Делаем расчет фундамента под дом: типы оснований

Исследование свойств грунтов и подготовка основания является важнейшим этапом строительства зданий и сооружений. В процессе проектирования конструкций выполняют расчет нагрузки на фундамент. От правильности и достоверности используемых величин зависит дальнейший ход проектирования строительного объекта.

Исходные данные для расчета нагрузки на фундамент

В качестве источника нагрузки на грунт возьмем двухэтажный дом 6 × 8 метров с внутренней силовой стеной.

Конструктивные элементы дома Площадь элементов
Площадь кровли 70 м²
Площадь чердачного перекрытия 50 м²
Общая площадь перекрытия первого и второго этажа 100 м²
Площадь внешних стен 160 м²
Площадь внутренних силовых стен 50 м²
Общий периметр фундамента 34 м
Исходные данные для расчета нагрузки на фундамент

В зависимости от конкретной планировки дома, конструкции фундамента и крыши, площади элементов будут различаться. Каждый проект дома необходимо тщательно анализировать и просчитывать элементы. Представленные расчеты носят рекомендательный характер и служат для раскрытия методики анализа.

Для расширения области расчетов рассмотрим два варианта перекрытий – на деревянных лагах и с бетонными пустотными плитами.

Алгоритм ведения расчетов

Подсчет усилий выполняют специалисты сертифицированных институтов и строительных лабораторий. Сотрудники специализированных учреждений обладают всеми необходимыми знаниями и высоким уровнем подготовки. Оснащение исследовательских центров высококлассной техникой значительно упрощает процесс подсчета нагрузок.

Сбор нагрузок на фундамент

Определение необходимых величин ведут с высокой точностью. Правильность вычислений влияет на прочность и надежность всех конструкций.

При возведении частных домов выполнение расчетов с высокой точностью не требуется. В этом случае используют упрощенный вариант подсчетов. В качестве технических инструментов применяют специальные компьютерные программы – строительные калькуляторы.

Подсчет усилий от конструктивных элементов ведут с помощью укрупненных показателей. Для корректировки вычислений под конкретные условия строительства применяют поправочные коэффициенты.

Виды нагрузок

Виды нагрузок можно разделить на два типа: постоянные и временные. В зависимости от условий строительства и назначения здания на фундамент может передаваться:

1. Постоянная нагрузка. Сюда относится собственный вес конструкций здания, собственный вес самого фундамента, давление от грунта на обрезах фундамента, а также боковое давление грунта и грунтовых вод.

2. Временная нагрузка, которая в зависимости от времени воздействия подразделяется на:

а) Длительная временная нагрузка, которая действует на фундамент достаточно долго. Сюда относят передачу нагрузки от оборудования, а также полезное давление от материалов (в складских помещениях) и прочих элементов наполнения помещения.

б) Кратковременная нагрузка, которая действует непродолжительное время. В этой категории находится полезная нагрузка на перекрытия от людей, в зависимости от назначения здания (поток в жилом здании и офисном помещении значительно отличается), нагрузки от кранов в промышленных зданиях, а также ветровые и снеговые нагрузки.

в) Особая нагрузка, которая возникает в особых случаях. Эта категория учитывает сейсмические нагрузки, аварийные ситуации, а также нагрузки от просадки здания в районах, где ведутся горные выработки.

Полноценно правильный расчет фундамента выполняется после сбора нагрузок на фундамент. При этом складываются наиболее неблагоприятные сочетания нагрузок, которые позволяют выявить поведение фундамента в максимально опасном положении.

Выполняя сбор нагрузок на фундамент необходимо все горизонтальные и вертикальные силы (кроме бокового давления грунта) приложить на обрезе фундамента.

Разновидности нагрузок

Сбор нагрузок на фундамент формируется под влиянием следующих факторов:

  • Веса самого строения: от кровли до нижнего венца (или первого ряда кирпичей/блоков), возведенного по уже существующему проекту.
  • Эксплуатационной нагрузки  —  веса всех предметов интерьера, жильцов, отделочных материалов, меблировки, внутренних коммуникаций, бытовой техники и прочего содержимого жилища.
  • Веса самого фундамента: от пяты до ростверка со всеми сопутствующими элементами – отделкой, гидроизоляцией, утеплением и так далее.
  • Динамической нагрузки – предполагаемого веса снежного покрова и силы давления ветра на стены и кровлю строения.

Точное определение суммы нагрузок, а равно и каждой составляющей сбора, относится к достаточно затруднительным операциям.

Поэтому большинство вышеприведенных параметров считают исходя из объемов стройматериалов и площади пола, кровли и стен строения, умножая эти данные на соответствующие коэффициенты.

К счастью для проектантов вычисление веса дома и основания строения, а равно и эксплуатационной, и динамической нагрузок, производится путем ввода исходных данных в специальную программу – калькулятор фундамента.

Характеристики опорного грунта

Помимо конструкционного, эксплуатационного и динамического веса, проводя расчет нагрузки на фундамент, следует учесть такие характеристики и качества опорного грунта, как:

  • Усадку грунта под пятой основания. Этот  параметр определяется по степени деформации почвы под весом нагруженной ленты или опоры. И чем выше плотность грунта, тем меньше его усадка.
  • Глубину промерзания почвы. Этот параметр влияет на нагрузку, возникающую вследствие деформаций пучения грунта. Расширяющийся под влиянием низких температур грунт выталкивает заглубленный в него фундамент.
  • Несущую способность грунта. Этот параметр определяет сопротивляемость почвы внешним нагрузкам. Высокая несущая способность позволяет уменьшить площадь подошвы основания.

Впрочем, перед тем, как посчитать нагрузку на фундамент со стороны почвы, необходимо провести полноценную геологическую разведку с контрольным бурением и статическими испытаниями опор. Поэтому, в большинстве случаев, вышеуказанные параметры берутся из таблиц или вычисляются по средним значениям на основе сопоставления наименьших и наибольших значений.

Разновидности деформации конструкции основания

Под влиянием нагрузок со стороны основания и гранта в конструкции, в теле фундамента возникает сразу несколько разновидностей деформации, а именно:

  • Деформация по тикали – прогиб и выгиб, провоцируемая моментом сил, возникающим в процессе неравномерной усадки (погружения) всей подошвы фундамента в грунт.
  • Деформации по горизонтали и вертикали фундамента – крен, перекос или сдвиг, которые провоцирует  нагрузка на одно «плечо» конструкции. Источник нагрузки в данном случае — заметна усадка грунта под одним углом, опорой или гранью (свайной линией) фундамента.
  • Деформация горизонтали – смещение, вызываемое сейсмическими нагрузками, провоцируемыми смещением слоев грунта.

Причем необходимо понимать, что указанные деформации возникнут в теле фундамента в любом случае. Однако, если прогиб, сдвиг, крен и прочие разновидности деформаций не выйдут за разумные пределы, то конструкция основания не пострадает.

Виды фундамента для дома

Прежде чем проводить расчёт основания дома, необходимо определиться какой тип фундамента вы будете использовать для своего строения.

Виды фундамента для дома

По типу конструкции они подразделяются на:

Виды фундамента для дома
  • ленточные;
  • плитные;
  • столбчатые;
  • свайные.
Виды фундамента для дома

Ленточный фундамент являет собой железобетонную полосу

Виды фундамента для дома

достаточно прочная, долговечная и простая

Виды фундамента для дома

Плитным называют монолитную железобетонную плиту, уложенную в углублённый и выровненный грунт. Редкое использование этого типа основания, несмотря на возможность применять его на неблагоприятном грунте, объясняется дороговизной.

Виды фундамента для дома

Столбчатый – это конструкция из столбов, соединённых балками между собой. Хотя такой вариант и самый дешёвый, его рекомендовано применять для неподверженных температурным изменениям грунтов. К тому же, он способен выдержать только небольшой деревянный дом.

Виды фундамента для дома

Фундамент на сваях может быть использован на слабых грунтах или при строительстве многоэтажного дома. Однако необходимость задействовать множество техники значительно поднимает стоимость всего здания. Глубина заложения

Показатель глубины заложения в прямой зависимости от следующих факторов:

  • уровень грунтовых вод;
  • глубина промерзания грунтов (ниже представлены данные по регионам);
  • состояние грунтов, их пучинистость, просадочность и др.;
  • высота возводимого здания;
  • конструктивные особенности (например, запланированный подвал значительно углубит фундамент);
  • наличие в непосредственной близости подземных коммуникаций, зданий и сооружений.

Расчет фундамента на устойчивость против опрокидывания и

Устойчивость конструкций против опрокидывания следует рассчитывать по формуле

Расчет фундамента на устойчивость против опрокидывания и
Расчет фундамента на устойчивость против опрокидывания и

где и – моменты соответственно опрокидывающих и удерживающих сил относительно оси возможного поворота (опрокидывания) конструкции, проходящий по крайним точкам опирания, кН·м;

Расчет фундамента на устойчивость против опрокидывания и
Расчет фундамента на устойчивость против опрокидывания и

–коэффициент условий работы, принимаемый при проверке конструкции, опирающихся на отдельные опоры, для стадии строительства равным 0,95; для стадии постоянной эксплуатации равным 1,0; при проверке сечений бетонных конструкций и фундаментов на скальных основаниях, равным 0,9; на нескальных основаниях – 0,8;

Расчет фундамента на устойчивость против опрокидывания и
Расчет фундамента на устойчивость против опрокидывания и

–коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,1 при расчетах для стадии постоянной эксплуатации и 1,0 при расчетах для стадии строительства.

Расчет фундамента на устойчивость против опрокидывания и
Расчет фундамента на устойчивость против опрокидывания и

Опрокидывающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке, большим единицы.

Расчет фундамента на устойчивость против опрокидывания и

Удерживающие силы следует принимать с коэффициентом надежности по нагрузке для постоянных нагрузок

Шаг Нагрузки на фундамент

    Расчет нагрузки на фундамент от будущего дома наряду с определением свойств грунта на участке застройки — это две первоочередные задачи, которые нужно выполнить при проектировании любого фундамента.

    О приблизительной оценке характеристик несущих грунтов своими силами говорилось в статье «Определяем свойства грунтов на участке застройки».

А здесь представлен калькулятор, с помощью которого можно определить общий вес строящегося дома. Полученный результат используется для расчёта параметров выбранного типа фундамента.

Описание структуры и работы калькулятора приводится непосредственно под ним.

   Шаг 1: Отмечаем имеющуюся у нас форму коробки дома. Есть два варианта: либо коробка дома имеет форму простого прямоугольника (квадрата), либо любую другую форму сложного многоугольника (в доме больше четырёх углов, имеются выступы, эркеры и т.п.).

    При выборе первого варианта необходимо задать длину (А-В) и ширину (1-2) дома, при этом нужные для дальнейшего расчёта значения периметра наружных стен и площади дома в плане высчитываются автоматически.

При выборе же второго варианта периметр и площадь необходимо рассчитать самостоятельно (на бумажке), т.к варианты формы коробки дома очень разнообразны и у всех свои. Полученные цифры заносятся в калькулятор. Обращайте внимание на единицы измерения. Расчеты ведутся в метрах, в квадратных метрах и килограммах.

Читайте также:  Как посадить различные сорта спиреи и ухаживать за ними

   Шаг 2: Указываем параметры цоколя дома. Простыми словами, цоколь — это нижняя часть стен дома, возвышающаяся над уровнем грунта. Он может исполняться в нескольких вариантах:

  1. цоколь является верхней частью ленточного фундамента выступающей над уровнем грунта.
  2. цоколь является отдельной частью дома материал которой отличается и от материала фундамента и от материала стен, например, фундамент из монолитного бетона, стены из бруса, а цоколь из кирпича.
  3. цоколь выполняется из того же материала, что и наружные стены, но так как он часто облицовывается другими материалами нежели стены и не имеет внутренней отделки, поэтому мы считаем его отдельно.

    В любом случае высоту цоколя отмеряйте от уровня грунта до уровня, на который ложится цокольное перекрытие.

   Шаг 3: Указываем параметры наружных стен дома. Высота их отмеряется от верха цоколя до крыши либо до основания фронтона, так как отмечено на рисунке.

    Суммарную площадь фронтонов также как и площадь оконных и дверных проёмов в наружных стенах необходимо рассчитать исходя из проекта самостоятельно и внести полученные значения в калькулятор.

    В расчёт заложены среднестатистические цифры удельного веса оконных конструкций с двухкамерным стеклопакетом (35 кг/м²) и дверей (15 кг/м²).

    Шаг 4: Указываем параметры перегородок в доме. В калькуляторе несущие и не несущие перегородки считаются отдельно.

А не несущие перегородки являются просто ограждающими конструкциями и могут возводиться, к примеру, просто из гипсокартона.

Шаг 5: Указываем параметры крыши. В-первую очередь выбираем её форму и уже исходя из неё задаём нужные размеры. Для типовых крыш площади скатов и углы их наклона рассчитываются автоматически. Если же Ваша крыша имеет сложную конфигурацию, то площадь её скатов и угол их наклона, необходимые для дальнейших расчётов, придётся определять опять же самостоятельно на бумажке.

    Вес кровельного покрытия в калькуляторе рассчитывается с учётом веса стропильной системы, принятого равным 25 кг/м².

  Далее для определения снеговой нагрузки необходимо по прилагаемой карте выбрать номер подходящего района.

Расчет нагрузок на вверх (обрез) фундамента собирается на 1 погонный метр фундамента: ширина ленты на1 метр ленты. Расчет производится в кН/м. 10кН/м = 1 т/м Данный параметр необходим для расчета ширины ленты.

Выбираем данный пункт меню, если у вас посчитаны вертикальные нагрузки на 1пм ленты.

Данный раздел в разработке.

Указываем вертикальную нагрузку на 1пм ленты.  Важно! Нагрузки считаем без учета фундамента.

Калькулятор расчета ленточного фундамента онлайн для строительства дома

Особенности калькулятора для расчета ленточного фундамента

Необходимость онлайн калькулятора для расчета ленточного фундамента заключается в верном подсчете общей суммы расходов по потраченным материалам и по проведенным работам. Без помощи привлекаемых организаций или профессионалов и соответственно без дополнительных затрат возможно самостоятельно определить предполагаемые расходы. Уточнить стоимость с помощью калькулятора полезно как профессиональным строителям, так и неопытным начинающим строителям.

Фундамент -одна из самых дорогих частей строительства жилого дома. Ошибки при расчете и проектировании фундамента чреваты последствиями. Поэтому без профессиональной помощи лучше не обходиться, а если средств ограниченное количество, тут как нельзя кстати калькулятор расчета фундамента «онлайн».

При расчете указывается тип фундамента: мелкозаглубленный, глубокозаглубленный, монолитный в зависимости от грунта, в котором предполагается начать строительство. А также учитываются объем бетона необходимой марки для заливки в траншею, количество опалубки, поддерживающую форму будущего фундамента, количество арматуры, проволоки — катанки, вязальной проволоки.

По своей сути ленточный фундамент – это траншеях бетонно-железного состава, заглубленная в землю, проходящая под всеми несущими стенами дома.

Инструкция использования калькулятора

Первоначально нужно выбрать тип расположения несущих стен дома, затем указать параметры будущего фундамента (высоту, ширину, длину, толщину и необходимую марку бетона). После определяем тип арматуры, ее диаметр, длину прута. Нагрузку принимают на себя прутки продольные, они должны быть из ребристой арматуры диаметром 10-12 мм, в поперечном направлении прутки могут быть гладкой структуры, они нагрузку на себя не относят. При расчете объема бетона и арматуры необходимо заранее продумать какую марку цемента планируется использовать при строительстве. В зависимости от выбранной марки цемента формируется соотношение всех компонентов смеси бетонной, пропорции. В электронном калькуляторе возможно выбрать необходимые значения, требуемые для расчета мелкозаглубленного и монолитного ленточного фундамента для строительства дома, забора или щитов.

Также существует момент, на который стоит обратить внимание. В калькуляторе обычно вес (объем) песка и щебня указывается в единицах измерения тоннах, соответственно и стоимость за тонну, а у поставщиков зачастую за метры кубические

Поэтому стоит предусмотреть этот момент и перевести самостоятельно метры кубические в тонны.

Расчет потребности арматуры

Ленточный фундамент

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

Получается поперечное сечение столба, имеющего диаметр 15 сантиметров, будет составлять 3,14м2*0,075м2=0,2355 м2.

Если такой столб будет иметь высоту 1,5 метра, то его объем будет равен 0,2355*1,5=0,353 м3. Необходимое количество столбов для вашей конструкции теперь можно легко вычислить.

Как рассчитать размеры ленточного фундамента — высота, ширина, толщина, глубина

Любое строение должно иметь под собой фундамент. Для того чтобы здание прослужило много лет, очень важно правильно рассчитать параметры фундамента. А для того чтобы сделать все верно, нужно знать определенные характеристики.

Расчет ширины

Все работы по проектированию основываются на инженерных расчетах. Это сложные расчеты, поэтому обычно пользуются усредненными значениями нагрузок для вычислений.

Как рассчитать размеры ленточного фундамента — высота, ширина, толщина, глубина

Крыша:

  • шифер — 40-50 кг/м2;
  • рубероид — 30-50 кг/м2;
  • черепица — 60-80 кг/м2;
  • листовая сталь — 20-30 кг/м2.

Стены:

  • кирпич — 200-270 кг/м2;
  • железобетон — 300-350 кг/м2;
  • дерево — 70-100 кг/м2;
  • каркас с утеплителем — 30-50 кг/м2.

Высчитать ширину можно по формуле:

Sопор ≥ Рдом/ , где:

Как рассчитать размеры ленточного фундамента — высота, ширина, толщина, глубина

Sопор – нижняя опорная площадь;

Рдом — вес здания;

— несущая способность грунта

Несущая способность грунта – это возможность грунта выдерживать нагрузку на 1 см площади.

Для двухэтажного дома

Для двухэтажного дома ширину рассчитывают исходя из ширины кладки и нагрузки, которую будет выдерживать дом. Однако, рассмотрим, какие параметры понадобятся для расчетов.

Как рассчитать размеры ленточного фундамента — высота, ширина, толщина, глубина

Во-первых, несущая способность – она должна полностью согласовываться с данным параметром. Во-вторых, толщина несущих стен планируется примерно на 0,1 м меньше, чем ширина основания. В-третьих, расстояние между фундаментом и армирующей сеткой должно быть 200 мм.

Для того чтобы совершенно точно рассчитать ширину фундамента, нужны такие значения, как вес, объем и площадь всего фундамента.

Наиболее точно рассчитать ширину сможет только специалист, они советуют тем, кто строит дом сам, брать за отправную точку ширину ленты фундамента 400 мм. Некоторые специалисты советуют просто делать ленту фундамента шире на 100 мм, чем предполагаемая ширина стен. Еще один способ определения ширины – подбор нагрузки так, чтобы на каждые 2 см фундамента приходилось не более 2 кг веса дома.

Для дома из бруса

Для дома из бруса ширина рассчитывается исходя, как говорилось выше, из ширины бруса, нагрузки на фундамент и качества грунта. Возьмем, к примеру, дом размером 6х8 м, размер бруса 15х15 см, ширина утеплителя 40 мм, наружной отделки 360 мм.

Рассчитать ширину ленты фундамента можно по очень простой формуле, примерно такой:

Как рассчитать размеры ленточного фундамента — высота, ширина, толщина, глубина

Ш = Б + У + О, где

Ш – ширина фундамента;

Б – ширина бруса;

У – ширина утеплителя;

О – ширина отделочного материала

В нашем случае складываем: 15 + 4 + 36 = 55. Получается, что ширина ленты должна быть 55 см.

Как рассчитать размеры ленточного фундамента — высота, ширина, толщина, глубина

Для дома из пеноблоков

Для дома из пеноблоков не обязательно строить тяжелый громоздкий фундамент, так как этот материал достаточно легкий. Глубина расположения основания под дом может быть не ниже 60 см. Ширина делается больше ширины несущих стен на 10 см.

Для каркасного дома

Для каркасного дома свойственна легкость и надежность. Возводить его можно на любых почвах, фундамент заглубляется на 50 см. Толщина основания для данного типа дома должна быть равна толщине стен. Для тех, кто хочет рассчитать размеры с высокой точностью, можно предложить формулу:

Шф = Н: (С – В), где

Шф – ширина фундамента,

Как рассчитать размеры ленточного фундамента — высота, ширина, толщина, глубина

Н – нагрузка на площадь внешняя,

С – значение сопротивления грунта;

В – значение, учитывающее самую меньшую величину веса почвы.

Расчет высоты

По СНиПам фундамент должен выступать над землей не менее 20 см, однако, на практике, при учитывании главного параметра – глубины промерзания почвы, эта величина увеличивается до 30-35 см.

Чем глубже уровень промерзания, тем больше должна быть высота фундамента. При промерзании до 3 м, высота фундамента может доходить до 1м.

Как рассчитать размеры ленточного фундамента — высота, ширина, толщина, глубина

Для двухэтажного здания выбор высоты выступа фундамента над землей совершенно не важен, этажность никоим образом не влияет на устойчивость или прочность здания. При постройке руководствуются удобством сооружения входа в здание.

По нормам, при входе должно быть не меньше 3-х ступеней, а это возможно при оптимальном значении 35-40 см. Такой выступ выполняет еще одну функцию – защищает конструкции от постоянного воздействия грунтовых и атмосферных осадков. Также для того, чтобы вода не оказывала разрушительного действия на основание дома по окончании строительства желательно сделать отмостку вокруг здания.

Минимальным значением считается высота над землей – 35-40 см, но если фундамент будет выше этих значений, то это допустимо. Единственное условие – высота выступа не должна превышать ширину фундамента.

Подведем итог: фундамент – главная часть сооружения, от которого зависит долговечность здания. Поэтому подходить к его сооружению надо ответственно, точно производя расчеты и придерживаясь существующих норм и правил в строительстве.

Только в этом случае возводимое здание будет надежным, долго прослужит и станет надежным прибежищем.

Как правильно рассчитать размеры фундаменты Вы можете узнать, посмотрев следующее видео: