта минимальной площади основания фундамента

S = Kn* M /(Ku*Ro), где

Kn – коэффициент надёжности (коэффициент запаса), принимается в диапазоне 1,2…1,5;
M – весовая нагрузка, складывающаяся из массы всего здания с содержимым и массы самого фундамента;
Ku – коэффициент условий работы, зависит от типа грунта и самого сооружения, составляет 1,0…1,4;
Ro – коэффициента расчётного сопротивления, определяется типом грунта и его плотностью, расчётные значения составляют 0,3…9кгс/см².

Данные для расчёта массы здания

Приводятся средние значения. Полностью учесть всю массу не представляется возможным, так как придётся принимать во внимание массу мелких и крупных метизов, различных замазок, мелких деталей отделки и другие подобные «мелочи». Поэтому лучше вычислить массу основной конструкции и добавить к ней 5…10%.

Для расчёта веса отдельных элементов здания, необходимо знать плотность материалов, применяемых при строительстве:

железобетон, 2300…2700кг/м³;
кирпич, 1400…1800кг/м³;
стена из дерева, 650…800кг/м³;
стена каркасного дома 350…500кг/м³.

Для стен из железобетона и кирпича принимался в расчёт вес цементного скрепляющего раствора.

Формула расчёта веса стен здания:

Mзд = Qa*Va + Qb*Vb + Qc*Vc +…+ Qn*Vn, где

Mзд – общая масса стен здания без фундамента;
Q – плотность материала стены, соответственно, первой, второй и т.д;
V – объём стены, соответственно, первой, второй и т.д.

Приведённые данные по перекрытиям в пересчёте на один квадратный метр:

железобетон, 500кг/м²;
на уровне цоколя с деревянными балками и утеплителем, 150…300кг/м²;
подкрышное, чердачное с утеплителем на деревянной основе, 100…200кг/м².

Приведённые данные по кровельным материалам:

натуральная черепица, 80кг/м²;
мягкая кровля, 50кг/м²;
шифер, 50кг/м²;
металлический профнастил, 30 кг/м².

Нагрузка от снега, 50…200 кг/м².

Расчёт веса фундамента

Рассчитывается кубатура бетонного основания:

Vф = a*b*h, где

Vф – объём фундамента в метрах;
a – длина фундамента в метрах;
b – ширина фундамента в метрах;
h – высота фундамента в метрах.

Примечание. Если бетонное основание представляет собой сложную геометрическую фигуру, то его надо разбить на несколько простых параллелепипедов.

Определяется вес фундамента:

Mф = Vф* Qб, где

Mф – масса фундамента;
Qб – плотность материала основания.

Общая масса строительного сооружения составит:

M = Mзд + Mпер + Mсн + Mбыт, где

Mпер, масса перекрытия;
Mсн, масса снега;
Mбыт, масса внутреннего наполнения строительного сооружения, в том числе и вес людей.

Пример расчёта площади основания фундамента:

Примем полный вес сооружения равной 250000кг.
Подставим данные в формулу:

S = Kn*M /(Ku*Ro), S = 1,5*250000/(1,3*4) = 72115см² или, – округлим и переведём в метры = 7,2м².

Полученные данные говорят, что минимальная сплошная площадь составит 7,2м².

Если выбран наиболее распространённый ленточный фундамент, то при ширине ленты 0,5м и общему периметру 40м, его площадь составит:

S = 0,5м*40м = 20м², – это говорит о том, что практический результат значительно выше расчётного.

Вышеприведённый пример был основан на ручном расчёте. Можно воспользоваться, так называемым «online-калькулятором», пример приведён здесь: http://stroy-calc.ru/raschet-lentochnogo-fundamenta.

Данный способ позволит определить размеры и количество арматуры, бетона для литой ленточной конструкции, причём предлагается на выбор несколько видов строительных конструкций. Кроме этого, предоставляется возможность рассчитать размеры опалубки, количество материала для неё.

Пользоваться online-калькулятором не составит труда. Определившись с типом основания, его размерами, достаточно ввести данные в окошки и нажать кнопку «РАССЧИТАТЬ».

Получим результаты:

общие геометрические параметры основания;
объём и вес бетона;
среднюю распределённую нагрузку от веса всего строительного сооружения;
размеры, вес, тип арматуры;
схему укладки армирующих стержней и правило перевязки;
количество деревянного материала при расчётной толщине.

Расчёт основан на нормативных документах, – СНиП и ГОСТ, в которых отражены требования и рекомендации при конструировании и монтаже бетонных и железобетонных изделий. При возникших затруднениях предоставляется возможность задать вопросы по интересующей теме.