Уже принято решение о строительстве дома и надо начинать практические действия – строить фундамент… Не торопитесь – посчитайте, это сильно сэкономит время, деньги, нервы.
Наша цель определить размер опорной площади фундамента и нагрузку на грунт через расчет нагрузки, которая будет действовать и на фундамент, и на грунт.
Профессионалы делают точные расчеты соответствующих нагрузок с помощью геологических изысканий и специальных программ. Сразу определимся, что, во-первых, наш расчет – приблизительный, но при самостоятельной постройке дома его будет вполне достаточно, а, во-вторых, нагрузка от дома распределена равномерно.
Расчет нагрузки на фундамент
Суммарная нагрузка составит сумму следующих величин:
- постоянной — вес самого дома и его содержимого (оборудование, мебель и т.д.);
- переменной – давление ветра и снежного покрова.
Для расчета воспользуемся справочными данными по удельному весу:
|
Средний удельный вес стен толщиной 150 мм, кг/м2 |
|
|
Железобетон |
300-350 |
|
Стены из бревен и бруса толщиной 140-180 мм |
70-100 |
|
Из опилкобетона толщиной |
300-400 |
|
Из керамзитобетона толщиной 350 мм |
400-500 |
|
Из шлакобетона толщиной 400 мм |
500-600 |
|
Из пустотелого кирпича толщиной, мм: 380 510 640 |
500-600 650-750 800-900 |
|
Из полнотелого кирпича сплошной кладки толщиной, мм: 150 250 380 510 |
200-270 450-500 700-750 900-1000 |
|
Деревянные каркасно-панельные стены толщиной 150 мм |
30-50 |
|
Средний удельный вес перекрытий, кг/м2 |
|
|
Железобетонное |
500 |
|
Плиты перекрытия пустотные |
350 |
|
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до |
200-300 |
|
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до |
100-150 |
|
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до |
150-200 |
|
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до |
70-100 |
|
Средний удельный вес кровли, кг/м2 |
|
|
Кровля из шифера при уклоне 30о |
40-50 |
|
Рубероидное покрытие (два слоя) при уклоне 10о |
30-50 |
|
Кровля из гончарной черепицы при уклоне 45о |
60-80 |
|
Кровля из листовой стали при уклоне 27о |
20-30 |
|
Эксплуатационные нагрузки (инженерное оборудование, |
|
|
Для цокольного и межэтажного перекрытия |
210 |
|
Для чердачного перекрытия |
105 |
|
Нагрузка от снегового покрова, кг/м2 |
|
|
Для средней полосы России |
100 |
|
Для Юга России |
50 |
|
Для Севера России |
190 |
|
Коэффициент влияния уклона крыши на снеговую |
|
|
0-20о |
1 |
|
20-30о |
0,8 |
|
30-40о |
0,6 |
|
40-500 |
0,4 |
|
50-60о |
0,2 |
Пользуясь справочными данными, рассчитаем примерный вес двухэтажного дома 6 м х 10 м с двумя внутренними стенами 6 м и 10 м, высота этажа – 3 м.
1. Площадь стен:
1.1. периметр дома: 6 + 10 +6 +10 = 32 м;
1.2. площадь внешних стен: 32 * 3 (высота этаж) * 2 (количество этажей) = 192 м2;
1.3. длина внутренних стен: (10 + 6) * 2 = 32 м;
1.4. площадь внутренних стен: 32 * 3 = 96 м2;
2. Площадь цоколя: 6 * 10 = 60 м2;
3. Площадь межэтажного перекрытия: 6 * 10 = 60 м2;
4. Площадь чердачного перекрытия: 6 * 10 = 60 м2;
5. Площадь кровли (на 50 см выступает за пределы стен): 7 * 11 = 77 м2;
Определим расчет приблизительной нагрузки на фундамент (расчет приведен для домов из 2-х разных материалов):
Вариант первый:
Стены внешние: полнотелый кирпич толщиной 510 мм;
Стены внутренние: полнотелый кирпич толщиной 150 мм;
Цокольное перекрытие: железобетонное;
Межэтажное перекрытие: плиты перекрытия пустотные;
Чердачное перекрытие: по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м3
Кровля: из шифера при уклоне 30о
Местоположение: средняя полоса России .
Вариант второй:
Стены внешние: брус толщиной 180 мм;
Стены внутренние: брус толщиной 140 мм;
Цокольное перекрытие: по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м3;
Межэтажное перекрытие: по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3;
Чердачное перекрытие: по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3;
Кровля: Кровля из листовой стали при уклоне 27о
Местоположение: средняя полоса России
|
Тип дома |
Вариант 1 |
Вариант 2 |
|
Вес стен, кг |
192*1000 + 96*270 = 217 920
|
192*100 + 96*70 = 25 920 |
|
Вес цокольного перекрытия, кг |
60*500=30 000 |
60*300 =18 000 |
|
Вес межэтажного перекрытия, кг |
60*350=21 000 |
60*100 = 6 000 |
|
Вес чердачного перекрытия, кг |
60*200=12 000 |
60*100 = 6 000 |
|
Вес кровли, кг |
77*50=3 850 |
77*30 = 2 310 |
|
Эксплуатационные нагрузки, кг |
60*210 + 60*210 + 60*105= 31 500 |
60*210 + 60*210 + 60*105= 31 500 |
|
Снежный покров, кг |
77*100*0,8=6 160 |
77*100*0,8 = 6 160 |
|
ИТОГО, кг |
322 430 |
95 890 |
Расчет площади и веса фундамента
Помимо веса дома на грунт оказывает давление вес фундамента. Для расчета также возьмем справочные данные:
|
Удельный вес фундамента, кг/м3 |
|
|
Бутовый камень |
1 600 — 1 800 |
|
Бутобетон, кирпич |
1 880 — 2 200 |
|
Бетон, железобетон |
2 200 – 2 500 |
При постройке дома в первом варианте, скорее всего потребуется закладывать ленточный фундамент заглубленный ниже глубины промерзания – определим её в размере 150 см. Так как фундамент должен выступать над уровнем земли, добавим еще 40 см, итого высота — 190 см. Длина фундамента (включая часть фундамента под внутренними стенами): 6+10+6+10+6+10 = 48 м.
При ширине фундамента 0,6 м его объем составляет: 48*1,9*0,6 = 54,72 м3
Для определения веса фундамента перемножим его объем на плотность бетона: 54,72*2500 = 136 800 кг.
Для определения опорной площади фундамента умножим его длину на ширину: 48*0,6 = 28,80 м2 или 288 000 см2.
При постройке во втором варианте, возможно использовать столбчатый фундамент. Допустим, что у нас столбик имеет диаметр 40 см, высоту 190 см, и закладывается на глубину 150 см.
В этом случае опорная площадь одного столбика: 202 *3,14 (константа ) = 1 256 см2.
Объем столбика равен произведению его площади на высоту: 1 256*190= 238 640 см3 или 0,24 м3.
Вес столбика – произведение его объема и плотности материала: 0,24*2500 = 596,60 кг.
Учитывая, что длина стен составляет 10+6+10+6+10+6 = 48 м, при частоте столбиков через 1 м, общее количество столбиков составит 48 шт.
Общий вес столбиков: 596,60*48 = 28 637 кг.
Общая опорная площадь: 1 256*48 = 60 288 см2.
Расчет нагрузки на грунт
Нагрузка на грунт рассчитывается по формуле: вес здания (включая фундамент) деленный на опорную площадь фундамента, получаем:
|
Тип дома |
Вариант 1 |
Вариант 2 |
|
Вес дома, кг |
322 430 |
95 890 |
|
Вес фундамента, кг |
136 800 |
28 637 |
|
Общий вес здания, кг |
459 230 |
124 527 |
|
Площадь опоры, см2 |
288 000 |
60 288 |
|
Нагрузка на грунт, кг/см2 |
1,59 |
2,07 |
После расчета нагрузки необходимо определить позволяет ли несущая способность грунта на строительном участке строить дом с полученными показателями нагрузки. Если потребуется снижение нагрузки – необходимо увеличить опорную площадь. В случае ленточного фундамента увеличиваем его ширину, в случае столбчатого фундамента нужно увеличить либо количество, либо диаметр столбиков (можно и то и другое). После изменения параметров фундамента делаем повторный расчет нагрузки.
