Как самостоятельно произвести расчет фундамента для дома

Содержание

Строительство дома начинается с выбора проекта. Он представляет собой подробный план с чертежами и расчетами для каждого этапа строительства, каждого элемента будущего здания. Проект привязывается к вашему участку, производится расчет фундамента на прочность в соответствии с типом грунта и пожеланиями заказчика относительно планировки или используемых материалов.

Любая стройка начинается с расчетов

Но небольшие дачные и сельские дома, гаражи, мастерские, хозблоки многие предпочитают строить своими руками и без проекта, по собственным чертежам. Однако если заранее не определить требуемые параметры фундамента, есть риск быстрого разрушения здания или невозможности его нормальной эксплуатации.

В этой статье будет дана сравнительно несложная инструкция, которая поможет вам самостоятельно произвести такие расчеты.

Параметры и термины

Людям, далеким от строительства, будет проще понять изложенный материал, если дать четкое определение некоторым используемым в расчетах терминов.

  • Фундаментом называют подземную часть сооружения, передающую нагрузку от него на грунт.
  • Основание – это залегающий на заданной глубине слой грунта, на который фундамент опирается своей подошвой (нижней плоскостью).
  • Глубина заложения – расстояние между поверхностью земли и подошвой.
  • Глубина промерзания – расстояние от поверхности земли до границы промерзания грунта. Это расчетная величина, определяемая климатическими условиями региона и регламентируемая нормами СНиП.

Карта промерзания грунтов


Обратите внимание. Под отапливаемыми зимой зданиями грунт прогревается, поэтому расчетную глубину промерзания для них принимают меньше на 20%. Это нужно учитывать, делая расчет фундаментов для домов с круглогодичным проживанием.

  • Сжимаемая толща грунта – та часть грунта, которая деформируется от нагрузки, передаваемой фундаментом.

Огромное значение для расчетов имеют типы грунтов и их плотность, подверженность пучинистым явлениям. Чем ближе к поверхности земли, тем плотность грунта ниже, и тем хуже он воспринимает нагрузку, сильно и неравномерно осаживаясь под её воздействием.

Результат неправильного расчета

Понятно стремление застройщиков снизить расходы на возведение фундамента, уменьшая глубину его заложения: чем она меньше, тем меньше материала уйдет на строительство и тем ниже будет цена. Но такая экономия может привести к очень неприятным последствиям в будущем.

Как рассчитать фундамент

Расчет площади фундаментной подошвы

Для проектирования определенного типа фундамента  необходимо выбрать его конструкцию и определиться с глубиной заложения. При этом очень важно произвести расчет подошвы фундамента.

Если её площадь окажется недостаточной, здание может сильно просесть и даже разрушиться. С другой стороны, излишняя площадь – это лишние материалы, трудозатраты и финансовые расходы.

Чтобы вычислить требуемый параметр, используется следующая формула расчета фундамента:

S > 1,2 F/?c Ro , где

  • S – это искомая площадь подошвы в см 2 ;
  • 1,2 – повышающий коэффициент надежности;
  • F – вес здания в кг, включая сам фундамент, эксплуатационную нагрузку и сезонную нагрузку (снеговой покров на крыше);
  • Ro – расчетное сопротивление основания в кг/см 2 (несущая способность). Зависит от глубины заложения и определяется по таблицам СНиП 2.02.01-83*;
  • ?c – коэффициент условий работы, который зависит от типа грунта, назначения и конструкции здания. Может иметь значение от 1 для пластичной глины до 1,4 для песка.

Чтобы определить вес здания, вам необходимо ещё до начала строительства решить, из чего будут сделаны стены, перекрытия, кровля и прочие элементы

Пример. Если проектная нагрузка от здания составляет 80 тонн, и строится оно на песчаном грунте средней плотности с расчетным сопротивлением 2,5 кг/см2, соответствующем глубине заложения 1,5-2 метра, то площадь подошвы должна быть не менее 171500 см2 ( S = 1,2х80000/1,4х2,5). Зная общую длину ленточного фундамента, несложно найти требуемую ширину подошвы. Например, для дома 10х10 м с одной внутренней несущей стеной общая длина фундаментной ленты составит 50 м (5000 см). Разделив площадь на длину, получаем искомую ширину подошвы: 171 500. 5 000 = 34,3 см.

Длина сложного фундамента определяется суммированием всех его отрезков

Эта методика расчета фундамента поможет определиться и с его конструкцией. К примеру, если искомая площадь оказалась небольшой, можно подумать об использовании столбчатого фундамента. Для этого снова произведите расчеты с учетом площади одного столба, а не сплошной бетонной ленты.

Для справки. Если нужно рассчитать параметры фундамента под отдельно стоящие конструкции большой высоты (под кран, опоры линии электропередач, высокий сплошной забор), необходимо учитывать не только вертикальные, но и горизонтальные нагрузки (например, ветровые). Иначе возможно опрокидывание фундамента или его сдвиг по основанию.

Фото Пизанской башни, крен которой вызван мягкостью почвы и несоразмерностью фундамента

Как определить нагрузку на основание

Существуют специальные справочники с таблицами усредненного удельного веса различных строительных конструкций, материалов, оборудования. Их использование упрощает расчеты, так как вам остается только вычислить площадь конструкции.

Внимание! Не принимаются в расчет фундаменты под ДГУ (дизель генераторные установки, часто используемые в частных домах), под печи, насосные установки и прочее оборудование, устанавливаемое внутри. Пример расчета фундамента под насос вы найдете в других материалах сайта.

Такие фундаменты проектируются отдельно и не должны быть связаны с фундаментом дома

Возьмем для примера небольшой одноэтажный бревенчатый дом с размерами в плане 5х10 м и высотой 2,7 м. Цокольные и чердачные перекрытия – деревянные, по деревянным балкам, с утеплителем плотностью 500 кг/м 3. Кровля – из листовой стали. Фундамент дома — ленточного типа. заглубленный на глубину промерзания (1,4 м) с надземной частью 0,5 м.

  • Вычисляем площадь стен: 2 х (5+10) х 2,7 = 81 м 2. Умножаем её на усредненный показатель удельного веса бревенчатых стен, который равен 70-100 кг/м 2. 81х 100 = 8100 кг. Получаем общий вес стен.
  • Площадь перекрытий равна 50 м 2. Так как у нас два перекрытия – цокольное и чердачное, умножаем на 2: 50 х 2 = 100 м 2. Средний удельный вес деревянных перекрытий с утеплением – 200 кг/м 2. Общий вес перекрытий: 100 х 200 = 20000 кг.
  • Площадь кровли всегда больше площади перекрытий. Примем её равной 70 м 2 и умножим на удельный вес, применяемый к стальным кровлям: 70 х 30 = 2100 кг.

Площадь кровли зависит от угла наклона скатов

  • Не забудьте про снеговую нагрузку. В средней полосе России она составляет 100 кг/м 2. 70 х 100 = 7000 кг.
  • Наконец, нужно сделать расчет объема фундамента. При ширине 0,35 м он составит: 30 (периметр) х 1,9 (общая высота подземной и надземной части) х 0,35 = 19,95 м 3. При плотности бетона 2400 кг/м 3 вес фундамента будет равен: 19,95 х 2400 = 47880 кг.

Суммируем все полученные данные и получаем общую нагрузку 85000 кг. На самом деле она получится значительно больше, так как в данном примере мы не учли вес перегородок, отделочных материалов, мебели, бытовой техники и т.д. Допустим, итоговая сумма равна 120000 кг. Её мы и подставляем в приведенную выше формулу.

Можно проверить себя и так: разделить общую нагрузку на опорную площадь фундамента (3000 х 35 = 105000 см 2 ): 120000. 105000 = 1,14 кг/см 2. А затем сравнить с несущей способностью грунта (Ro) на вашем участке. Если полученная цифра меньше или равна ей – тип и параметры фундамента выбраны верно.

Как рассчитать необходимое количество материалов

В случае устройства монолитной конструкции расчет материалов для фундамента включает в себя определение количества бетона и арматуры. Количество бетона выражается в кубометрах. Это значение было найдено ещё при проектировании фундамента (в нашем примере – 19,95 м 3 ).

Расчет арматуры ведется по трем параметрам:

  • Прутки диаметром 1-1,2 см с ребристой поверхностью, принимающие на себя основную нагрузку. Для ленточных фундаментов их количество рассчитывается путем умножения периметра на 4 (2 пояса армирования по 2 прутка). Для столбчатых – умножением высоты столбов на их количество и на число прутков в каждом.
  • Гладкие тонкие прутки, служащие для поперечного соединения основной арматуры. Рассчитываются исходя из расстояния между ребристыми прутками и шага связки (обычно – не менее 50 см).

Арматурный пояс ленточного фундамента

Заключение

Но небольшие постройки можно спроектировать самостоятельно. Надеемся, этот материал поможет вам в расчетах. А в представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме (узнайте также как сделать ленточный фундамент под забор ).

По материалам сайта: http://fundament-expert.ru