Непосредственный расчет фундамента для дома

Любой дом должен изначально стоять на качественном фундаменте, который выполняет не только строительно-несущие функции, но и имеет антисейсмические свойства. Строительные компании прекрасно знают, что практически треть стоимости нового дома будет вложена именно в несущее основание.

Перед тем, как рассчитать фундамент для дома, следует учесть, что многое зависит от типа и структуры грунта, сейсмичности зоны, размеров и высоты дома, строительного материала, типа и структуры крыши.

Поэтому сложный лучше рассчитывают специалисты, которые поэтапно вычислят все размеры и необходимые материалы.

А вот простой расчет можно выполнить самостоятельно, нужно только иметь базовые знания домостроения и физики материалов.

На сегодняшний день самые популярные следующие типы (они не подходят для сейсмоактивных регионов).

1. Ленточный.
2. Столбчатый.
3. Свайный.
4. Плиточный.

Расчет максимальной площади

Фундамент должен выдержать максимальный вес элементов дома, которые состоят со стен и перекрытий. В большинстве случаев в качестве материала для стен идет кирпич (он имеет наибольшую массу, меньше весит шлакоблок, саман). Для перекрытий используют бетонные армированные плиты, которые намного тяжелее деревянных конструкций. Нам нужно построить одноэтажный дом, мансардный этаж (крыша). Крыша будет выполнена из металлочерепицы или оцинкованной стали, которые имеют одинаковую массу.

1. Принимаем в расчет самый простой дом, который имеет: правильные размеры 5 м на 8 м, один этаж, крышу с углом наклона 45 градусов, 2 комнаты, одну межкомнатную перегородку, высоту этажа 3 метра. Периметр дома будет составлять 5+5+8+8=26 м, добавим межкомнатную перегородку 26+5=31 м. Площадь этажа будет составлять (5+8+5)*3=54 м. Площадь цокольного перекрытия будет равна площади чердачного перекрытия и составлять 5*8=40 м.
2. Расчет площади кровли будет зависеть от угла наклона и конструкции крыши, типа перекрытия. В большинстве случаев это значение опускают, потому что масса крыши будет намного меньше массы перекрытий и стен. При расчетах на крышу добавляют 20% от полной массы конструкций дома. Если брать в расчет металлочерепицу, то различные производители имеют разные размеры листов и системы креплений. Практически площадь крыши рассчитывается по формуле правильного треугольника: S=1/2*5*3*2=15 м².

Только сделав такие вычисления, можно точно произвести расчет нагрузки на фундамент. Рекомендуется использовать дополнительный коэффициент 20% для учета массы строительных материалов, перекрытий. Дверные и оконные проемы в данном расчете не учитываем.

Площадь

При расчете фундамента нужно учитывать тип грунта и специфические климатические условия территории. Для жилых домов чаще используется ленточный фундамент в связи с его дешевизной. Он должен быть углублен ниже граничной зоны промерзания грунта приблизительно на 1,5 м от уровня поверхности, плюс нужно добавить 0,5 метра для защиты от попадания дождевых вод.

Например, периметр будет составлять Р=(5+8)*2=26 м, к чему добавляется длина перегородки в 5 м, в итоге получается 31 м общей длины фундамента. Суммарный объем несущего основания дома будет составлять (в зависимости от ширины стандартной железобетонной плиты в 50 см) 50*31*2=31 м². В зависимости от типа плиты и способа укладки проводится расчет массы самой конструкции несущего основания.

Принимаем в расчет максимальную массу плиты, которая выполняется с монолитного бетона без внутренних пустот, длиной в 1 м и шириной 0,5 м, толщиной 0,5 м. Она будет иметь плотность по заводским данным 2400 кг/м³, поэтому можно рассчитать полную массу фундамента, которая будет составлять 31*2400=74400 кг. Теперь можно прибавить вес фундамента к массе самой строительной конструкции, в результате чего получится максимальная нагрузка в килограммах на квадратный см.

Собственник-строитель может самостоятельно изменять максимальную нагрузку за счет увеличения площади фундамента или его структуры. Кроме того, никто не запрещает использовать дополнительное усиление арматурой или кронштейнами для большей стойкости фундамента.

Количество бетона

Расчет количества бетона проводится только в том случае, если фундамент делается с нуля, без использования заводских железобетонных армированных плит. С одной стороны такой вариант строительства дешевле и крепче, потому что формируется монолитная бетонная масса, но он и более длителен, так как бетон должен хорошо высохнуть. В большинстве случаев фундамент, выполненный из бетона, должен сохнуть не менее пары месяцев, вплоть до года.

Для использования монолитного бетона, нужно сделать проект фундамента будущего дома, прокопать котлован, сформировать основание для бетонной конструкции, которая позже будет заливаться бетоном. Для правильного расчета необходимо определиться с типом несущего основания, допустимой глубиной и несколькими другими параметрами, вплоть до структуры грунта.

1. Объем бетона для ленточного фундамента рассчитывается очень просто, так как он считается наиболее простым. Это обычный параллелепипед, поэтому расчет проводится согласно курсу математики школы или первых курсов института.
2. Для столбчатого фундамента нужно знать площадь сечения и высоту столба. Для расчета используются формулы цилиндра, где объем рассчитывается по простой формуле V=3,14*R²*H=3,14*0,15²*1,5=0,353 м³. Учитывая эти данные, можно легко вычислить необходимое количество столбов для фундамента дома.
3. Плиточный фундамент – это самая дорогая конструкция, которая формируется сплошной заливкой бетона по всей площади поверхности фундаментной конструкции. Иными словами, это простая плита, которая имеет толщину в 10 см, размерами, соответствующими дому, 5х8 м.
4. Учитывая полученный объем плиты, для ее формирования пойдет не менее 400 м³ бетона по расчету 5х8х10. Для усиления конструкции используются специальные ребра жесткости, которые нужно устанавливать по периметру плиты. Расчет таких ребер проводится под конкретный грунт, учитывая уровень просадки и конструктивные особенности дома. Иными словами, нужно ребра ставить каждые 2,5 м, а также по краям фундаментной плиты.

Степень армирования

Арматура используется для усиления каркаса бетонной плиты, усиления конструктивных свойств плит и большей долговечности фундамента. Она служит для укрепления бетона, соединения различных плит, формирования монолитного каркаса. Нужно понимать: чем больше диаметр арматуры, тем больше нагрузки на фундамент.

При подборе арматуры необходимо учитывать тип грунта и его плотность: если он достаточно плотный, то продольной деформации практически не будет. Поэтому нет смысла устанавливать массивную арматуру. Она больше нужна на плывунах или песчаных грунтах. Кроме того, чем больше дом, тем сильнее нагрузка на фундамент, поэтому нужно применить массивную арматуру.

В большинстве случаев используется арматура диаметром 10-12 мм (стандартный заводской прокат), а именно в ленточном фундаменте и практически во всех несущих плитах перекрытий жилых домов. Практически никто из строителей-самоучек не использует полноценные расчеты арматуры и проволоки, намного проще укрепить бетон щебнем или керамзитом. Так намного дешевле, а качество фундамента от этого не пострадает. Арматура нужна для больших массивных домов.

Для столбчатого фундамента арматура и проволока не несут большой нагрузки. Но тем не менее бетонные столбы рекомендуется дополнительно укреплять. В столбах зачастую используется до 4-х прутьев диаметром в 0,6 мм.

http://youtu.be/8vqlV6qDEhA

Для плиточного фундамента арматура играет очень большую роль, потому что основная масса фундамента опирается на центральную часть плиты. Если грунт устойчивый без больших подвижек, то для него достаточно арматуры диаметром в 1 см. Если же конструкция тяжелая, грунт нестабильный или мягкий, то арматуру нужно использовать диаметром в 14 мм, причем использовать шаг не менее 20 см.