Как правильно произвести расчет фундамента на опрокидывание

Зачем проводятся расчёты нагрузки на фундамент

Расчет нагрузки, которую будет переносить фундамент в процессе эксплуатации, является ключевым этапом проектирования любого основания. Исходя из данных расчетов определяются необходимые несущие характеристики будущего фундамента, его типоразмер и опорная площадь. Определяемые нагрузки веса здания, снегового и ветрового воздействия, а также эксплуатационного давления, также сопоставляются с несущей способностью грунта на строительной площадке, поскольку несущая способность почвы, в некоторых случаях, может быть меньшей, чем несущие свойства самого фундамента.

Рис: Возможный результат неправильного расчета нагрузок на фундамент дома

Ответственное отношение к проведению данных расчетов гарантирует, что фундамент под конкретное здание будет подобран правильно. В противном случае, вы рискуете построить дом на слишком слабом фундаменте, что приведет к его разрушению и деформации, либо обустроить фундамент с недостаточной опорной площадью, который под весом здания просто осядет в грунт.

Определение нагрузок на фундамент и сопоставление их с несущей способностью грунта лучше всего доверить профессиональным проектировочным организациям, которые выполнят все расчеты согласно строительных норм. В случае, если вы решились сделать это самостоятельно, крайне важно досконально изучить методику проведения данных расчетов.

Описание ленточного фундамента под дом

Ленточный фундамент является универсальным. Такой тип фундамента подойдет для домов с любой конструкцией стен. В поперечном сечении ленточный фундамент дома образует прямоугольник, расположенный вертикально. Верхняя часть этого прямоугольника должна учитывать уклон строительного участка и выступать своим обрезом примерно на 100 мм над плоскостью прилегающей грунтовой поверхности. К тому же верхний обрез фундамента, в зависимости от конструкции стен дома, может быть шире толщины стены.

При строительстве жилого дома в 1-3 этажа поперечные размеры ленточного фундамента обычно сильно не отличаются. Это можно объяснить тем, что нагрузки от дома на грунт, незначительны, в то время как площадь опорной подошвы фундамента всегда будет больше необходимой по расчету примерно в 2-3 раза.

Так, в зависимости от материала, используемого в создании ленточного фундамента, средняя ширина для бутовых фундаментов 600 мм; для бетонных или железобетонных и бутобетонных 400-600 мм; для фундаментов, изготовленных из кирпича — это 500-550 мм. Такая ширина основания ленточного фундамента обеспечивает перевязку вертикальных швов камней и удобна в работе, уменьшая лишние трудозатраты.

Если грунт на участке строительства слабый или неоднородный, то вероятнее всего, давление дома своим весом на такой грунт будет превышать нормативное (для средней полосы России это 1-1,5 кг/см²). В таком случае необходимо увеличить ширину подошвы фундамента. Сделать это можно созданием уступов по высоте фундамента через каждые 300-600 мм. Кроме того, можно в нижней части фундамента создать «подушку», подложив железобетонную плиту или утрамбовать крупный просеянный песок, с песчинками размером 1-2 мм, слоем толщиной 200-300 мм.

Этап I. Определение типа грунта

Чтобы определить тип грунта на участке, сегодня существует более десятка верных способов – и дедовских, и с привлечением современной техники. Самый простой из них – сделать несколько глубоких ям по всему участку и рассмотреть так называемый срез почвы. Причем буквально в пару метрах земля уже может быть другой – это нормально. И вот по таким результатам нужно сложить для себя геологическую картину – от нее и будет зависеть и глубина закладывания фундамента, и его вид.

А любой сухой грунт, хоть он песчаный или глинистый, имеет стандартную несущую способность от 2кг/см2. Вот на эту цифру и нужно ориентироваться при расчете ленточного фундамента. Так нагрузка и от бревенчатой, и от кирпичной бани остается все-таки в пределах нормы – еще и с каким-то запасом.

Если же у вас получается, что вес бани будет явно превышать это значение, и вы сомневаетесь, выдержит ли фундамент нагрузку – просто увеличьте ширину его ленты, и все, ведь нужно будет учитывать еще и расчет осадки ленточного фундамента с годами. Только после этого еще раз пересчитайте нагрузку на грунт – вес фундамента в этом случае изменится, и общее значение будет уже другим.

Расчет ленточного фундамента пример … Расчет ленточного фундамента пример … Расчет ленточного фундамента: сбор … Расчёт несущей способности ленточного …

К слову, тяжелыми называются те грунты, что тяжело копаются – и их называют «плотными», т.е. обладающими низкой пористостью и неэластичность. А вот те, что копаются легко – это среднеплотные грунты, которые еще могут зваться пористыми, пластичными и текучими.

Немаловажное значение имеет и глубина промерзания почвы. Дело в том, что та земля, что находится ниже этой точки, уже уплотнена, как говорится, «дальше некуда» — и в этом состоянии она находится сотни лет. А вот тот грунт, что выше этой точки, всегда насыщен влагой и при сезонном размораживании увеличивается в объеме – пучится. Причем не менее чем на 10% — для фундамента это довольно ощутимо, как, впрочем, и для стен бани. Вот откуда взялось понятие максимальной деформации строительного материала, и вот почему так важно вычислить характеристику почвы и ее возможное пучение к весне, и на основе чего делается расчет ленточного монолитного фундамента – точный и надежный.

Информация по назначению калькулятора.

Онлайн калькулятор монолитного ленточного фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента. Для определения подходящего типа фундамента, обязательно обратитесь к специалистам.

Все расчеты выполняются в соответствии со СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП и ГОСТ Р 52086-2003

Ленточный фундамент представляет собой монолитную замкнутую железобетонную полосу, проходящую под каждой несущей стеной строения, распределяя тем самым нагрузку по всей длине ленты. Предотвращает проседание и изменение формы постройки вследствие действия сил выпучивания почвы. Основные нагрузки сконцентрированы на углах. Является самым популярным видом среди других фундаментов при строительстве частных домов, так как имеет лучшее соотношение стоимости и необходимых характеристик.

Существует несколько видов ленточных фундаментов, такие как монолитный и сборный, мелкозагубленный и глубокозагубленный. Выбор зависит от характеристик почвы, предполагаемой нагрузки и других параметров, которые необходимо рассматривать в каждом случае индивидуально. Подходит практически для всех типов построек и может применяться при устройстве цокольных этажей и подвалов.

Проектирование фундамента необходимо осуществлять особенно тщательно, так как в случает его деформации, это отразится на всей постройке, а исправление ошибок является очень сложной и дорогостоящей процедурой.

При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком.

Дополнительная информация .

Далее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой справа.

Знакомимся с буронабивным фундаментом

Идея буронабивного основания очень простая: там, где невозможно с минимальными затратами докопаться до плотного грунта, можно использовать длинные столбики-стойки. Для соединения их в общую конструкцию используется ростверк – монолитная железобетонная лента, связывающая оголовки свай.

Полезно знать о том, что сваи сильно отличаются от обычных массивных фундаментов по характеру взаимодействия с грунтом. Свая передает нагрузку двумя путями: через нижний торец (пятку) и через боковую поверхность за счет сил трения между стенкой и грунтом.

В зависимости от того, какая часть конструкции включена в работу, все буронабивные сваи делят на два типа:

• Стойки.
• Висячие.

Свая-стойка опирается на плотный почвенный слой. Висячая конструкция держит нагрузку только за счет силы контакта с окружающим грунтом. Поскольку плотное природное основание залегает достаточно глубоко, то значительная часть буронабивных конструкций относится к висячему типу.

Классификация, расчет и другие важные параметры, без которых невозможно выполнить устройство буронабивных свай, содержатся в СНиП – настольной книге всех проектантов и подрядчиков. Застройщик может руководствоваться готовыми таблицами из этого норматива. В них указывается несущая способность опорных стоек. Зная ее и определив вес здания, можно подобрать нужное количество свай.

• Таблица для определения несущей способности 1 м/п буронабивной сваи-стойки

Данные, указанные в таблице, ориентировочные. Точное значение несущей способности буронабивной сваи рассчитывают по формуле, учитывающей несколько параметров:

• диаметр;
• марку бетона;
• вид армирования;
• глубину бурения;
• механическую прочность грунта.

После всего сказанного, возникает вопрос: для каких зданий оправдано строительство буронабивного фундамента с ростверком? Некоторые застройщики считают, что такая конструкция не способна выдержать большие нагрузки, поэтому используют ее только для легких каркасных зданий, а также домов из бруса, газо или пенобетона. Это не так. На сваях сегодня стоят тысячи кирпичных девятиэтажек и никто не сомневается в их надежности.

Прочность буронабивной стойки, изготовленной в полевых условиях немного ниже, чем у конструкции, прошедшей полный цикл заводской обработки. Тем не менее, ее с запасом хватит для возведения кирпичного дома.

Главным условием качества в этом случае является правильный расчет и точное соблюдение технологии, включающей несколько этапов:

1. Бурение скважины под буронабивные сваи (ручной мотобур или более мощная передвижная установка).
2. Монтаж обсадной трубы (в сыпучих и сырых грунтах).
3. Установку арматурных каркасов.
4. Бетонирование скважины.
5. Отсыпку песчано-щебеночной подушки под ростверк (толщина 10-15 см), компенсирующей подъем грунта в результате морозного пучения.
6. Монтаж опалубки над поверхностью земли, установку арматуры и заливку ростверка, связывающего сваи.

Примеры расчета оснований и фундаментов

Схема основных видов фундамента.

В качестве примера можно рассмотреть случай под буквой «д»: фундамент, основание которого опирается на глинистый грунт. Для определения его противодействия, Fu. необходимо знать несущую способность грунтов (см. Таблицу 1) и площадь Sф. на которую опирается фундамент сооружения. К примеру, его ширина d = 0,5 м, а здание имеет размеры 8×10 м.

Внутри здания, посредине, имеется одна несущая стена. Обычно фундамент на естественном основании имеет прямоугольное сечение. Определение площади подошвы необходимо выполнять исходя из положения, что его размеры в сечении должны быть одинаковыми. Тогда значение площади будет равно:

Несущая способность сухой глины средней плотности составляет 2,5 кг/см² (см. Таблицу 1). По величине подошвы фундамента и несущей способности грунта можно определить противодействующую силу.

Следует определить вес здания III класса (γn =1,1) для глины (γc =0,9):

Следовательно, если вес сооружения F будет меньше 419 т, то несущая способность грунта обеспечит его надежность. Иначе придется прибегнуть к увеличению площади подошвы фундамента, сделав его сечение не прямоугольным, а трапецеидальным. Увеличение одной только площади подошвы существенно сокращает количество материала.

Расчет по несущей способности для сооружений, расположенных на откосе или недалеко от него, намного сложнее.

Корректировка размеров

Если по результатам расчета получается, что сопротивление грунта меньше или равно нагрузке на него (с учетом 15-20% превышения), то необходимо увеличить площадь подошвы фундамента и провести новый расчет.

Если же размер сопротивления много больше размера нагрузки (с учетом 15-20% превышения), то размер подошвы можно уменьшить для экономии материалов и затрат и провести новый расчет со скорректированными параметрами.

При новом расчете необходимо учитывать, что при уменьшении размеров подошвы изменяется ее объем и, соответственно, вес.

Расчёт ростверка

Назначение ростверка равномерное распределение нагрузок на свайную конструкцию. Расчёты параметров ростверка учитывают силы продавливания основания в целом, по каждому углу и воздействия на изгиб.

Довольно сложные подсчёты  застройщикам могут заменить стандартные решения, применение которых возможно только  небольших индивидуальных строений:

• Материал исполнения ростверка: металлический швеллер, двутавр, монолитный бетон с армированием, брус или бревно сечением не менее материала стен.
• Голова сваи должна входить в ростверк не меньше, чем на 10 см  для монолитного исполнения
• По ширине ростверк не может быть меньше толщины стены.
• Высота должна быть не меньше 30 см для бетона.
• Ростверк должен располагаться как минимум на 20 см над уровнем почвы.
• Соединение опор с ростверком может быть жёстким либо свободным.

Методы

Общие рекомендации по размерам и заглублению могут оказаться полезными, но гораздо правильнее будет ориентироваться на результаты расчетов профессионального уровня. Большое значение при их выполнении имеет методика послойного суммирования. Она позволяет уверенно оценивать осадку основания, покоящегося на природной подложке из песка или грунта. Важно: существуют отдельные ограничения для применимости такого метода, но разобраться в этом глубоко смогут только специалисты.

Необходимая формула включает:

• безразмерный коэффициент;
• среднестатистическое напряжение элементарного грунтового слоя под действием внешних нагрузок;
• модуль повреждения почвенной массы при первичной загрузке;
• он же при вторичной загрузке;
• средневзвешенное напряжение элементарного грунтового слоя под собственной массой, извлеченной при подготовке котлована почвы.

Нижнюю линию сжимаемого массива определяют теперь по полному напряжению, а не по дополнительному воздействию, как это рекомендуют строительные нормы и правила. В ходе лабораторных испытаний свойств почвы рассматривается сейчас обязательно нагружение с паузой (временным освобождением). Сначала основание под фундаментом условно разбивается на слои идентичной толщины. Затем измеряют напряжение на стыках этих слоев (строго под серединой подошвы).

После этого можно установить напряжение, создаваемоесобственной массой почвы на внешних границах слоев. Следующим шагом становится определение низовой линии толщи, подвергающейся сжатию. И только после всего этого можно, наконец, рассчитать как следует осадку фундамента в целом.

Для расчета внецентренно нагруженного основания дома практикуется иная формула. Она исходит из того, что требуется усиливать внешнюю границу несущего блока. Ведь именно туда будет приложена основная часть нагрузки.

Компенсировать изменение вектора приложения силы можно за счет армирования, но оно должно проводиться в строгом соответствии с проектными условиями. Иногда армируют подошву или ставят колонну. Начало расчета подразумевает установление сил, которые действуют по периметру фундамента. Упростить вычисления помогает сведение всех сил к ограниченному набору результирующих показателей, по которым можно судить о характере и интенсивности прилагаемых нагрузок. Очень важно правильно вычислить точки, в которых будут прилагаться результирующие силы к плоскости подошвы.

Далее занимаются собственно вычислением характеристик фундамента. Начинают с определения той площади, которую он должен иметь. Алгоритм примерно одинаков с тем, который используется и для нагруженного по центру блока. Разумеется, получить точные и окончательные цифры можно только при сдвиге на необходимые величины. Профессионалы оперируют таким показателем, как эпюра грунтового давления.

Рекомендуется делать ее величину равной целому числу от 1 до 9. Такое требование связано с обеспечением надежности и устойчивости конструкции. Обязательно высчитывается пропорция наименьшей и наибольшей нагрузок по проекту. Во внимание следует принимать как особенности самой постройки, так и применение тяжелой техники в ходе строительства. Когда предусмотрено воздействие крана на нагруженную за пределами центра фундаментную конструкцию, не допускается, чтобы минимальное напряжение было меньше 25% от максимального значения. В тех случаях, когда строительство будет вестись без использования тяжеловесных машин, приемлемым уровнем является любое положительное число.

Наивысшее допускаемое сопротивление грунтовой массы должно на 20% превосходить самый значительный уровень воздействия, возникающего снизу от подошвы. Рекомендуется просчитывать армирование не только наиболее нагружаемых участков, но и прилегающих к ним конструкций. Дело в том, что прилагаемая сила может смещаться по вектору вследствие износа, реконструкции, капитального ремонта или иных неблагоприятных факторов. Очень важно учесть все те явления и процессы, которые способны оказать вредное действие на фундамент и ухудшить его характеристики. Консультация со стороны профессиональных строителей поэтому отнюдь не будет лишней.

Пример расчета фундамента для дома

Исходные данные: одноэтажный дом с жилой мансардой из газобетонных блоков D600 толщиной в 400 мм с общей высотой в 6 м (3 м – высота первого этажа), 10×10 м, одной внутренней несущими перегородкой и тремя ненесущими из блоков D 400 с толщиной в 300 мм. Тип кровли – двускатная, полы заложены из дерева и утеплены, межэтажное перекрытие выполнено из дерева с прокладкой утеплителя, дом расположен в средней полосе РФ, 4 район по снеговой нагрузке. Порядок и результаты расчета приведены в таблице ниже:

Вес внутренней отделки и лестниц, размеры оконных и дверных проемов в данном примере не учитываются, как и другие дополнительные нагрузки.

Для проверки несущей способности фундамента дома и вычисления его оптимальной опорной площади следует найти его объем и вес. Исходя из параметров участка в примере (плотные супеси, с низким заложением грунтовых вод и средней глубиной промерзания в 110 см и несущими способностями не ниже 3 кгс/см2) лента закладывается на глубину в 90 см со средней толщиной песчано-щебенчатой подушки в 30 см. Общая высота ленты составляет 70 см, при длине по несущими стенами в 50 м и ширине в 45 см (толщина блока + слой штукатурки).

Опорная площадь фундамента в этом случае составляет 50*0,45=22,5 м2, объем – 22,5*0,7=15,75 м3, вес – 15,75*2500=39375 кг.

Минимально допустимая площадь основания составляет: (1,1*(39375+169550)/(1,3*3)= 58927,56 см2=5,9 м2. Выбранная опорная площадь в ленте (22,5 м2) превышает минимально допустимую, фундамент считается устойчивым.

Уменьшать ширину ленты нельзя из-за требований технологии кладки блоков из газобетона, единственным способом сокращения трат на заложение фундамента считается его утепление.

Для проверки несущих способностей фундамента вычисляется общая нагрузка строения на 1 м2. (39375+169550)/22,5=9285 кг/м2=0,98 кг/см2, что также соответствует норме для сухих супесей.

Расчет нагрузки на фундамент существенно усложняется при наличии дополнительных воздействий на основание (сейсмический, подвижек неоднородных слоев почвы, высоком УГВ и рисках подмывания опор). В таких случаях его всегда доверяют специалистам.

В обратных ситуациях (полученная при расчете минимальная опорная площадь превышает заданную) рекомендуется:

• Увеличить толщину ленты в пределах допустимой сметы и провести новый проверочный расчет.
• Рассмотреть возможность снижения веса основных конструкций или выбрать другой тип фундамента (в данном конкретном случае – плитного или ленточного с расширенной нижней частью).
• Оценить целесообразность смены почвы в котловане на грунт с более высокими несущими способностями (а именно – замены пучинистых или слабых грунтом песком с крупными зернами или песчано-гравелистой смесью).

Приведенный пример расчета фундамента для дома свидетельствует, что проведение таких сложных расчетов не всегда возможно провести своими силами, не имея достаточной подготовки в этом вопросе. Поэтому рекомендуется доверить расчет нагрузки и обоснование параметров фундамента специалистам, тогда можно смело браться за строительство своего дома, без риска, что вас постигнет неудача.

Расчет ленточного фундамента: определяем ширину подошвы

При расчете ленточного фундамента необходимо будет определить два его параметра:

Третий — длина — известен. Это сумма длин всех стен, под которыми будет закладываться фундамент.

Глубина заложения во многом определяется в зависимости от типа находящихся под подошвой грунтов. Общие рекомендации можно найти в таблице, а описание определения глубины заложения читайте в статье «Какой глубины должен быть фундамент».

Таблица с рекомендуемой глубиной заложения фундамента в зависимости от типа грунта и уровня подземных вод (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)

Пусть мы примем, что глубина залегания фундамента для наших условий — ниже уровня промерзания грунта, высота цоколя — 20 см. Грунт промерзает в нашем регионе на 1,4 м. По рекомендациям фундамент должен находится на 15 см ниже уровня промерзания. Получаем общую высоту: 1,4 м + 0,2 м + 0,15 м = 1,75 м.

Теперь нужно рассчитать ширину ленточного фундамента. Она зависит от расстояния, на котором находятся стены и материала, из которого будем его строить. Рекомендованные значения приведены в таблице.

Выбираете ширину фундамента в зависимости от материала и расстояния между стенами (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)

Расчет нагрузки на фундамент

Теперь нужно найти, с какой силой будет давить дом на фундамент. Для этого общую массу дома (масса всех элементов + полезная нагрузка + снеговая) делим на площадь фундамента.

Площадь ленточного фундамента находим умножив ее длину на выбранную в предыдущем пункте ширину. Потом общую нагрузку от дома делим на площадь фундамента в квадратных сантиметрах. Получаем удельную нагрузку на каждый квадратный сантиметр ленточного фундамента.

Пример. Пусть нагрузка от дома 408000 кг, площадь ленточного фундамента (длинна 4400 см, ширина 30 см) — 132000 см 2 . Разделив эти значения, получаем: на каждый сантиметр давит 3,09 кг.

Теперь необходимо узнать, выдержат ли грунты под подошвой фундамента это значение. Любой грунт в состоянии выдержать какое-то давление. Эти значения просчитаны и занесены в таблицу. Находим тип грунта под подошвой фундамента (определяется геологическими исследованиями) и смотрим его удельную несущую способность.

Несущая способность грунтов — сравниваем найденную нагрузку от дома с нормативной для вашего грунта

Если несущая способность грунта больше чем нагрузка от дома, все выбрано правильно. Если нет, необходимо вносить корректировки.

Как рассчитать фундамент под дом с помощью простых формул

Как правильно рассчитать стоимость фундамента под дом, я уже рассказывал на конкретных примерах в одной из предыдущих статей. В этой статье поговорим о расчете размеров и свойств самого фундамента.

Влияние грунта на глубину заложения фундамента

Зависимость выбора типа фундамента от вида грунта, хорошо описана в статье Фундамент под дом из пеноблоков на различных грунтах, а какие вообще бывают типы фундамента, для каких построек они предназначены, а так же об их достоинствах и недостатках, я рассказывал в статье Типы фундамента под дом в современном строительстве.

Грунт оказывает самое непосредственное влияние, как на тип фундамента, так и глубину его заложения.

Глубину заложения столбчатого или свайного фундамента рассчитывать не имеет смысла, как правило, столбы (сваи) закладываются ниже глубины промерзания на 30-40см, но обязательно на твердый грунт.

Плитный фундамент закладывается на глубину, зависящую исключительно от толщины монолитной плиты.

Остается разобраться с глубиной заложения ленточных фундаментов, в зависимости от типа грунта. Расчет заглубления такого фундамента производится на основании рекомендательной таблицы:

Расчет фундамента по несущей способности грунта (вычисляем необходимую площадь опоры)

Рассчитать фундамент по несущей способности грунта очень просто, несмотря на видимую сложность и большой объем. Весь расчет сводится к определению минимальной площади основания фундамента под дом, при которой грунт без проблем выдержит всю массу дома, но все же что бы не запутаться, давайте обо всем по порядку.

Сама формула для расчета минимальной площади основания фундамента выглядит следующим образом:

Теперь давайте разберемся, где нам взять все эти страшные значения из формулы, чтобы рассчитать площадь основания фундамента.

Коэффициент условий работы γc

Коэффициент условий работы можно взять из этой таблицы:

* — короткие строения у которых соотношение длины к высоте менее 1,5

Рассчетное сопротивление грунта под основанием фундамента R0

Так как масса всего дома будет практически полностью опираться на грунт под основанием фундамента, необходимо знать расчетные сопротивления различных грунтов на глубине, равной глубине заложения фундамента.

Если фундамент планируется углублять на 1,5м и более, то расчетное сопротивление грунта можно взять напрямую из таблиц.

Таблица для гравийных грунтов и песков:

Очень часто у нас на участке встречаются глинистые грунты. Для глинистого грунта расчетное сопротивление можно взять из этой таблицы:

Эти табличные данные можно напрямую использовать, в случае заложения фундамента на глубину 1,5м и более. В случаях заложения фундамента на меньшую глубину, плотность грунта под подошвой фундамента будет отличатся, а значит и будет отличатся и расчетное сопротивление грунта.

Для того, чтобы рассчитать фундамент, заложенный на глубину менее 1,5м, воспользуемся простой формулой

Как рассчитать массу дома с фундаментом F

Конечно, рассчитать абсолютно точную массу всего дома будет практически не возможно, в течение года масса дома будет постоянно меняться. Так, например, зимой дом будет тяжелее из-за снега на крыше, который тоже, в конечном итоге, опирается на фундамент дома.

Но приблизительную массу дома, со всеми дополнительными нагрузками, рассчитать не составит труда, тем более что некоторые значения берутся приближенно с максимальным запасом.

Что учитывается при расчете массы дома

При расчете учитывается все, что опирается на фундамент, а именно:

• полная нагрузка конструкции, включающая в себя массу стен с отделкой, перекрытия, кровлю, а так же и сам фундамент
• максимальная нагрузка от находящихся в доме объектов, передающих вес на фундамент дома (лестницы, камины, объекты интерьера и т.д.)

Определяем массу стен

Каждый строительный материал имеет свой удельный вес, измеряется он в килограммах на один кубический метр. Например, у железобетона удельный вес – 2500 кг/м3, это значит, что один кубический метр бетона весит 2500 кг.

В СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» в приложении №3 «Теплотехнические показатели строительных материалов и конструкций» вы сможете найти удельный вес основных строительных материалов, но эти СНиП 1979 года, с того момента на строительном рынке появилось множество совершенно новых материалов. В связи с этим, физически невозможно написать удельный вес для каждого, да и такой точный расчет для индивидуального жилого малоэтажного дома, где учитывается вес растворных швов, гвоздей, скоб и т.д. – нецелесообразен.

В интернете в свободном доступе вы без труда найдете удельный вес любого интересующего вас материала, ну а если вы уже на 100% решили, из чего будете возводить свой дом, то удельный вес можно уточнить у производителя или продавца.

Для приблизительных расчетов можно воспользоваться таблицей, где указан вес одного квадратного метра стены (не путайте с удельным весом), а вам необходимо будет только подсчитать общую площадь всех своих стен и умножить на значение из таблицы.

Таблица веса квадратного метра стены при толщине стены 15см.

Площадь стен считается вместе с оконными проемами, т.е. просто умножаем высоту стены на ее длину без вычета проемов. Это необходимо для запаса прочности в расчетах.

Рассчитываем удельный вес перекрытий

Для того чтобы не рассчитывать массу отдельно по каждому материалу для перекрытия, можно воспользоваться приближенной таблицей, в которой указан примерный удельный вес одного квадратного метра перекрытия, для того, чтобы рассчитать полный вес всего перекрытия, необходимо его площадь умножить на данные из таблицы.

В этой таблице уже учтена с запасом нагрузка от бытовых объектов находящихся на перекрытии, поэтому дополнительно считать, сколько весит ванна, а сколько холодильник – не требуется.

Расчет удельного веса кровли

Для расчета нагрузки от кровли, надо знать из какого она материала будет построена, а так же необходимо посчитать площадь крыши. Затем площадь крыши умножить на данные взятые из этой таблицы:

Кроме нагрузки самой кровли, на фундамент в зимний период будет так же действовать нагрузка создаваемая снегом.

Расчет снежной нагрузки в зимний период

Для расчета снежной нагрузки, нам понадобятся данные из прошлой формулы, а именно площадь крыши, которую необходимо умножить на данные из таблицы:

Расчет веса фундамента

Здесь все просто, необходимо рассчитать объем в кубических метрах всего фундамента, т.е. сколько бетона потребуется для заливки, с учетом цокольной части, а затем полученную цифру умножить на 2500.

Почему на 2500? Потому что у железобетона удельный вес составляет 2500 кг в одном кубическом метре.

Итоговый расчет веса всего дома

Теперь все данные необходимо сложить, т.е.:

• вес стен
• вес перекрытий
• вес кровли
• снеговую нагрузку
• вес фундамента

Пример расчета полной нагрузки дома на грунт:

Не волнуйтесь, если в ваших расчетах будут совершенно другие значения и в других пропорциях. В таблице приведены численные значения — взятые из головы (примерные). Не нужно опираться на них при своих расчетах.

Окончательный расчет минимальной площади подошвы фундамента под дом

Напомню формулу для расчета площади основания фундамента и приведем пример расчета простого фундамента:

S > γn · F / (γc · R0)

γn -коэффициент надежности для запаса прочности, постоянная величина равная 1,2

R0  — расчетное сопротивление грунта под основанием фундамента, берется из таблицы, для примера возьмем его равным 2,5

F — полная нагрузка дома, из последней таблицы возьмем примерно подсчитанную массу всего дома, у нас она равна150 000 кг

γc  — коэффициент, зависящий от грунта и самого строения, взятый из таблицы вверху статьи, давайте для примера примем его равным 1,1

Теперь остается только подставить все значения в формулу:

S > 1,2 · 150 000 / 1,1 · 2,5 =   65 454 см2

Давайте полученное значение округлим до 66 000 см2. 

Не волнуйтесь, что получилось такое большое страшное значение, не забывайте, что это значение минимальной площади в см2, а чтобы перевести его в м2 надо разделить на 10 000.

66 000 / 10 000 = 6,6 м2

Для того чтобы рассчитать площадь основания ленточного фундамента, достаточно общую длину всей закладываемой ленты умножить на ширину. Т.е. допустим у вас длина всей ленты 50м, а ширина — 0,4м. Расчитаем площадь опоры фундамента на грунт умножив 50*0,4 = 20м2 . Это говорит о том, что наш будущий фундамент подходит под наш расчетный дом с большим запасом, почти в три раза. А это, в свою очередь, означает, что можно уменьшить площадь опоры. Длину мы не уменьшим, скорее всего, а ширину вполне возможно.

При расчете столбчатого фундамента таким образом подбирают количество столбов, т.е. у нас известна площадь опоры одного столба, нам необходимо чтобы сумма площадей всех столбов была больше расчетной. И чем больше будет запас прочности, тем естественно будет лучше.

Подведем итог расчета фундамента

Как видите, очень много всего написано, но это не от сложности расчетов, а из-за множества различных типов грунтов, строительных материалов и т.д. Сам расчет заключается нахождении по таблицам значений и в подстановке их в формулу.

Конечно, это очень приблизительные расчеты, но они уже учитывают приличный запас по прочности, поэтому проделанной работы вполне хватит для того, чтобы рассчитать фундамент под частный дом малой этажности.

Ширина фундамента для дома из газобетона

Прочность и долговечность любого фундамента зависит от многих факторов, среди которых большинство людей ориентируется на сам тип грунта и глубину его промерзания. Однако не менее важным моментом является изначальная прочность железобетонной конструкции и сама ширина фундамента.

В данной статье мы расскажем, каким может и должен быть фундамент для постройки из газобетонных блоков. Рассмотрим варианты ленточных, столбчатых и плитных фундаментов.

Самым популярным фундаментом под дом из газобетона является ленточный малозаглубленный шириной 400 — 600 мм, с него и начнем наш обзор.

Выбирая толщину и глубину ленточного фундамента ориентируйтесь на следующее:

1. состав грунта;
2. уровень грунтовых вод;
3. глубину промерзания почвы;
4. общий вес фундамента и здания в целом.

Фундамент мелкозаглубленный с подошвой

Повторимся, что выбор ширины фундамента зависит от веса будущего дома и несущей способности грунта. Для экономии бетона на слабых грунтах, можно сделать более широкую подошву фундамента, которая распределит нагрузку от всего здания по большей площади.

Расчет ленты фундамента под дом из газобетона

Отметим важный момент! Ели вы хотите сделать ширину фундамента меньше ширины газобетонных блоков, то допускается свешивать до 1/3 от ширины блока.

Но чтобы сделать такой максимальный свес газоблоков, необходимо залить фундамент с высочайшей точностью, то есть, ширина ленты во всех местах должна быть идеальной, + сами диагонали должны быть соблюдены с точностью до сантиметра.

В любом случае, мы вам не советуем делать всё впритык, нужен запас по прочности. На фундаменте экономит точно не стоит!

Чаще всего, заглубленные и мелкозаглубленные ленточные фундаменты делают шириной 400 мм. Бетон используют марки М200-М250.

Армируют стальной арматурой, в несколько рядов.

Заглубление ленты зависит от глубины промерзания грунта.

Ленточного фундамента шириной в 40 см будет более чем достаточно для газобетонного дома в несколько этажей.

Расчет минимальной ширины подошвы фундамента

B = 1,3×Р/(L×Rо) — результат в см.

• 1,3 — коэффициент запаса прочности;
• Р — вес дома и фундамента, кг;
• L — длина ленты, см;
• Rо — сопротивление грунта, кг/см².

Ленточный заглубленный фундамент

Обращаясь к использованию именно заглубленного ленточного фундамента, в случае с газобетонным домом необходимо придерживаться основных правил:

1. Путём правильных расчётов арматуры нужно добиться высокой жёсткости ленты, а также сделать стенки фундамента максимально гладкими.
2. Если планируется постройка кирпичного цоколя, то желательно связать его сверху железобетонным армированным поясом, который также повысит жесткость строительной конструкции.
3. Каким бы прочным не был фундамент, армирование газобетонных стен всё равно останется обязательной процедурой.
4. Повысить прочность монолитной ленты можно путём расширения её у самого основания, увеличив таким образом площадь опоры на грунт.
5. Применение фундаментных блоков для главной опоры газобетонного здания не может обеспечить оптимальную жесткость стен, поэтому требуется особая осторожность.

Ленточный мелкозаглубленный фундамент

В отдельных случаях альтернативой может быть мелкозаглубленный тип ленточного фундамента, который закладывается выше горизонта промерзания грунта. Такой фундамент будет равномерно двигаться в вертикальном направлении вместе с грунтом. 

Крайне нежелательно применять данный тип при возведении зданий с большой площадью и высокими стенами, ибо с повышением длины стены существенно снижается устойчивость и надёжность мелкозаглубленной ленты.

Незаглубленный тип ленточного фундамента в строительстве газобетонных зданий не используется!

Столбчатый фундамент с растверком

Использование такого фундамента зачастую является ограниченным для каменных и кирпичных зданий, однако когда тип конструкции и размеры позволяют, его применяют ввиду меньших финансовых и ресурсных затрат.

Свайный фундамент с ростверком (видеоинструкция)

Очень советуем к просмотру данный ролик по технологии изготовления свайно-ростверкового фундамента!

Далее приведены основные требования к столбчатым фундаментам, которые актуальны для построек из газобетонных блоков.

1. Столбчатый фундамент не подходит для строительства на слабом грунте, а также на участках с повышенным уровнем грунтовых вод.
2. Столбы фундамента закладываются ниже горизонта промерзания на 15-30 см и расширяются у основания с целью повышения площади опоры на грунт.
3. Ростверк столбчатого фундамента усиливается лентой из железобетона.
4. При возможности применения ленточного или плитного типа фундамента предпочтение лучше отдать именно им.

Вариант монолитного фундамента(плита)

Расчет плотности грунта

Физический смысл такого расчета прост: сравнение объема грунта в разном состоянии.

Для начала вырезается кусок грунта размерами 10*10*10 см, далее замеряется его масса. После этого необходимо отвесить ровно столько же этого грунта, но у же в рассыпчатом состоянии. Затем мерным стаканом необходимо измерить объем второй порции грунта (в рассыпчатом состоянии). После чего получившееся значение делим на 1 кубический дециметр.

В итоге должно получиться значение очень близкое к единице. Чем ближе оно к единице, тем выше плотность грунта. Из результатов эксперимента можно сделать выводы о несущей способности.

Начало: уборка и разметка грунта под основание

На первом этапе необходимо учесть все особенности будущего строения. Так как сделать фундамент для дома своими руками довольно просто, можно не прибегать к помощи специалистов. Но если у вас что-то не получается или вы чего-то не понимаете, лучше заплатите опытным проектировщикам. Первая и самая важная задача, которую необходимо решить – это проведение разметки. В качестве основы необходимо использовать данные, указанные в проекте сооружения.

Сначала определяете углы здания, затем отмечаете промежуточные точки. В определенных местах необходимо установить колышки. Давайте узнаем, какие же это места. Между кольями должно быть расстояние, равное ширине ленты фундамента. Также обязательно нужно учитывать тот факт, что ширина ленты должна быть больше, чем у несущей стены. После установки всех кольев необходимо соединить их при помощи шнурков.

При помощи нивелира проверяется ровность выполнения разметки. Сначала измеряются диагонали прямоугольника – соедините шнуром колья и посчитайте его длину. Две диагонали должны быть одинаковы. В том случае, если они у вас не равны, выполните повторно разметку. Главное – добиться того, чтобы диагонали оказались равны. Отклонение в пару сантиметров очень сильно скажется на результате всей работы.

Методы

Общие рекомендации по размерам и заглублению могут оказаться полезными, но гораздо правильнее будет ориентироваться на результаты расчетов профессионального уровня. Большое значение при их выполнении имеет методика послойного суммирования. Она позволяет уверенно оценивать осадку основания, покоящегося на природной подложке из песка или грунта. Важно: существуют отдельные ограничения для применимости такого метода, но разобраться в этом глубоко смогут только специалисты.

Необходимая формула включает:

• безразмерный коэффициент;
• среднестатистическое напряжение элементарного грунтового слоя под действием внешних нагрузок;
• модуль повреждения почвенной массы при первичной загрузке;
• он же при вторичной загрузке;
• средневзвешенное напряжение элементарного грунтового слоя под собственной массой, извлеченной при подготовке котлована почвы.

Нижнюю линию сжимаемого массива определяют теперь по полному напряжению, а не по дополнительному воздействию, как это рекомендуют строительные нормы и правила. В ходе лабораторных испытаний свойств почвы рассматривается сейчас обязательно нагружение с паузой (временным освобождением). Сначала основание под фундаментом условно разбивается на слои идентичной толщины. Затем измеряют напряжение на стыках этих слоев (строго под серединой подошвы).

После этого можно установить напряжение, создаваемоесобственной массой почвы на внешних границах слоев. Следующим шагом становится определение низовой линии толщи, подвергающейся сжатию. И только после всего этого можно, наконец, рассчитать как следует осадку фундамента в целом.

Для расчета внецентренно нагруженного основания дома практикуется иная формула. Она исходит из того, что требуется усиливать внешнюю границу несущего блока. Ведь именно туда будет приложена основная часть нагрузки.

Компенсировать изменение вектора приложения силы можно за счет армирования, но оно должно проводиться в строгом соответствии с проектными условиями. Иногда армируют подошву или ставят колонну. Начало расчета подразумевает установление сил, которые действуют по периметру фундамента. Упростить вычисления помогает сведение всех сил к ограниченному набору результирующих показателей, по которым можно судить о характере и интенсивности прилагаемых нагрузок. Очень важно правильно вычислить точки, в которых будут прилагаться результирующие силы к плоскости подошвы.

Далее занимаются собственно вычислением характеристик фундамента. Начинают с определения той площади, которую он должен иметь. Алгоритм примерно одинаков с тем, который используется и для нагруженного по центру блока. Разумеется, получить точные и окончательные цифры можно только при сдвиге на необходимые величины. Профессионалы оперируют таким показателем, как эпюра грунтового давления.

Рекомендуется делать ее величину равной целому числу от 1 до 9. Такое требование связано с обеспечением надежности и устойчивости конструкции. Обязательно высчитывается пропорция наименьшей и наибольшей нагрузок по проекту. Во внимание следует принимать как особенности самой постройки, так и применение тяжелой техники в ходе строительства. Когда предусмотрено воздействие крана на нагруженную за пределами центра фундаментную конструкцию, не допускается, чтобы минимальное напряжение было меньше 25% от максимального значения. В тех случаях, когда строительство будет вестись без использования тяжеловесных машин, приемлемым уровнем является любое положительное число.

Наивысшее допускаемое сопротивление грунтовой массы должно на 20% превосходить самый значительный уровень воздействия, возникающего снизу от подошвы. Рекомендуется просчитывать армирование не только наиболее нагружаемых участков, но и прилегающих к ним конструкций. Дело в том, что прилагаемая сила может смещаться по вектору вследствие износа, реконструкции, капитального ремонта или иных неблагоприятных факторов. Очень важно учесть все те явления и процессы, которые способны оказать вредное действие на фундамент и ухудшить его характеристики. Консультация со стороны профессиональных строителей поэтому отнюдь не будет лишней.

Подготовительные работы

Перед тем как рассчитать фундамент для дома, проектировщику нужно выяснить геологические данные участка. Для крупных зданий выполняют специальные геологические изыскания. В частном строительстве допустимо провести исследования самостоятельно. При этом все характеристики назначаются по визуальному осмотру.

Чтобы правильно рассчитать фундамент, почву исследуют двумя способами:

• отрывка шурфов, которые представляют собой глубокие ямы с размерами в плане 1х2 м (в среднем);
• бурение скважин ручным буром.

В первом случае на тип грунта смотрят по стенкам шурфа. Во втором — проверяют почву на лопастях бура.

Для исследования почвы проводят осмотр стенок шурфа

Исследования проводят на глубину, которая на 50 см превышает предполагаемое заложение ленты (которое назначили только по отметке промерзания). При проведении работ надо выяснить следующие характеристики:

• тип грунта в уровне подошвы;
• расположение уровня грунтовых вод (УГВ);
• наличие на участке линз слабой почвы.

Чтобы точно понять УГВ, потребуется провести исследование в нескольких точках. Минимум одна из этих точек должна находиться в низине участка. Работа в засуху не дает точного результата, поскольку влага может уйти глубоко в землю.

Лучше всего выяснять УГВ весной. В этом случае фундамент ленточный не будет бояться даже половодья.

Линзы слабого грунта найти бывает сложно. Для этого нужно делать шурфы или скважины очень часто. В большинстве ситуаций в этом нет необходимости. Если во время строительства обнаружится такая неприятность, ее засыпают щебнем, гравием или песчано-гравийной смесью.

Если УГВ на участке находится глубоко, то можно использовать ленту глубокого заложения (более 1,5 м). При этом вода должна располагаться на 50 см ниже подошвы здания. При расположении УГВ на расстоянии менее чем 1,5 м от поверхности, разумно выбрать мелкозаглубленную конструкцию. Но такой тип имеет ограничения. Если влага находится выше, стоит рассмотреть другой вариант фундамента: плиту или сваи.

Выбор фундамента по заглублению зависит от УГВ

Чтобы выполнить расчет основания фундамента, потребуется знать прочность почвы. Характерные признаки каждого типа грунта можно найти в ГОСТ 25100-2011. Особое внимание стоит обратить на приложения к этому документу. Несущую способность каждого типа берут из таблицы ниже.

Типы, которые обладают прочностью 2 и менее кг/см2, не рекомендуют использовать в качестве основания. Перед строительством потребуется выполнить их замену на песок средний или крупный.

• Разновидности фундаментных оснований
• Рассчитываем несущую конструкцию
• Рассчитываем площадь основания
• В заключение

Фундамент является важнейшей составной частью каждого здания. От его грамотного выполнения зависит целостность и долговечность всей постройки. Именно поэтому всё в нём должно быть рассчитано для мелочей. Важно, чтобы размеры фундамента под дом соответствовали всем стандартам и установленной технологии. О том, как их определить, мы рассмотрим в нашей сегодняшней статье.

Корректировка параметров

Если нагрузка, передаваемая через ленточный фундамент, для данных грунтов велика, выхода два: использовать при строительстве более легкие материалы или увеличить ширину ленты.

Изменение материала очень трудоемко: часто изменение одного материала тянет за собой цепочку изменений параметров целого ряда других. В результате расчет массы приходится переделывать. Потому чаще увеличивают толщину ленты в фундаменте. Этим увеличивается уменьшается удельная нагрузка. Но слишком широкий ленточный фундамент (шире 60 см), особенно глубокого заложения, невыгоден экономически: большой расход материала и трудозатараты. В этом случае необходимо сравнивать стоимость нескольких типов фундамента.

Ширину монолитно-ленточного фундамента подбирают исходя из рассчитанной нагрузки от дома и несущей способности грунтов

Не забудьте после изменения ширины ленты пересчитать ее массу и соответствующим образом откорректировать массу строения.

Калькулятор бетона на фундамент в виде монолитной плиты

Расчет материалов для плитного фундамента

Планируя забетонировать монолитную плиту, застройщики сталкиваются с проблемой, как рассчитать количество бетона на фундамент.

Калькулятор позволяет быстро определить расход бетонной смеси после введения в соответствующие графы программы следующих параметров:

• длины плитной основы;
• ширины фундаментной плиты;
• высоты железобетонной базы.

Выполняя вычисления вручную, можно пренебречь объемом, который занимает арматурный каркас. Необходимо просто перемножить размеры конструкции и получить ее объем, который примерно соответствует потребности в бетонном составе. Для получения точных значений необходимо использовать программные методы.

Армирование

Подошва фундаментной конструкции армируется с таким расчетом, чтобы рабочие металлические прутья легки вдоль по три – четыре штуки, а элемента монтажа, обеспечивающие этим стержням рабочее положение, располагались поперек.

Под строительство дома в два – три этажа на грунтовом составе со средним показателем несущих возможностей используют арматуру сечением 1.2 – 1.2 см, укладывая ее с шагом в двадцать сантиметров. Для соединения основных каркасных элементов применяется «катанка» диаметром шесть миллиметров, все соединения выполняются вязальной проволокой, использование сварочного агрегата запрещается.