Как самому рассчитать фундамент для дома

Как рассчитать фундамент для дома

Любой дом строится строго по проекту, который разрабатывается специалистами. Одним из важнейших пунктов строительного планирования считается расчет фундамента. Но часть построек приходится строить самостоятельно. К таким относятся бани, гаражи беседки и даже небольшие жилые дома. В таких случаях важно подобрать и спроектировать качественный и надежный фундамент. Тем более стоимость фундамента от всех работ порой доходит до 1/3. Если допустить ошибку, то переделать основание дома порой невозможно, и всегда затратно. А затраченные силы и время вообще никто не вернет. О том, как рассчитать фундамент для дома, выбрать подходящий, можно узнать из этой статьи.

Роль фундамента в строительстве

Фундамент дома в первую очередь является основанием для конструкции, от качества которого будет зависеть, сколько прослужит здание. Любое строительство дома из бруса проводится согласно утвержденной документации, в которой расчет фундамента занимает не последнее место.

Правильно спроектированный фундамент предохранит здание от подтопления и сбережет строительство дома из клееного бруса и любого другого от растрескивания и разрушения. Платформа должна быть рассчитана так, чтобы без проблем выдержать вес дома и при этом распределять нагрузку равномерно на грунт.

В расчет фундамента входят:

1. Расчет нагрузки для различного рода грунта.
2. Расчет кубатуры (определение, сколько строительных материалов необходимо).
3. Расчет стоимости фундамента, включая работу и материалы.

Самые распространенные ошибки при монтаже основания можно увидеть на видео:

Какую конструкцию основы выбрать

В строительстве деревянных домов использую конструкции:

Есть территории, где рационально применять платформу смешанного типа, например, ленточно-свайный. Такой является модификацией одного из основных видов. Но это сложная конструкция, и строители стараются изменить состав почвы под один из основных типов. Так осушается болотистая почва и намывается песок, или часть грунта просто вынимают и засыпают шлаком, который трамбуясь, превращается в бетон.

Выбирают основание в зависимости от строящегося дома. Чем тяжелее конструкция, тем массивнее фундамент. Для строительства дома из профилированного бруса или оцилиндрованного бревна используют ленточный или столбчатый виды. Причем ленточный, делают мелко заглубленным.

Глубину залегания рассчитывают, отталкиваясь от двух основных факторов:

1. Глубина залегания грунтовых вод.
2. Промерзание почвы в местности будущего строительства.

Существуют средние нормы для глубины залегания подошвы на различных почвах:

• Супесь — 125см
• Глина и суглинки — 150 см
• Песок и гравий — 100 см

Это максимальное залегание основания дома по строительному ГОСТу, но в нем указаны и максимальные показатели залегания:

• Для сухой почвы — 70 см,
• Для влажной, с близким залеганием грунтовых вод — 120 см.

Если дом по плану имеет подвальные помещения, то подошва конструкции должна быть ниже уровня пола минимум на 40 см.

Какие нагрузки влияют на фундамент

На основание всегда действуют две силы:

1. Нагрузка от самой конструкции.
2. Нагрузка от давления грунта.

При правильном расчете фундамент должен выдерживать вес дома, мебели, жильцов, снега и ветра, а так же давление от вспучивания почвы. Вес здания при планировании высчитывается в соответствии со специальными таблицами, в которых указан примерный вес того или иного материала. Высчитать, сколько весит дом, имея эти таблицы, несложно. Вес дома на 1 см 2 /кг должен превышать нагрузку, которую выдерживает грунт. Так для некоторых видов грунта эта нагрузка ровняется:

• Гравий и крупный песчаник — 3,5-4,5 кг/см 2 .
• Мелкий песчаник — 2-3 кг/см 2
• Глинистая твердая почва — 3-6 кг/см 2 .
• Щебенка — 5-6 кг/ см 2 .

Делая расчет, не нужно забывать, что сама конструкция основания тоже имеет определенный вес. В любом случае расчет конструкции всегда индивидуален для различных участков и строений.

Все нагрузки на фундамент разделяют на постоянные (крыша, стены, балки перекрытий, гидроизоляция и т.д.) и временные (снежный покров, ветровые и т.д.).

Рассчитываются общая нагрузка (сам дом, фундамент, система утепления) и при эксплуатации (мебель, люди проживающие и т.п.).

Как высчитывается нагрузка на фундамент

Определив размеры дома, несложно высчитать площадь фундамента под него. Это делается для правильного расчета нагрузки. Нагрузка зависит от того, из какого материала собирается дом. В нормативной строительной документации приведен удельный вес фундамента в зависимости от различных материалов:

• Кирпич и бетон — 1880-2200 кг/м 3 ,
• Камень бытовой — 1600-1800 кг/м 3 ,
• Вес стен деревянного дома:
• Каркасно — панельный — 30-50 кг/м 2 ,
• Брусовый, оцилиндрованное и рубленное бревно — 70-100 кг/м 2 .

Для определения нагрузки важно знать вес перекрытий:

• Цокольные перекрытие — 100-300 кг/м 2 ,
• Чердачные перекрытие — 150-300 кг/м 2 ,
• Железобетонные перекрытие — 500 кг/м 2 .

Удельный вес кровли:

• Листовая сталь — 20-20 кг/м 2
• Рубероид — 30-50 кг/м 2
• Шифер — 40-50 кг/м 2
• Керамическая черепица — 60-80 кг/м 2 .

Зная эти данные, можно высчитать примерный вес дома.

Посмотрим, как можно использовать эти показатели на реальном примере:

По плану будущий дом имеет размеры 8х5 с одной внутренней стеной. Высота здания 3м. Для того, чтобы узнать длину стен: 5+8+5=18 м. Высчитываем площадь стен: 18х3=54 м2.

Для вычисления пощади цокольных перекрытий составим произведение длины и ширины дома: 5х8=40 м 2 . Чердачные перекрытия имеют одинаковую площадь с цокольными, значит, тоже 40 м2.

Чтобы высчитать площадь кровельного перекрытия, нужно знать размеры листа. Пусть это будет лист 6Х2 м. Площадь: 6х2=12 м 2 . Всего будут использовано 8 листов: 8х12 =96 м 2 .

Зная эти цифры, легко можно сосчитать постоянную нагрузку на фундамент. Причем эту цифру нужно округлить до максимальной.

Следующим этапом рассчитывается вес и площадь фундамента

Площадь и вес фундамента

Рассчитать фундамент несложно, рассмотрим конкретный пример:

Для строительства дома был выбран ленточный фундамент с подошвой в 1,5м, к этой цифре нужно прибавить 50 см, над уровнем грунта. Высота фундамента будет ровна 1,50+0,50= 2 м. Затем рассчитывается длина: (5+8)х2=26 м. Внутренняя перегородка имеет длину 5м. 26+5=31 м.

Рассчитаем объем фундамента, произведением длины, высоты и ширины. Возьмем ширину в 50 см, 0,5х31х2=31 м 2 . Теперь, по вышеуказанным данным, рассчитаем вес фундамента: Железобетон веси 2400 кг/м3, 31х2400=74 400 т. Опорная площадь фундамента будет 31000х50 =15 500 см 2 .

Если допустимая площадь для определенного вида грунта выше, то нужно изменять ширину платформы у ленточного, и количество столбов у столбчатого. Но при этом общий вес конструкции увеличится, поэтому расчеты нужно начинать заново.

Как рассчитать бетон для фундамента

Чтобы не совершать покупку лишних строительных материалов, важно произвести точный расчет кубатуры фундамента. Для расчета кубатуры важно учесть два фактора: вид фундамента и сложность его конструкции. Для удобства читателей рассмотрим расчет различного вида фундамента отдельно.

Расчет кубатуры ленточного основания

Рассчитать кубатуру ленточного фундамента проще всего. Для этого необходимо сложить длину, ширину и высоту. Пусть ширина будет 50 см, высоту мы уже рассчитывали выше 1,5м. Длина высчитывается по периметру 5+ (8+5)х2=45 м. Кубатура рассчитывается: 0,5х45х1,5 = 33,75 м 3 . Округляем эти данные и прибавляем 10% (запас), получается 37 кубов бетона.

Расчет кубатуры столбчатого основания

Столбчатый фундамент может иметь различную форму (круг, квадрат и т.д.). Рассчитаем для примера кубатуру круглых столбов. Для этого нужны значения: диаметр, поперечное сечение, высота столба. Площадь высчитывается умножением числа Пи на радиус х 2. Поперечное сечение для столба с радиусом 15 см: 3, 14х0,075м = 0,2355 м. Зная радиус и высоту можно высчитать объем: 0,2355х1,5 =0, 353 м 3 . Это число нужно умножить на количество столбов в фундаменте.

Расчет кубатуры для плиточного основания

Для расчета монолитной прямоугольной плиты нужно знать ее площадь и толщину. Планируемый дом имеет размер 5 х 8, следовательно площадь плиты будет 40 м 2 . Специалисты рекомендуют использовать монолит толщиной 10-15 см. Высчитываем кубатуру при 10 см толщины: 40х10=400 м 3 .

На монолитном фундаменте по периметру делают ребра жесткости. Для расчета их площади необходимо знать их длину и ширину. В конструкции 5х8 ребра жесткости монтируют через 2,5 м. По ширине таких ребер будет 3, по длине 4. Общая длинна будет ровна: (5х3)+(8х4) = 47 м.

Теперь высчитываем кубатуру. Ширина ребра ровняется толщине плиты- 10 см. Значит площадь одного ребра ровно 0,1 х 0,1=0,01 м 2 . Умножаем площадь на длину 47=0,47 м 3 .

Как определить количество арматуры и проволоки

Для создания жесткой и долговечной конструкции в монтаже используют железную арматуру. Ее количество зависит от типа фундамента, нагрузок и грунта. Арматуру с большим диаметром применяют для получения платформы с большей возможностью нагрузки. Но вес фундамента с арматурой увеличивается. Если почва жесткая, то деформироваться фундамент будет минимально, а значит и арматура нужна минимального диаметра.

Количество арматуры для ленточного основания

Арматура для ленточного фундамента берется диаметром 10-12 мм, так как сама конструкция выдерживает большие нагрузки. Укладывают ее в два прута, независимо от заглубленности основания. Специалисты рекомендуют укладывать арматуру на 10-15 см от верхней точки заливки. Вертикальные пруты при этом не имеют нагрузки, поэтому их можно использовать самые дешевые.

Для дома размерами 5х8 длина ленточного основания равняется 45 м. При армирование 4 прута расход будет: 45х4=180 м. Добавляем поперечины при высоте фундамента 150 см и ширине 50 см с шагом в 40 см: (8/0,4)х0,5=10 м. Добавляем их к длине: 180+10=190 м.

Вязальной проволоки понадобиться на одно соединение 30 см. Длина 45 м и шаг 40 см: 45/0,4- 112,5. Эту цифру умножаем на размер одного соединения: 112,5х 0,3= 33,7 м вязальной проволоки нужно на одноуровневый фундамент.

Количество арматуры для столбчатого основания

Для армирования столбчатого основания используют толстую арматуру от 40 мм. По горизонтали арматура не несет никакой нагрузки, поэтому тут можно взять самую недорогую. В среднем в каркасе одного столба используется 4 прута. Зная количество столбов, будет несложно высчитать размер арматуры.

Для конструкции высотой в 1,5м диаметром 15 см нужно 4 прута, с шагом 7,5 см и связующими в 3 точках. Толстой арматуры нужно: 1,5х4=6м. Для связки тонкой: 30 см (для одного узла)х3=90 см. Если в фундаменте используется 20 столбов, то количество умножается на эту цифру.

Вязальной проволоки нужно для соединения в 3 точках одного прута. Это число умножается на число прутов и на вертикальные соединения: 3х4х30=72 м.

Количество арматуры для монолитного основания

Для плотного устойчивого грунта можно взять тонкую арматуру от 10 мм. Для тяжелой конструкции и неустойчивой почвы от 14 мм. Крепиться связка с шагом в 20 -30 см.

Для платформы 5х8 нужно по длине 27 шт., и по ширине 17 шт. Так как обвязка нужна двойная: (17+27)х2=88. Это число нужно умножить на длину прута, получится метраж арматуры.

Как рассчитать стоимость фундамента

После того как произведены расчеты кубов и количества арматуры, несложно посчитать стоимость фундамента. К основной стоимости добавляются работы и цена досок для опалубки + земельные работы и техника.

В среднем стоимость на конструкцию под ключ начинается от 15 000 м 2 . Но можно сэкономить и выполнить все работы своими руками.

Стоимость готового бетонного раствора колеблется от 700 руб./куб, но можно сократить затраты, сделав бетон самостоятельно. Для этого понадобиться песок, гравий и цемент М250 или 400. Средняя цена на цемент от 800 руб. за мешок в 40 кг. КАМАЗ песка стоит от 2 500 руб., его хватит на заливку фундамента.

Сокращаются расходы и при выполнении частичных работ, например, вырыть траншею и сделать опалубку своими руками, а залить бетоном доверить специалистам.

В любом случае не стоит экономить на основании дома, так как оно должно быть надежным и прочным. А как рассчитать и не переплачивать, мы подробно рассказали.

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