Как посчитать нагрузку на фундамент?

Как посчитать нагрузку на фундамент?

Расчет нагрузки на фундамент

Прежде чем приступать к выбору основания для дома, необходимо составить проект постройки и провести расчеты нагрузки, которая будет оказываться на фундамент надземной частью здания. По своей сути расчет нагрузки на фундамент сводится к суммированию массы материалов, используемых при строительстве дома без основания, мебели и техники, которые будут впоследствии размещены внутри сооружения, нагрузки от проживающих в доме людей и сезонные нагрузки, например, от снежного покрова. Все это вместе и будет составлять общую нагрузку на основание дома.

Как рассчитать примерный «вес» дома

Естественно, приведенные ниже расчеты фундамента являются усредненными и приближенными. Но это не мешает использовать их при выборе конкретного типа основания с подходящими характеристиками. Предположим, что нам необходимо рассчитать дом со следующими параметрами:

  • одноэтажный дом;
  • размер в плане – 10×6 м;
  • имеется одна внутренняя стена посередине дома;
  • высота этажа – 2,5 м;
  • цокольное перекрытие по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м³;
  • чердачное перекрытие по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м³;
  • кровля – рубероидное покрытие и шифер;
  • расположение дома – средняя полоса России

Приступаем к расчетам нагрузки от дома

Длина всех стен дома составит: (10+6)×2+6=38 м
Площадь стен при высоте этажа 2,5 метра: 38×2,5=95 м²
Площадь чердачного и цокольного перекрытия одинакова и составит: 10×6=60 м²
Площадь кровли с учетом 0,5 м выпусков по всем сторонам дома составит: 11×7=77 м²
Осталось только ознакомиться с данными таблицы, представленной ниже. Берем крайние верхние величины «на всякий случай» в целях безопасности.

Средний удельный вес дома

Плюс ко всему стоит учитывать временные нагрузки, величина которых для северной части России самая большая – 190 кг/м² кровли, для средней полосы составляет около 100 кг/м², для южной – 50 кг/м²

Массы отдельных конструкций:
Масса стен: 95×270=25650 кг
Масса цокольного перекрытия: 60×150=9000 кг
Масса чердачного перекрытия: 60×100=6000 кг
Масса кровли: (50+50)×77=7700 кг
Нагрузка от снега: 100×77=7700 кг
Итого: 25650+9000+6000+7700+7700=56050 кг, округляем до 56 000 кг или 56 т.

Отталкиваясь от полученных данных можно проводить дальнейший расчет плитного фундамента или любого другого выбранного вами типа основания. К слову, это одна из самых простых расчетных частей, предшествующих строительству дома.

В следующих статьях мы продолжим знакомить вас с порядком проведения расчетов интересующих вас типов фундаментов. В частности, поговорим о том, как правильно провести расчет фундаментов мелкого заложения, столь популярных на сегодняшний день ввиду своей экономичности. Будут затронуты и другие важные проблемы.

Как рассчитать нагрузку на фундамент?

Еще на этапе планирования строительства очень важно правильно рассчитать предполагаемый вес фундамента и самой постройки с учетом возможных дополнительных масс. Это позволит в дальнейшем избежать таких проблем, как трещины на стенах и на самом фундаменте, смещение и проседание грунта под домом.

Фундамент — это основа любого здания, самая важная его часть. От его качеств зависит срок эксплуатации постройки. Следовательно, укладка фундамента — это одна из наиболее важных задач при строительстве. Чтобы фундамент смог достойно вынести возложенные на него нагрузки, одного соблюдения техники заливки недостаточно, необходимо рассчитать значение предполагаемой нагрузки. Предварительные расчеты можно сделать самостоятельно, это позволит значительно сэкономить временные и финансовые затраты.

Расчеты производятся на основании типа фундамента и материалов, которые используются для постройки здания.

Основные типы нагрузки

Выделяют три основных типа нагрузки:

1 — предполагаемый вес здания
2 — нагрузки, создаваемые погодными условиями (уровень выпадающих осадков, интенсивность движения воздушных масс)
3 — давление, создаваемое предметами, заполняющими здание, и постоянно проживающими людьми, а также системами канализации.

Как показывает практика, каждый из пунктов очень важен. Для построения надежного дома необходимо учитывать каждую деталь.

Формула, по которой производится расчет нагрузки на фундамент: Y= Yx+Ya
Y — нагрузка, полученная в сумме всех предполагаемых нагрузок
X — нагрузка, оказываемая на фундамент
A — нагрузка, создаваемая строением

Расчет нагрузки, создаваемой строением

Узнать значение величины нагрузки различных предметов можно из специализированных справочников.

Нагрузка каркасных строений, толщина стен и изоляционного материала которых не превышает 15 см, составляет до 50 кг на 1 м 2 .
Кирпичные стены с толщиной не более 15 см дают нагрузку до 270 кг на 1 м 2 .
Стены из бревенчатых массивов — до 100 кг на 1 м 2 .
Стены из железобетона толщиной не более 15 см — до 350 кг на 1 м 2 .
Различные кровельные материалы, в зависимости от плотности, способны давать дополнительную нагрузку от 30 до 60 кг на 1 м 2 .

Более подробную информацию можно посмотреть в специальных справочниках.

Сезонная нагрузка для южных и северных районов берется из расчета 190 кг на 1 м 2 и 50 кг на 1 м 2 , соответственно.
Нагрузка, создаваемая ветром, вычисляется по формуле: Rv=G*(40+15*R)
Rv — нагрузка, создаваемая воздушными массами.
R — общая площадь здания.
G — высота здания по самой высокой отметке.

Сложив все полученные результаты, получаем значение, равное нагрузке, оказываемой зданием в тоннах.

Давление, оказываемое самим фундаментом (Yx), вычисляется по формуле: Yx=Vx*L

Vx — это общий объем непосредственно самого фундамента, полученный в ходе умножения его площади на высоту здания.
L — значение, обозначающее плотность используемых в процессе стройки материалов.

Если при строительстве дома используется свайный фундамент, в этом случае формула также актуальна. Следует конечный результат еще умножить на количество используемых свай и приплюсовать вес пояса.

Свайный фундамент сегодня используется довольно часто. Преимущества свайного фундамента:
* достаточно экономичен в установке
* не требует долговременной подготовки
* минимальные временные затраты на установку
* надежный и практичный по всем показателям
* сваи проникают гораздо ниже, чем глубина промерзания грунта.

Следовательно, такой фундамент прослужит вам долгие годы.

Удельное значение нагрузки, оказываемой на почву, это показатель того, к какой максимальной нагрузке готов грунт, прежде чем начнется процесс проседания и оползания. Конечно, в районах с разными климатическими условиями это значение сильно отличается, но в качестве среднего стандартного значения берется 2 кг на 1 мм 2 .

Таким образом, чтобы получить допустимое значение давления на почву, необходимо общую площадь фундамента умножить на среднее значение.

Производить любые расчеты необходимо в одних единицах измерения. Это значительно облегчит ваш труд и позволит избежать возможной путаницы. В результате всего расчета полученное значение необходимо сопоставить с нагрузкой, которая максимально допустима (ее вы вычислили ранее по формуле). Если значение допустимого давления получается меньше, чем нагрузка, оказываемая строением, общую площадь опорного элемента необходимо увеличить.

Специалисты нашей компании — квалифицированные работники, грамотно рассчитают нагрузку на фундамент и учтут все особенности Вашего строения, помогут подобрать тип фундамента.

Как правильно рассчитать нагрузку на фундамент

На основание действует вес здания, мебели, агрегатов, опора строения воспринимает давление ветра, снега. В этих условиях правильный расчет нагрузки на фундамент имеет значение для обеспечения прочности. Вычисляется площадь основания, которая передает усилия на грунт с учетом свойств почвы и ее несущей способности. Расчетом определяется глубина заложения, конфигурация арматурного каркаса в бетоне и диаметр стержней.

Необходимые параметры для расчета нагрузки на фундамент

Цель расчета состоит в выборе габаритов основания и его пространственного положения в грунте для ограничения сдвигов, перемещений фундамента и наземных конструкций. Выбор площади подошвы и глубины закладки влияет на условия эксплуатации строения без просадок, кренов, изменения проектных отметок конструктивных элементов.

Перед тем как рассчитать нагрузку на фундамент, нужно учесть параметры:

  • конструкцию постройки и ее назначение;
  • высоту в грунте фундаментов прилегающих зданий, глубину закладки труб проходящих коммуникаций;
  • рельеф области строительства;
  • геологические условия площадки с учетом возможной динамики: свойства почвы, присутствие каверн от выветривания и карстовых полостей, расположение и толщину слоев;
  • возможное влияние строительства и эксплуатации здания на изменение характеристик грунта;
  • вероятность размыва земли рядом со сваями строений, возводимых в водной среде;
  • глубину промерзания почвы и отметку стояния грунтовой влаги.

Прочность фундамента и его сопротивление образованию трещин проверяют расчетом, который выполняют на основании сбора нагрузок от надземной части. Высота основания и степень погружения в землю выбирается сравнением технико-экономических показателей с другими вариантами.

Расчет нагрузки на фундамент

В нагрузку от кровли входит масса покрытия, например, мауэрлат, деревянные и железобетонные фермы, плиты перекрытия, а также стропила, обрешетка и элементы кровельной конструкции. Дополнительно рассчитывают снеговое и ветровое давление, величина которых зависит от уклона кровли и выражается с помощью табличных коэффициентов. Добавляют вес людей для обслуживания крыши, который приравнивают к 100 кг/м2.

Раздел перекрытия содержит суммированную массу панелей, балок, отделочных материалов. Добавляется нагрузка от домашней мебели, людей, оборудования, временных и постоянных перегородок. Вес дома включает массу сантехнических устройств, а также труб коммуникации.

Вес пола первого уровня строения учитывают при сборе усилий, применяют коэффициенты перехода, для чего берут во внимание принцип его устройства:

  • по грунту;
  • с опиранием на стены или фундаменты.

В разделе вертикальных элементов учитывают массу несущих стен, колонн, эркеров, балконов и других каркасных структур здания. Чтобы посчитать вес стен, нужно определить их объем и умножить на объемный вес материала изготовления.

Общие усилия переносятся на основание и зависят от грузовой площади. Для стен показатель высчитывается по площади одного погонного метра стены, затем умножается на нагрузку в кг/м² — получается масса, которая передается на фундамент.

Ленточный фундамент

Определяется общая нагрузка окончательным суммированием усилий, при этом наибольшее давление испытывают стороны, на которые опирается кровля. По таблицам СНиП 202.01-1983 берут условное допустимое сопротивление почвы (кг/м²) и сравнивают с полученным фактическим значением массы на единицу площади (кг/м²), при этом первый показатель должен быть больше второго.

Площадь подошвы находят по формуле S > a · F / (b · R), где:

  • S — расчетный показатель площади подошвы ленточного фундамента, см²;
  • a — коэффициент запаса, равен 1,2;
  • F — нагрузка на основание от здания;
  • b — коэффициент условий обслуживания, зависит одновременно от типа земли и вида строения (в таблицах);
  • R — расчетное сопротивление почвы, кг/см².

Последний показатель применяют без изменений, если фундамент заглубляют на 1,5 – 2,0 метра. Для более мелкого погружения табличное значение преобразовывают по формуле Rm = 0.005 R · (100 = h / 3), где h — это глубина заложения, а R берется из таблицы.

Если нагрузка не соответствует типу грунта, проводят корректировку проекта методом замены тяжелых материалов легкими. В другом случае увеличивают ширину подошвы основания. Изменение материала покрытия или стен влечет за собой преобразование ряда параметров и коэффициентов. Чаще прибегают ко второму способу, учитывая трудозатраты на производство нулевого цикла.

Столбчатый фундамент

Нагрузку от такого основания считают по одной опоре и умножают на число столбов. Объем опоры находят как итог произведения площади подошвы на длину вертикального элемента. Результат умножают на объемный вес материала (чаще, бетона). Добавляют массу металлического каркаса в составе основания.

Общую нагрузку (расчет массы дома) сравнивают с табличным значением сопротивления грунта. Если фундамент не отвечает требованиям, делают больше столбов или увеличивают площадь поперечного сечения опоры.

Используется формула S = 1.3 · P / R для расчета суммарной площади подошвы столбов, где:

  • 1,3 — коэффициент запаса прочности;
  • P — вес строения вместе с основанием, кг;
  • R — расчетное сопротивление почвы, полученное из таблиц СНиП, кг/см².

У поверхности земли несущая способность грунта снижается, а табличное значение показывает величину на глубине 1,5 – 2,0 м, поэтому проводят корректировку. Число столбов и их сечение определяют после окончательного расчета общей площади для всех столбов. Тяжелые здания оказывают непосильную нагрузку на слабые и нестабильные грунты, поэтому сечение подошвы опоры существенно увеличивается.

Для пристройки количество столбов считается отдельно, поэтому площадь подошвы и число элементов отличается от основного сооружения.

Свайный фундамент

Объем сваи находят перемножением площади основания на длину элемента. Сечение прямоугольного стержня рассчитывают умножением ширины и длины, а для круглой сваи находят по формуле S = r · 3.14 (r — диаметр круга). Кубатуру одной опоры умножают на число элементов и получают общий объем свайного фундамента. Вес находят произведением кубатуры на объемный вес материала свай.

Стержни могут соединяться ростверком или держать на себе монолитную плиту. Вес указанных элементов высчитывают аналогично и прибавляют к массе свай. Нагрузка на 1 см² почвы определяют делением массы здания (с фундаментами) на опорную площадь сечения основания. Полученное значение сравнивается с нормативным табличным индексом.

Используется формула D = S · R, где:

  • S — общая площадь подошвы свай;
  • R — проектное сопротивление земли на уровне заложения вертикального стержня.

Определяют способность стержня сопротивляться усилиям и в какой степени его можно нагрузить. Параметр зависит от вида сваи и категории грунта. Типоразмер элементов выдерживается строго, а оценить характеристики почвы значительно сложнее, иногда для этого приглашают технического специалиста.

Расчет нагрузки винтовой сваи для фундамента выражается формулой W = D / k, где:

  • W — величина эксплуатационного усилия, которое выдерживает вертикальный элемент;
  • D — расчетный показатель способности элемента, берется из таблицы;
  • k — коэффициент прочности.

Сечение и протяженность сваи выбирается с учетом стабильности грунта. В некоторых регионах твердое основание лежит глубже трех метров, и основание стержня может до него не дойти. В этом случае используются висячие сваи после геологической разведки земли.

Анализ грунта

Лучше заказать исследование специалистам, которые бурят скважины на разной глубине и берут образцы для лабораторного исследования физических и механических свойств. На поверхности находится слой плодородной почвы, затем располагается несущий грунт, на который опирается фундамент.

Основные виды грунтов:

  • скальные;
  • мерзлые с вкраплениями льда;
  • дисперсные;
  • техногенные с насыпными и намывными участками.

Самостоятельно можно определить категорию грунта, прокопав скважины под углами будущего дома. Нужно помнить, что перерасход материалов вызывает лишние траты, но слабое основание становится причиной разрушения строения.

Горсть грунта смачивают водой и скатывают в жгут, диаметр которого около 1 см. Полученный образец скатывают в кольцо.

  • жгут распадается — песок;
  • скатывается, но достаточно хрупкий — супесь;
  • шнур получается, но в кольцо не складывается — легкий суглинок;
  • сгибается в круг, но на поверхности есть трещины — тяжелый суглинок, приближенный к глине;
  • липкий жгут при сгибании не образует трещин — глина.

Уровень грунтовой жидкости определяют по отметкам воды на стенках подвала у соседей. Глубина промерзания берется из справочника для области строительства.

Определение несущей способности грунта

Характеристика влияет на высоту заложения фундамента и площадь его подошвы и определяется свойствами почвы. Влажные земли более неустойчивые и отличаются низкой прочностью. Пески средней и большой фракции не изменяют качеств после увлажнения.

Тип грунта можно определить самому, но его несущая способность регламентирована в справочных таблицах нормативных документов. Земля под домом может состоять из нескольких слоев, поэтому принимают ту категорию, которая превалирует перед остальными пластами.

Влажность определяют на глаз. Если в прорытой скважине или яме не прибывает вода и не скапливается там, грунт относится к категории сухих. Появление влаги на дне говорит о приближении отметки грунтовой жидкости, и земля считается влагонасыщенной.

Плотность почвы меняется в зависимости от глубины, т.к. на нижележащие слои давит грунт и уплотняет их. Земля на глубине 1 м считается плотной при исследовании несущей способности. Если нет данных геологической разведки и табличных показателей, принимают способность выдерживать нагрузки на уровне 2 кг/см².

Расчёт нагрузки на фундамент

Неприятно наблюдать, как в недавно построенном доме появляются на стенах трещины. Самое печальное в этой ситуации, что исправить практически ничего изменить нельзя, а если и можно что-то сделать, то это весьма проблематично.

А ведь всего этого можно было избежать, если бы изначально расчету нагрузки на фундамент было уделено достаточно внимания.Ознакомьтесь с материалом о том зачем это делается, а также как грамотно и верно выполнять расчёт нагрузки на фундамент.

Как выполняется расчет

Что включается в такой расчет, и что нужно учитывать? Рассмотрим некоторые параметры.

  • У различных видов грунта отличная друг от друга несущая способность, поэтому нельзя опираться на тот факт, что у друга дом на мелкозаглубленном ленточном фундаменте стоит уже несколько лет, и ничего.
  • Учитывая вес строительных материалов, проводится вычисление массы строения.
  • Какая снеговая нагрузка на кровлю в регионе. Тип, и форма крыши играют огромную роль в таком подсчете.
  • Ветровая нагрузка. Любой дом, особенно высокий, испытывает ощутимые нагрузки в ветреную погоду, а если ветер постоянно дует в одну и ту же сторону, то фундамент будет подвержен дополнительной нагрузке. Особенно это ощутимо в легких домах, с не очень прочным фундаментом.
  • Вес мебели, сантехники и отделочных материалов.

расчёт нагрузки на фундамент фото

Полученные данные и собранная информация служит для учета несущей характеристики, размера и опорной площади возводимого фундамента. Пренебрежение этими требованиями приводит к ситуациям, описанным в начале статьи.

Расчет нагрузки для ленточного фундамента

При расчете нагрузки на ленточный фундамент, нужно определить количество заливаемого бетона, для чего нужно узнать общую площадь с учетом установленной опалубки. Полученную цифру (в м 3 ) нужно умножить на массу 1 м 3 , которая колеблется в пределах 2000–2500 кг. При расчете фундамента лучше перестраховаться, поэтому за основу возьмем 2500 кг.

Расчет нагрузки для ленточного фундамента

Потребуется узнать полную массу дома, снеговую нагрузку на крышу и давление ветра. Эти 4 показателя слаживаются и делятся на площадь основания. Выглядит это так:

(масса фундамента + масса дома + снеговая + ветровая нагрузка) / площадь основания = искомая цифра.

Поскольку расчет получается приблизительным, нужно иметь запас прочности около 25%.

Расчет нагрузки для столбчатого фундамента

Для того чтобы определить нагрузку на столбчатый фундамент, придется умножить площадь сечения столба на его высоту, в результате чего станет известен объем одной опоры. Полученные данные умножаются на цифру, обозначающей плотность материала, из которого сделаны столбы (q). Таким образом произведен расчет нагрузки для одного столба, а чтобы узнать расчетную нагрузку всего фундамента, результат перемножим на количество опор.

РАСЧЕТ НАГРУЗКИ ДЛЯ СТОЛБЧАТОГО ФУНДАМЕНТА

Если при расчете получилось, что фундамент не соответствует требованиям, то можно увеличить сечение столбов или увеличить число опор, сократив между ними расстояние.

Расчет нагрузки для свайного фундамента

Расчет нагрузки на свайный фундамент выполняется таким образом:

  • Полная масса будущего здания умножается на коэффициент запаса надежности.
  • Опорная площадь 1 квадратного сечения сваи определяется путем перемножения размеров двух сторон. При использовании круглых свай опорная площадь одной из них вычисляется по формуле: R2×3,14. Затем полученные данные умножаются на количество используемых свай, задействованных в фундаменте.
  • Теперь необходимо узнать нагрузку на 1 см 2 грунта, для чего масса здания делится на опорную площадь фундамента, и удостовериться, что нормативная допустимая нагрузка на грунт в норме.

Одной из особенностей свайного фундамента является правильный выбор сечения и длины свай, для чего нужно знать особенности грунта. Например, в некоторых районах, свая длиной в 3 м может не дойти до твердого основания, и приобретать опоры нужно только после предварительной геологической разведки.

В случае необходимости грунт можно уплотнить путем вбивания дополнительных, не предусмотренных проектом свай, но это приведет к дополнительным, незапланированным затратам.

Анализ грунта

Проектируя фундамент, можно самостоятельно выполнить геодезический анализ грунта, узнав:

  • Тип почвы.
  • Уровень расположения грунтовых вод.

Также необходимо узнать уровень промерзания грунта, в чем могут помочь карты с такими данными.

уровень промерзания грунта

Рис. Уровень промерзания грунта в России

Используя ручной бур, по периметру площадки и в центре делается несколько скважин, глубиной до 2,5 м, в результате чего можно увидеть, какой тип почвы, а на следующий день можно увидеть, появилась ли в ней вода, и какой ее уровень.

Структура грунтов на территории Московской области

Рис. Слои почвы в Московской области

Что касается типа почвы, то разобраться в этом непростом вопросе поможет дополнительная информация:

  • Если при извлечении бура почва рассыпается – это песчаный грунт.
  • Из извлеченного грунта можно скатать цилиндр, но при этом он весь покрывается трещинами – это супеси.
  • Получается скатать цилиндр, но при попытке согнуть он ломается – это легкий суглинок.
  • Скатанный цилиндр на изгибе покрывается многочисленными трещинами – это тяжелый суглинок, в составе которого много глины.
  • Цилиндр скатывается легко, на изгибе не ломается и не трескается – перед нами глинистый грунт.

Используя полученные данные, можно определить какой тип фундамента лучше всего сделать на этом участке и нужно ли делать для него дренажную систему.

Определение несущей способности грунта

Ниже приведена таблица, с помощью которой можно разобраться с несущей способность грунта. Зная, какой тип грунта вы извлекли при пробном бурении, не составит его найти в таблице, и получить больше информации.

Тип почвыНесущая способность
СупесьОт 2 до 3 кгс/см 2
Щебенистая почва с пылевато -песчаным заполнителем6 кгс/см 2
Плотная глинаОт 4 до 3 кгс/см 2
Щебенистая почва с заполнителем из глиныОт 4 до 4.5 кгс/см 2
Среднеплотная глинаОт 3 до 5 кгс/см 2
Гравийная почва с песчаным заполнителем5 кгс/см 2
Влагонасыщенная глинаОт 1 до 2 кгс/см 2
Гравийная почва с заполнителем из глиныОт 3.6 до 6 кгс/см 2
Пластичная глинаОт 2 до 3 кгс/см 2
Крупный песокСреднеплотный — 5, высокоплотный — 6 кгс/см 2
СуглинокОт 1.9 до 3 кгс/см 2
Средний песокСреднеплотный — 4, высокоплотный — 5 кгс/см 2
Песок, супеси, глина, суглинок, золаОт 1.5 до 1.9 кгс/см 2
Мелкий песокСреднеплотный — 3, высокоплотный — кгс/см 2
Сухая пылеватая почваСреднеплотная — 2.5, высокоплотная — 3 кгс/см 2
Водонасыщенный песокСреднеплотный — 2, высокоплотный — 3 кгс/см 2
Влажная пылеватая почваСреднеплотная — 1.5, высокоплотная 2 кгс/см 2
Водонасыщенная пылеватая почваСреднеплотная — 1, высокоплотная — 1.5 кгс/см 2
Читайте также  Как приготовить бетон для фундамента?

Таблица 1: Расчетное сопротивление разных видов грунтов

Наши услуги

Компания «Богатырь» предоставляет услуги по погружению железобетонных свай – мы забиваем сваи, выполняем лидерное бурение и привезем непосредственно на строительную площадку сваи, с помощью которых и соорудим свайный фундамент. Если вы заинтересованы в том, чтобы проектировка, гео разведка и монтаж свайного фундамента был выполнен высококвалифицированными специалистами, то отправьте запрос или позвоните нам, воспользовавшись формой и контактными данными, указанными внизу сайта.

Расчет фундамента для дома: нагрузка на фундамент и грунт

На этапе проектирования будущего дома в числе прочих расчетов необходимо выполнить расчет фундамента. Цель этого расчета – определить, какая нагрузка будет действовать на фундамент и грунт, и какой должна быть опорная площадь фундамента. Суммарная нагрузка на фундамент это постоянная нагрузка от самого дома и временная от ветра и снежного покрова. Для того, чтобы определить общую нагрузку на фундамент, необходимо посчитать вес будущего дома со всеми эксплуатационным нагрузками (проживающими там людьми, мебелью, инженерным оборудованием и т.п.). Так же при расчете фундамента определяется и его вес и площадь опоры, чтобы определить, выдержит ли грунт нагрузку от дома и фундамента. Профессиональные проектировщики делают точные расчеты на основании геологических изысканий грунта и точно рассчитывают вес будущего дома и количество строительных материалов. При самостоятельном строительстве в такой точности нет нужды, но приблизительно рассчитать фундамент своего дома надо, равно как и иметь какой-то план всего строительства.

В приведенном в этой статье примере расчета фундамента подразумевается, что нагрузка от дома распределяется равномерно по всей площади.

Расчет веса дома

Итак, необходимо рассчитать приблизительный вес дома. Для этого существуют справочные данные с усредненными значениями удельного веса конструкций дома: стен, перекрытий, кровли.

Удельный вес 1 м 2 стены

Каркасные стены толщиной 150 мм с утеплителем30-50 кг/м 2
Стены из бревен и бруса70-100 кг/м 2
Кирпичные стены толщиной 150 мм200-270 кг/м 2
Железобетон толщиной 150 мм300-350 кг/м 2

Удельный вес 1 м 2 перекрытий

Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м 370-100 кг/м 2
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м 3150-200 кг/м 2
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м 3100-150 кг/м 2
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м 3200-300 кг/м 2
Железобетонное500 кг/м 2

Удельный вес 1 м 2 кровли

Кровля из листовой стали20-30 кг/м 2
Рубероидное покрытие30-50 кг/м 2
Кровля из шифера40-50 кг/м 2
Кровля из гончарное черепицы60-80 кг/м 2

На основании этих таблиц можно примерно рассчитать вес дома. Пусть планируется построить двухэтажный дом размером 6 на 6 с одной внутренней стеной с высотой этажа 2,5 м. Тогда длина внешних стен одного этажа составит (6+6) x 2 = 24 м, плюс одна внутренняя стена длиной еще 6 м, итого 30 м. Общая длина всех стен на двух этажах 30 м х 2 = 60 м. Тогда площадь всех стен составит: S стен = 60 м х 2,5 м = 150 м 2 . Площадь цокольного перекрытия составит 6 м x 6 м = 36 м 2 . Такая же площадь будет и у чердачного перекрытия. Кровля всегда несколько выступает за стены дома (допустим на 50 см с каждой стороны), поэтому площадь кровли посчитаем как 7 м х 7 м = 49 м 2 .

Теперь, используя средние данные из приведенных выше таблиц, можно провести приблизительный расчет общей нагрузки на фундамент. При этом будем брать наибольшие удельные веса, чтобы считать с запасом. Для сравнения расчет сделан для трех вариантов домов:
— каркасный дом с деревянными перекрытиями с утеплителем плотностью до 200 кг/м 3 и кровлей из листовой стали;
— кирпичный дом с деревянными перекрытиями с утеплителем плотностью до 200 кг/м 3 и кровлей из листовой стали:
— железобетонный дом с железобетонными перекрытиями и кровлей из гончарной черепицы.

Помимо постоянной нагрузки, которая создается весом дома, есть временные нагрузки от ветра и снежного покрова. Средний вес снежного покрова приведен в таблице:

Для юга России50 кг/м 2
Для средней полосы России100 кг/м 2
Для сервера России190 кг/м 2

При площади кровли 49 м 2 для средней полосы России нагрузка от снежного покрова составит 49 м 2 х 100 кг/м 2 = 4900 кг. Прибавляем ее к общей нагрузке на фундамент.

ДомВес стен, кгЦокольное перекрытие, кгЧердачное перекрытие, кгВес кровли, кгСнежный покров, кгВсего, кг
Каркасный7500540036001470490022870
Кирпичный40500540036001470490055870
Железобетонны5250018000180003920490097320

Расчет площади фундамента и его веса

Чтобы определить нагрузку на грунт и понять, выдержит ли этот грунт такое здание, нужно к весу дома прибавить вес фундамента.

Под железобетонный и кирпичный дом вероятнее всего придется закладывать ленточный глубоко заглубленный фундамент, т.е. на глубину ниже глубины промерзания. Примем ее 1,5 м, и добавим еще 40 см над уровнем земли, итоговая высота ленты фундамента составит 1,9 м. Общая длина такой ленты составит 30 м (24 м периметр и 6 м под внутренней стеной), ее общий объем при ширине 40 см – 30 м х 0,4 м х 1,9 м = 22,8 м 3 , при плотности железобетона 2400 кг/м 3 , вес фундамента составит 54720 кг. Опорная площадь такого фундамента составит 3000 см х 40 см = 120 000 см 2 .

Под каркасный дом должно хватать столбчатого фундамента. Пусть столбики будут диаметром 20 см и высотой 1,9 м и заложены на глубину 1,5 м. Опорная площадь такого столбика составит 10 см х 10 см х 3,14 = 314 см 2 . Объем такого столбика будет 0,06 м 3 , а вес – 143 кг. Общая длина всех стен составляет 30 м, если ставить столбики через 1 м, то их понадобится 30 штук. В этом случае общий вес столбчатого фундамента составит 143 кг х 30 = 4290 кг, а общая опорная площадь – 314 см 2 х 30 = 9420 см 2

Итак, для каждого дома рассчитан вес, выбран фундамент, посчитана опорная площадь и вес фундамента. Чтобы рассчитать общую нагрузку на грунт, нужно общий вес здания разделить на опорную площадь.

ДомВес дома, кгВес фундамента, кгОбщий вес, кгПлощадь, см 2Нагрузка на грунт, кг/см 2
Каркасный2287042902716094202,88
Кирпичный55870547201105901200000,92
Железобетонный97320547201520401200001,26

Любой сухой грунт (хоть глинистый, хоть песчаный) имеет несущую способность от 2 кг/см 2 и более. Именно на эту цифру и стоит равняться при расчете фундамента. В нашем случае нагрузка от кирпичного и железобетонного домов на массивном ленточном фундаменте остается в пределах 2 кг/см 2 с большим запасом. Нагрузка от каркасного дома на столбчатом фундаменте превышает 2 кг/см 2 . Если нагрузка на грунт получается слишком большой и есть сомнения по поводу того, что грунт ее выдержит, нужно изменить параметры фундамента для увеличения опорной площади. В случае с ленточным – это увеличение ширины ленты, в случае со столбчатым – увеличение диаметра столба и увеличение количества столбов. Разумеется, при этом изменится и вес фундамента, поэтому расчет его веса и нагрузки на грунт нужно будет повторить.

После выбора типа фундамента и его характеристик можно провести расчет количества бетона на него и рассчитать расход арматуры для армирования этого фундамента.

Исходными данными для расчета количества арматуры для фундамента является тип фундамента (плитный, ленточный, столбчатый) и его конфигурация. Тип фундамента и параметры выбираются в зависимости от несущей способности грунта и нагрузки на фундамент.

Исходными данными для расчета количества бетона для заливки фундамента является тип фундамента (плитный, ленточный, столбчатый) и его конфигурация. Тип фундамента и параметры выбираются в зависимости от несущей способности грунта и нагрузки на фундамент.

Несущая способность грунтов – это его основанная характеристика, которую необходимо знать при строительстве дома, она показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта. Несущая способность определяет, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента.

Глинистый грунт – это грунт, который более чем на половину состоит из очень мелких частиц размером менее 0,01 мм, которые имеют форму чешуек или пластин. К глинистым грунтам относятся супесь, суглинок и глина.

Песчаный грунт более чем на половину состоит из частиц песка размером меньше 5 мм. В зависимости от размера частиц подразделяется на гравелистый, крупный, средний и мелкий. Каждый вид песка имеет свои свойства.

Сбор нагрузок на фундамент — пример

Сбор нашрузок на фундамент

Перед строительством дома важно грамотно запроектировать его несущие конструкции. Расчет нагрузки на фундамент позволит обеспечить надежность опор под здание. Его проводят перед подбором фундамента после определения характеристик грунта.

Какие воздействия испытывает фундамент и их определение

Самый главный документ при определении веса конструкций дома — СП «Нагрузки и воздействия». Именно он регламентирует, какие нагрузки приходятся на фундамент и как их определить. По этому документу можно разделить нагрузки на следующие типы:

  • постоянные;
  • временные.

Временные в свою очередь делятся на длительные и кратковременные. К постоянным относят те, которые не исчезают при эксплуатации дома (вес стен, перегородок, перекрытий, кровли, фундамента). Временные длительные — это масса мебели и оборудования, кратковременные — снег и ветер.

Постоянные нагрузки

Чтобы рассчитать постоянные нагрузки, потребуется знать:

  • размеры элементов дома;
  • материал, из которого они изготовлены;
  • коэффициенты надежности по нагрузке.

Схема дома

Совет! Для начала рекомендуется нарисовать схему дома, на которой будут нанесены габариты здания, размеры его конструкций. Далее можно воспользоваться таблицей, в которой приведены массы для основных материалов и конструкций.

Тип конструкцииМасса
Стены
Из керамического и силикатного полнотелого кирпича толщиной 380 мм (1,5 кирпича)684 кг/м 2
То же толщиной 510 мм (2 кирпича)918 кг/м 2
То же толщиной 640 мм (2,5 кирпича)1152 кг/м 2
То же толщиной 770 мм (3 кирпича)1386 кг/м 2
Из керамического пустотелого кирпича толщиной 380 мм532 кг/м 2
То же 510 мм714 кг/м 2
То же 640 мм896 кг/м 2
То же 770 мм1078 кг/м 2
Из силикатного пустотелого кирпича толщиной 380 мм608 кг/м 2
То же 510 мм816 кг/м 2
То же 640 мм1024 кг/м 2
То же 770 мм1232 кг/м 2
Из бруса (сосна) толщиной 200 мм104 кг/м 2
То же толщиной 300 мм156 кг/м 2
Каркасные с утеплением толщиной 150 мм50 кг/м 2
Перегородки и внутренние стены
Из керамического и силикатного кирпича (полнотелого) толщиной 120 мм216 кг/м 2
То же толщиной 250 мм450 кг/м 2
Из керамического кирпича пустотелого толщиной 120 мм (250 мм)168 (350) кг/м 2
Из силикатного кирпича пустотелого толщиной 120 мм (250 мм)192 (400) кг/м 2
Из гипсокартона 80 мм без утеплителя28 кг/м 2
Из гипсокартона 80 мм с утеплителем34 кг/м 2
Перекрытия
Железобетонные сплошные толщиной 220 мм с цементно-песчаной стяжкой 30 мм625 кг/м 2
Железобетонные из пустотных плит 220 мм со стяжкой 30 мм430 кг/м 2
Деревянное по балкам высотой 200 мм с условием укладки утеплителя плотностью не более 100 кг/м 3 (при меньших значениях обеспечивается запас по прочности, поскольку самостоятельные расчеты не имеют высокой точности) с укладкой в качестве напольного покрытия паркета, ламината, линолеума или ковролина160 кг/м 2
Кровля
С покрытием из керамической черепицы120 кг/м 2
Из битумной черепицы70 кг/м 2
Из металлической черепицы60 кг/м 2

Также потребуется рассчитать собственную массу фундамента дома. Перед этим нужно определиться с глубиной его заложения. Она зависит от следующих факторов:

  • глубина промерзания почвы;
  • уровень расположения грунтовых вод;
  • наличие подвала.

При залегании на участке крупнообломочных и песчаных грунтов (средний, крупный) можно не углублять подошву дома на величину промерзания. Для глин, суглинков, супесей и других неустойчивых оснований, необходима закладка на глубину промерзания грунта в зимний период. Определить ее можно по формуле в СП «Основания и фундаменты» или по картам в СНиП «Строительная климатология» (этот документ сейчас отменен, но в частном строительстве может быть использован в ознакомительных целях).

При определении залегания подошвы фундамента дома важно контролировать, чтобы она располагалась на расстоянии не менее 50 см от уровня грунтовых вод. Если в здании предусмотрен подвал, то отметка основания принимается на 30-50 см ниже отметки пола помещения.

Определившись с глубиной промерзания, потребуется подобрать ширину фундамента. Для ленточного и столбчатого ее принимают в зависимости от толщины стены здания и нагрузки. Для плитного назначают так, чтобы опорная часть выходила за пределы наружных стен на 10 см. Для свай сечение назначается расчетом, а ростверк подбирается в зависимости от нагрузки и толщины стен. Можно воспользоваться рекомендациями по определению из таблицы ниже.

Тип фундаментаСпособ определения массы
Ленточный железобетонныйУмножают ширину ленты на ее высоту и протяженность. Полученный объем нужно перемножить на плотность железобетона — 2500 кг/м 3 . Рекомендуем: Расчет ленточного фундамента.
Плитный железобетонныйУмножают ширину и длину здания (к каждому размеру прибавляют по 20 см на выступы на границы наружных стен), далее выполняют умножение на толщину и плотность железобетона. Рекомендуем: Расчет плитного фундамента по нагрузке.
Столбчатый железобетонныйПлощадь сечения умножают на высоту и плотность железобетона. Полученное значение нужно помножить на количество опор. При этом вычисляют массу ростверка. Если у элементов фундамента имеется уширение, его также необходимо учесть в расчетах объема. Рекомендуем: Расчет столбчатого фундамента.
Свайный буронабивнойТо же, что и в предыдущем пункте, но нужно учесть массу ростверка. Если ростверк изготавливается из железобетона, то его объем перемножают на 2500 кг/м 3 , если из древесины (сосны), то на 520 кг/м 3 . При изготовлении ростверка из металлопроката потребуется ознакомиться с сортаментом или паспортом на изделия, в которых указывается масса одного погонного метра. Рекомендуем: Расчет буронабивных свай.
Свайный винтовойДля каждой сваи изготовитель указывает массу. Нужно умножить на количество элементов и прибавить массу ростверка (см. предыдущий пункт). Рекомендуем: Расчет винтовых свай.

На этом расчет нагрузки на фундамент не заканчивается. Для каждой конструкции в массе нужно учесть коэффициент надежности по нагрузке. Его значение для различных материалов приведено в СП «Нагрузки и воздействия». Для металла он будет равен 1,05, для дерева — 1,1, для железобетона и армокаменных конструкций заводского производства — 1,2, для железобетона, который изготавливается непосредственно на стройплощадке — 1,3.

Временные нагрузки

Проще всего здесь разобраться с полезной. Для жилых зданий она равняется 150 кг/м2 (определяется исходя из площади перекрытия). Коэффициент надежности в этом случае будет равен 1,2.

Снеговая зависит от района строительства. Чтобы определить снеговой район потребуется СП «Строительная климатология». Далее по номеру района находят величину нагрузки в СП «Нагрузки и воздействия». Коэффициент надежности равен 1,4. Если уклон кровли более 60 градусов, то снеговую нагрузку не учитывают.

Определение значения для расчета

При расчете фундамента дома потребуется не общая его масса, а та нагрузка, которая приходится на определенный участок. Действия здесь зависят от типа опорной конструкции здания.

Тип фундаментаДействия при расчете
ЛенточныйДля расчета ленточного фундамента по несущей способности нужна нагрузка на погонный метр, исходя из нее рассчитывается площадь подошвы для нормальной передачи массы дома на основание, исходя из несущей способности грунта (точное значение несущей способности грунта можно узнать только с помощью геологических изысканий). Полученную в сборе нагрузок массу нужно разделить на длину ленты. При этом учитываются и фундаменты под внутренние несущие стены. Это самый простой способ. Для более подробного вычисления потребуется воспользоваться методом грузовых площадей. Для этого определяют площадь, с которой передается нагрузка на определенный участок. Это трудоемкий вариант, поэтому при строительстве частного дома можно воспользоваться первым, более простым, способом.
ПлитныйПотребуется найти массу, приходящуюся на каждый квадратный метр плиты. Найденную нагрузку делят на площадь фундамента.
Столбчатый и свайныйОбычно в частном домостроении заранее задают сечение свай и потом подбирают их количество. Чтобы рассчитать расстояние между опорами с учетом выбранного сечения и несущей способности грунта, нужно найти нагрузку, как в случае с ленточным фундаментом. Делят массу дома на длину несущих стен, под которые будут установлены сваи. Если шаг фундаментов получится слишком большим или маленьким, то сечение опор меняют и выполняют расчет заново.

Пример выполнения вычислений

Удобнее всего сбор нагрузок на фундамент дома делать в табличной форме. Пример рассмотрен для следующих исходных данных:

  • дом двухэтажный, высота этажа 3 м с размерами в плане 6 на 6 метров;
  • фундамент ленточный железобетонный монолитный шириной 600 мм и высотой 2000 мм;
  • стены из кирпича полнотелого толщиной 510 мм;
  • перекрытия монолитные железобетонные толщиной 220 мм с цементно-песчаной стяжкой толщиной 30 мм;
  • кровля вальмовая (4 ската, значит, наружные стены по всем сторонам дома будут одинаковой высоты) с покрытием из металлической черепицы с уклоном 45 градусов;
  • одна внутренняя стена посередине дома из кирпича толщиной 250 мм;
  • общая длина гипсокартонных перегородок без утепления толщиной 80 мм 10 метров.
  • снеговой район строительства ll, нагрузка 120 кг/м2 кровли.

Далее рассмотрен пример расчета в табличной форме.

0,6 м * 2 м * (6 м * 4 + 6 м) = 36 м 3 — объем фундамента

6 м * 4 шт = 24 м — протяженность стен

24 м * 3 м = 72 м 2 -площадь в пределах одного этажа

6 м * 2 шт * 3 м = 36 м 2 площадь стен на протяжении двух этажей

6 м * 6 м = 36 м 2 — площадь перекрытий

36 м 2 *625 кг/м 2 = 22500 кг = 22, 5 тонн — масса одного перекрытия

10 м * 2,7 м (здесь берется не высота этажа, а высота помещения) = 27 м 2 — площадь

(6 м * 6 м)/cos 45ᵒ (угла наклона кровли) = (6 * 6)/0,7 = 51,5 м 2 — площадь кровли

Чтобы понять пример, эту таблицу нужно смотреть совместно с той, в которой приведены массы конструкций.

Далее необходимо сложить все полученные значения. Итого нагрузка для данного примера на фундамент с учетом собственного веса составляет 409,7 тонн. Чтобы найти нагрузку на один погонный метр ленты, необходимо разделить полученное значение на протяженность фундамента (посчитано в первой строке таблицы в скобках): 409,7 тонн /30 м = 13,66 т/м.п. Это значение берут для расчета.

При нахождении массы дома важно выполнять действия внимательно. Лучше всего уделить этому этапу проектирования достаточное количество времени. Если совершить ошибку в этой части расчетов, потом возможно придется переделывать весь расчет по несущей способности, а это дополнительные затраты времени и сил. По завершении сбора нагрузок рекомендуется перепроверить его, для исключения опечаток и неточностей.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector