Свой дом

Расчет фундамента

Давайте не зарывать деньги в землю зря !

Решили построить свой дом, у вас есть участок. Это дачный дом или дом в садоводстве – не важно. Главное – это свой дом. У вас есть постоянный доход, заработок или есть возможность одолжить деньги – это не важно. Но это ваши деньги или деньги которые вам возвращать.

Фундамент это «зарытые в землю», в прямом смысле, ваши деньги. Как правило внутри фундамента не живут, за исключением случаев оборудования подвальных и цокольных помещений.

Среднестатистически строятся 1-2-3 этажные дома. Два совершенно одинаковых дома можно построить совершенно по-разному с экономической точки зрения. Разница в стоимости двух одинаковых домов может быть очень существенной. Нельзя строительство производить бездумно и безграмотно. Если вы строите сами, то произведите хотя бы упрощенные инженерные расчеты и выбирете правильные решения. Согласитесь, под легкий каркасный одно-двух этажный дом ставить ленточный фундамент глубокого заложения – это верх безумства и точно это «зарывание денег» в землю. Как правило приступая к строительству фундамента застройщики представляют себе строительство некой бетонной ленты которая глубоко и надежно зарыта в землю. На самом же деле фундамент инженерное сооружение которое должно быть правильно расчитано и отвечать сваоим функциям.

Давайте поймем что мы хотим и что нам для этого нужно. Стоимость фундамента- это то на чем мы можем сэкономить очень большую сумму денег при условии принятия правильных инженерных решений и при этом фундамент будет на 110% выполнять возложенные на него функции.

И так : произведем самый примитивный расчет фундамента, причем все округления будем делать в большую сторону, чтобы наверняка не ошибиться.

I. Что мы хотим ?

А мы хотим:

1. Загородный дом.

2. Выбрали проект дома или придумали его сами.

3. Размеры дома – к примеру 8 х 10 м ( в дальнейшем мы будем все расчеты делать на этом примере ). Периметр дома – 36 м, соответственно. Стены по периметру несущие, по определению, но мы хотим сделать еще одну несущую стену посредине ( перемычка по стороне 8 м ). Значить дом будет стоять на опоре суммарная длина которой 42 м. А ширине этой опоры ( фундаментной ленты, если такая понадобится ) пока не говорим.

4. Этажность дома. Для примера возьмем 2-х этажный без мансарды ( т.е. с холодным чердачным помещением ). Высота этажа, для примера, 2,50 м.

5. Материал изготовления стен дома ( материал «коробки» ) д ля примера возмем деревянный брус. Перекрытия, соответственно тоже будут деревянные.

6. Кровельное покрытие – металлочерепица.

И мы хотим правильный с инженерной точки зрения, надежный, экономически обоснованный фундамент под наш дом.

II. Что для этого нужно ?

Расчитываем, с одной стороны, какую нагрузку на грунт будет нести дом, а с другой стороны, какую нагрузку может выдержать грунт под домом. Понятно, что второе должно быть больше первого, причем, с небольшим запасом. При расчетах будем использовать удельные величины.

1. Расчитаем вес нашего дома и нагрузку на грунт которую он будет нести.

Расчет веса дома.

Итак, необходимо рассчитать приблизительный вес дома. Для этого существуют справочные данные с усредненными значениями удельного веса конструкций дома: стен, перекрытий, кровли.

Удельный вес 1 м² стены

Каркасные стены толщиной 150 мм с утеплителем	30 - 50 кг/м2
Стены из бревен или бруса	70 - 100 кг/м2
Кирпичные стены толщиной 150 мм	200 - 270 кг/м2
Железобетон толщиной 150 мм	300 - 350 кг/м2

Удельный вес 1 м² перекрытий

Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3	70-100 кг/м2
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м3	150-200 кг/м2
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3	100-150 кг/м2
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м3	200-300 кг/м2
Железобетонное	500 кг/м2

Удельный вес 1 м² кровли

Кровля из листовой стали	20-30 кг/м2
Рубероидное покрытие	30-50 кг/м2
Кровля из шифера	40-50 кг/м2
Кровля из гончарное черепицы	60-80 кг/м2

На основании этих таблиц можно примерно рассчитать вес дома. Мы планируем построить двухэтажный дом размером 10 на 8 с одной внутренней стеной и высотой этажа 2,5 м.

Тогда длина внешних стен одного этажа составит (10+8) x 2 = 36 м, плюс одна внутренняя стена длиной еще 8 м, итого 44 м. Общая длина всех стен на двух этажах 44 м х 2 = 88 м.

Тогда площадь всех стен составит: S стен = 88 м х 2,5 м = 220 м². Площадь цокольного перекрытия составит 10 м x 8 м = 80 м². Такая же площадь будет и у чердачного перекрытия.

Кровля всегда несколько выступает за стены дома (допустим на 50 см с каждой стороны), поэтому площадь кровли посчитаем как 11 м х 9 м = 99 м².

Теперь, используя средние данные из приведенных выше таблиц, можно произвести приблизительный расчет общей нагрузки на фундамент. При этом будем брать наибольшие удельные веса,чтобы считать с запасом.

Для сравнения расчет сделаем для нашего варианта и еще для трех вариантов домов: - каркасный дом с деревянными перекрытиями с утеплителем плотностью до 200 кг/м³ и кровлей из листовой стали; - кирпичный дом с деревянными перекрытиями с утеплителем плотностью до 200 кг/м³ и кровлей из листовой стали: - железобетонный дом с железобетонными перекрытиями и кровлей из гончарной черепицы.

Наш дом: Вес стен - 220 м² х 100 кг/м² = 22 000 кг, цокольное перекрытие - 80 м² х 300 кг/м²= 24 000 кг, чердачное перекрытие - 80 м² х 200 кг/м²= 16 000 кг, междуэтажное перекрытие возмем- 80 м² х 200 кг/м²= 16 000 кг, кровля - 99 м² х 30 кг/м²= 2 970 кг. Итого наш дом весит - 79 970 кг

Помимо постоянной нагрузки, которая создается весом дома, есть временные нагрузки от ветра и снежного покрова. Средний вес снежного покрова приведен в таблице:

Для юга России	50 кг/м2
Для средней полосы России	100 кг/м2
Для сервера России	190 кг/м2

При площади кровли 99 м2 для средней полосы России нагрузка от снежного покрова составит 99 м2 х 100 кг/м2 = 9900 кг. Прибавляем ее к общей нагрузке на фундамент.

Дом	Вес стен, кг	Цокольное перекрытие, кг	Междуэтаж- ное перекрытие кг	Чердачное перекрытие, кг	Вес кровли, кг	Снежный покров, кг	Всего, кг
Каркасный	11000	24000	16000	16000	2970	9900	79870
Бревно, брус	22000	24000	16000	16000	2970	9900	90870
Кирпичный	59400	40000	40000	16000	2970	9900	168270
Железобетонный	77000	40000	40000	16000	2970	9900	185870

Итак: наш дом создаст нагрузку на фундамент почти 91 000 кг ( 91 тонн)

 

Расчет площади фундамента и его веса

Произведем расчет для нашего примера в трех вариантах – глубоко заглубленный ленточный, мелкозаглубленный ленточный и столбчатый фундамент.

Чтобы определить нагрузку на грунт и понять, выдержит ли этот грунт такое здание, нужно к весу дома прибавить вес фундамента.

Под железобетонный и кирпичный дом вероятнее всего придется закладывать ленточный глубоко заглубленный фундамент, т.е. на глубину ниже глубины промерзания. Примем ее 1,7 м, и добавим еще 40 см над уровнем земли, итоговая высота ленты фундамента составит 2,1 м. Общая длина такой ленты составит 44 м (36 м периметр и 8 м под внутренней стеной), ее общий объем при ширине 40 см – 44 м х 0,4 м х 2,1 м = 36,96 м3, при плотности железобетона 2400 кг/м3, вес фундамента составит 88 704 кг. Опорная площадь такого фундамента составит 4400 см х 40 см = 176 000 см2. Для малозаглубленного расчет такой же, только высоту возьмем в половину меньше. А значит вес фундамента будет 44 352 кг. Под каркасный дом или дом из бруса должно хватать столбчатого фундамента. Пусть столбики будут размером 40 см х 40 см и высотой 2,1 м и заложены на глубину 1,7 м. Опорная площадь такого столбика составит 40 см х 40 см = 1600 см2. Объем такого столбика будет 0,336 м3, а вес – 806 кг. Общая длина всех стен составляет 44 м, если ставить столбики через 1,5 м, то их понадобится 30 штук. В этом случае общий вес столбчатого фундамента составит 806 кг х 30 = 24180 кг, а общая опорная площадь – 1600 см2 х 30 = 48000 см2 Итак, для каждого дома рассчитан вес, выбран фундамент, посчитана опорная площадь и вес фундамента. Чтобы рассчитать общую нагрузку на грунт, нужно общий вес здания разделить на опорную площадь.

Дом	Вес дома, кг	Вес фундамента, кг	Общий вес, кг	Площадь, см2	Нагрузка на грунт,кг/см2
Каркасный	79870	24180	104050	48000	2,17
Брус, бревно	90870	24180	115050	48000	2,40
Кирпичный	168270	88704	256974	176000	1,46
Железобетонный	185870	88704	274574	176000	1,56

Любой сухой грунт (хоть глинистый, хоть песчаный) имеет несущую способность от 2 кг/см2 и более. Именно на эту цифру и стоит равняться при расчете фундамента. В нашем случае нагрузка от кирпичного и железобетонного домов на массивном ленточном фундаменте остается в пределах 2 кг/см2 с большим запасом. Нагрузка от каркасного дома на столбчатом фундаменте превышает 2 кг/см2. Если нагрузка на грунт получается слишком большой и есть сомнения по поводу того, что грунт ее выдержит, нужно изменить параметры фундамента для увеличения опорной площади. В случае с ленточным – это увеличение ширины ленты, в случае со столбчатым – увеличение диаметра столба или увеличение количества столбов или подошвы столба . Разумеется, при этом изменится и вес фундамента, поэтому расчет его веса и нагрузки на грунт нужно будет повторить.

После выбора типа фундамента и его характеристик можно провести расчет количества бетона на него и рассчитать расход арматуры для армирования этого фундамента

А теперь посмотрим: чем ответит на нашу нагрузку грунт.