Расчет ленточного фундамента: сбор нагрузок и определение ширины

Рассчитать ленточный фундамент своими руками

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.

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.

Снеговые нагрузки по России (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)

Но так как кровли разные, а них скапливается разное количество снега. Потому в зависимости от угла ската применяются коэффициенты:

  • угол наклона меньше либо равен 25° — коэффициент равен 1 (снеговая нагрузка берется из таблицы без изменений);
  • угол наклона больше либо равен 60° — коэффициент равен 0 — снеговая нагрузка не учитывается.

Во всех остальных случаях (угол наклона кровли от 25° до 60°) значения выбирают от 0 до 1 (строят график и по нему определяют коэффициент).

Как рассчитать снеговую нагрузку на кровлю? Вы нашил свой регион, знаете среднюю нагрузку на квадрат кровли, определили коэффициент. Теперь необходимо общую площадь кровли умножить на все эти цифры.

Снеговые нагрузки по Украине (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)

Пример: пусть снеговая нагрузка в регионе 180 кг/м 2 , общая площадь кровли 65 м 2 , коэффициент учета угла ската кровли 0,82 (угол наклона около 30°). Находим снеговую нагрузку: 65 м 2 * 180 кг/м 2 * 0,82 = 9594 кг.

Эту нагрузку необходимо будет добавить к массе дома и его полезной нагрузке.

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.

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

Самостоятельный расчет ленточных фундаментов от А до Я

Расчет ленточных фундаментов – это сложный и достаточно трудоемкий процесс, который следует доверять исключительно профессионалам, имеющим государственную лицензию на право проведения таких работ. Однако, при самостоятельном возведении малоэтажных строений, вполне можно обойтись и своими силами, сделав необходимые вычисления самостоятельно, ведь работа специалиста-проектировщика весьма недешевая. В этой публикации будет подробно рассмотрена методика расчета фундамента ленточного типа, изложенная в СП 20.13330.2011 и СП 22.13330.2011.

Краткие характеристики и конструктивные особенности

Данный вид основания представляет собой единую конструкцию в виде ленты, расположенной под всеми несущими стенами постройки.

По глубине залегания ленточные фундаменты могут быть:

  • заглубленные ниже точки промерзания грунта;
  • мелкозаглубленные (МЗЛФ) со средней глубиной закладки 0,5 м;
  • незаглубленным.

Глубиной заложения принято считать высоту опорной конструкции от уровня планировки до его «подошвы».

Конструктивно, основания ленточного типа могут быть:

Конструкция монолитного фундамента представляет собой ленту из монолитного железобетона. Сборные фундаменты возводят из бетонных блоков, кирпича или бутового камня. В современном строительстве чаще всего возводят монолитные основания, которые позволяют равномерно распределить нагрузку на грунт, предотвращая их разрушение. Сборные фундаменты менее надежны, хотя и требуют меньших вложений при возведении.

Расчет ленточного фундамента: методика по определению несущей способности грунта

Все расчеты выполняются после получения на руки проекта со спецификацией по используемым строительным и крепежным материалам, необходимым для возведения и отделки сооружения.

Вычисление параметров основания по данной методике выполняется в три этапа:

  1. Сбор нагрузок на ленточный фундамент.
  2. Определение параметров (ширина ленты и «подошвы», высота, глубина заложения) фундамента.
  3. Расчет возможной осадки.

Еще одним этапом, который не указан в методике, но может быть необходим при выполнении расчетов ленточного фундамента, является выполнение работ по корректировке полученных данных. Рассмотрим каждый этап более подробно.

Первичный сбор данных

При определении нагрузки на основание необходимо учитывать:

  • массу сооружения;
  • предполагаемый вес ленточного фундамента;
  • массу наполнения постройки (техника, люди, мебель и пр.);
  • коэффициент снеговой и ветровой нагрузки.

Масса здания рассчитывается суммированием веса всех строительных материалов, использованных при возведении дома, учитывая особенности применяемых материалов. Для простоты вычислений рекомендуем ознакомиться с таблицей, в которой показаны нагрузки на фундамент от стен, перекрытий и крыши, выполненных из различных строительных материалов.

При определении снеговых нагрузок в конкретном регионе воспользуйтесь следующей таблицей:

Для жителей Украины данная таблица будет выглядеть следующим образом:

В зависимости от конструкции крыши (угла ската) табличные данные могут потребовать применение корректирующего коэффициента:

  • до 25° — коэффициент равен 1;
  • 60° и более – коэффициент не учитывается.

Для расчета снеговой нагрузки на фундамент необходимо: определить по карте свой регион, вес снежного покрова на 1 м 2 кровли, коэффициент, учитывающий угол ската, после чего перемножить площадь кровли на полученные данные.

При использовании классических архитектурных решений малоэтажного строительства ветровые нагрузки на основание сооружения можно не учитывать.

Расчет высоты ленточного фундамента

Высота фундаментной ленты представляет собой сумму параметров, включающих в себя следующие данные:

  • глубину закладки с учетом типа почвы, уровня грунтовых вод и промерзания грунта в конкретном регионе;
  • высоту цокольного этажа.

Для определения рекомендованной глубины заложения ленточного фундамента в зависимости от грунта воспользуйтесь таблицей:

Для противодействия силам пучения необходимо заглублять основание ниже точки промерзания на 15-20 см.

На примере рассмотрим расчет предполагаемой высоты основания, при условии, что глубина промерзания грунта в регионе – 1,5 м; предполагаемая высота цоколя – 0,5 м.

Вычисления высоты основания выглядят следующим образом: 1,5+ 0,5+20 см (рекомендованная глубина закладки ниже точки промерзания) = 2,2 м.

Расчет ширины «подошвы» ленточного фундамента

Вычисление данного параметра зависит от используемого в строительстве «коробки» материала, длины и толщины несущих стен. Упрощенный вариант расчета ширины ленты – использование усредненных данных, приведенных в таблице ниже:

Для более точных вычислений ширины «подошвы» ленты можно воспользоваться формулой:

Где:

  • 1.3 – коэффициент запаса по нагрузке;
  • Р – полная масса постройки с фундаментом в кг;
  • L – длина фундаментной ленты в см;
  • Ro – удельное сопротивление грунта.

Зная параметры ленты можно легко посчитать объем ленточного основания. Делается это следующим образом: необходимо перемножить длину ленты на ее ширину и высоту.

Следует понимать, что конструкция фундамента может не иметь постоянного сечения. В некоторых случаях сечение ленточного фундамента может быть выполнено в форме параллелепипеда с наклонной наружной поверхностью для лучшего сопротивления силам пучения. Т-образная форма сечения с расширенной «подошвой» (лента с расширенным основанием) возводится в целях экономии материала.

Для определения массы опорной конструкции нужно объем ленты умножить на ее удельный вес, учитывая использованные для его возведения материалы.

Расчет нагрузки на грунт

Как рассчитать ленточный фундамент на нагрузку, создаваемую сооружением на почву? Сделать это несложно: нужно разделить полную массу сооружения (вес дома, наполнения постройки, снеговую нагрузку) на площадь основания в см 2 .

Чтобы найти площадь опорной конструкции нужно ее длину умножить на ширину.

Полученные данные сравниваем с удельным сопротивлением грунта R кг/см², на котором планируется возведение постройки.

Тип грунтаСопротивление грунта (R кг/см²)
Глинистая почва4.5
Глинистая почва с гравием4.0
Почва с песком крупной фракции6.0
Грунт с песком средней фракции5.0
Почва с речным песком мелкой фракции4.0
Суглинистые почвы3,5
Глина6.0
Насыпной утрамбованный грунт1.5

Пример расчета фундамента по несущей способности

Допустим, что полная масса сооружения (стены, крыша, фундамент, наполнение) с учетом снеговой и ветровой нагрузки составляет 400 тыс. кг. Площадь основания составляет 100 тыс. см 2 (длина ленты 4 тыс. см; ширина – 25 см.) Для получения данных об удельной нагрузке строения на см 2 грунта нужно разделить полную массу дома на площадь основания. 400000 кг/100000 см 2 =4.

Определяем по таблице тип грунта, на котором предполагается строительство, для получения данных о его несущей способности. Далее все просто: сравниваем расчетный показатель и несущую способность грунта. Необходимо, чтобы было выполнено условие: P≤ Ro где Р – полная масса сооружения, Ro – удельное сопротивление почвы. Если данные в таблице больше или равны расчетным, то необходимости вносить корректировки нет.

Если условие не выполнено, то для корректировки ширина подошвы увеличивается на 10 см и расчеты массогабаритных показателей фундамента повторяются. Так делается до того момента, пока условие P≤ Ro не будет выполнено.

Расчет материалов

Для того чтобы точно знать, сколько потребуется бетонной смеси при возведении основания дома нужно вычислить объем фундаментной ленты. Как рассчитать кубатуру ленточного фундамента? Нужно перемножить полученные в ходе вычислений показатели фундаментной ленты, а именно длину, ширину и высоту основания. Например: длина ленты – 40 м. ширина – 25 см, высота 2.2 м. Перемножив полученные данные, получаем значение 22 м 3 . При заказе бетона ориентируйтесь на данную цифру, плюс 10% запаса.

Для расчета заказа количества арматуры нужно знать:

  1. Минимально допустимый диаметр продольных стержней в зависимости площади сечения ленты.
  2. Количество армопоясов с минимально допустимым числом рядов продольных стержней.
  3. Диаметр поперечных стержней.
  4. Шаг поперечных стержней арматуры.
  5. Длина нахлеста стержней.
  6. Вес арматурного каркаса.

Все вычисления делаются на основании нормативных данных, приведенных в СП 52-101-2003. Для упрощения расчетов можно воспользоваться услугами онлайн-калькулятора.

Как правильно рассчитать ленточный фундамент – конкретный пример

Расчет ленточного фундамента состоит из двух основных этапов – сбора нагрузок и определения несущей способности грунта. Соотношение нагрузки на фундамент к несущей способности грунта определит требуемую ширину ленты.

Толщина стеновой части принимается в зависимости от конструктива наружных стен. Армирование обычно назначается конструктивно (от четырех стержней Ф10мм для одноэтажных газоблочных/каркасных и до шести продольных стержней Ф12мм для кирпичных зданий в два этажа с мансардой). Расчет диаметров и количества арматурных стержней выполняется только для сложных геологических условий.

Абсолютное большинство он-лайновых калькуляторов фундаментов позволяют всего лишь определить требуемое количество бетона, арматуры и опалубки при заранее известных габаритных параметрах фундамента. Немногие калькуляторы могут похвастаться сбором нагрузок и/или определением несущей способности грунта. К сожалению, алгоритмы работы таких калькуляторов не всегда известны, а интерфейсы зачастую непонятны.

Точный результат можно получить с помощью методики расчёта, изложенный в строительных нормах и правилах. Например, СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия», СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений». С помощью первого документа будем собирать нагрузки, второго – определять несущую способность грунта. Эти своды правил представляют собой актуализированные (обновленные) редакции старых советских СНиПов.

Сбор нагрузок

Сбор нагрузок осуществляется суммированием их каждого вида (постоянные, длительные, кратковременные) с умножением на грузовую площадь. При этом учитываются коэффициенты надежности по нагрузке.

Значения коэффициентов надежности по нагрузке согласно СП 20.13330.2011.

Нормативные значения полезных нагрузок в зависимости от назначения помещения согласно СП 20.13330.2011.

К постоянным нагрузкам относят собственный вес конструкций. К длительным – вес не несущих перегородок (применительно к частному строительству). Кратковременными нагрузками является мебель, люди, снег. Ветровыми нагрузками можно пренебречь, если речь не идет о строительстве высокого дома с узкими габаритами в плане. Разделение нагрузок на постоянные/временные необходимо для работы с сочетаниями, которыми для простых частных строений можно пренебречь, суммируя все нагрузки без понижающих коэффициентов сочетания.

По своей сути сбор нагрузок представляет собой ряд арифметических действий. Габариты конструкций умножаются на объемный вес (плотность), коэффициент надежности по нагрузке. Равномерно распределенные нагрузки (полезная, снеговая, вес горизонтальных конструкций) формируют опорные реакции на нижележащих конструкциях пропорционально грузовой площади.

Сбор нагрузок разберем на примере частного дома 10х10, один этаж с мансардой, стены из газоблока D400 толщиной 400мм, кровля симметричная двускатная, перекрытие из сборных железобетонных плит.

Схема грузовых площадей для несущих стен в уровне перекрытия первого этажа (в плане.

Схема грузовых площадей для несущих стен в уровне кровли (в разрезе.

Некоторую сложность представляет собой сбор снеговой нагрузки. Даже для простой кровли согласно СП 20.13330.2011 следует рассматривать три варианта загружения:

Схема снеговых нагрузок на кровлю.

Вариант 1 рассматривает равномерное выпадение снега, вариант 2 – не симметричное, вариант 3 – образование снегового мешка. Для упрощения расчёта и для формирования некоторого запаса несущей способности фундаментов (особенно он необходим для примерного расчёта) можно принять максимальный коэффициент 1,4 для всей кровли.

Конечным результатом для сбора нагрузок на ленточный фундамент должна быть линейно распределенная (погонная вдоль стен) нагрузка, действующая в уровне подошвы фундамента на грунт.

Таблица сбора равномерно распределенных нагрузок

Наименование нагрузкиНормативное значение, кг/м2Коэффициент надежности по нагрузкеРасчётное значение нагрузки, кг/м2
Собственный вес плит перекрытия2751,05290
Собственный вес напольного покрытия1001,2120
Собственный вес гипсокартонных перегородок501,365
Полезная нагрузка2001,2240
Собственный вес стропил и кровли1501,1165
Снеговая нагрузка100*1,4 (мешок)1,4196

Всего: 1076 кг/м2

Нормативное значение снеговой нагрузки зависит от региона строительства. Его можно определить по приложению «Ж» СП 20.13330.2011. Собственные веса кровли, стропил, напольного перекрытия и перегородок взяты ориентировочно, для примера. Эти значения должны определяться непосредственным вычислением веса того или иного конструктива, или приближенным определением по справочной литературе (или в любой поисковой системе по запросу «собственный вес ххх», где ххх – наименование материала/конструкции).

Рассмотрим стену по оси «Б». Ширина грузовой площади составляет 5200мм, то есть 5,2м. Умножаем 1076кг/м2*5,2м=5595кг/м.

Но это ещё не вся нагрузка. Нужно добавить собственный вес стены (надземной и подземной части), подошвы фундамента (ориентировочно можно принять её ширину 60см) и вес грунта на обрезах фундамента.

Для примера возьмем высоту подземной части стены из бетона в 1м, толщина 0,4м. Объемный вес неармированного бетона 2400кг/м3, коэффициент надежности по нагрузке 1,1: 0,4м*2400кг/м3*1м*1,1=1056кг/м.

Верхнюю часть стены примем в примере равной 2,7м из газобетона D400 (400кг/м3) той же толщины: 0,4м*400кг/м3*2,7м*1,1=475кг/м.

Ширина подошвы условно принята 600мм, за вычетом стены в 400мм получаем свесы общей суммой 200мм. Плотность грунта обратной засыпки принимается равной 1650кг/м3 при коэффициенте 1,15 (высота толща определится как 1м подземной части стены минус толщина конструкции пола первого этажа, пусть будет в итоге 0,8м): 0,2м**1650кг/м3*0,8м*1,15=304кг/м.

Осталось определить вес самой подошвы при её обычной высоте (толщине) в 300мм и весе армированного бетона 2500кг/м3: 0,3м*0,6м*2500кг/м3*1,1=495кг/м.

Суммируем все эти нагрузки: 5595+1056+475+304+495=7925кг/м.

Более подробная информация о нагрузках, коэффициентах и других тонкостях изложена в СП 20.13330.2011.

Расчёт несущей способности грунта

Для расчёта несущей способности грунта понадобятся физико-механические характеристики инженерно-геологических элементов (ИГЭ), формирующих грунтовый массив участка строительства. Эти данные берутся из отчета об инженерно-геологических изысканиях. Оплата такого отчёта зачастую окупается сторицей, особенно это касается неблагоприятных грунтовых условий.

Среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчётное сопротивление основания, определяемого по формуле:

Формула определения расчетного сопротивления грунта основания.

Для этой формулы существует ряд ограничений по глубине заложения фундаментов, их размеров и т.д. Более подробная информация изложена в разделе 5 СП 22.13330.2011. Ещё раз подчеркнем, что для применения данной расчётной методики необходим отчет об инженерно-геологических изысканиях.

В остальных случаях с некоторой степенью приближенности можно воспользоваться усредненными значениями в зависимости от типов ИГЭ (супеси, суглинки, глины и т.п.), приведенными в СП 22.133330.2011:

Расчетные сопротивления крупнообломочных грунтов.

Расчетные сопротивления песчаных грунтов.

Расчетные сопротивления глинистых грунтов.

Расчетные сопротивления суглинистых грунтов.

Расчетные сопротивления заторфованных песков.

Расчетные сопротивления элювиальных крупнообломочных грунтов.

Расчетные сопротивления элювиальных песков.

Расчетные сопротивления элювиальных глинистых грунтов.

Расчетные сопротивления насыпных грунтов.

В рамках примера зададимся суглинистым грунтом с коэффициентом пористости 0,7 при значении числа пластичности 0,5 – при интерполяции это даст значение R=215кПа или 2,15кг/см2. Самостоятельно определить пористость и число пластичности очень сложно, для приблизительной оценки стоит оплатить взятие хотя бы одного образца грунта со дна траншеи специалистом лаборатории, выполняющей изыскания. В общем и целом для суглинистых грунтов (самый распространенный тип) чем выше влажность, тем выше значение числа пластичности. Чем легче грунт уплотняется, тем выше коэффициент пористости.

Определение требуемой ширины подошвы («подушки») ленточного фундамента

Требуемая ширина подошвы определяется отношением расчетного сопротивления основания к линейно распределенной нагрузке.

Ранее мы определили погонную нагрузку, действующую в уровне подошвы фундамента – 7925кг/м. Принятое сопротивление грунта у нас составило 2,15кг/см2. Приведём нагрузку в те же единицы измерения (метры в сантиметры): 7925кг/м=79,25кг/см.

Ширина подошвы ленточного фундамента составит: (79,25кг/см) / (2,15 кг/см2)=36,86см.

Ширину фундамента обычно принимают кратной 10см, то есть округляем в большую сторону до 40см. Полученная ширина фундамента характерна для легких домов, возводимых на достаточно плотных суглинистых грунтах. Однако по конструктивным соображениям в некоторых случаях фундамент делают шире. Например, стена будет облицовываться фасадным кирпичом с утеплением толщиной 50мм. Требуемая толщина цокольной части стены составит 40см газобетона + 12см облицовки + 5см утеплителя = 57см. Газобетонную кладку на 3-5см можно «свесить» по внутренней грани стены, что позволит уменьшить толщину цокольной части стены. Ширина подошвы должна быть не менее этой толщины.

Осадка фундамента

Ещё одной жестко нормируемой величиной при расчёте ленточного фундамента является его осадка. Её определяют методом элементарного суммирования, для которого вновь понадобятся данные из отчета об инженерно-геологических изысканиях.

Формула определения средней величины осадки по схеме линейно-деформируемого слоя (приложение Г СП 22.13330.2011).

Схема применения методики линейно-деформируемого слоя.

Исходя из опыта строительства и проектирования известно, что для инженерно-геологических условий, характерных отсутствием грунтов с модулем деформации менее 10МПа, слабых подстилающих слоев, макропористых ИГЭ, ряда специфичных грунтов, то есть при относительно благоприятных условиях расчёт осадки не приводит к необходимости увеличения ширины подошвы фундамента после расчёта по несущей способности. Запас по расчётной осадке по отношению к максимально допустимой обычно получается в несколько раз. Для более сложных геологических условий расчёт и проектирование фундаментов должен выполняться квалифицированным специалистом после проведения инженерных изысканий.

Заключение

Расчёт ленточного фундамента выполняется согласно действующим строительным нормам и правилам, в первую очередь СП 22.13330.2011. Точный расчёт фундамента по несущей способности и его осадки невозможен без отчета об инженерно-геологических изысканиях.

Приближенным образом требуемая ширина ленточного фундамента может быть определена на основании усредненных показателей несущей способности тех или иных видов грунтов, приведенных в СП 22.13330.2011. Расчёт осадки обычно не показателен для простых, однородных геологических условий в рамках «частного» строительства (легких строений малой этажности).

Принятие решения о самостоятельном, приближенном, неквалифицированном расчёте ширины подошвы ленточного фундамента владельцем будущего строения неоспоримым образом возлагает всю возможную ответственность на него же.

Целесообразность применения он-лайн калькуляторов вызывает обоснованные сомнения. Правильный результат можно получить, используя методики расчёта, приведенные в нормах и справочной литературе. Готовые калькуляторы лучше применять для подсчета требуемого количества материалов, а не для определения ширины подошвы фундамента.

Точный расчет ленточного фундамент не так уж прост и требует наличия данных по грунтам, на которые он опирается, в виде отчета по инженерно-геологическим изысканиям. Заказ и оплата изысканий, а также кропотливый расчет окупятся сторицей правильно рассчитанным фундаментом, на который не будут потрачены лишние деньги, но который выдержит соответствующие нагрузки и не приведет к развитию недопустимых деформаций здания.

Пример сбора нагрузок на фундамент

На этапе планирования важным мероприятием является сбор нагрузок на фундамент. От точности произведенных измерений зависит надежность и долговечность как основания, так и всего сооружения. Все математические расчеты выполняются в четком соответствии с требованиями руководящих документов и нормативов. Для успешной реализации этого мероприятия нелишним будет предварительно изучить СНиПы и обратиться за советом к специалистам.

Необходимость проведения и его условия

Подсчет необходим для выявления создаваемой нагрузки на 1 кв.м. грунта в соответствии с допустимыми показателями.

Грамотный сбор нагрузок — залог надежности основания

Успешная реализация названного мероприятия предусматривает необходимый учет следующих параметров:

  • условия климата;
  • тип почвы и его особенности;
  • границы грунтовых вод;
  • конструктивные особенности здания и количество используемого материала;
  • планировку сооружения и вид кровельной системы.

С учетом всех перечисленных характеристик расчет основания и проверка соответствия выполняется после утверждения проекта сооружения.

Выполнение расчета

Для проведения правильного сбора нагрузки следует осуществить расчет веса каждого элемента конструкции и установить глубину размещения опорной конструкции.

Глубина размещения

Данный показатель строится на основании глубины промерзания почвы и ее структурного анализа. Для каждого региона исследуемое значение индивидуальное и складывается на основе многолетнего опыта метеорологов.

По общему принципу основание должно с запасом находиться глубже границ промерзания грунта, однако, из любого правила имеются некоторые исключения. Искомый показатель потребуется впоследствии для установления допустимой нагрузки и определения площади основания.

Для увеличения наглядности следует привести пример на основе ленточного типа. Будем определять глубину размещения фундамента для участка, расположенного в г. Смоленск и имеющего тип почвы – супесь. По первой таблице находим интересующий нас город и сличаем показатель.

Для названного населенного пункта он составляет 120 см. По второй таблице устанавливаем глубину размещения для требуемого вида почвы, этот показатель равен не менее ¾ расчетной глубины промерзания грунта, но не менее 0,7 м, таким образом, получаем значение в 80 см, удовлетворяющее всем заявленным условиям.

Кровельная нагрузка

Представленный вид нагрузки посредством стен сооружения, на которых размещается кровельная система, равномерно распределяется между сторонами основания. Для классической крыши, имеющей два ската, это две противоположные боковые стены. В варианте четырехскатной кровли вес распределяется на все четыре грани.

Требуемый показатель устанавливается по площади проекционных линий кровли, отнесенных к площади сторон основания, подверженных нагрузке, и умноженные на общую массу строительного материала, которую можно вычислить согласно приложенной таблице.

Пример:

  1. Площадь проекционных линий при размерах постройки 10×10 равняется 100 кв.м.
  2. При двухскатной крыше длина сторон основания высчитывается по количеству опорных стен, в нашем случае их 2, таким образом, получаем 10×2=20 м.
  3. Площадь сторон основания, подверженных нагрузке, при толщине фундамента в 0,5 м равняется 0,5х20 = 10 кв.м.
  4. Тип кровли – керамическая или цементно-песчаная черепица при уклоне в 45º, следовательно, нагрузка по приложенной таблице равняется 80 кг/ кв.м.
  5. Общая нагрузка крыши на основание – 100/10×80 = 800 кг/ кв.м.

Вычисление снеговой нагрузки

Снег создает давление на основание через крышу и опорные стены, в связи с этим расчет нагрузки, создаваемой снегом, включает в себя усилия кровли на фундамент. Единственное, что требуется дополнительно установить – площадь давления снега. Искомый показатель равняется площади обустроенной кровли.

Для получения итогового значения площадь кровли следует разделить на площадь опорных стен основания и помножить на средний показатель снеговой нагрузки, согласно таблице.

Пример:

  1. Длина ската кровли в 45º равна 10/2/0,525 = 9,52 м
  2. Площадь кровли равняется длине коньковой части, помноженной на длину ската (9,52х10) х 2 = 190,4 кв.м.
  3. Нагрузка снега для Смоленска составляет 126 кг/ кв.м. Помножаем данное значение на площадь кровли и делим на площадь нагруженных стен основания (190,4х126/10 = 2399,04 кг/кв.м.).

Определение нагрузок, создаваемых перекрытиями

Давление перекрытий осуществляется также как и у кровли на опорные стенки фундамента, в связи с этим расчет нагрузки ведется в прямой взаимосвязи с их площадью. Для определения нагрузки первым делом стоит вычислить площадь промежуточных элементов всех этажей с учетом половой плиты.

Площадь одного перекрытия помножается на общую массу материала, заложенного в ее основу, значение которого можно определить по таблице, и полученное значение делят на площадь нагруженных стенок основания.

Пример:

Площадь перекрытий каждого из этажей равна площади сооружения – 100 кв.м. В здании, для примера, пара перекрытий: одна – железобетонная, вторая – деревянная по металлическим (стальным) направляющим.

  1. Умножаем площадь каждого из перекрытий на их удельный вес. Получаем: 100 х 200 = 20000 кг и 100 х 500 = 50000 кг.
  2. Суммируем представленные показатели. вычисляем нагрузку на квадратный метр: (20000 + 50000) / 10 = 7000 кг/кв.м.

Вычисление нагрузок, создаваемых стенами

Представленный показатель для ленточного типа вычисляется как произведение общего объема стенных элементов и их общего веса, которые необходимо разделить на произведение длины сторон основания и его толщины.

  1. Площадь каждой из стен равна произведению высоты сооружения и периметра дома: 3 х (10 х 2 + 10 х 2) = 120 кв.м.
  2. Вычисляем их объем: произведение площади и толщины (120 х 0,5 = 60 м куб.).
  3. Определяем общий вес, отыскав произведение объема и массы материала, указанного в таблице: 60 х 1400 = 84 000 кг.
  4. Устанавливаем площадь опорных сторон, которая равна произведению периметра основания и его толщины: (10 х 2 + 10 х 2) х 0,5 = 20 кв.м.
  5. Нагрузка, создаваемая стенами: 84 000/20 = 4 200 кг/кв.м.

Промежуточные подсчеты нагрузки основания на грунт

Общий показатель нагрузки, создаваемой ленточной опорой на почву, высчитывается следующим образом: объем фундамента умножается на плотность материала, заложенного в его первооснову, и делится на квадратный метр площади основания. Объем при этом следует вычислять как произведение глубины размещения на толщину слоя опоры.

Как правило, на этапе предварительных вычислений последний показатель принимается, как толщина боковых стен.

  1. Площадь основания – 20 кв.м., глубина размещения – 80 см, объем основания 20 х 0,8 = 16 м куб.
  2. Вес основания, выполненного из железобетона, равен: 16 х 2500 = 40 000 кг.
  3. Общая нагрузка на грунт: 40 000/20 = 2 000 кг/ кв.м.

Определение удельной нагрузки на 1 кв.м. почвы

В завершение находим сумму всех выполненных результатов, не забывая вычислить допустимую нагрузку на фундамент. Вместе с этим стоит учитывать, что давление, создаваемое стенами с кровельной системой на опору, будет выше своих рядом расположенных собратьев.

Посмотрите видео, как провести полный расчет давления на основание дома.

Фиксированный показатель сопротивляемости почвы вычисляем по таблицам, указанных в СНиП 2.02.01-83 и описываемых правила изготовления фундаментов зданий и построек.

  1. Находим сумму масс, создаваемых всеми элементами сооружения, в том числе и основания: 800 + 2399,04 + 7 000 + 4 200 + 2 000 = 16 399,04 = 16,5 т/кв.м.
  2. Определяем показатель сопротивляемости почвы, для супесей с коэффициентом пористости 0,7 составляет 17,5 т/ кв.м.

Из полученных расчетов можно сделать вывод о том, что давление, создаваемое выбранной для примера постройкой, располагается в рамках допустимой границы.

Заключение

Как можно заметить из примера, выполнение расчетов нагрузки не такое уж сложное мероприятие. Для успешного его выполнения необходимо четко следовать требованиям нормативных документов и придерживаться определенного ряда правил.

Расчет ленточного фундамента своими руками: инструкция и примеры подсчетов нагрузок на основание

Растущая популярность ленточных фундаментов в строительстве индивидуальных и загородных домов объясняется их универсальностью. Они служат основанием под здания всевозможных конструкций, пригодны к использованию на различных почвах, а сделать их расчет самостоятельно под силу даже неспециалисту: для этого не потребуется ни виртуозных способностей, ни особых познаний в точных науках. Одним из способов, простым, хотя и несколько громоздким, является метод расчета по сопротивлению (несущей способности) грунтов. Он требует многих исходных данных; вам понадобится собрать значения всех нагрузок, действующих на основание, рассчитать, какой вес будет оказывать давление на 1 квадратный метр фундамента. После этого вы сможете подобрать оптимальную ширину подошвы фундаментной ленты.

Сегодня значительно упростить подсчеты можно при помощи так называемых онлайн калькуляторов, которые позволяют довольно точно вычислить количество необходимых для работ строительных материалов. С примером работы можно ознакомиться ниже.

Методика подсчетов

Есть два способа, как можно произвести расчет ленточного фундамента своими руками, не пользуясь онлайн калькулятором:

  • первый, по сопротивлению, или несущей способности, грунтов;
  • второй, по деформации почв.

Проще и эффективнее в применении первый вариант. Рассмотрим его более детально.

Каждому известно, что строительство начинается с основания – фундамента, однако его проект создается в последнюю очередь. Назначение фундамента – перенести нагрузки от здания, однако сами нагрузки становятся известны только после того, как будут выбраны все строительные и декоративные материалы для возведения здания, а также подсчитаны их объемы. Поэтому прежде, чем производить расчеты основания из ленточного фундамента, требуется:

  1. Сделать подробный чертеж всего строения в плане.
  2. Определиться с наличием и габаритами подвального помещения.
  3. Подобрать высоту и материал изготовления цоколя.
  4. Решить, какой тип внешней отделки и внутренней, а также вид термо-, ветро- и гидроизоляции будут применяться, какими размерными характеристиками будут обладать эти материалы.

Нужно найти значения удельного веса всех материалов, использующихся в строительстве; для удобства можно составить таблицу. И только после этого переходить к расчету.

Различают два вида ленточных фундаментов: сборно-бетонный и монолитный. Сегодня намного реже встречаются бутобетонные и кирпичные ленты – их устройство весьма затратно в части материалов, а надежность невысока.

Расчет фундамента можно условно разделить на следующие этапы:

  1. Вычисление нагрузок, действующих на фундамент.
  2. Подбор характеристик фундаментной ленты.
  3. Корректировка расчета сообразно условиям.

Далее поговорим о каждом из этапов более подробно.

Сбор значений нагрузок на основание

Первый этап – суммирование масс строительных материалов, которые применяются в конструкции дома:

  • общая площадь несущих стен, а также перегородок, без учета проемов для окон и дверей;
  • перекрытий пола;
  • потолочного перекрытия и потолков;
  • стропильной системы, а также кровельных материалов;
  • внутренних элементов (лестницы и т.п.);
  • наружной отделки и изоляционных материалов;
  • ориентировочно – фундамента и цоколя;
  • строительного крепежа и метизов (гвозди, шпильки, саморезы и т.д.).

Следует подчеркнуть, что предварительно должен быть сделан план дома с максимально точными размерами. Чтобы рассчитать массу применяемого материала, необходимо вычислить площадь, для которой он будет использоваться, умножив на его удельный вес.

Чтобы рассчитать площадь элемента, имеющего форму прямоугольника, перемножьте длины его сторон. Если единица измерения метр, то получится м 2 . Переведите толщину материала также в метры, умножьте на полученную площадь и получите объем в кубических метрах. Поскольку удельный вес материалов по большей части дается в кг/м 3 , так будет удобнее работать. Умножив вычисленный объем на показатель удельного веса, вы определите массу материала для данного элемента.

Пример расчета массы стены

Приводим конкретный пример для наглядности. Нам требуется вычислить вес стены, высота которой 2,8 м и длина 4 м. Материалы, из которых состоит стена:

  1. Профилированный брус сосны 150х150 мм.
  2. Вагонка из древесины липы толщиной 14 мм для обшивки.
  3. Сосновый брусок 50х20 мм (обрешетка).

Удельный вес бруса сосны может варьироваться, поэтому принимаем 570 кг/м 3 ; удельный вес вагонки составляет 530 кг/м 3 и бруска, соответственно, 510 кг/м 3 .

Находим площадь поверхности стены:

2,8 м х 4 м = 11,2 м 2 .

11,2 м 2 х 0,15 м (выраженная в метрах толщина) = 1,68 м 3 – объем бруса для стены.

Умножаем полученный объем бруса на его удельный вес: 1,68 м 3 х 570 кг/м 3 = 957,6 кг – вес стены.

Таким же образом вычислим объем вагонки:

11,2 м 2 х 0,014 м = 0,16 м 3 .

И узнаем ее вес, умножив объем на значение удельного веса:

0,16 м 3 х 530 кг/м 3 = 84,6 кг.

Вес бруска для обрешетки считаем иначе. Допустим, мы будем крепить планки с шагом в 60 см, горизонтально. Значит, нам понадобится 5 4-х метровых планок. Итого 20 погонных метров. Находим объем материала:

20 м.п. х 0,05 м х 0,02 м = 0,02 м 3 .

Вес обрешетки из бруска: 0,02 м 3 х 510 кг/м 3 = 10,2 кг.

Суммируем полученные значения:

957,6 кг (брус) + 84,6 кг (вагонка) + 10,2 кг (обрешетка) = 1052,4 кг – масса стены.

Полагаем, что теперь принцип ясен. Однако, чтобы посчитать так каждую стену, потребуется немало времени. Поэтому дальше можно упростить: определить вес одного квадратного метра стены, потом вычислить общую площадь стен с тем же набором материалов и по этим данным рассчитать их общую массу.

В результате расчетов мы получили вес стены с площадью в 11,2 м 2 , равный 1052,4 кг. Следовательно, вес 1 м 2 будет: 1052,4 кг / 11,2 м 2 = 93,96 кг/м 3 . Предположим, площадь всех стен из бруса 150х150 мм, обшитых липовой вагонкой, составляет 42 м 2 . Тогда их общий вес: 42 м 2 х 93,96 кг/м 3 = 3946,32 кг.

Аналогичным способом вычислите массу всех вышеперечисленных конструкционных элементов. В случаях, когда элемент имеет сложную конфигурацию, для удобства расчетов ее можно разложить на простые геометрические составляющие. Остальные расчеты не должны вызвать больших сложностей.

Полезная нагрузка строения

Кроме материалов, из которых строится здание, постоянное давление на фундамент будут оказывать все предметы интерьера и технического оснащения, а также собственно жильцы, питомцы и гости. Просчитать все это заранее довольно трудно, поэтому при создании проекта принимают цифру 180 кг/м 2 . Умножив общую площадь всех этажей строения на эту константу, вы узнаете полезную нагрузку будущего дома.

А что со снеговой нагрузкой?

Климатические особенности большинства регионов требуют учитывать сезонные нагрузки от атмосферных осадков в осенне-зимний период. Значения таких нагрузок по регионам приведены в таблице.

На разных по форме крышах задерживается разное количество снега, поэтому при расчете ленточного фундамента применяется коэффициент, зависящий от угла наклона ската крыши.

  • 1 (цифра нагрузок соответствует указанной в таблице), если угол наклона находится в диапазоне от нуля до 25°;
  • 0 (без учета снеговой массы), если угол наклона равен 60° или больше.

Значения от нуля до 1 применяются согласно построенного графика, когда угол наклона ската крыши колеблется в пределах 25° – 60°.

Рассчитывается снеговая нагрузка следующим образом: находите свой регион, узнаете среднюю величину нагрузки, приходящейся на квадратный метр крыши, и определяете коэффициент. Затем умножаете на эти показатели общую площадь спроектированной кровли.

Например, региональная снеговая нагрузка – 180 кг/м 2 ; площадь условной кровли – 65 м 2 ; угол наклона ската — 30°, поэтому применяем коэффициент 0,82.

Снеговая нагрузка для проектируемого дома составит:

65 м 2 х 180 кг/м 2 х 0,82 = 9594 кг.

Плюсуем полученный результат к общей массе здания и полезной нагрузке.

Определение ширины подошвы ленточного фундамента

Поскольку длина фундамента нам уже известна (сумма длин несущих стен) – необходимо вычислить еще два параметра:

  1. Высоту (составляется из суммы показателей глубины заложения и высоты цоколя);
  2. Ширину.

Заглубленность, или глубина заложения ленточного фундамента, определяется типом грунта, находящегося под подошвой основания. Ниже приведена таблица с общими рекомендациями.

Принимаем условия, что при нашем климате почва на участке застройки промерзает на глубину порядка 1,4 м, а проектная высота цоколя равна 20-ти см. Согласно приведенным рекомендациям, фундамент заглубляется ниже уровня промерзания на 15 см.

Вычисляем общую высоту фундаментной ленты: 1,4 м + 0,2 м + 0,15 м = 1,75 м.

Далее рассчитываем ширину. Ширина зависит от материала для фундамента и расстояния между параллельными стенами здания. В таблице приводятся рекомендованные цифры.

Вычисление нагрузок

Теперь общую массу постройки делим на выражение площади фундамента, чтобы вычислить силу, с которой здание будет давить на основание.

Умножаем длину фундаментной ленты на определенную в предыдущем разделе ширину и получаем значение площади ленточного фундамента. Далее общую нагрузку делим на площадь основания, выраженную в квадратных сантиметрах, и узнаем удельную нагрузку, действующую на один квадратный сантиметр фундамента.

Нагрузка от здания – 408000 кг;

Площадь ленты фундамента – 132000 см 2 (ширина – 30 см, длина – 4400 см).

408000 кг / 132000 см 2 = 3,09 кг.

Грунт обладает способностью выдерживать некоторую нагрузку. Просчитанные значения этих нагрузок, определенные в результате геологических исследований, занесены в представленную таблицу.

Выбираем тип почвы на условной строительной площадке и смотрим, насколько его расчетное сопротивление соответствует вычисленной нами удельной нагрузке. Значение сопротивления грунта должно быть несколько больше цифры удельной нагрузки, в противном случае расчеты необходимо корректировать.

Корректировка подсчетов

Если нагрузка, которая передается через фундамент, превышает сопротивление грунта, можно действовать двумя способами:

  • Первый – заменить материалы для возведения дома на более легкие. Это нерациональный путь: требуется много времени на переделку проекта и всех расчетов.
  • Второй вариант – уменьшить удельную нагрузку за счет увеличения толщины фундаментной ленты.

Стоит отметить, что если ширина ленты больше 60-ти см, особенно с большим заглублением, то работы становятся невыгодными. В таком случае придется сравнить несколько типов фундаментов по стоимости.

Разумеется, изменение ширины ленты требует пересчета ее веса и соответствующей корректировки общего веса здания.

Расчет объема фундамента

Значение объема фундаментной ленты поможет определить количество бетона для его заливки. Перемножив известные исходные данные – высоту, длину и ширину ленты – вы получите кубатуру фундамента.

  • Длина ленты – 44 м.
  • Ширина ленты – 0,3 м (30 см).
  • Высота фундамента – 1,75 м.

Перемножив цифры: 44 м х 1,75 м х 0,3 м= 23,1 м 3 – получаем объем, или кубатуру, фундамента.

При заливке фактический расход может несколько превысить расчетную цифру, поэтому при заказе бетона берем 25 кубов как ориентировочное количество.

Расчет ленточного фундамента своими руками: инструкция и примеры подсчетов нагрузок на основание

Растущая популярность ленточных фундаментов в строительстве индивидуальных и загородных домов объясняется их универсальностью. Они служат основанием под здания всевозможных конструкций, пригодны к использованию на различных почвах, а сделать их расчет самостоятельно под силу даже неспециалисту: для этого не потребуется ни виртуозных способностей, ни особых познаний в точных науках. Одним из способов, простым, хотя и несколько громоздким, является метод расчета по сопротивлению (несущей способности) грунтов. Он требует многих исходных данных; вам понадобится собрать значения всех нагрузок, действующих на основание, рассчитать, какой вес будет оказывать давление на 1 квадратный метр фундамента. После этого вы сможете подобрать оптимальную ширину подошвы фундаментной ленты.

Сегодня значительно упростить подсчеты можно при помощи так называемых онлайн калькуляторов, которые позволяют довольно точно вычислить количество необходимых для работ строительных материалов. С примером работы можно ознакомиться ниже.

Методика подсчетов

Есть два способа, как можно произвести расчет ленточного фундамента своими руками, не пользуясь онлайн калькулятором:

  • первый, по сопротивлению, или несущей способности, грунтов;
  • второй, по деформации почв.

Проще и эффективнее в применении первый вариант. Рассмотрим его более детально.

Каждому известно, что строительство начинается с основания – фундамента, однако его проект создается в последнюю очередь. Назначение фундамента – перенести нагрузки от здания, однако сами нагрузки становятся известны только после того, как будут выбраны все строительные и декоративные материалы для возведения здания, а также подсчитаны их объемы. Поэтому прежде, чем производить расчеты основания из ленточного фундамента, требуется:

  1. Сделать подробный чертеж всего строения в плане.
  2. Определиться с наличием и габаритами подвального помещения.
  3. Подобрать высоту и материал изготовления цоколя.
  4. Решить, какой тип внешней отделки и внутренней, а также вид термо-, ветро- и гидроизоляции будут применяться, какими размерными характеристиками будут обладать эти материалы.

Нужно найти значения удельного веса всех материалов, использующихся в строительстве; для удобства можно составить таблицу. И только после этого переходить к расчету.

Различают два вида ленточных фундаментов: сборно-бетонный и монолитный. Сегодня намного реже встречаются бутобетонные и кирпичные ленты – их устройство весьма затратно в части материалов, а надежность невысока.

Расчет фундамента можно условно разделить на следующие этапы:

  1. Вычисление нагрузок, действующих на фундамент.
  2. Подбор характеристик фундаментной ленты.
  3. Корректировка расчета сообразно условиям.

Далее поговорим о каждом из этапов более подробно.

Сбор значений нагрузок на основание

Первый этап – суммирование масс строительных материалов, которые применяются в конструкции дома:

  • общая площадь несущих стен, а также перегородок, без учета проемов для окон и дверей;
  • перекрытий пола;
  • потолочного перекрытия и потолков;
  • стропильной системы, а также кровельных материалов;
  • внутренних элементов (лестницы и т.п.);
  • наружной отделки и изоляционных материалов;
  • ориентировочно – фундамента и цоколя;
  • строительного крепежа и метизов (гвозди, шпильки, саморезы и т.д.).

Следует подчеркнуть, что предварительно должен быть сделан план дома с максимально точными размерами. Чтобы рассчитать массу применяемого материала, необходимо вычислить площадь, для которой он будет использоваться, умножив на его удельный вес.

Чтобы рассчитать площадь элемента, имеющего форму прямоугольника, перемножьте длины его сторон. Если единица измерения метр, то получится м 2 . Переведите толщину материала также в метры, умножьте на полученную площадь и получите объем в кубических метрах. Поскольку удельный вес материалов по большей части дается в кг/м 3 , так будет удобнее работать. Умножив вычисленный объем на показатель удельного веса, вы определите массу материала для данного элемента.

Пример расчета массы стены

Приводим конкретный пример для наглядности. Нам требуется вычислить вес стены, высота которой 2,8 м и длина 4 м. Материалы, из которых состоит стена:

  1. Профилированный брус сосны 150х150 мм.
  2. Вагонка из древесины липы толщиной 14 мм для обшивки.
  3. Сосновый брусок 50х20 мм (обрешетка).

Удельный вес бруса сосны может варьироваться, поэтому принимаем 570 кг/м 3 ; удельный вес вагонки составляет 530 кг/м 3 и бруска, соответственно, 510 кг/м 3 .

Находим площадь поверхности стены:

2,8 м х 4 м = 11,2 м 2 .

11,2 м 2 х 0,15 м (выраженная в метрах толщина) = 1,68 м 3 – объем бруса для стены.

Умножаем полученный объем бруса на его удельный вес: 1,68 м 3 х 570 кг/м 3 = 957,6 кг – вес стены.

Таким же образом вычислим объем вагонки:

11,2 м 2 х 0,014 м = 0,16 м 3 .

И узнаем ее вес, умножив объем на значение удельного веса:

0,16 м 3 х 530 кг/м 3 = 84,6 кг.

Вес бруска для обрешетки считаем иначе. Допустим, мы будем крепить планки с шагом в 60 см, горизонтально. Значит, нам понадобится 5 4-х метровых планок. Итого 20 погонных метров. Находим объем материала:

20 м.п. х 0,05 м х 0,02 м = 0,02 м 3 .

Вес обрешетки из бруска: 0,02 м 3 х 510 кг/м 3 = 10,2 кг.

Суммируем полученные значения:

957,6 кг (брус) + 84,6 кг (вагонка) + 10,2 кг (обрешетка) = 1052,4 кг – масса стены.

Полагаем, что теперь принцип ясен. Однако, чтобы посчитать так каждую стену, потребуется немало времени. Поэтому дальше можно упростить: определить вес одного квадратного метра стены, потом вычислить общую площадь стен с тем же набором материалов и по этим данным рассчитать их общую массу.

В результате расчетов мы получили вес стены с площадью в 11,2 м 2 , равный 1052,4 кг. Следовательно, вес 1 м 2 будет: 1052,4 кг / 11,2 м 2 = 93,96 кг/м 3 . Предположим, площадь всех стен из бруса 150х150 мм, обшитых липовой вагонкой, составляет 42 м 2 . Тогда их общий вес: 42 м 2 х 93,96 кг/м 3 = 3946,32 кг.

Аналогичным способом вычислите массу всех вышеперечисленных конструкционных элементов. В случаях, когда элемент имеет сложную конфигурацию, для удобства расчетов ее можно разложить на простые геометрические составляющие. Остальные расчеты не должны вызвать больших сложностей.

Полезная нагрузка строения

Кроме материалов, из которых строится здание, постоянное давление на фундамент будут оказывать все предметы интерьера и технического оснащения, а также собственно жильцы, питомцы и гости. Просчитать все это заранее довольно трудно, поэтому при создании проекта принимают цифру 180 кг/м 2 . Умножив общую площадь всех этажей строения на эту константу, вы узнаете полезную нагрузку будущего дома.

А что со снеговой нагрузкой?

Климатические особенности большинства регионов требуют учитывать сезонные нагрузки от атмосферных осадков в осенне-зимний период. Значения таких нагрузок по регионам приведены в таблице.

На разных по форме крышах задерживается разное количество снега, поэтому при расчете ленточного фундамента применяется коэффициент, зависящий от угла наклона ската крыши.

  • 1 (цифра нагрузок соответствует указанной в таблице), если угол наклона находится в диапазоне от нуля до 25°;
  • 0 (без учета снеговой массы), если угол наклона равен 60° или больше.

Значения от нуля до 1 применяются согласно построенного графика, когда угол наклона ската крыши колеблется в пределах 25° – 60°.

Рассчитывается снеговая нагрузка следующим образом: находите свой регион, узнаете среднюю величину нагрузки, приходящейся на квадратный метр крыши, и определяете коэффициент. Затем умножаете на эти показатели общую площадь спроектированной кровли.

Например, региональная снеговая нагрузка – 180 кг/м 2 ; площадь условной кровли – 65 м 2 ; угол наклона ската — 30°, поэтому применяем коэффициент 0,82.

Снеговая нагрузка для проектируемого дома составит:

65 м 2 х 180 кг/м 2 х 0,82 = 9594 кг.

Плюсуем полученный результат к общей массе здания и полезной нагрузке.

Определение ширины подошвы ленточного фундамента

Поскольку длина фундамента нам уже известна (сумма длин несущих стен) – необходимо вычислить еще два параметра:

  1. Высоту (составляется из суммы показателей глубины заложения и высоты цоколя);
  2. Ширину.

Заглубленность, или глубина заложения ленточного фундамента, определяется типом грунта, находящегося под подошвой основания. Ниже приведена таблица с общими рекомендациями.

Принимаем условия, что при нашем климате почва на участке застройки промерзает на глубину порядка 1,4 м, а проектная высота цоколя равна 20-ти см. Согласно приведенным рекомендациям, фундамент заглубляется ниже уровня промерзания на 15 см.

Вычисляем общую высоту фундаментной ленты: 1,4 м + 0,2 м + 0,15 м = 1,75 м.

Далее рассчитываем ширину. Ширина зависит от материала для фундамента и расстояния между параллельными стенами здания. В таблице приводятся рекомендованные цифры.

Вычисление нагрузок

Теперь общую массу постройки делим на выражение площади фундамента, чтобы вычислить силу, с которой здание будет давить на основание.

Умножаем длину фундаментной ленты на определенную в предыдущем разделе ширину и получаем значение площади ленточного фундамента. Далее общую нагрузку делим на площадь основания, выраженную в квадратных сантиметрах, и узнаем удельную нагрузку, действующую на один квадратный сантиметр фундамента.

Нагрузка от здания – 408000 кг;

Площадь ленты фундамента – 132000 см 2 (ширина – 30 см, длина – 4400 см).

408000 кг / 132000 см 2 = 3,09 кг.

Грунт обладает способностью выдерживать некоторую нагрузку. Просчитанные значения этих нагрузок, определенные в результате геологических исследований, занесены в представленную таблицу.

Выбираем тип почвы на условной строительной площадке и смотрим, насколько его расчетное сопротивление соответствует вычисленной нами удельной нагрузке. Значение сопротивления грунта должно быть несколько больше цифры удельной нагрузки, в противном случае расчеты необходимо корректировать.

Корректировка подсчетов

Если нагрузка, которая передается через фундамент, превышает сопротивление грунта, можно действовать двумя способами:

  • Первый – заменить материалы для возведения дома на более легкие. Это нерациональный путь: требуется много времени на переделку проекта и всех расчетов.
  • Второй вариант – уменьшить удельную нагрузку за счет увеличения толщины фундаментной ленты.

Стоит отметить, что если ширина ленты больше 60-ти см, особенно с большим заглублением, то работы становятся невыгодными. В таком случае придется сравнить несколько типов фундаментов по стоимости.

Разумеется, изменение ширины ленты требует пересчета ее веса и соответствующей корректировки общего веса здания.

Расчет объема фундамента

Значение объема фундаментной ленты поможет определить количество бетона для его заливки. Перемножив известные исходные данные – высоту, длину и ширину ленты – вы получите кубатуру фундамента.

  • Длина ленты – 44 м.
  • Ширина ленты – 0,3 м (30 см).
  • Высота фундамента – 1,75 м.

Перемножив цифры: 44 м х 1,75 м х 0,3 м= 23,1 м 3 – получаем объем, или кубатуру, фундамента.

При заливке фактический расход может несколько превысить расчетную цифру, поэтому при заказе бетона берем 25 кубов как ориентировочное количество.

Читайте также:  Чертежи самодельного станка для производства шлакоблока своими руками
Ссылка на основную публикацию