Ленточный фундамент переменной высоты

Рассчитать ленточный фундамент своими руками

Наиболее популярны в частном строительстве ленточные фундаменты. Они могут использоваться под разные дома на различных типах грунтов, расчет их можно сделать своими руками. Для этого не нужны знания высшей математики или сопромата. Есть метод, при котором все просто, правда, громоздко: придется собирать много данных. Этот расчет ленточного фундамента называется «по несущей способности грунта». Но предварительно вам нужно будет собрать нагрузки от дома: рассчитать какая масса будет приходится на каждый квадратный метр (сантиметр) основания. Затем, подбирая ширину подошвы фундамента, выбрать оптимальную ее ширину.

В этой статье описан метод расчета параметров ленточного фундамента (ширины) по несущей способности грунтов

Метод расчета

Ленточный фундамент можно рассчитать двумя способами: по несущей способности грунтов под подошвой и по их деформации. Более прост первый способ. Его и рассмотрим.

Мы точно знаем, что первым строится фундамент. Но проектируется он в последнюю очередь. Его задача передать нагрузку от дома. А ее мы будем знать лишь после того, как определимся с типом всех строительных материалов и их объемов. Так что до начала расчета фундамента необходимо:

• начертить план всего здания со всеми простенками;
• решить, нужен или нет подвал, и какой он должен быть глубины, если нужен;
• знать высоту цоколя и материал, из которого он будет сделан;
• определиться с типом и толщиной используемых материалов для утепления, ветрозащиты, гидроизоляции, отделки как внутри, так и снаружи.

По всем используемым во время стройки материалам нужно найти их удельный вес. Желательно составить таблицу: работать будет проще. Только после этого можно приступать к расчету.

Для расчета ленточного фундамента вам понадобится проект с подробным указанием используемых материалов и их толщины

Ленточный фундамент чаще всего делают монолитным или сборным бетонным. Намного реже сегодня делают кирпичные или бутобетонные ленты: они менее надежны, но при этом для их строительства требуется большее количество материала, хотя стоимость его может быть меньше.

Условно расчет ленточного фундамента можно разбить на несколько этапов:

• Определение нагрузки на фундамент.
• Выбор параметров ленты.
• Корректировка в зависимости от условий.

Теперь обо всех этапах подробнее.

Сбор нагрузок на фундамент

На этом этапе суммируется масса всех строительных материалов, которые используются для строительства:

• стен — внешних и внутренних (берется площадь общая, не учитывая вырезы на двери и окна);
• перекрытий пола и материалов для него;
• потолка и потолочного перекрытия;
• стропильной системы и кровельных материалов;
• лестниц и других внутренних элементов дома;
• наружной тепло- ветро- изоляции и отделки;
• цоколя и фундамента (для начала — ориентировочно);
• крепежа (гвозди, саморезы, шпильки и т.д.)

Таблица усредненных нагрузок от разных типов узлов дома. ее можно использовать на предварительном этапе — когда вы оцениваете примерный уровень затрат

Как уже говорили, к этому моменту уже должен быть готов план здания с более-менее точными размерами. Расчет массы используемых строительных материалов несложен: находите площадь, на которой он будет расположен, умножаете на удельный вес, получаете массу.

Если рассчитываемый элемент прямоугольный, его площадь находите, перемножив длину сторон. Если считаете в метрах, получаете м 2 . Умножив на толщину материала в тех же единицах (в метрах) получаете объем в кубометрах — м 3 . Так работать будет удобнее: большая часть удельной массы стройматериалов дается в килограммах на кубометр (кг/м 3 ). Перемножив найденный объем с удельным весом материала получаете массу материала для этой плоскости.

Пример расчета массы стены

Чтобы стало понятнее, приведем пример. Посчитаем сколько весить будет стена из профилированного соснового бруса 150*150 мм, с обшивкой из липовой вагонки толщиной 14 мм, обрешетка из соснового бруска 50*20 мм. Стена длиной 4 м и высотой 2,8 м.

Удельный вес закупленного соснового бруса (может быть разным) 570 кг/м 3 , вагонки 530 кг/м 3 , бруска 510 кг/м 3 .

Пример расчета нагрузки стены

Площадь стены: 4 м * 2,8 м = 11,2 м 2 .

Объем бруса в стене будет 11,2 м 2 * 0,15 м (толщина бруса) = 1,68 м 3 .

Умножив объем на удельный вес бруса, получим массу стены: 1,68 м 3 * 570 кг/м 3 = 957,6 кг.

Теперь находим объем вагонки на стене: 11,2 м 2 * 0,014 м (толщина вагонки) = 0,16 м 3 .

Сколько весит вагонка узнаем, умножив ее удельный вес на объем: 0,16 м 3 * 530 кг/м 3 = 84,6 кг.

Количество обрешетки считают по-другому: определяем сколько планок прибивается. Мы будем прибивать обрешетку вдоль с шагом 60 см. Получится 5 планок длиной 4 м. Погонных метров всего будет 20. Теперь находим объем: 20 м.п. * 0,05 м * 0,02 м = 0,02 м 3 .

Теперь находим массу обрешетки: 0,02 м 3 * 510 кг/м 3 = 10,2 кг.

Теперь находим массу всех материалов для стены: 957,6 кг + 84,6 кг + 10,2 кг = 1052,4 кг.

Думаем, принцип понятен. Но считать так каждую стену долго. Дальше можно сделать проще: определить, сколько весит один квадратный метр стены, затем найти площадь всех стен, имеющих такую же отделку и получить общую их массу.

Мы рассчитали, что масса стены площадью 11,2 м 2 будет 1052,4 кг. Получается, что один квадрат весит 1052,4 кг / 11,2 м 2 = 93,96 кг/м 2 . Теперь посчитав, площадь всех стен с такой отделкой, можем найти их общую массу. Пусть общая их площадь 42 м 2 . Тогда весить они будут 42 м 2 * 93,96 кг/м 2 = 3946,32 кг.

По такой методике находите массу всех перечисленных элементов. Если они имеют сложную геометрию, разбиваете их на простые фигуры и так определяете площадь. С остальным проблем быть не должно.

Полезная нагрузка дома

Кроме стройматериалов на фундамент будет давить вся обстановка в доме: мебель, техника, люди и т.д. Считать все это очень уж долго, так что при планировании принимают, что на один квадратный метр площади полезная нагрузка составляет 180 кг/м 2 . Чтобы узнать общую полезную нагрузку дома, его площадь (всех этажей) умножаете на эту цифру.

В общую нагрузку от дома необходимо добавить нагрузку от всех предметов интерьера, техники и т.д.

Снеговая нагрузка

В большинстве регионов необходимо еще учитывать нагрузки на фундамент от снега. Снеговые нагрузки определены по регионам (смотрите фото), их значения приведены в таблице.

Но так как кровли разные, а них скапливается разное количество снега. Потому в зависимости от угла ската применяются коэффициенты:

• угол наклона меньше либо равен 25° — коэффициент равен 1 (снеговая нагрузка берется из таблицы без изменений);
• угол наклона больше либо равен 60° — коэффициент равен 0 — снеговая нагрузка не учитывается.

Во всех остальных случаях (угол наклона кровли от 25° до 60°) значения выбирают от 0 до 1 (строят график и по нему определяют коэффициент).

Как рассчитать снеговую нагрузку на кровлю? Вы нашил свой регион, знаете среднюю нагрузку на квадрат кровли, определили коэффициент. Теперь необходимо общую площадь кровли умножить на все эти цифры.

Снеговые нагрузки по Украине (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)

Пример: пусть снеговая нагрузка в регионе 180 кг/м 2 , общая площадь кровли 65 м 2 , коэффициент учета угла ската кровли 0,82 (угол наклона около 30°). Находим снеговую нагрузку: 65 м 2 * 180 кг/м 2 * 0,82 = 9594 кг.

Эту нагрузку необходимо будет добавить к массе дома и его полезной нагрузке.

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.

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.

Как рассчитать кубатуру фундамента

Учитывать массу фундамента лучше рассчитывая его объем: эта цифра вам пригодится при заливке фундамента: будете знать, сколько заказывать бетона или сколько материалов потребуется закупить.

Все исходные данные уже известны: высота, ширина и длина ленты. Их перемножаете, получаете кубатуру фундамента.

Например, посчитаем объем фундамента для рассчитанной ранее ленты: длинна 44 м, ширина 30 см (0,3 м), высота 1,75 м. Перемножаем: 44 м * 0,3 м * 1,75 м = 23,1 м 3 . Фактически расход, скорее всего, будет немного больше: порядка 25 кубов. На эту цифру и ориентируйтесь при заказе бетона.

Кубатура фундамента рассчитывается исходя из найденных (предполагаемых) размеров ленты: длины, высоты и ширины путем их перемножения

Источник

На какую высоту поднимают ленточный фундамент над землей и что влияет на данный параметр?

Опытные строители знают, что цоколь выполняет не только декоративную функцию. От высоты этого конструктивного элемента зависит долговечность здания.

Поэтому расчету параметра необходимо уделить внимание на этапе проектирования не меньше, чем глубине и ширине подошвы.

Факторы, которые определяют, какой высоты должен быть ленточный фундамент, подробно рассматриваются в статье.

Что это за параметр и зачем он нужен?

Под действием геологических факторов нижняя часть сооружения неизбежно намокает. Влага проникает в пористую структуру стен и постепенно нарушает их целостность, снижая срок эксплуатации и теплоизоляционные качества самого дома.

Цоколь представляет собой верхнюю часть фундамента, которая выступает на нулевой отметкой здания и подпирает фасад, изолируя его от контакта с грунтом.

Чем выше этот элемент конструкции, тем лучше защищено сооружение от влаги, перепадов температур и других разрушающих внешних факторов.

Функции, которые выполняет цокольная часть дома

Возведение фундамента – материалоемкий процесс, поэтому объяснимо стремление застройщиков сэкономить на расходных материалах, уменьшая размеры ленты.

Между тем, габариты бетонной ленты не должны быть меньше допустимых значений. Иначе сооружение просядет и деформируется под собственным весом, становясь непригодным для безопасного пользования.

Верхней части цоколя отведены такие функции, как:

1. Защита несущих стен дома от разрушающего действия пучинистого грунта во время промерзания.
2. Противодействие переувлажнению стен сооружения в результате выпадения осадков, испарения капиллярной влаги.
3. Изоляции нулевого перекрытия в доме от холода.
4. Выравнивание рельефа земли без больших объемов земляных работ.
5. Компенсация усадки сооружения под своим весом.
6. Обеспечение необходимой вентиляции в подвальной части здания за счет продух в цоколе.
7. Внешнее декорирование фасада здания, если собственник решит подчеркнуть контрастными материалами границу между домом и грунтом.
8. Защита декоративной отделки здания от загрязнений.

Факторы, от которых зависит

Чтобы сооружение простояло долго, его выстраивают на фундаменте, который, в свою очередь, распределяет нагрузку конструкции равномерно на участке. Если расчет глубины и ширины основания ведется прикладным методом, то с выступающей над землей частью ленты возможны варианты.

Согласно строительным нормативам, действующим в России, минимальная высота цоколя будет составлять 0,2 метра. Этот вариант подходит для легковесных конструкций, которые выстраиваются на стабильном грунте.

Но для большинства сооружений выступающая часть основания над землей будет несколько выше установленного минимума. Тогда как домам на песчаном грунте достаточно цоколя высотой 0,5 м, тяжеловесные конструкции на глинистой почве должны возвышаться на 0,8–0,9 метров над землей.

На практике искомый параметр будет определяться многими факторами:

• архитектурой сооружения;
• типом цоколя (западающий, выступающий, вровень).
• весом конструкции;
• материалом, из которого изготовлены несущие стены дома;
• наличием по проекту подвального помещения;
• линией промерзания земли;
• глубиной залегания поземных вод;
• уровнем снежного покрова;
• рельефом поверхности участка;
• тепловым режимом в доме.

Установленного норматива относительно высоты цоколя для ЛФ не существует. Но по практическим соображениям инженеры устраивают монолитную ленту таким образом, чтобы часть ее выступала над землей не меньше, чем на 0,4 – 0,45 м.

Оптимальное значение

Прикладные расчеты для выбора параметров фундамента основываются на несущей способности грунта и суммарном давлении конструкции на участок. Чтобы обеспечить оптимальные условия для стойкости сооружения, инженеры подбирают нужную ширину и глубину ленты.

Важно принять к сведению, что меры по гидро- и теплоизоляции как для надземной, так и для заглубленной части фундамента защищают сооружение от влаги и уменьшают тепловые потери.

От типа конструкции

Материалы, которые подходят для несущих стен в доме, различаются своей структурой и по-разному подвержены воздействию влаги. Поэтому расстояние от нулевой отметки до уровня пола обосновано будет зависеть от основного стройматериала, из которого будет возведено сооружение.

Зависимость между параметрами конструкции отражены в таблице:

Тип сооружения	Рекомендованная высота цоколя, м
Кирпичные и монолитные дома	0,3–0,4
Постройки из пеноблоков и керамических крупногабаритных материалов	0,4–0,5
Каркасные, деревянные сооружения	Более 0,5

Древесина больше всего подвержена гниению под действием повышенной влажности, поэтому для такого типа конструкции предусмотрительно выбирают максимально возможную высоту цоколя. Затраты на возведение такого фундамента компенсируются отсутствием необходимости проводить капитальный ремонт строения из-за гниения и разрушения дома.

От количества этажей и общей нагрузки сооружения

Чтобы определить габариты основания, инженерам нужно проанализировать тип грунта, уровень подземных вод и нагрузку конструкции.

Например, при проектировании гаража, бани или каркасного дома, нужно закладывать фундамент высотой 0,6–0,8 м. Из них 0,4–0,5 м ленты уйдет на глубину, а оставшаяся часть будет выступать над землей, являясь цоколем.

По английской технологии высота ленты должна быть меньше или равна его глубине. Но на практике это может привести к необоснованному перерасходу ресурсов. Для этого в России строители придерживаются правила, что высота цоколя должна быть не больше четырех значений ширины основания.

Для мелкозаглубленного фундамента принимаются такие значения ширины ленты:

• легковесные хозяйственные постройки – от 0,25 до 0,4 м;
• одноэтажные дома – от 0,3 до 0,65 м;
• двухэтажные здания – от 0,65 до 0,9 м.

Значение параметра от 0,2 до 0,9 метров – допустимые размеры цоколя для домов, для которых не планируется возведение подвального помещения. Если ведется строительство сооружения с цокольным этажом или подвалом, то выступающая над землей часть фундамента может достигать 2 м.

Для участков с повышенным уровнем подземных вод необходимо предусмотрительно увеличить высоту цоколя на 10 см от линии подтопления.

Заключение

Выбирая расчетным путем параметры ленточного основания, принимают во внимание:

• увлажненность грунта,
• климатические условия,
• нагрузку сооружения,
• основной тип строительных материалов, выбранный для несущих стен.

Древесина и пеноблоки из-за особенностей своей структуры в большей степени подвержены воздействию влаги, поэтому для таких домов выбирают высокие цоколи. Значение параметра высоты надземной части фундамента может достигать 2 метров, если в доме планируется цокольный этаж или подвал.

Для тяжеловесных домов на участке с рыхлой и переувлажненной почвой, инженерам нужно учесть все особенности грунта и грамотно провести расчет основания. Только так можно добиться сохранения целостности сооружения под воздействием внешних факторов.

Источник