Как рассчитать кубическую площадь фундамента
Любое строительное сооружение, – сарай, баня, жилой дом или производственный корпус покоится на фундаменте. Он несёт функции:
- 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
- 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 – 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 – объём фундамента в метрах;
- a – длина фундамента в метрах;
- b – ширина фундамента в метрах;
- h – высота фундамента в метрах.
Определяется вес фундамента:
- Mф – масса фундамента;
- Qб – плотность материала основания.
Общая масса строительного сооружения составит:
- 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.