Что такое опорная площадь фундамента

Как рассчитать фундамент для дома

Проблема дачного строительства в том, что на его нужды редко выделяется основной бюджет, поэтому многое застройщику приходится делать самому. Кроме того, важно контролировать процессы строительства хотя бы из соображений качества.

Нужно понимать законы строительства хотя бы в первом приближении, чтобы уметь отличать действительно профессионалов от случайных людей в профессии и просто не дать себя обмануть.

Ну и вообще, прежде чем поставить задачу, требуется ее внятно сформулировать. Так что умение рассчитать фундамент может пригодиться всякому, кто в той или иной степени столкнулся с гражданским строительством. К сожалению, большинство советов, которые, как правило, даются в подобных случаях, можно отнести, скорее, к категории вредных, поэтому важно понимать принцип. В малоэтажном строительстве такого подхода достаточно для решения большинства вопросов.

1. Что такое фундамент и для чего он нужен

Фундамент принято называть ногами здания. Вероятно, это самое точное образное определение. Действительно, первоочередная задача фундамента – обеспечить устойчивость всему сооружению. Следовательно, он должен принимать и равномерно перераспределять нагрузки от всего дома и передавать их на основание — плотные и устойчивые материковые слои.

В свою очередь, он должен сдерживать нагрузки от почвы и не передавать их на стены дома. То есть через фундамент на дом не должны влиять влажность почвы, пучинистость грунта при сезонном промерзании и так далее. Фундамент обеспечивает стабильность дому.

2. Виды грунтов

Основание, на которое фундамент передает нагрузку, это грунт. Важно, чтобы тяжесть приходилась на глубинные его слои — они имеют стабильные характеристики и более высокую несущую способность.

Характеристика грунта зависит от его состава. И уже от состава зависит способность грунта к дренажу (отводу осадков), его поведению под нагрузкой, пучинистости (способность к неравномерным деформациям при промерзании).

Скальный грунт можно назвать самым стабильным. Он не берет влагу, не пучится при промерзании. Чуть в меньшей степени такими характеристиками обладают хрящи — примерно то же самое, что и скальный, но только состоящий не из монолита, а обломков. Песок хорошо отводит воду, равномерно деформируется под нагрузкой, мало пучится при промерзании. Его несущая способность зависит от размера фракции — мелкий песок менее надежен, чем крупный.

Глинистые грунты очень капризные. Часто непредсказуемы при увлажнении, сильно выпирают при замерзании.

Так же важно учитывать влажность участка. Решения, пригодные для сухих участков, не годятся на болотистых почвах.

3. Основные виды фундаментов

Основных видов фундамента всего три, хотя почти каждый вид имеет разновидности. Кроме того, могут встречаться и комбинированные варианты.

Важно понимать, что нет идеальных фундаментов, как нет и однозначного решения для того или иного вида строения. Выбор фундамента всегда зависит от конкретного случая, при этом во главу угла ставится не тип строения и его конструктивные особенности, а геология участка, на котором возводится здание, то есть особенности грунта. И только потом уже учитывают особенности дома.

3.1 Ленточный фундамент

Представляет собой сплошную ленту под всем периметром стен — в идеале монолитная рама. Различается по степени заглубления. Мелкозаглубленные фундаменты не доходят до расчетной линии промерзания. Заглубленные фундаменты опираются на слои ниже линии промерзания. Это очень надежный вид основания, способный работать с серьезными нагрузками, отчего такой вид фундамента популярен при строительстве кирпичных домов. Его минус — высокая стоимость и большой объем работ.

Малозаглубленный фундамент используют на скальных и хрящевых стабильных грунтах — там, где нет риска промерзания почвы. В противном случае приходится принимать меры к утеплению, но эти мероприятия сводят на нет преимущества — дешевизну, поэтому чаще ленточный фундамент ставят ниже линии промерзания. Вообще, это самый универсальный вариант.

3.2 Столбчатый фундамент

Ставится там, где нагрузку требуется передать глубоко, а сооружение ленты нецелесообразно, например, на болотистом или насыпном грунте. Разновидностью столбчатого фундамента является свайный. Сравнительно недорогой вид основания под дом. Хорошо работает в условиях вечной мерзлоты. Его минус — сложность оборудования под домом подвального помещения.

В малоэтажном строительстве сейчас чаще всего используют винтовые сваи — их не забивают, а вкручивают, точно большие шурупы. Не самое мощное основание, но для большинства нужд, особенно под дома с легкими стенами (деревянные или каркасные), хватает с большим запасом. Фундамент требует ростверка — мощного арматурного пояса, связывающего отдельные опорные столбы в единую монолитную конструкцию.

3.3 Плитный фундамент

Это мощная сплошная плита под всем домом. Вероятно, самая стабильная основа под дом. Минус — дороговизна. Чаще всего сооружается на сложных участках, где другие фундаменты работать не могут, например, на том же болотистом участке. Еще один недостаток — подвал устроить практически невозможно.

3.4 Смешанные конструкции

Например, сочетание свай и плит или свайно-ленточный фундамент, при котором сваи работают на передачу нагрузки ниже линии промерзания, но часть веса с помощью малозаглубленной ленты передается и на верхние слои грунта.

4. Выбор вида фундамента и его расчет

Прежде всего важно понимать, какую нагрузку фундамент должен нести, и на какую площадь её передать. Далее будет представлен упрощённый расчёт для определения габаритов фундамента:

Шаг 1. Для начала считают вес дома. В упрощенном виде это делают так: периметр всех стен умножают на их высоту и толщину, то есть просто определяют объем, а затем высчитывают массу. Чтобы не усложнять себе жизнь расчетами, обычно оперируют какими-то усредненными величинами. Например, массу одного куба кирпичной кладки принимают за 1800 кг. Масса каменной бутовой кладки — 2т куб. Древесина обычно считается как 800 кг за куб. А легкие каркасные стены, в зависимости от утеплителя, могут весить до 700 кг.

Шаг 2. К полученной массе стен плюсуют вес перекрытий (зависит от материала) и кровли. Тут тоже стоит учитывать, из чего сделана кровля. Квадратный метр черепицы весит много тяжелее ондулина да и требует более мощной стропильной системы, но высчитать эти значения не сложно.

Шаг 3. К массе крыши, стен и перекрытий добавляем снеговую нагрузку (табличные данные есть для каждого региона) — минимально 80 кг, максимально — 560 кг на квадратный метр кровли – и вес людей и мебели, обычно 150 кг на метр площади.

Шаг 4. Теперь мы получили вес здания со всей начинкой, но эту цифру пускать в ход все равно рано. Дому нужен запас надежности, для чего полученное число обычно умножают на коэффициент 1,2. Но данный коэффициент годится тогда, когда у вас на руках заключение экспертной комиссии по геологии участка, на котором планируется поставить дом. Если его нет и особенности грунта определяются приблизительно, то значение коэффициента должно быть уже 1,4.

Шаг 5. Дальше оцениваем несущие особенности грунта: какую нагрузку он способен воспринять. Во многом на эту особенность влияет влажность и плотность породы, но, чтобы не ошибиться, можно брать минимальное значение. Среднее расчётное сопротивление самых распространённых грунтов:

• песок мелкий — 1 кг/см 2 ;
• песок крупный — 3 кг/см 2 ;
• крупные хрящи — 6 кг/см 2 ;
• глина твердая — 3 кг/см 2 ;
• глина мягкая, увлажненная — 1,5 кг/см 2 ;
• супесь — 2,5 кг/см 2 ;
• щебень, гравий — 5 кг/см 2 .

Шаг 6. Дальше все просто. Массу дома (с учетом коэффициента) переводят в килограммы и делят ее на расчётное сопротивление грунта. Так получается минимальная опорная площадь фундамента в см 2 (чтобы перевести в м 2 необходимо разделить значение на 10000). И, если мы имеем сваи, то делим цифру на площадь опоры одной сваи — получаем нужное количество свай. Если речь шла о ленте, то значение опорной площади делят на периметр дома — получают необходимую ширину фундамента. Тут нужно понимать, что ширина фундамента должна быть никак не меньше толщины стен. Но, если этого значения не хватает, то можно фундамент расширить в нижней части — сделать так называемую подошву.

Если все же технология расчета фундамента покажется слишком сложной и недоступной или строительство назревает масштабное, то лучше заказать подробные геологические исследования участка. Нужно помнить, что на фундаменте экономить нельзя — это основа всего, пусть она порой бывает и незаметна после окончания строительства.

Источник

Расчет фундамента.

При возведении какого-либо здания, важно правильно рассчитать фундамент. Производить расчет фундамента можно при помощи специалистов или же самостоятельно используя калькулятор фундамента. Рассмотрим самые важные моменты, сюда входит, расчет нагрузки, объем фундаментного котлована и советы, которые необходимо учитывать при создании проекта фундамента дома. Для расчета фундамента вы можете воспользоваться калькулятором фундамента.

1. Вычисляем вес конструкции дома.

Пример вычисления веса конструкции дома: Вы хотите возвести дом высотой в 1 этаж, 5 м на 8 м, также внутренняя стена, высота пола до потолка составляет 3 метра.

Подставим данные и высчитаем длину стен: 5+8=13 метров, прибавим длину внутренней стены: 13+5=18 метров. В итоге получаем длину всех стен, затем производим вычисление площади, умножим длину на высоту: S=18*3=54 м.

Вычисляем площадь цокольного перекрытия, умножаем длину на ширину: S=5*8=40 м. Такую же площадь будет иметь и чердачное перекрытие.

Вычисляем площадь кровли, умножим длину листа на ширину, к примеру, лист кровельного покрытия имеет длину 6 метров, а ширину 2 метра в итоге площадь одного листа составит 12 м, итого нам понадобится по 4 листа с каждой стороны. Итого получится 8 листов кровли с площадью 12 м. Общая площадь кровельного покрытия составит 8*12=96 м.

2. Вычисляем количество бетона, необходимого для фундамента.

Чтобы начать постройку здания нужно составить проект фундамента частной постройки, по которому можно вычислить необходимое количество строительных материалов для возведения конструкции. В нашем случае необходимо вычислить количество бетона для создания фундамента. Тип фундамента и различные параметры служат для расчета количества бетона.

3. Вычисление площади фундамента и веса.

Самым важным фактором является грунт под фундамент, он может не выдержать высокой нагрузки. Чтобы этого избежать нужно вычислить полный вес здания, включая фундамент.

Пример вычисления веса фундамента: Вы хотите построить кирпичное здание и подобрали под него ленточный тип фундамента . Фундамент углубляется в грунт ниже глубины промерзания и будет иметь высоту 2 метра.

Затем вычислим длину всей ленты, то есть периметр: P= (a+b)*2=(5+8)*2=26 м, прибавляем длину внутренней стены, 5 метров, в итоге получим общую длину фундамента 31 м.

Далее делаем расчет объема, чтобы это сделать нужно ширину фундамента умножить на длину и высоту, допустим ширина будет 50 см, значит 0,5см*31м*2м= 31 м 2 . Железобетон имеет площадь 2400 кг/м 3 , теперь найдем вес конструкции фундамента: 31м3*2400 кг/м=74 тонны 400 килограмм.

Опорная площадь будет составлять 3100*50=15500 см 2 . Теперь прибавляем вес фундамента к весу здания и делим его на опорную площадь, теперь у вас получилась нагрузка килограмм на 1см 2 .

Ну, а если по вашим расчетам максимальная нагрузка превысила эти типы грунтов, значит меняем размер фундамента, чтобы увеличить его опорную площадь. Если у вас ленточный тип фундамента, то увеличить его опорную площадь можно путем увеличения ширины, а если у вас столбчатый тип фундамента, то увеличиваем размеры столба или их количество. Но следует запомнить, полный вес дома от этого увеличится, поэтому рекомендуется сделать повторный расчет.

4. Ленточный фундамент.

Объем ленточного фундамента можно вычислить намного легче других, для этого нам нужно знать суммарную длину, высоту и ширину. Площадь опоры, влияет на ширину вычисленную в начале, но средняя ширина такого типа фундамента составляет около 40 сантиметров. Высоту так же возьмем из предыдущих расчетов, берем значение в 1,5 метра. Общую длина ленты вычисляем также как и периметр.

Для здания, имеющего размер 5 на 8 метра и имеющего одну стену длинной 5 метров, периметр равен 5+(8+5)*2=45 метра.

При ширине ленты 50 сантиметров количество бетона будет равно 0,5*45*1,5=33,75 м 3 .

5. Столбчатый фундамент.

При вычислении количества бетона для столбчатого фундамента, важно знать площадь поперечного сечения и высоту столба. Вспоминаем формулу (формула нахождения поперечного сечения круга), S=3.14*R2, где R – радиус круга.

Получается поперечное сечение столба, имеющего диаметр 15 сантиметров, будет составлять 3,14м 2 *0,075м 2 =0,2355 м 2 .

Если такой столб будет иметь высоту 1,5 метра, то его объем будет равен 0,2355*1,5=0,353 м 3 . Необходимое количество столбов для вашей конструкции теперь можно легко вычислить.

6. Плиточный фундамент.

Плитный фундамент — это монолитная конструкция, залитая под всю площадь здания. Чтобы произвести расчет, нужны базовые данные, то есть площадь и толщина. Наша постройка имеет размеры 5 на 8 и его площадь будет 40 м 2 . Рекомендуемая минимальная толщина 10-15 сантиметров, значит заливая фундамент нам необходимо 400 м 3 бетона.

Высота основной плиты равняется высоте и ширине ребра жесткости. Значит если высота основной плиты 10 см, то глубина и ширина ребра жесткости также будет 10 см, из этого следует, что поперечное сечение 10 см ребра будет 0,1 м*0,1=0,01 метра, затем умножаем результат 0,01 м, на всю длину ребра 47 м, получаем объем 0,41 м 3 .

7. Вычисление количества арматуры и проволоки.

Арматура для фундамента применяется для создания прочного и надежного фундамента. При вычислении необходимого количества арматуры, важно учесть сам тип фундамента, грунта и нагрузки. При выборе необходимо учесть вид грунта и вес сооружения. Если грунт достаточно плотный, то под воздействием веса здания его деформация будет слабой, значит от фундамента не потребуется очень высокая устойчивость.

8. Ленточный тип фундамента. Количество арматуры и вязальной проволоки.

Для ленточного фундамента не понадобится слишком толстая арматура (10-12 мм), ведь этот фундамент имеет большую несущую способность. Продольные прутки арматур испытывают основную нагрузку и укладываются в 10 см от поверхности бетона. Вертикальные и поперечные прутки не испытывают нагрузки, вот почему для них используется гладкая арматура.

Для дома 5 на 8 м и ещё одна внутренние стены, вся длина фундамента составит 45 метров. Общий расход гладкой арматуры на всю площадь фундамента составит 97,5 метра. Также прибавляем длину фундамента для внутренних стен.

Число вязальной проволоки при всей длине фундамента 45 м и шаге в 40 см для одного соединения будет равна 30 см, а общее количество (45 м /0,4 м)*3 (кол-во уровней)=338, умножаем на размер проволоки 338*0,3=102 метра вязальной проволоки.

9. Столбчатый тип фундамента. Количество арматуры и вязальной проволоки.

Столбчатый тип фундамента не испытывает сильной нагрузки, и для его армирования по вертикали подходит ребристая арматура с диаметром в 1 см. Горизонтальная арматура не испытывает на себе никаких нагрузок, она служит только для соединения вертикальных, для нее подходит гладкая арматура толщиной 0,6.

Например, высота столба в 1,5 м и имеющий диаметр 15 см, хватит всего 4 прута в 7,5 см и связкой в трех местах. Общее количество ребристой арматуры толщиной 1 см составит 1,5 м*4=6 м. Необходимое количество гладкой арматуры для одного соединения будет 30 см, а общее количество 90 см.

Также очень просто рассчитать количество вязальной проволоки. Количество соединений, 3 горизонтальных прутка, умножаем на количество вертикальных и на количество проволоки для одного соединения: 3*4*30 см=3,6 метра, а общее количество 3,6*20=72 метра.

10. Плиточный тип фундамента. Количество арматуры и вязальной проволоки.

Количество арматуры зависит от грунта и веса здания. Допустим, ваша конструкция стоит на устойчивом грунте и имеет небольшой вес, тогда подойдет тонкая арматура, диаметром 1 сантиметр. Ну, а если конструкция дома тяжелая и стоит на неустойчивом грунте, то вам подойдет более толстая арматура от 14 мм. Шаг арматурного каркаса составляет как минимум 20 сантиметров.

К примеру, фундамент частной постройки имеет длину 8 метров и ширину 5 метров. При частоте шага в 30 сантиметров по длине необходимо 27 прутков, а по ширине 17. Необходимо 2 пояса, поэтому число прутков составляет (30+27)*2=114. Теперь это число умножим на длину одного прутка.

Затем сделаем соединение в местах верхней сетки арматуры с нижней сеткой, то же самое сделаем в месте пересечений продольных и поперечных прутков. Число соединений будет равно 27*17= 459.

При толщине плиты в 20 сантиметров и расстоянии каркаса от поверхности 5 см, значит для одного соединения нужен прут арматуры длиной 20см-10 см=10 см, и теперь общее число соединений равно 459* 0,1 м=45,9 метров арматуры.

По числу мест пересечений горизонтальных прутков, можно посчитать количество необходимой проволоки. Соединений на нижнем уровне будет 459 и столько же на верхнем, всего получится 918 соединений. Для связки одного такого места нужна проволока, которая согнута пополам, вся длина для одного соединения составляет 30 см, значит 918 м *0,3 м=275,4 метра.

11. Стоимость фундамента для дома.

Производим все вычисления в итоге узнаем количество нужных кубов бетона и цену металлической конструкции, и теперь можно рассчитать все затраты и узнать всю стоимость фундамента для вашего дома. Цены на один куб бетона уточняем у продавцов. Не забываем про подготовку перед работой, раскопку грунта под фундамент, доставку материалов, рабочей силы и постройку опалубки для фундамента.

Источник