Расчет ленточного фундамента: расчет фундамента под дом, гараж, баню

Расчет фундаментной ленты выполняют двумя способами. С учетом:

• Способности грунтов, находящихся под пятном застройки, воспринимать нагрузки.
• Деформации грунтового основания (изменения его физического состояния под нагрузками).

Первый способ проще. Поэтому рассмотрим его.

Хотя фундамент закладывают первым, рассчитывают и проектируют его последним. Ведь функция фундаментного основания – восприятие и передача нагрузки от строения на землю. А она становится известной только после выбора всех материалов и их объемов. Перед расчетом нужно:

• Составить план здания со всеми стенами. Желательно, чтобы он был составлен сотрудниками проектной или строительной организации.
• Понять, будет ли подвал, и если да, то какой глубины.
• Назначить материалы цоколя и рассчитать его высоту.
• Назначить материалы, использующиеся для защиты от холода, ветра, влаги и для внутренней/ наружной отделки (нужен их тип и толщина).

Материалы обладают удельным весом. Он разный. Работы начинают с определения этой величины. Для упрощения действий составляют таблицу. Затем переходят к расчету, который выполняют в три этапа:

• Вычисляют нагруженность, воспринимаемую фундаментной лентой.
• Подбирают основные характеристики ленты.
• Корректируют параметры фундамента в зависимости от условий строительства.

Сам фундамент делают монолитным или сборным бетонным. Кирпичные или бутобетонные ленточные конструкции практически не встречаются. Они менее надежны и используют большее количество стройматериалов, что ведет к удорожанию строительных работ.

На этапе сбора нагрузок суммируют вес всех конструктивных элементов и материалов:

• Стен (дверные и оконные проемы в расчете не участвуют)
• Плит перекрытия пола, напольного покрытия
• Потолочного перекрытия
• Элементов крыши
• Лестниц, всего наполнения здания
• Тепло-, ветро-, гидроизоляции
• Отделочных материалов;
• Цоколя
• Фундамента – бетонной смеси, арматуры
• Крепежных элементов – гаек, болтов, винтов, гвоздей

Расчет нагрузок выполняют на основании поэтажного плана зданий. Размеры помещений должны быть точными. Иначе результат будет неверным.

Основные понятия

При проведении расчета приходится оперировать определенными понятиями. Рассмотрим их:

• Масса чего-либо – это произведение объема на удельный вес.  
• Объем – это произведение площади на толщину (результат получают в м³).
• Площадь прямоугольного элемента – это произведение длин его сторон (результат получают в м²).

Совет. Старайтесь проводить все расчеты в метрах. Это удобнее. Удельный вес любых материалов дается в (кг/м³).

Какой вес одной стенки

Для наглядности простой пример. Рассчитаем, какой вес стенки из бруса.

• Брус – профиль размерами 200х200 мм.
• Наружная отделка – 15 мм вагонка, закрепленная обрешеткой из бруска 50*20 мм.
• Материалы бруса и бруска – сосна, вагонки – липа.
• Стена обладает размерами 5,0 х3,0 м.

Находим удельный вес основных материалов – бруса, вагонки, бруска. Он будет 570, 530, 510 кг/м³. Эти параметры берем из нормативной строительной документации.

Площадь стены составляет: 5х3=15 м².

Объем бруса при строительстве стены: 15х0,2 (толщина бруса) = 3,0 м³.

Масса стены рассчитывается так: 3х570 (удельный вес бруса) = 1710 кг.

Находим объем вагонки, которой будет отделана стена: 15х0,015 = 0,225 м³.

Вес вагонки узнаем так: 0,225х530 = 119,25 кг.

Расчет обрешетки сделаем, исходя из числа планок. Их найдем из предположения, что они будут набиваться вдоль с шагом 60 см. Получилось 5 штук, длиной по 5 м. Общее количество погонных метров будет 25.

После находим объем – 25х0,05х0,02=0,025 м³.

А затем массу обрешетки: 0,025х510=12,75 кг.

Подводим итоги и находим массу всех материалов, использующихся при возведении стены: 1710+119,25+12,75 = 1849 кг.

Основной принцип расчета теперь понятен. Однако рассчитывать каждую стену описанным образом – это долго. В последующем можно поступить так:

• Найти вес квадратного метра стены
• Определить суммарную площадь всех одинаково отделанных стен
• Рассчитать их совокупный вес

Исходя из наших расчетов, вес стены площадью 15 м² составляет 1849 кг. Квадратный метр элемента весит 1849:15 = 123,27 кг/м².

Перейдем к определению веса всех стен, обладающих такой отделкой. Допустим, их общая площадь будет 50,0 м². Тогда их общий вес будет составлять: 50х123,27 = 6 163,5 кг.

Аналогично находим массу всех имеющихся в доме внутренних конструктивных элементов – лестниц, колонн, арок, барельефов. Если они обладают сложной конфигурацией, разбиваем на примитивные геометрические фигуры (это облегчит поставленную задачу), после определяем площадь. С оставшимися вычислениями никаких проблем нет.

Несколько слов о полезной и снеговой нагрузке

Кроме веса самого здания, фундамент будет нагружать и вся домашняя обстановка. Рассчитывать ее совокупный вес очень долго. Поэтому для расчета принимают, что на один квадрат площади приходится 180 кг/м². Это полезная нагрузка дома. Чтобы узнать полную величину, суммарную площадь всех комнат и подсобных помещений умножаем на эту цифру.

Помимо веса стен и обстановки, в основной массе регионов понадобиться учесть нагрузки на фундамент, возникающие после выпадения снега зимой. Снеговые нагрузки берут из рекомендаций нормативной строительной документации (они в ней расписаны по регионам).

Помимо региона, в расчете нагрузок, возникающих под воздействием выпавшего снега, учитывают угол ската. Объясняется это тем, что на разных по конфигурации крышах скапливается разный объем снега.

В зависимости от ската применяют следующие коэффициенты:

• 1 (табличные значения при расчете не меняются) – при угле наклона, равном или меньшем 25°.
• 0 (табличные значения не учитываются при расчете) – при угле наклона, равном или большем 60° (тогда снег не остается на крыше, а падает вниз).
• 0-1 (значение подбирают, исходя из построенного графика) – при угле наклона, лежащем в границах 25° до 60°.

Каким образом определить снеговую нагрузку на крышу?

• Найдите регион, в котором будет вестись строительство
• Определите среднюю нагруженность на квадратный участок кровли
• Выберите коэффициент (берется из нормативной документации)
• Найдите произведение общей площади крыши на найденные значения

Пример

Общая площадь крыши – 70 м², снеговая нагрузка в регионе – 180 кг/м², угол наклона кровли около 30° (коэффициент учета ската – 0,82).

Нагрузка после выпадения снега равна: 70х180х0,82=10332 кг.

Это значение добавляем к суммарной массе дома.

Для расчета фундаментной ленты используют:

• Высоту – суммарную величину, складывающуюся из величины заглубления и высоты цоколя.
• Ширину конструкции.
• Длину – суммарную величину, складывающуюся из размеров всех стен, под которыми проходит лента.

Глубина заложения подбирается в зависимости от типа и характеристик грунтов, расположенных под пятном застройки. Указания по подбору этой величины находятся в строительных нормах и правилах.

Пример

Возьмем гипотетический дом. Заложим фундаментную ленту ниже глубины, на которую промерзает земля в зимние морозы. Предположим высоту цоколя 40 см. Смотрим в рекомендации. Глубина промерзания грунта для нашего региона составляет 1,4 м. В соответствии с рекомендациями, лента должна быть заглублена на пятнадцать сантиметров ниже этой величины.

Рассчитываем общую высоту: 1,4+0,4+0,15=1,95 м.

Определяем ширину ленты. Рекомендованные значения можно найти в строительных нормативах.

На фундамент передается усилие, обусловленное общим весом строения. Найдем его. С этой целью рассчитаем суммарную массу всех конструктивных элементов полезной и снеговой нагрузок. Полученную величину делим на площадь ленты. Единица измерения, использующаяся при расчетах, – квадратные сантиметры. В результате получаем удельное нагружение, воспринимаемое каждым квадратным элементом конструкции.

Площадь фундаментной ленты – произведение ее длины на ширину.

Пример

Предположим, что от строения передается нагрузка 500000 кг. Возьмем ленту длиной 6000 см, шириной 40 см. Площадь элемента: 6000х40 =240000 см². На каждый сантиметр ленты давит 500000:240000 = 2,08 кг.

Выясняем, смогут ли грунты, расположенные под фундаментом, выдержать его вес. Каждый грунт способен сопротивляться определенному давлению. Посмотреть эти значения можно в нормативной строительной документации. Находим в документе тип грунта под пятном застройки (предварительно определяем его при помощи геологических изысканий) и смотрим на его удельную несущую способность.

Если она превышает усилие, передаваемое от дома, значит, конструкция ленты выбрана безупречно. Если нет, нужно корректировать проект. Как это сделать?

Производить инженерно-геологические изыскания должна лицензированная организация.

Если нагрузка, передаваемая на грунты через ленту, для них велика, делаем одно из двух:

• Облегчаем фундамент – меняем материалы на более легкие
• Увеличиваем ширину ленты

Какой из этих способов лучше? Замена строительных материалов влечет изменение множества параметров. В результате весь расчет придется переделать. Поэтому увеличивают ширину ленты, что приводит к снижению общей удельной нагрузки. При этом желательно учесть, что лента шириной более 60 см и зарытая глубоко обходится слишком дорого. Тогда делают сравнительный анализ нескольких фундаментов, а затем выбирают наилучший.

После того как ширина ленты была изменена, пересчитывают ее массу и связанный с ней вес здания.

Массу фундамента узнаем, исходя из его объема (эта величина впоследствии понадобится при закупке стройматериалов и заливке бетона).

Исходники для расчета уже известны. Это высота, ширина и длина ленты. Объем – произведение этих величин.

Пример

Возьмем ленту длиной 50 м, шириной 40 см (0,4м), высотой 1,8 м.

Объем будет равен: 50х0,4х1,8 =36 м³. Фактический расход бетона будет, скорее всего, незначительно больше – около 40 кубов. На эту цифру нужно ориентироваться при покупке бетона.

Расчет фундамента – ответственное дело. От его правильности зависит надежность всего строения. Неправильно рассчитанный и, соответственно, построенный фундамент может привести к обрушению здания впоследствии.

Если вы не уверены в своих силах, обратитесь в проектную или строительную организацию. Сотрудники выбранной компании произведут все расчеты, определяться с конструкцией и предоставят всю необходимую для строительства документацию. С ними же можно договориться и о проведении строительных работ.

Рекомендуемые статьи: