Наиболее популярны в частном строительстве ленточные фундаменты. Они могут использоваться под разные дома на различных типах грунтов, расчет их можно сделать своими руками. Для этого не нужны знания высшей математики или сопромата. Есть метод, при котором все просто, правда, громоздко: придется собирать много данных. Этот расчет ленточного фундамента называется «по несущей способности грунта». Но предварительно вам нужно будет собрать нагрузки от дома: рассчитать какая масса будет приходится на каждый квадратный метр (сантиметр) основания. Затем, подбирая ширину подошвы фундамента, выбрать оптимальную ее ширину.
В этой статье описан метод расчета параметров ленточного фундамента (ширины) по несущей способности грунтов
Метод расчета
Ленточный фундамент можно рассчитать двумя способами: по несущей способности грунтов под подошвой и по их деформации. Более прост первый способ. Его и рассмотрим.
Мы точно знаем, что первым строится фундамент. Но проектируется он в последнюю очередь. Его задача передать нагрузку от дома. А ее мы будем знать лишь после того, как определимся с типом всех строительных материалов и их объемов. Так что до начала расчета фундамента необходимо:
- начертить план всего здания со всеми простенками;
- решить, нужен или нет подвал, и какой он должен быть глубины, если нужен;
- знать высоту цоколя и материал, из которого он будет сделан;
- определиться с типом и толщиной используемых материалов для утепления, ветрозащиты, гидроизоляции, отделки как внутри, так и снаружи.
По всем используемым во время стройки материалам нужно найти их удельный вес. Желательно составить таблицу: работать будет проще. Только после этого можно приступать к расчету.
Для расчета ленточного фундамента вам понадобится проект с подробным указанием используемых материалов и их толщины
Ленточный фундамент чаще всего делают монолитным или сборным бетонным. Намного реже сегодня делают кирпичные или бутобетонные ленты: они менее надежны, но при этом для их строительства требуется большее количество материала, хотя стоимость его может быть меньше.
Условно расчет ленточного фундамента можно разбить на несколько этапов:
- Определение нагрузки на фундамент.
- Выбор параметров ленты.
- Корректировка в зависимости от условий.
Теперь обо всех этапах подробнее.
Расчет стоимости фундамента – на что обратить внимание
Армирование. Много кто не учитывает цену на данный элемент, но она достаточно большая и может существенно ударить по бюджету хозяина. 1 метр арматуры М8 будет стоять не меньше 25 рублей, а вот 1 тонна такого металла обойдется примерно в 15 тысяч рублей. Чем толще армирование, тем выше цена. Она доходит до 45 тысяч рублей за тонну материала. Причем на один куб бетона идет от 150 кг до 350 кг (на колонны) арматуры. То есть, не менее чем 200 рублей на 1 кубический метр.
Далее нужно купить сам бетон. Если воспользоваться услугами компаний, доставляющими строительные материалы, куб обойдется не менее 3500 рублей. Намного дешевле будет сделать самому. 1 тонна крупного щебня будет стоять примерно 2000 рублей с доставкой, в зависимости от вашего места расположения, 1 тонна песка тоже 2000-2400 рублей. Цемент лучше всего покупать марки М500 и мешать 1: 3.5 с песком – будет немного выгоднее. Таким образом, у вас получается один куб бетона около 1800 рублей. Это небольшая экономия, если учесть трудозатраты. Хотя, если пересчитать на солидные объемы работ, то можно неплохо сэкономить, изготовляя бетон для фундамента своими руками.
Опалубка – еще один подводный камень. Ее стоимость тоже редко учитывают, но она может неслабо ударить по карману, особенно, если нужно заливать одновременно метров 10-15 ленточного фундамента. Предположим, что делать мы ее будем из листа ОСБ, так как это наиболее дешевый, практичный, «многоразовый» вариант. 1 лист 1500х3000х15 мм будет стоять примерно 650 рублей. Даже если его разделить пополам, мы займем только 1.5 метра полезной площади. Таким образом, создав несложную пропорцию можно расчитать стоимость 1 метра погонного опалубки: 650 : 1.5 = 433 рубля. На всю длину: 433х15= 6495 рублей. К этой сумме еще добавим 500 рублей на деревянный брус 40х40 мм для поддержания конструкции.
Сбор нагрузок на фундамент
На этом этапе суммируется масса всех строительных материалов, которые используются для строительства:
- стен — внешних и внутренних (берется площадь общая, не учитывая вырезы на двери и окна);
- перекрытий пола и материалов для него;
- потолка и потолочного перекрытия;
- стропильной системы и кровельных материалов;
- лестниц и других внутренних элементов дома;
- наружной тепло- ветро- изоляции и отделки;
- цоколя и фундамента (для начала — ориентировочно);
- крепежа (гвозди, саморезы, шпильки и т.д.)
Таблица усредненных нагрузок от разных типов узлов дома. ее можно использовать на предварительном этапе — когда вы оцениваете примерный уровень затрат
Как уже говорили, к этому моменту уже должен быть готов план здания с более-менее точными размерами. Расчет массы используемых строительных материалов несложен: находите площадь, на которой он будет расположен, умножаете на удельный вес, получаете массу.
Если рассчитываемый элемент прямоугольный, его площадь находите, перемножив длину сторон. Если считаете в метрах, получаете м 2 . Умножив на толщину материала в тех же единицах (в метрах) получаете объем в кубометрах — м 3 . Так работать будет удобнее: большая часть удельной массы стройматериалов дается в килограммах на кубометр (кг/м 3 ). Перемножив найденный объем с удельным весом материала получаете массу материала для этой плоскости.
Пример расчета массы стены
Чтобы стало понятнее, приведем пример. Посчитаем сколько весить будет стена из профилированного соснового бруса 150*150 мм, с обшивкой из липовой вагонки толщиной 14 мм, обрешетка из соснового бруска 50*20 мм. Стена длиной 4 м и высотой 2,8 м.
Удельный вес закупленного соснового бруса (может быть разным) 570 кг/м 3 , вагонки 530 кг/м 3 , бруска 510 кг/м 3 .
Пример расчета нагрузки стены
Площадь стены: 4 м * 2,8 м = 11,2 м 2 .
Объем бруса в стене будет 11,2 м 2 * 0,15 м (толщина бруса) = 1,68 м 3 .
Умножив объем на удельный вес бруса, получим массу стены: 1,68 м 3 * 570 кг/м 3 = 957,6 кг.
Теперь находим объем вагонки на стене: 11,2 м 2 * 0,014 м (толщина вагонки) = 0,16 м 3 .
Сколько весит вагонка узнаем, умножив ее удельный вес на объем: 0,16 м 3 * 530 кг/м 3 = 84,6 кг.
Количество обрешетки считают по-другому: определяем сколько планок прибивается. Мы будем прибивать обрешетку вдоль с шагом 60 см. Получится 5 планок длиной 4 м. Погонных метров всего будет 20. Теперь находим объем: 20 м.п. * 0,05 м * 0,02 м = 0,02 м 3 .
Теперь находим массу обрешетки: 0,02 м 3 * 510 кг/м 3 = 10,2 кг.
Теперь находим массу всех материалов для стены: 957,6 кг + 84,6 кг + 10,2 кг = 1052,4 кг.
Думаем, принцип понятен. Но считать так каждую стену долго. Дальше можно сделать проще: определить, сколько весит один квадратный метр стены, затем найти площадь всех стен, имеющих такую же отделку и получить общую их массу.
Мы рассчитали, что масса стены площадью 11,2 м 2 будет 1052,4 кг. Получается, что один квадрат весит 1052,4 кг / 11,2 м 2 = 93,96 кг/м 2 . Теперь посчитав, площадь всех стен с такой отделкой, можем найти их общую массу. Пусть общая их площадь 42 м 2 . Тогда весить они будут 42 м 2 * 93,96 кг/м 2 = 3946,32 кг.
По такой методике находите массу всех перечисленных элементов. Если они имеют сложную геометрию, разбиваете их на простые фигуры и так определяете площадь. С остальным проблем быть не должно.
Полезная нагрузка дома
Кроме стройматериалов на фундамент будет давить вся обстановка в доме: мебель, техника, люди и т.д. Считать все это очень уж долго, так что при планировании принимают, что на один квадратный метр площади полезная нагрузка составляет 180 кг/м 2 . Чтобы узнать общую полезную нагрузку дома, его площадь (всех этажей) умножаете на эту цифру.
В общую нагрузку от дома необходимо добавить нагрузку от всех предметов интерьера, техники и т.д.
Снеговая нагрузка
В большинстве регионов необходимо еще учитывать нагрузки на фундамент от снега. Снеговые нагрузки определены по регионам (смотрите фото), их значения приведены в таблице.
Инструкция для калькулятора материалов ленточного фундамента
Укажите необходимый Вам масштаб чертежей.
Поскольку ленточный фундамент под дом — это замкнутый контур из железобетонных балок, возводимый под всеми несущими стенами дома, выберите один из предложенных восьми вариантов стандартного фундамента исходя из того сколько несущих стен планируется в доме.
Вариант № 1 актуальный, если планируется стройка без внутренних опорных стен, №2, если нужна внутренняя опорная стена, варианты №3-8 при необходимости большего количества несущих стен в доме.
Заполните размеры в миллиметрах:
X – Ширина фундамента зависит Ваших пожеланий и возможности сооружения на участке. Значение параметра X принимают больше ширины стен (т.е. расстояния между внешними плоскостями стен) примерно на 100 мм с каждой стороны для возможности финишной отделки. При выборе параметра X следует учитывать СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений».
Мелкозаглубленный ленточный фундамент подходит для вех типов почв кроме просадочных, торфяников и водонасыщенных грунтов. И часто является оптимальным для каркасных, домов из бруса, а также кирпича.
Y – длина ленточного фундамента, определяется протяжностью дома.
H – Высота фундамента, зависит от глубины заложения фундамента (мелкозаглубленный от 0,3-1 м, заглубленный до 2-3 м) и возвышения над уровнем земли. Основание нужно делать ниже границы промерзания и выше уровня грунтовых вод. Если в подвальном этаже не планируется обустраивать вспомогательные помещения, то достаточно высоты порядка 150-300 мм над уровнем земли, а если цоколь будет использоваться – больше. Значение высоты ленточного фундамента H принимается от 0,3 м для легких домов и достигает порядка 4 м для тяжелых каменных. Залог надежного фундамента – индивидуальный проект, учитывающий особенности грунта на участке; высоту залегания грунтовых вод; глубину промерзания почвы в Вашем регионе; вес дома (т.е. нагрузки на фундамент от веса стен, перекрытий и крыши).
A – толщина фундаментной ленты, т.е. расстояние между внешней и внутренней плоскостью фундамента, зависит от толщины возводимых стен (принимается больше на 100-150 мм). Примерные значения толщины ленточного фундамента для хозпостроек (сарай, баня, гараж) находятся в пределах 250-400 мм; для 1-этажного легкого (например, каркасного) дома 300-650 мм; 2-этажный кирпичный дом строится на основании толщиной 650-750 мм.
С – межосевое расстояние между перемычками фундамента (актуально для вариантов №2-№8) зависит от особенностей Вашего проекта.
Параметры арматуры:
G – Количество горизонтальных армирующих рядов, для ленточного фундамента G=2. Может быть больше в зависимости от величины действующих нагрузок. Рекомендуется ознакомится со СП 63.13330.2012. Возможности онлайн калькулятора позволяют сделать расчет до 10 рядов арматуры.
V – Количество вертикальных стержней связывающих армирующие пояса между собой может быть от 1 до 5.
Z – Количество соединительных стержней принимается от 1 до 5.
S – Длина шага расстояние между соседними вертикальными армирующими обвязками. Оптимальное значение S 300-500 мм.
Вес 1 м арматуры зависит от ее диаметра. Примерный вес одного метра разных диаметров железной арматуры приведен в таблице.
| Диаметр |
арматуры, мм
Параметры опалубки:
Доска в толщину для сборки опалубки принимается от 25 мм до 50 мм из расчета, чем толще, тем лучше (но и дороже).
Доска в длину. Этот параметр обычно выбирается порядка 4000-6000 мм, в зависимости от наличия на складе пиломатериалов и цены на доску для опалубки.
Доска в ширину. Для изготовления опалубки используют обрезную доску (можно с 1 стороны) шириной 100-200 мм.
Монтаж опалубки требует внимательности и ответственного отношения исполнителей с целью обеспечить правильную геометрию будущего основания.
Важно укрепить собранную опалубку проволокой, чтобы от веса бетона она не разошлась, покрыть изнутри полиэтиленовой пленкой, это исключит протечку бетона и даст возможность повторно использовать доски в строительных целях.
Параметры состава бетона:
Масса мешка, кг – здесь введите, сколько весит 1 мешок цемента в килограммах.
Пропорции бетона по массе. Ориентировочное соотношение компонентов для бетонной смеси – на 1 часть цемента берется 2-3 части песка, щебень – 4-5 частей, вода — 1/2 части (смесь должна быть пластичной и не слишком жидкой). Однако в зависимости от требуемой марки бетона, используемой марки цемента, характеристик песка, щебня, использование пластификаторов или добавок пропорции могут меняться. Типовые нормы расхода цемента для приготовления бетонов сборных и монолитных бетонных, железобетонных изделий и конструкций регламентированы СНиП 5.01.23-83.
Впишите цены на строительные материалы: цемент (за мешок), песок (за 1 тонну), доску (за 1 кубический метр) и арматуру (за 1 тонну).
Нажмите «Рассчитать».
Данный строительный калькулятор выполнит:
- расчет площади основания ленточного фундамента и необходимого объема бетона для его заливки;
- расчет площади опалубки (т.е. площадь боковых поверхностей) и нужного количества пиломатериалов для опалубки ленточного фундамента и их цену (если высота плиты не кратна высоте доски, то количество досок рассчитывается с учетом перекрытия всей высоты плиты);
- расчет количества мешков цемента, тонн песка и щебня для ленточного фундамента и стоимость этих составляющих бетона для заливки;
- расчет требуемого армирования ленточного фундамента, а именно количества горизонтальных, вертикальных и соединяющих рядов арматуры, ее длину, вес и стоимость арматуры.
Калькулятор также рассчитает итоговую цену возведения ленточного фундамента, что даст представление об уровне материальных инвестиций в основу Вашего дома и позволит принять обдуманное решение о целесообразности такого типа фундамента. Также Вы можете просчитать другие варианты фундаментов, воспользовавшись нашими калькуляторами и выбрать оптимальное решение.
Монолитная плита
Расчетное сопротивление грунта основания
Глубина заложения фундамента
Глубина промерзания грунта
- Ленточный фундамент «вид сверху»
Результаты расчета
Фундамент
Степень армирования фундамента СП 52-101-2003 Пункт 8.3.4 (аналог Пособие к СП 52-101-2003 Пункт 5.11, Руководство по конструированию бетонных и ж/б конструкций из тяжелого бетона пункт 3.8)
Материалы конструкции
Фундамент
Вся арматура для фундамента
Продольная арматура (вдоль ленты)
Пруты вертикальной арматуры
Пруты поперечной арматуры
Вязальная проволка для арматуры
Бетонная плита (стяжка) на фундамент
Подсыпка под фундамент
Песок на засыпку в фундамент
Земляные работы
Указанные «Размеры»
Возводимая конструкция (дом)
Грунт основания
Фундамент
Вся арматура для фундамента
Подсыпка под фундамент
Бетонная плита (стяжка) на фундамент
Добавить в закладки
Поделиться
Как сохранить расчет на свой компьютер?
- Подберите необходимые параметры расчета.
- Выберите подходящий «Способ сохранения».
- Выберите «Вариант оплаты» за предоставление доступа к ПО:
- Подписка «Новичок» активирует доступ к детальным чертежам и расчетам. Сохранение каждого уникального расчета оплачивается отдельно. В соответствии с действующим прейскурантом . Любой приобретенный расчет можно повторно бесплатно скачать неограниченное число раз. Список «Сохраненных расчетов» доступен в Личном кабинете .
- Подписка «Умелец» активирует доступ к детальным чертежам и расчетам, предоставляет возможность сохранять и скачивать любые расчеты неограниченное число раз за время действия подписки.
- Подписка «Профи» дает возможность установить на чертежи свой логотип или отключить имеющийся. Активирует доступ к детальным чертежам и расчетам, предоставляет возможность сохранять и скачивать любые расчетынеограниченное число раз за время действия подписки.
- После успешной оплаты доступа к ПО результаты расчета будут скачаны на Ваш компьютер или высланы на почту (которую Вы указывали при регистрации), в зависимости от выбранного «Способа сохранения».
- Обычно время сохранения результатов расчета не превышает 1 минуты.
Читать также: Как нарисовать шестиугольник в круге
В случае возникновения проблем при сохранении результатов расчета, пожалуйста, сообщите нам об ошибке через форму Обратной связи на странице контактов.
Все полученные средства будут направлены на разработку новых калькуляторов и улучшение функционала существующих.
Грамотно спроектированный и построенный фундамент гарантирует долговечную эксплуатацию любого здания и сооружения. Сегодня существует несколько популярных типов оснований, но самым востребованным из всех безусловно является ленточный. Для его создания не требуется специальное оборудование, технология проста и неказиста. Каждый в состоянии построить ленточный фундамент своими руками, поэтому этот вид так часто применяется в частном строительстве.
Сервис Kalk.Pro предлагает вам попробовать расчет ленточного фундамента онлайн калькулятором бесплатно! Он предназначен для расчета количества и объема материалов, оптимальной толщины ленты фундамента, арматуры, подсыпки и многого другого. Для наглядности программа выводит динамические чертежи и 3D-модель , которые изменяются в зависимости от выбираемых параметров и задаваемых значений.
Расчет ленточного фундамента: определяем ширину подошвы
При расчете ленточного фундамента необходимо будет определить два его параметра:
Третий — длина — известен. Это сумма длин всех стен, под которыми будет закладываться фундамент.
Глубина заложения во многом определяется в зависимости от типа находящихся под подошвой грунтов. Общие рекомендации можно найти в таблице, а описание определения глубины заложения читайте в статье «Какой глубины должен быть фундамент».
Таблица с рекомендуемой глубиной заложения фундамента в зависимости от типа грунта и уровня подземных вод (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Пусть мы примем, что глубина залегания фундамента для наших условий — ниже уровня промерзания грунта, высота цоколя — 20 см. Грунт промерзает в нашем регионе на 1,4 м. По рекомендациям фундамент должен находится на 15 см ниже уровня промерзания. Получаем общую высоту: 1,4 м + 0,2 м + 0,15 м = 1,75 м.
Теперь нужно рассчитать ширину ленточного фундамента. Она зависит от расстояния, на котором находятся стены и материала, из которого будем его строить. Рекомендованные значения приведены в таблице.
Выбираете ширину фундамента в зависимости от материала и расстояния между стенами (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Расчет нагрузки на фундамент
Теперь нужно найти, с какой силой будет давить дом на фундамент. Для этого общую массу дома (масса всех элементов + полезная нагрузка + снеговая) делим на площадь фундамента.
Площадь ленточного фундамента находим умножив ее длину на выбранную в предыдущем пункте ширину. Потом общую нагрузку от дома делим на площадь фундамента в квадратных сантиметрах. Получаем удельную нагрузку на каждый квадратный сантиметр ленточного фундамента.
Пример. Пусть нагрузка от дома 408000 кг, площадь ленточного фундамента (длинна 4400 см, ширина 30 см) — 132000 см 2 . Разделив эти значения, получаем: на каждый сантиметр давит 3,09 кг.
Теперь необходимо узнать, выдержат ли грунты под подошвой фундамента это значение. Любой грунт в состоянии выдержать какое-то давление. Эти значения просчитаны и занесены в таблицу. Находим тип грунта под подошвой фундамента (определяется геологическими исследованиями) и смотрим его удельную несущую способность.
Несущая способность грунтов — сравниваем найденную нагрузку от дома с нормативной для вашего грунта
Если несущая способность грунта больше чем нагрузка от дома, все выбрано правильно. Если нет, необходимо вносить корректировки.
Как расчитать общий вес будущего дома
Процесс это достаточно длительный и ответственный. Заметим сразу, что точный вес до килограмма определить невозможно, так как он будет колебаться на 1500-2000 кг даже в зависимости от влажности воздуха, не говоря уже об осадках, удельном весе некоторых материалов. Но примерную тяжесть всей конструкции рассчитывают исходя из нескольких показателей, таких как:
- вес одного квадратного метра крыши в зависимости от ее типа, наличия утеплителя, разновидности кровельного покрытия;
- цоколь, наличие армирования, дополнительной отделки;
- потолок с отделочными материалами, утеплителями, другими компонентами;
- наличие лестничных конструкций, которые опираются непосредственно на фундамент;
- полы, напольные покрытия, перемычки, которые лежат на основании;
- почва, находящаяся выше уровня цоколя (это высчитывается только в некоторых случаях при конструировании сложных строений);
- расчет возможного порыва ветра, а также осадков, особенно зимой.
Все эти пункты являются очень важными, их нельзя опускать при создании проекта будущего фундамента, так как ошибка может стать причиной образования трещины или даже разрушения всей конструкции. Рассмотрим подробнее нагрузки, которые оказываются на основание дома.
- Удельный вес одного квадратного метра стены. Для облегчения расчетов можно использовать стандартный вес для самых ходовых строений. Например, 1м2 каркасной стены толщиной в 15 сантиметров (наиболее ходовые размеры) будет весить от 45 до 55 килограмм, в зависимости от качества материала, его влажности, других показателей. Стена из соснового бруса будет намного тяжелее, здесь необходимо рассчитывать на 85-105 кг, то же в зависимости от погодных условий, материала. Если речь идет об обычном кирпичном доме, у которого стена 20 сантиметров, сделана из силикатного кирпича, то меньше чем на 280 кг рассчитывать не стоит, если брать максимально – 340 килограмм. Самым тяжелым материалом является железобетонная конструкция. 1 квадратный метр стены в 15 сантиметров будет весить 380-420 килограмм. Выполняя расчет нагрузки на фундамент, нужно брать максимальное значение, чтобы был всегда запас прочности.
- Расчет массы перекрытия. Несмотря на то, что потолок кажется достаточно легким, состоит в основном из дерева (или тонкого слоя бетона), утеплителя, его вес иногда бывает намного больше стен. К примеру, 1 квадратный метр чердачного перекрытия с деревянными балками и утеплительным материалом плотностью около 220 кг/м2 будет весить около 120 кг, а вот точно такое же перекрытие, только цокольное будет иметь массу не более 170 кг. Наиболее увесистым будет железобетон – 500 кг. То есть, при расчете нагрузки на основание сооружения обязательно учитывать эту особенность.
- Кровля. Она также может оказывать неслабое давление, даже самая легкая листовая сталь дает нагрузку в 35 кг/1 квадратный метр. Наиболее увесистой является гончарная черепица (85 кг).
Это самые важные показатели, которые берутся при расчете общей массы, которая будет давить на цоколь помещения. Но они далеко не последние. Кроме них есть еще субъективные факторы нагрузки, которые нужно брать для расчета предельно допустимого давления. Рассмотрим их подробнее.
- Снежная масса. Здесь берется коэффициент в зависимости от географического положения данного строения. Для умеренной климатической зоны в России принято добавлять 120 кг/м2 кровли, а вот в северных регионах не менее как 190 кг/м2. Конечно же, лучше брать с запасом.
- Ветер. Он давит не сильно, но тонны 4-5 на дом общей площадью в 60 квадратов добавить нужно, причем это далеко не предел. На 1 метр может добавляться до 45 килограмм, при угле ската в 45 градусов и ветре 25 м/с. Если угол больше, ветер сильнее, нагрузка на фундамент может вырастать до 65 кг.
- Относительная влажность. Это незначительный фактор, но учитывать его надо. При нахождении кирпичного сооружения в среде с влажностью 65 и 90% разница может составлять около 2 тонн на стандартном строении в 65 квадратов.
Сбор нагрузок на фундаменты, пример которых мы рассмотрели, является полным, но к нему нужно добавить 20% на возможные погрешности или особенности климатической зоны. Тогда можно считать процесс подсчета наземной части завершенным.
Корректировка параметров
Если нагрузка, передаваемая через ленточный фундамент, для данных грунтов велика, выхода два: использовать при строительстве более легкие материалы или увеличить ширину ленты.
Изменение материала очень трудоемко: часто изменение одного материала тянет за собой цепочку изменений параметров целого ряда других. В результате расчет массы приходится переделывать. Потому чаще увеличивают толщину ленты в фундаменте. Этим увеличивается уменьшается удельная нагрузка. Но слишком широкий ленточный фундамент (шире 60 см), особенно глубокого заложения, невыгоден экономически: большой расход материала и трудозатараты. В этом случае необходимо сравнивать стоимость нескольких типов фундамента.
Ширину монолитно-ленточного фундамента подбирают исходя из рассчитанной нагрузки от дома и несущей способности грунтов
Не забудьте после изменения ширины ленты пересчитать ее массу и соответствующим образом откорректировать массу строения.
Как рассчитать кубатуру фундамента
Учитывать массу фундамента лучше рассчитывая его объем: эта цифра вам пригодится при заливке фундамента: будете знать, сколько заказывать бетона или сколько материалов потребуется закупить.
Все исходные данные уже известны: высота, ширина и длина ленты. Их перемножаете, получаете кубатуру фундамента.
Например, посчитаем объем фундамента для рассчитанной ранее ленты: длинна 44 м, ширина 30 см (0,3 м), высота 1,75 м. Перемножаем: 44 м * 0,3 м * 1,75 м = 23,1 м 3 . Фактически расход, скорее всего, будет немного больше: порядка 25 кубов. На эту цифру и ориентируйтесь при заказе бетона.
Кубатура фундамента рассчитывается исходя из найденных (предполагаемых) размеров ленты: длины, высоты и ширины путем их перемножения
Пример расчета ленточного фундамента позволит индивидуальному застройщику произвести вычисления для собственного коттеджа, надворной постройки, заложив в конструкцию необходимый для максимального срока эксплуатации запас прочности. Для ленточного фундамента используют два вычисления:
- определение несущей способности почвы;
- допустимая деформация грунта.
Расчет ленточного фундамента.
Пример упрощенных вычислений доступен каждому застройщику – потребуется вспомнить школьный курс физики, математики. При этом из равенства:
- Nr – расчетное сопротивление почвы;
- L, S – длина, ширина фундамента;
- Mz, Mm – вес здания, мебели соответственно;
- Ns, Nv – нагрузка снеговая, ветровая соответственно;
- потребуется вычислить параметр S (ширину ленты).
Глубина заложения не вычисляется, а берется из соответствующих таблиц, составленных с учетом многолетней практики эксплуатации на различных грунтах.
После чего составляется смета для планирования бюджета строительства, экономичной транспортировки.
Данные для вычисления характеристик ленты
Примеры расчета оперируют такими данными, как:
Пример расчета бетона на ленточный фундамент.
- проект здания;
- снеговая нагрузка;
- отметка промерзания почвы;
- уровень грунтовых вод;
- характеристики грунта.
Ленточный фундамент рассчитывается в четыре этапа:
- вычисление общей нагрузки на основание: масса конструкций коттеджа, эксплуатационные нагрузки (пользователи, мебель, интерьер), снеговая, ветровая нагрузка;
- определение удельного давления подошвы основания на почву;
- вычисление геометрических размеров ленты;
- корректировка геометрии по результатам предыдущих расчетов.
Пример расчета коттеджа класса эконом оперирует такими конструктивными элементами, как:
- фундамент;
- цоколь;
- перекрытие нулевого уровня;
- коробка дома;
- перегородки;
- облицовки, кровля;
- лестницы (наружные, внутренние);
- тепло-, паро-, шумо- и гидроизоляция;
- прочие конструкции (печь, камин, климатическое оборудование, отопительные котлы, коммуникации)
Ленточный фундамент виды и формы.
На этом этапе расчета ленточного фундамента потребуются чертежи (либо эскизы) с точными размерами. По ним высчитывается объем используемых конструкционных материалов. Для облегчения проектирования в сети существуют бесплатные сервисы для подсчета объемов бетона, количества кирпича, пиломатериала. После получения значений объемов конструкций цифры умножаются на плотность материалов, из которых они изготовлены. Полученный вес фундамента, перегородок, стен, перекрытий, кровли умножается на коэффициенты надежности, различные для отдельных конструкционных материалов:
- металл – 1,05;
- дерево, камень, железобетон, бетон – 1,1;
- заводские ж/б конструкции – 1,2;
- железобетон, залитый в пятне застройки – 1,3;
- грунт – 1,1;
- легкие материалы – 1,3.
Порядок вычисления характеристик ленты
Пример расчета для одноэтажного коттеджа 10 х 10 м с единственной перегородкой, высотой потолков 3 м выглядит следующим образом:
Схема ленточного фундамента.
- площадь S = (10 м х 4 шт) х 3 м + 10 м х 3 м = 150 м 2 . Ленточный фундамент в случае использования кирпичной кладки в полкирпича будет испытывать нагрузку.
- 0,75 т/м 2 х 150 м 2 = 112,5 т. При площади дома в 100 квадратов, с перекрытием чердака из досок по балкам, цоколя ж/б плитой добавится нагрузка.
- 100 м 2 х 150 кг/м 2 + 100 х 500 = 65 т. Расчет ленточного фундамента будет неполным без учета кровли, вес которой складывается из материалов стропил, самой кровли. Причем крыша опирается на стены под некоторым углом, поэтому ее площадь больше площади этажа, 120 квадратов при углах наклона скатов 30˚. В данном случае для стропильной системы потребуются:
- брус 15 х 10 см – 10 шт;
- доска 20 х 5 см – 32 шт.
Нагрузка от стропильной системы составит:
При использовании легкого ондулина добавляется еще 0,6 т.
Для расчета снеговой нагрузки используются таблицы СНиП, в которых приведены данные по регионам строительства. Для Краснодара это 120 кг на квадрат, поэтому итоговый результат будет равен:
Схема монтажа фундамента.
Аналогично вычисляется снеговая нагрузка, для этого также потребуются нормативы СНиП. В данном случае для расчета потребуется площадь фасадов:
Нагрузка от мебели в примере составит 100 м 2 х 195 кг/м 2 = 19,5 т.
Полный вес дома составил 227,91 т, ленточный фундамент передает нагрузки на почвы с разным сопротивлением грунта, значения которых сведены в таблицы СНиП. Например, для крупного песка это 5 единиц, для гравия с пылевато-глинистым наполнителем – 4 единицы, щебня с песком – 6 единиц. Несущая способность почвы должна быть больше полного веса дома, умноженного на коэффициент 1,3 (в нашем случае – 296,28 т). Исходя из полученных значений расчетного сопротивления, полного веса дома, можно скорректировать ширину фундамента:
Значение округляется в большую сторону до 60 см. Следует помнить, что ширина ленты всегда больше толщины кладки. Ширина стен зависит от характеристик материала, так как ни один из них не обладает универсальными качествами. Стены должны быть:
- прочными – для опирания тяжелых стропильных систем, кровли, перекрытий;
- теплыми – конструкционные материалы обладают высокой теплопроводностью, поэтому требуют дополнительной теплоизоляции;
- красивыми – фасады должны обладать художественной ценностью.
Поэтому на практике используют композитные стены (наружная облицовка, теплоизолятор, кирпич либо дерево для опирания стропил, пароизоляция, внутренняя отделка), что позволяет снизить толщину стены, фундамента, соответственно.
Глубина траншей для ленточного фундамента может браться из нормативов СНиП:
Самыми опасными для ленточного фундамента являются силы пучения, возникающие при расширении насыщенных влагой глин. Поэтому чем выше уровень УГВ, больше в почве глины, глубже отметка промерзания, тем выше сдвигающие, разрывающие либо сжимающие усилия в нем возникают. На практике используют несколько технологий, снижающие силы пучения:
- утепление прилегающего периметра – теплоизоляция наклеивается на наружные стены ленты, изменяет направление на дне котлована, отходит от него по периметру на 1,5 м, сохраняя зимой тепло недр;
- замена грунта – пучинистые глины внизу ленты заменяют песком, щебнем, гравием либо их смесями, для чего траншея выкапывается глубже проектной отметки на 0,35 м;
- сваи – в ответственных местах лента опирается на сваи, заглубленные ниже уровня промерзания.
Арматура внутри железобетона предотвращает растрескивание, увеличивает прочность, объединяет периметр ленты в единое целое.
Расчет нагрузки дома на фундамент (Нд)
В это значение входят три выше упомянутых показателя. Величины нагрузок различных материалов уже были рассчитаны специалистами и сведены в общих таблицах и справочниках, которыми и можно воспользоваться.
- Каркасные строения, с толщиной стен и изоляции не больше 150 мм — до 50 кг/м?;
- Стены из красного кирпича толщиной до пятнадцати сантиметров — 270 кг/м?;
- Бревенчатый сруб и стены из массива дерева — около 100 кг/м2;
- Железобетонные стены до 15 см толщиной — 350 кг/м?;
- Перекрытия с использованием железобетонных конструкций — до 500 кг/м2;
- Перекрытия с использованием деревянных балок и утеплителя с плотностью 200?500 кг на метр кубический — от 90 до 300 кг/м2;
- Кровля из различных материалов может давать от 30 до 50 кг/м? (кровля из рубероида и шифера до 50 кг/м2, листовая сталь до 30 кг и черепица до 80 кг.).
Посчитав площадь элементов строения, не сложно найти искомое значение. За временную нагрузку, создаваемую снегом, берут значения от 190 кг/м? для холодных северных регионов и 50 кг/м? для южных областей. Нагрузку ветра можно вычислить таким образом: Нв = П ? (40 + 15 ? Н).
Здесь в формуле:
- Нв — нагрузка ветра;
- П — площадь строения;
- Н — высота дома.
Просуммировав все полученные значения, можно легко определить необходимую величину давления, создаваемую домом в тоннах.
Необходимое количество арматуры для фундамента
Пример расчета будет неполным без вычислений количества арматуры, используемой в армопоясе ленты. Обычно в лентах используют два пояса из двух продольных стержней, периодически (через 0,5 м) соединенных горизонтальными, вертикальными перемычками. Все элементы, расположенные в силовой объемной конструкции горизонтально, используют арматуру периодического сечения (рифленка), вертикальные стойки делают из гладкой арматуры.
Расчет может производиться в специальной онлайн программе, при самостоятельных вычислениях придется учесть:
- нахлест горизонтальных стержней 10 см (+0,2 м в каждом стыке);
- специфику расположения прутков в углах (загибы заходят на сопряженную стену на 0,5 м, считая от угла внутренней опалубки);
- вертикальные стойки заходят за нижний/верхний горизонтальные пояса на 5 см.
Рекомендуемый специалистами запас составляет 5-10% в зависимости от конфигурации стен. При покупке следует учесть, что арматура продается на вес, а не метражом. В каждой торговой точке имеется таблица перевода метража в массу. Прутки связываются проволокой, на каждый стык уходит 25 см материала. При вязке пистолетом расход меньше, однако придется приобрести сам инструмент, чаще всего, для разовых работ.
Ленточный фундамент: основные типы
Одним из ключевых параметров, которые должны быть определены в ходе проектирования, является толщина конструкции фундамента.
При этом следует понимать, что порядок определения этого параметра будет напрямую зависеть от того, какой тип фундамента используется при возведении конкретного жилого или коммерческого здания.
В индивидуальной жилищном строительстве наиболее распространенным типом несущей строительной конструкции является ленточный фундамент. Однако в целом такой тип несущей строительной конструкции характеризуется высокой способностью выдерживать нагрузку, а потому может применяться при строительстве самых разнообразных типов зданий, включая жилые и коммерческие.
С практической точки зрения ленточный фундамент представляет собой полосу, которые выполняется в строгом соответствии с периметром здания. Обыкновенно строительным материалом, который используется для выполнения несущей строительной конструкции этого типа, является бетон.
Схема разновидностей ленточного фундамента.
Его часто дополняют армирующими элементами для придания конструкции дополнительной прочности. Такая технология укладки фундамента достаточно проста в исполнении, однако она предполагает значительный объем расхода строительного материала при проведении работ.
В зависимости от конкретных характеристик конструкции ленточный фундамент подразделяют на несколько основных типов: монолитный, сборный и сборно-монолитный. В основе такого разделения лежит составной или цельный характер конструкции, выступающей в качестве фундамента.
При этом характеристики их использования различаются в зависимости от возможностей, предоставляемых каждым типом конструкций. Например, монолитный ленточный фундамент благодаря вариативности своей формы может использоваться для возведения зданий, спроектированных с применением нестандартных характеристик периметра.
Расчет фундамента МЗЛФ для коттеджа 6х5 м
Выбран проект шале с размерами ленты:
- наружный периметр 6х5 м;
- ось 5,5х4,5 м;
- ширина ленты 0,5 м, высота 0,7 м;
- перегородка по ширине;
- стандартные стержни арматуры 11,7 м.
На выходе получится лента длиной 25 м с площадью подошвы 12,5 квадратов, внешней поверхностью 17,5 м 2 . Для нее понадобится 9,625 куба бетона (учтен 10% запас), который весит 22,62 т, создает на грунт нагрузку 0,18 кг/см 2 .
Минимальные характеристики арматуры в этом случае получатся:
- диаметр – 12 мм с поперечными стержнями 6 мм;
- пояса – два по три стержня;
- шаг поперечных стержней 0,35 м;
- нахлест – 0,56 м;
- количество продольного прутка – 140 кг либо 157,2 м;
- количество поперечной арматуры – 38 кг либо 171,4 м;
- опалубка – 42 шестиметровых доски шириной 15 см, опоры через 1 м в количестве 44 шт.
В калькуляторах бесплатных сервисов подставляются необходимые значения, на выходе получается подобие сметы, которую можно распечатать здесь же. Это снижает транспортные расходы, избавляет от большого запаса, который не пригодится в дальнейшем. На этапе заливки ленты важно не забыть о вентиляционных, технологических отверстиях. Первые необходимы для увеличения ресурса основания, цоколя, перекрытия нулевого цикла. Сквозь гильзы, установленные в технологических отверстиях, позже будут подводиться системы жизнеобеспечения. Выдалбливание/высверливание отверстий в застывшем бетоне чревато микротрещинами вокруг отверстий.
Сразу же после сдачи любого сооружения в эксплуатацию, происходит процесс медленного опускания фундамента за счет прикладываемых нагрузок. Фундамент всегда опускается на расчетную глубину, это значение всегда учитывается и закладывается при проведении расчетов.
Большие, неравномерные осадки оснований влекут за собой деформацию конструкций с дальнейшим разрушением здания. Как правило причина кроется в неправильном расчете несущей способности фундаментов, а также из-за ошибок в расчетах допустимых нагрузок на грунты.
Необходимость геологических исследований
Для определения типа фундаментов, а также в расчете ориентировочной просадки грунтов зоны строительства, в обязательном порядке проводятся геологические исследования. С их помощью определяется тип почвы, глубина промерзания, уровень залегания грунтовых вод, структура грунта и прочие параметры. Поэтому несущая площадь фундамента должна быть такой, чтобы ее масса вместе с будущим зданием не превышала расчетное сопротивление грунта на строительной площадке.
Только тогда получится качественный, надежный фундамент, способный выдерживать горизонтальные и вертикальные нагрузки. При этом строить дополнительные этажи без укрепления существующего фундамента запрещено, так как в таком случае резко увеличивается масса объекта в целом.
План расчета плитного фундамента
А). Поройтесь в ваших разрешительных бумагах и отыщите то самое инженерно-геологическое изыскание, которое мы настоятельно рекомендовали сделать, а не проигнорировать. Ведь именно там точно указано, каков тип почв, да какова глубина залегания грунтовых вод, да как высоко проходит линия промерзания под вашим будущим домом. Собственно, зная тип грунта, по таблице ниже определите удельное давление фундаментной плиты на почву.
(табл. 1)
Оптимальное удельное давление фундаментной плиты на почву
Если дом будет стоять на грунтах красного цвета, лучше всего расчет плитного фундамента все же заказать проектантам.
Потому что на глинистых грунтах высока вероятность значительного увлажнения почвы, и здание может начать «утопать» из-за резкого уменьшения несущей способности почвы весной. В этом случае нужно выполнить и провести сравнительный анализ свайного и плитного фундаментов.
А если дом стоит на супеси, то возможно, лучше все же ставить заглубленный ленточный фундамент. В общем, красная линия в таблице – это повод задуматься – а нужно ли самому считать толщину плитного фундамента?
В). А теперь опять поройтесь в документах, и найдите строительный план дома. Открывайте спецификацию и начинайте считать общий вес строения, возведенного над фундаментом. Даже без учета рояля, хорошо откормленной тещи и камина, на плитное основание будет денно и нощно давить та еще нагрузка… Поэтому вот вам табличка, калькулятор возьмете сами и, приступайте, благословясь…
(табл. 2)
Расчет веса
Если угол наклона вашей крыше почти такой же как в альпийском домике в стиле шале (более 60 градусов), можете снеговой нагрузкой пренебречь.
С). А сейчас сосчитайте массу фундамента (Mф), которая выдержит дом вместе с тещей и роялем. Для этого сначала вычислите практическую удельную нагрузку на дом. Разделите вес строения на площадь фундаментной плиты (Sф). Теперь сравните полученное число с тем, что стоит в табл. 1. Разницу между полученным и табличным значениями умножьте на площадь Sф – вот вам и масса плиты-основания.
D). Плотность железобетона – 2 500 кг/м3, помните? Ну, а дальше, все как физик прописал:
Дано – масса (Mф), плотность (ρ);
Найти – объем (Vф).
Решение очевидно (7 класс средней школы):
Vф= Mф/ρ
Ну, а теперь опять идем к третьеклашке и задаем такую задачку:
Дано – объем (Vф), площадь (Sф) (для вас может и основания дома, но для школьника это параллелепипед);
Найти – высоту (Hф) (для школьника, а для вас – толщину плитного фундамента).
Ребенок (если не круглый двоечник), знает:
V = S x H;
Отсюда Н = V/S.
Ну вот и все. Нашли толщину, теперь округлите ее в большую сторону к ближайшему кратному 5. Это нужно, чтобы заливать было удобней. Впрочем, если вам проще сделать высоту плиты основания 34 см – можете не округлять.
Что подразумевают под расчетной способностью грунтов?
Несущую способность грунтов оценивают в комплексном порядке при расчете фундаментов и сооружений. Главная цель такого расчета – это обеспечить прочность, устойчивость грунтов под подошвой фундамента, не допустить сдвиг здания по подошве в любую сторону.
Нарушение правильного состояния здания может привести не только к накоплению осадок, но впоследствии к нарушению конструкции самого основания. На фундамент также влияют вертикальные, горизонтальные нагрузки со стороны почвы и самого здания, поэтому грунт может просто не справиться с такой массой. Именно по этой причине особое внимание уделяют расчетам несущей способности оснований фундаментов, чтобы максимально определить допустимую зону нагрузки и защитить грунт от полного разрушения.
Типы нагрузки
Существует три основных типа нагрузки на фундаментное основание:
- Первый тип — статический, непосредственный вес конструкций и элементов дома.
- Под вторым типом подразумевают влияние погодных условий, таких как ветра, осадки и прочее.
- К третьему типу относят давление, создаваемое на опоры различными вещами и предметами внутри дома.
Последние два типа на первый взгляд могут и не казаться такими важными, но на практике необходимо учитывать все мелочи, только тогда фундамент не будет проседать под воздействием давления. Важной особенностью любого расчета фундамента является не только давление, оказываемое на него. К факторам, определяющим размеры, глубину залегания, степень его армирования и к определению некоторых прочих технических характеристик этого элемента строения, относятся и такие, как свойства грунта и площадь опоры.
Какие факторы влияют на состояние грунта и основания?
На несущую способность влияет огромное количество различных факторов, среди которых стоит отметить:
- вид и характер нагрузок − вертикальная, наклонная, горизонтальная или, непосредственно, нагрузка под подошвой;
- распределение центра тяжести площади фундамента относительно эксцентричной нагрузки;
- размеры, характеристики, габариты и материал выполнения подошвы;
- структура грунта;
- форма подошвы;
- глубина погружения основания в грунт, а также наличие под подошвой мягких осадочных пород с малой сопротивляемостью;
- насколько ровно расположена подошва относительно горизонтали;
- степень однородности почвы;
- наличие внешних факторов, которые могут нанести вред подошве, такие как вибрация, сейсмические сдвиги, сезонный подъем грунтовых вод.
Все расчеты несущей способности оснований нужно делать по СНиП 2.02.01-83. Поэтому, обеспеченная несущая способность вычисляется по формуле: F ≤ YcFu/Yn, где:
- F – это равнодействующая сила, она должна быть разнонаправлена к основной нагрузке;
- γс – коэффициент условий работы;
- Fu— это максимальное сопротивление основания всем нагрузкам;
- γn— коэффициент надежности по назначению сооружения, принимается равным 1,2; 1,15; 1,10 для сооружений I, II и III классов соответственно.
Этапы деформаций грунтов в классическом виде
В современной литературе принято различать три основных фазы деформирования грунтов:
- Начальная. Это этап уплотнения почвы под влиянием внешних факторов, происходит из-за уменьшения пор между частицами почвы под подошвой. Фаза отличается тем, что сейчас не происходит сдвига фундамента, ведь все касательные нагрузки равноценные и компенсируются нагрузкой. Но нагрузка всегда возникает спонтанно, она распределяется неравномерно. В результате, в одной точке деформация может быть незначительной, а в другой – сильной. Как итог – происходят сдвиги основания.
- Вторая стадия – фаза сдвига подошвы основания. По мере увеличения нагрузок грунт сжимается все сильнее, захватывает новые районы, происходит значительный сдвиг подошвы в сторону большей нагрузки. Нарушается стандартное равновесие, под подошвой образуется плотный шар почвы, а по сторонам – пустое пространство. Материал фундамента стремится занять освободившееся место за счет естественных сил тяготения, поэтому возникают трещины и разрывы в основании, а затем в несущих стенах дома.
- Третья фаза – это разрушение подошвы. Тут уже материал подошвы выпирает плотный шар грунта и сразу деформируется.
Такая ситуация возникает с теми фундаментами, которые заложены выше граничной глубины промерзания почвы или сверху над горизонтами грунтовых вод. Немного иная картина происходит с глубоко заложенными основаниями. В таких случаях под подошвой также образуется плотный слой грунта, но его не выпирает на поверхность из-за большой площади перекрытия подошвы. Поэтому такой фундамент обладает лучшими несущими способностями, чем мелкозаглубленный.
Если начинается процесс деформации грунтов, то его порой остановить уже нет возможности. Единственный выход, это устраивать специальные защитные конструкции, способные нивелировать нагрузки или по максимуму снизить их воздействие.
Влияние размеров фундамента на несущую способность основания
Некоторые строители вынуждены для одного сооружения использовать сразу несколько различных видов фундаментов. Причем расчеты нужно делать для каждой подошвы индивидуально. Также возможно применение оснований с длиной, значительно превышающих их ширину.
Графики указывают, что с увеличением ширины фундамента увеличивается объем грунта, способного привести к разрушению подошвы. Поэтому при абсолютно одинаковых условиях и составу грунта, узкие фундаменты менее склонны к деформации, чем широкие.
Также несущая способность оснований зависит от их формы и используемых строительных материалов. Если два фундамента имеют абсолютно одинаковые размеры, одинаково заглублены в грунт, но один имеет длину и ширину практически одинаковую, а другой – более длинный, тогда первая конструкция будет создавать большую нагрузку на грунт, чем другая.
Причина кроется в особенностях подошвы. Для деформации и сдвига квадратного или круглого фундамента нужно затратить больше энергии, чем для ленточного длинного. Также необходимо учесть, что на песчаное основание размеры и форма фундамента влияет больше, чем на глинистые грунты.
Высчитываем вес и объем необходимого бетона, армирования
Сбор нагрузок на фундамент – это еще не окончательный вес, который нужно знать строителю. При проведении геодезических работ на участке вы получаете специальный паспорт, где указана максимально допустимая нагрузка на почву в этом месте. От этого зависит, какой вид фундамента вы можете делать, ленточный или столбчатый. Для расчета веса на почву нужно знать, насколько тяжелым будет абсолютно все сооружение, включая подземный фундамент и цоколь. Поэтому переходим к вычислению объема и массы бетона.
Наиболее распространенным видом фундамента в умеренной климатической зоне и северных регионах России является ленточный. Под среднестатистическое строение он делается примерно на глубину до 150 сантиметров, не менее, причем цоколь 40-45 сантиметров. В итоге получается, что 190-200 сантиметров у нас бетонное основание, толщина которого 40 см.
Расчитать объем достаточно легко: 32 х 0.4 х 2 (периметр, ширина, глубина) = 25.6 м3. Далее умножаем эту цифры на 2400 кг (это удельный вес железобетонного фундамента с нужным армированием). Получается 61640 кг нагрузка на грунт, фундамент при этом будет иметь отличные физико-механические качества и подойдет для строения в 64 квадратных метра. Это мы получили абсолютную массу подземной части с цоколем над землей, сюда добавляем еще предыдущие расчеты относительно всей наземной части, получится нагрузка на землю под строением. Как рассчитать нагрузку на фундамент мы рассмотрели, теперь можно переходить к высчитыванию его стоимости, что является не менее важным показателем для каждого строителя.
