Як розрахувати фундамент під будинок за допомогою простих формул
У більшості випадків, заливаючи фундамент під будинок, забудовник не замислюється про розрахунок глибини його залягання, площі опори і так далі. Як правило, ми закладаємо фундамент як все, а весь розрахунок зводиться до порад сусідів по ділянці і фразам: «Мовляв, витримає. Куди він дінеться? ».
Такий підхід не завжди буває правильним, тому що навіть на сусідніх ділянках бувають відхилення в характеристиках грунту. Ну а що б не вийшло так, що у сусіда хата стоїть цілий, а у вас за всіма стіна пішли тріщини, необхідно зробити хоча б приблизні розрахунки.
Як правильно розрахувати вартість фундаменту під будинок. я вже е розповідав на конкретних прикладах в одній з попередніх статей. У цій статті поговоримо про розрахунок розмірів і властивостей самого фундаменту.
Вплив грунту на глибину закладення фундаменту
Грунт надає найбезпосередніший вплив, як на тип фундаменту, так і глибину його залягання.
Глибину закладення стовпчастого або пальового фундаменту розраховувати не має сенсу, як правило, стовпи (палі) закладаються нижче глибини промерзання на 30-40см, але обов'язково на твердий грунт.
Плитний фундамент закладається на глибину, що залежить виключно від товщини монолітної плити.
Залишається розібратися з глибиною закладення стрічкових фундаментів, в залежності від типу грунту. Розрахунок заглиблення такого фундаменту проводиться на підставі рекомендаційної таблиці:
Розрахунок фундаменту по несучої здатності грунту (обчислюємо необхідну площу опори)
Розрахувати фундамент по несучої здатності грунту дуже просто, незважаючи на видиму складність і великий обсяг. Весь розрахунок зводиться до визначення мінімальної площі підстави фундаменту під будинок, при якій грунт без проблем витримає всю масу будинку, але все ж що б не заплутатися, давайте про все по порядку.
Сама формула для розрахунку мінімальної площі підстави фундаменту виглядає наступним чином:
* - короткі будови у яких співвідношення довжини до висоти менше 1,5
** - довгі будови у яких співвідношення довжини до висоти понад 4
Розрахунковий опір грунту під підставою фундаменту R0
Так як маса всього будинку буде практично повністю спиратися на грунт під основою фундаменту, необхідно знати розрахункові опору різних грунтів на глибині, рівній глибині закладення фундаменту.
Якщо фундамент планується поглиблювати на 1,5 і більше, то розрахунковий опір ґрунту можна взяти безпосередньо з таблиць.
Таблиця для гравійних грунтів і пісків:
Дуже часто у нас на ділянці зустрічаються глинисті грунти. Для глинистого грунту розрахунковий опір можна взяти з цієї таблиці:
Ці табличні дані можна безпосередньо використовувати, в разі закладення фундаменту на глибину 1,5 м і більше. У випадках закладення фундаменту на меншу глибину, щільність грунту під підошвою фундаменту буде відрізняться, а значить і буде відрізняться і розрахунковий опір ґрунту.
Для того, щоб розрахувати фундамент, закладений на глибину менше 1,5 м, скористаємося простою формулою
Ro - значення з попередніх таблиць
h - глибина закладення фундаменту
Як розрахувати масу будинку з фундаментом F
Звичайно, розрахувати абсолютно точну масу всього будинку буде практично не можливо, протягом року маса будинку буде постійно змінюватися. Так, наприклад, взимку будинок буде важче через сніг на даху, який теж, в кінцевому підсумку, спирається на фундамент будинку.
Але приблизну масу будинку, з усіма додатковими навантаженнями, розрахувати не складе труднощів, тим більше, що деякі значення беруться наближено з максимальним запасом.
Що враховується при розрахунку маси будинку
При розрахунку враховується все, що спирається на фундамент, а саме:
- повне навантаження конструкції, що включає в себе масу стін з обробкою, перекриття, покрівлю, а так само і сам фундамент
- максимальне навантаження від знаходяться в будинку об'єктів, що передають вагу на фундамент будинку (сходи, каміни, об'єкти інтер'єру і т.д.)
Якщо у вас підлоги першого поверху будуть залиті по грунту, їх навантаження можна не враховувати. Так само можна не враховувати навантаження від об'єктів, що знаходяться на такій підлозі (меблі, люди і т.д.).
Визначаємо масу стін
Кожен будівельний матеріал має свою питому вагу, вимірюється він в кілограмах на один кубічний метр. Наприклад, у залізобетону питома вага - 2500 кг / м3, це означає, що один кубічний метр бетону важить 2500 кг.
В СНиП II-3-79 «Будівельна теплотехніка» в додатку №3 «Теплотехнічні показники будівельних матеріалів і конструкцій» ви зможете знайти питому вагу основних будівельних матеріалів, але ці СНиП 1979 року народження, з того моменту на будівельному ринку з'явилося безліч абсолютно нових матеріалів. У зв'язку з цим, фізично неможливо написати питома вага для кожного, та й такий точний розрахунок для індивідуального житлового малоповерхового будинку, де враховується вага розчинних швів, цвяхів, скоб і т.д. - недоцільний.
В інтернеті у вільному доступі ви без зусиль знайдете питома вага будь-якого цікавить вас матеріалу, ну а якщо ви вже на 100% вирішили, з чого будете зводити свій будинок, то питома вага можна уточнити у виробника або продавця.
Для приблизних розрахунків можна скористатися таблицею, де вказана вага одного квадратного метра стіни (не плутайте з питомою вагою), а вам необхідно буде тільки підрахувати загальну площу всіх своїх стін і помножити на значення з таблиці.
Таблиця ваги квадратного метра стіни при товщині стіни 15 см.
Площа стін вважається разом з віконними прорізами, тобто просто множимо висоту стіни на її довжину без вирахування прорізів. Це необхідно для запасу міцності в розрахунках.
Розраховуємо питому вагу перекриттів
Для того щоб не розраховувати масу окремо по кожному матеріалу для перекриття, можна скористатися наближеною таблицею, в якій вказано приблизний питома вага одного квадратного метра перекриття, для того, щоб розрахувати повний вага всього перекриття, необхідно його площа помножити на дані з таблиці.
У цій таблиці вже врахована з запасом навантаження від побутових об'єктів знаходяться на перекритті, тому додатково вважати, скільки важить ванна, а скільки холодильник - не потрібно.
Розрахунок питомої ваги покрівлі
Для розрахунку навантаження від покрівлі, треба знати з якого вона матеріалу буде побудована, а так само необхідно порахувати площу даху. Потім площа даху помножити на дані взяті з цієї таблиці:
Крім навантаження самої покрівлі, на фундамент в зимовий період буде так само діяти навантаження створювана снігом.
Розрахунок снігового навантаження в зимовий період
Для розрахунку снігового навантаження, нам знадобляться дані з минулого формули, а саме площу даху, яку необхідно помножити на дані з таблиці:
Розрахунок ваги фундаменту
Тут все просто, необхідно розрахувати обсяг в кубічних метрах за все фундаменту, тобто скільки бетону потрібно для заливки, з урахуванням цокольній частині, а потім отриману цифру помножити на 2500.
Чому на 2500? Тому що у залізобетону питома вага становить 2500 кг в одному кубічному метрі.
Підсумковий розрахунок ваги всього будинку
Тепер всі дані необхідно скласти, тобто .:
- вага стін
- вага перекриттів
- вага покрівлі
- снігове навантаження
- вага фундаменту
Приклад розрахунку повного навантаження будинку на грунт:
Не хвилюйтеся, якщо у ваших розрахунках будуть зовсім інші значення і в інших пропорціях. У таблиці наведено числові значення - взяті з голови (приблизні). Не потрібно спиратися на них при своїх розрахунках.
Остаточний розрахунок мінімальної площі підошви фундаменту під будинок
Нагадаю формулу для розрахунку площі підстави фундаменту і наведемо приклад розрахунку простого фундаменту:
R0 - розрахунковий опір ґрунту під основою фундаменту, береться з таблиці, для прикладу візьмемо його рівним 2,5
F - повне навантаження будинку, з останньої таблиці візьмемо приблизно розраховану масу всього будинку, у нас вона дорівнює 150 000 кг
γc - коефіцієнт, що залежить від грунту і самої будови, взятий з таблиці вгорі статті, давайте для прикладу візьмемо його рівним 1,1
Тепер залишається тільки підставити всі значення в формулу:
Давайте отримане значення округлимо до 66 000 см 2.
Не хвилюйтеся, що вийшло таке велике страшне значення, не забувайте, що це значення мінімальної площі в см 2. а щоб перевести його в м 2 треба розділити на 10 000.
66 000/10 000 = 6,6 м 2
Що це означає? Все дуже просто, площа підошви фундаменту під будинок повинна бути не менше 6,6 м 2. Більше - звичайно можна. Навіть бажано, щоб було більше, як то кажуть - з запасом по міцності. Але менше - ні в якому разі!
Для того щоб розрахувати площа підстави стрічкового фундаменту, достатньо загальну довжину всієї закладається стрічки помножити на ширину. Тобто допустимо у вас довжина всієї стрічки 50м. а ширина - 0,4 м. Розрахуємо площу опори фундаменту на грунт помноживши 50 * 0,4 = 20 м 2. Це говорить про те, що наш майбутній фундамент підходить під наш розрахунковий будинок з великим запасом, майже в три рази. А це, в свою чергу, означає, що можна зменшити площу опори. Довжину ми не зменшимо, швидше за все, а ширину цілком можливо.
При розрахунку стовпчастого фундаменту таким чином підбирають кількість стовпів, тобто у нас відома площа опори одного стовпа, нам необхідно щоб сума площ всіх стовпів була більше розрахункової. І чим більше буде запас міцності, тим природно буде краще.
Підіб'ємо підсумок розрахунку фундаменту
Як бачите, дуже багато всього написано, але це не від складності розрахунків, а через безліч різних типів грунтів, будівельних матеріалів і т.д. Сам розрахунок полягає знаходженні за таблицями значень і в підстановці їх в формулу.
Звичайно, це дуже приблизні розрахунки, але вони вже враховують пристойний запас по міцності, тому виконаної роботи цілком вистачить для того, щоб розрахувати фундамент під приватний будинок малої поверховості.