Масса или вес фундамента

Сколько весит дом: расчет фундамента с примерами

Чтобы заложить фундамент дома, для начала нужно его рассчитать: оценить вес строения и сопоставить его с несущей способностью грунта на участке. Это поможет подобрать оптимальный тип фундамента (ленточный, столбчатый, плитный, свайный, винтовой) и определить площадь подошвы фундамента.

Этапы расчета

Фундамент рассчитывают за несколько шагов:

• Определение веса дома без учета фундамента.
• Определение снеговой и ветровой нагрузок.
• Определение несущей способности грунта.
• Подбор оптимального типа фундамента.
• Расчет площади подошвы фундамента.

Вес дома без учета фундамента

Если у вас есть смета, то вам повезло: для расчета веса дома достаточно узнать вес всех материалов. Если же нет, то вам придется ее составить. Далее рассчитываем объем каждого материала в смете, считаем вес и складываем. Так получаем суммарное давление на фундамент дома.

Мы не будем приводить здесь массу всевозможных материалов, потому что их выбор огромен. Эти характеристики вместе со всеми необходимыми материалами можно легко найти в каталоге ГдеМатериал. Перечислим только основные элементы строения, необходимые для расчета фундамента:

• Вес стен зависит от строительного материала из которого они сделаны.
• Давление от элементов крыши. В конструкцию крыши входят—стропила, обрешетка, кровля, утеплитель.
• Вес межэтажных перекрытий определяется материалом самих перекрытий и плотностью используемого утеплителя.
• Эксплуатационная или полезная нагрузка. Сюда входит вес мебели, одежды, различной домашней техники — всего, что не является частью строительных конструкций. Эта нагрузка распределяется равномерно по всей площади перекрытий. В среднем для цокольного и межэтажного перекрытия жилых домов она составляет 210 кг/м2, для чердачного перекрытия 105 кг/м2.

Снеговая нагрузка

Отлична в каждом районе. Вес снегового покрова в вашей местности прописан в «СНиП 2.01.07-85* НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ». В этом СНиП в приложении 5 есть карта, по которой можно определить эти данные. Вот некоторые из них:

Все значения приведены для горизонтальной проекции крыши — снежный покров давит на нее только сверху вниз. Поэтому при расчете необходимо брать не площадь крыши, а только площадь ее горизонтальной проекции.

Ветровая нагрузка

Рассчитать давление от ветра достаточно сложно. Оно зависит от многих факторов: расположение относительно направления ветра, материал стен и крыши, от форма сооружения и т.д.

Но его можно посчитать по упрощенной формуле:

Ветровая нагрузка = (15 * h + 40)*S,

где h – высота от уровня земли до верхней точки строения, S – площадь здания.

Несущая способность грунта

На каждом строительном участке грунт может быть абсолютно разным. Даже если у соседа один вид грунта, то на вашем участке он может быть совершенно другой.

В зависимости от того, какие виды грунтов залегают на участке, меняется несущая способность основания. Для расчетов чаще всего необходимо значение, которое показывает максимальную нагрузку в кг на 1 см2 площади. Классификация грунтов по прочности:

Теперь можно подбирать оптимальный тип фундамента и рассчитывать его. Сделаем это на примере.

Пример расчета фундамента

Подсчитаем примерно, какова масса дома размерами 6х6 из оцилиндрованного бревна — древесины сосны естественной влажности. Считаем вес стен, полов, перекрытий и кровли:

Мы получили суммарную массу дома в 13384 кг. Прибавим сюда полезную или эксплуатационную нагрузку — возьмем средние данные. Наш дом размером 6х6 имеет площадь 36 м 2 . Одно перекрытие на уровне пола и одно чердачное. Подсчитаем:

36 м 2 *210 кг/м 2 =7560 кг

36 м 2 *105 кг/м 2 =3780 кг.

Суммируем и получаем 11340 кг.

Теперь найдем нагрузку от снежного покрова. Пусть наш дом находится в Москве, площадь горизонтальной проекции крыши составляет 49 м 2 . По таблице находим, что Москва находится в III климатической зоне и имеет снеговую нагрузку 180 кг/м 2 .

49 м 2 * 180 кг/м 2 =8820 кг.

Найдем ветровую нагрузку. Наш дом имеет площадь 36 м 2 . Высоту 5,5 м.

(15*5,5м+40)*36м 2 =4410 кг

Масса дома – 13384 кг. Нагрузки: полезная – 11340 кг., снеговая – 8820 кг, ветровая — 4410 кг.

Суммируем и получаем 37954 кг. Еще нужно прибавить 30% на возможные ошибки в расчетах. В итоге мы получим что нагрузка на фундамент составляет 49340 кг.

Теперь нам необходимо выбрать какой тип фундамента для нас оптимален. Предположим, что грунт у нас песчаный с несущей способностью 2 кг/см 2 . Если мы нагрузку на фундамент поделим на несущую способность грунта, то получим площадь подошвы фундамента:

49340 / 2 =24670 см 2 .

Зная площадь, которую должен занимать фундамент можно подобрать наиболее подходящую основу.

Ленточный фундамент

Сначала рассмотрим для нашего дома возможность заложения ленточного фундамента. Площадь подошвы основания поделим на длину ленточного фундамента. Не забываем о внутренней несущей стене, тогда длина фундамента составит 30 м или 3000 см.

Получается, что минимальная ширина ленточного фундамента составит чуть больше 8 см. Но ширина основания должна быть больше толщины стен, а дом сделан из бревна диаметром 20 см, тогда минимальную ширину следует брать больше 20 см.

Подсчитаем необходимое количество бетона. При песчаных грунтах основание можно закладывать на глубину 0,5 м. Перемножаем длину, ширину и глубину фундамента:

30 * 0,5 * 0,2=3 м 3 — столько бетона потребуется для заложения ленточного фундамента нашего дома.

Столбчатый фундамент

Тот же фокус провернем со столбчатым фундаментом. Будем делать столбы с шагом 1,5 м — нам понадобится 19 штук. Можно взять и большее количество, тогда диаметр столбов уменьшится. Если общую площадь фундамента поделить на количество столбов, то мы получим площадь подошвы одного столба:

24670 / 19=1298,4 см 2 .

Сечение столба это квадрат, поэтому берем корень из этого числа и получаем размер столба 36х36 см.

Столбчатый фундамент необходимо закладывать на глубину промерзания грунта. Для Москвы примерно 1,4 м. Подсчитаем необходимое количество бетона:

0,36*0,36*1,4*19=3,4 м 3 .

Получается, что при всех приведенных условиях выгоднее закладывать ленточный фундамент. Для расчета мы брали песчаный грунт — глубина заложения основания для него минимальна. Если на участке лежит промерзающий глинистый грунт, то фундамент придется закладывать на глубину в 2-3 раза большую. Не забудьте учесть этот фактор при своих расчетах.

Источник

Как рассчитать фундамент под дом с помощью простых формул

В большинстве случаев, заливая фундамент под дом, застройщик не задумывается о расчете глубины его залегания, площади опоры и так далее. Как правило, мы закладываем фундамент как все, а весь расчет сводится к советам соседей по участку и фразам: «Мол, выдержит. Куда он денется?».

Такой подход не всегда бывает правильным, потому что даже на соседних участках бывают отклонения в характеристиках грунта. Ну а что бы не получилось так, что у соседа дом стоит целый, а у вас по всем стена пошли трещины, необходимо сделать хотя бы приблизительные расчеты.

Как правильно рассчитать стоимость фундамента под дом, я уж е 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:

S > γn · F / (γc · R0)

γ c — коэффициент условий работы

γn = 1,2 — коэффициент надежности

F — нагрузка на основание (вес дома + вес фундамента + различные дополнительные нагрузки)

R0 — расчетное сопротивление грунта под основанием фундамента

S — площадь основания фундамента (см 2 )

Что это означает? Все просто, по формуле мы рассчитываем минимальную площадь опоры фундамента на землю, реальная площадь опоры должна быть больше расчетной, на сколько больше — зависит от желания и возможностей застройщика заложить запас по прочности.

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

Коэффициент условий работы γ _c

Коэффициент условий работы можно взять из этой таблицы:

Грунт	Тип грунта	Коэффициент
Пески	Крупные, нежесткие и жесткие длинные сооружения	1,4
	Мелкие, любые сооружения	1,3
	Крупные, жесткие длинные сооружения	1,2
Глина	Слабопластичная, нежесткие и жесткие короткие строения*	1,2
	Пластичная, нежесткой конструкции сооружения (деревянные), жеской конструкции длинные**	1,1
	Пластичная, жеская конструкция стен (кирпичные)	1,0

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

** — длинные строения у которых соотношение длины к высоте более 4

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

R = 0,005*Ro *(100 + h/3)

Ro — значение из предыдущих таблиц

h — глубина заложения фундамента

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.)

Если у вас полы первого этажа будут залиты по грунту, их нагрузку можно не учитывать. Так же можно не учитывать нагрузку от объектов, находящихся на таком полу (мебель, люди 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:

γ_{n — 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

γ_c — 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 см 2

Давайте полученное значение округлим до 66 000 см 2 .

Не волнуйтесь, что получилось такое большое страшное значение, не забывайте, что это значение минимальной площади в см 2 , а чтобы перевести его в м 2 надо разделить на 10 000.

66 000 / 10 000 = 6,6 м 2

Что это означает? Все очень просто, площадь подошвы фундамента под дом должна быть не менее 6,6 м 2 . Больше — конечно можно. Даже желательно, чтобы было больше, как говорится — с запасом по прочности. Но меньше — ни в коем случае!

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 = 20м 2 . 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.

Источник