Сбор нагрузок на фундамент или сколько весит мой дом

Ошибки при строительстве фундаментов

Допущенные ошибки при строительстве могут привести к полному разрушению здания. Для тех, кто хочет самостоятельно укреплять фундамент, стремится сэкономить или хочет нанять бригаду специалистов, при этом ничего не понимая в строительстве, далее будут перечислены наиболее частые ошибки при заливке основания.

Выбирая строительство по типовому проекту, заказчик обычно экономит время и деньги на разработке уникальных чертежей. Но при этом учитывайте, что там нет данных о типе грунта, его промерзании, горизонте залегания грунтовых вод. Все показатели напрямую относятся к глубине установки основной конструкции, что необходимо просчитать сразу. Это первая технически возможная ошибка, также возможны следующие неудачные идеи при постройке:

• Экономия на материале. Обычно приводит к быстрому появлению трещин, впоследствии чего начнёт осыпаться весь фундамент. Дешёвая марка бетона для фундамента двухэтажного дома не подходит, поскольку основание, выполненное из него, обвалившись, влечёт за собой разрушение стен и всего строения.
• Кладка стен и установка любых несущих конструкций раньше чем через 4 недели после заливки основы. Не дождавшись полного схватывания бетона, строительство всей коробки дома происходит на подвижном основании, что в итоге приводит к его разрушению буквально сразу после окончания строительства.

• Закладывать бетонную ленту по всему периметру одинаковой ширины и толщины без учёта внутренних особенностей дома. Это создаёт неравномерную нагрузку, а соответственно и разную усадку в различных точках постройки. Толщина в каждой конкретной точке должна высчитываться в зависимости от толщины стен, их расположения и назначения в несущей конструкции.

• Использование для опалубки щитов из неподогнанных досок приводит к тому, что сквозь щели вытекает жидкость из бетона. Впоследствии это приводит к расслоению бетона, уменьшению его прочности и дальнейшему разрушению дома.
• Замена заводской заливки замесом вручную растягивает время и само полотно становится неоднородным. Крепкий фундамент требует одномоментной заливки, что обеспечивает его гомогенность и повышает крепость. Возникновение воздушных пустот, которые приводит к разрушению фундамента происходит за счёт плохой трамбовки бетонной смеси.
• Арматура и сваи являются несущим каркасом для фундамента, поэтому её толщина, марка и металл должны выбираться в соответствии с требованиями архитектурного проекта, без экономии.

Частой ошибкой в строительстве является небрежное отношение ко времени года и климатическим условиям. В зимнее время обязательно необходимо использовать специализированные пластификаторы (антиморозные), а летом накрывать бетон полиэтиленом и смачивать водой дважды в сутки, чтобы сохранить прочность материала.

Работы в строительстве можно выполнить самостоятельно, для сложных задач, профессионального замеса раствора и расчётов следует обратиться к профессионалам. Основа должна быть выполнена из самых качественных материалов, в необходимых количествах

Экономия возможна в отделке или дизайне, а чтобы дом не разрушился, установке фундамента необходимо уделить максимальное внимание

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

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.

Осадка фундаментной основы

Одним из наиболее распространённых дефектов фундаментной основы является её проседание. Подобный дефект не имеет чётких закономерностей и может проявиться неожиданно.

В результате этого строительное сооружение начинает разрушаться, на стенах могут появиться трещины.

При морозном пучении почва опускается, и основание может просесть. Осадка происходит при вертикальном смещении фундамента.

Причиной её возникновения могут быть:

• Некачественная закладка основания;
• Желание сэкономить денежные средства;
• Использование некачественных строительных материалов.

Для того, чтобы остановить осадку фундаментной основы необходимо:

• Нанести защитное покрытие на поверхность фундамента для исключения воздействия влаги;
• Обустроить вентиляционную систему, способствующую самостоятельному испарению жидкости;
• Изготовить отмостку в наклонной плоскости фундамента;
• Установить систему, позволяющую осуществлять качественный слив воды с крыши строительного сооружения.

Расскажите об этой статье друзьям в соц. сетях!

Расчет веса будущего дома

Расчет нагрузки на фундамент можно провести при помощи данных таблицы 1.

На примере одноэтажного дома (5х8 м, высота потолка — 3 м) расчитаем степень возможных нагрузок на фундамент.

Таблица расчета нагрузки на фундамент.

Получим: длина стен равна 13 м (5+8). К этому показателю прибавим длину внутренней стены (5 м) и получим 18 м. Для расчета площади перемножим полученный показатель на высоту потолков: S=18х3=54 м2.

Далее предстоит вычислить S цокольного перекрытия. Для этого перемножим ширину и длину дома (5х8=40 м2). Идентичную площадь будет иметь и чердачное перекрытие.

Вычисляем S кровли. Для этого умножаем длину листа на его ширину. Так, если лист кровельного покрытия имеет размеры 6х2 м (или 12 м2), для покрытия крыши понадобится 8 листов. Следовательно, площадь покрытия будет равна 96 м2 (или 12х8).

Для определения площади лицевой стороны крыши пригодится формула из школьной программы: S=½*а*h (а — ширина, h — высота крыши). Если ширина крыши 5 м, а высота 3 м, то площадь лицевой части крыши с каждой стороны равна 15 м2.

Теперь, имея все необходимые показатели, рассчитать приблизительный диапазон массы конструкции можно, опираясь на данные, которые отражает таблица. Рекомендуется проводить расчеты с запасом.

Вычисление площади и веса фундамента

Таблица расчета размеров фундамента.

Для того чтобы верно рассчитать все показатели фундамента под дом, необходимо учитывать возможную деформацию почвы и несущую способность грунта на месте строительства. Для проведения точных измерений понадобится изучение не только свойств строительного материала, но и почвы, на которой будет размещено здание.

Вот почему так важно при проектировании здания учитывать и свойства грунта, на котором будет располагаться конструкция. Дело в том, что почва может просто не выдержать суммарную нагрузку строения, в результате либо перекосится все здание, либо оно деформируется

Рассмотрим пример расчета для одноэтажного здания (стены 5 и 8 м) с ленточным фундаментом (он считается наиболее тяжелым).

Итак, длина всей ленты составит 31 м (сумма всех внешних стен + внутренняя 5 м), а высота основы — 2 м (цоколь 0,5 м и 1,5 м вглубь грунта). Для получения данных по объему перемножаем длину на ширину и на высоту. Получим 0,5х2х31=31 м3. По данным таблицы можно рассчитать вес железобетонного фундамента: 2400 кг/м3*31 м3 = 74,4 т. При этом опорная площадь составит 0,5 м *31 м = 15500 см2. Далее вес фундамента прибавляют к весу конструкции дома и полученный показатель делят на опорную площадь.

Расчет сопротивления грунта вычисляется в кг/см2. В таблице 2 представлен перечень грунтов с допустимыми показателями. Если по расчетам, проведенным вами, нагрузка превышает показатели в таблице, рекомендуется изменить размеры фундамента, чтобы увеличить опорную площадь. Не забудьте пересчитать все показатели, ведь изменение размеров фундамента повлечет за собой изменение нагрузки в целом.

Расчёт фундамента

Расчёты производятся по определённым формулам, учитывается материал и особенности дома, а также ряд геодезических факторов. Размеры фундамента для дома из кирпича, шлакоблока или бетона будут отличаться, поскольку массы материалов различны и оказывают разное давление на грунт.

Для расчета площади основания нужно знать общую массу дома. В таблице удельный вес строительных материалов

Простое вычисление

Без учёта дополнительных индивидуальных особенностей глубина установки фундамента может быть вычислена по стандартной формуле, где 0,8 метра необходимо умножить на количество предполагаемых этажей — итого 1,6 метра.

Толщина фундамента в классическом варианте равняется предполагаемой толщине несущих стен плюс 15 см. Однако стоит знать некоторые параметры, которые могут менять этот показатель:

• рыхлость почвы;
• площадь подошвы;
• общая масса конструкции.

Толщина фундамента в зависимости от грунта и этажности

Точное вычисление

Для более точного расчёта его глубины необходимо знать:

• Вид грунта (песчаный, глина, супесь).

• Точка промерзания почвы. Её необходимо знать, чтобы глубокое промерзание рыхлой и наполненной влагой почвы не разрушило основание. Однако, если здание строится на довольно сухих землях или слабопучнистых, этот показатель не имеет значения.

• Высота водоносных слоёв. В ситуации близкого расположения водоносного слоя его глубина должна быть минимальной, с целью гидроизоляции.
• Проживание в доме.

За основу берётся глубина промерзания грунта вашей зоны. К этому значению нужно добавить 150 мм, если дом будет деревянный или 350 мм, когда кирпичный.

Вычислим для начала глубину одноэтажного дома. Берём глубину промерзания в московской области с грунтом мелкий песок. Она составляет 1,34 м. Дом будет кирпичный, следовательно добавляем ещё 35 см и получаем 1,69 м.

Существует зависимость глубины фундамента и температуры в помещении. Эта зависимость выражена в коэффициентах и приведена в таблице. По ней чем выше температура в доме тем менее глубокий нужно делать.

Зависимость температуры в помещении и глубины устройства фундамента

У нас будет пол на лагах по грунту с температурой не ниже 20. Отсюда получается 1,69*0,6≈1 метр. Достаточно фундамент заглубить на 1 метр.

Теперь для двухэтажного. Масса дома будет почти в 2 раза больше, поэтому он должен быть прочней. По правилу, написанному выше, заглубление должно быть равно 1,6 метра. А это ниже точки промерзания, что вполне устраивает.

Как рассчитать размер подошвы фундамента?

Чтобы и размеры его подошвы, необходимо произвести ряд несложных шагов. Первое, что нужно сделать, – это определиться с местом расположения будущего дома

В данном случае важно знать тип грунта, на котором будет строиться фундамент постройки

Если работу будет проводить специалист, то сначала им будут взяты пробы с различных уровней почвы, чтобы позже в научно-экспериментальных условиях определить ее свойства. В дальнейшем, используя специальную таблицу максимальной нагрузки и полученные данные по свойствам и характеристикам грунта, очень просто вычислить уровень самой большой нагрузки на почву и рассчитать . Таблицу сопротивления грунта можно легко и быстро найти в интернете.

Расчет размеров подошвы фундамента производится по нижеприведенной формуле.

• Sф =1,1 х (Мд : Рг);
• Sф – площадь подошвы фундамента;
• Мд – приблизительная масса будущей постройки;
• Рг – сопротивление грунта (информацию берем из таблицы);
• 1,1 – это типичный коэффициент надежности для малоэтажных построек.

Средние расчетные сопротивления грунтов.

За долгие годы мировой строительной практики было выявлено, что для увеличения прочности фундамента необходимо увеличивать ширину его подошвы. должна обладать половиной его ширины, а ширина подошвы должна быть больше толщины стены фундамента как минимум на 200 мм.

Сооружение хорошего и нуждается в специальной укладке

Очень важно, чтобы подошва располагалась гораздо ниже глубины промерзания. Это условие необходимо выполнять с той целью, чтобы в дальнейшем уберечь постройку от подвижек на илистом грунте

Для максимально точного определения параметров фундамента следует учесть огромное количество факторов, самые важные из которых:

• состояние и тип грунта;
• проект здания;
• марка бетона;
• количество используемой арматуры.

Постройка дома начинается с фундамента, именно поэтому очень важно понимать всю степень ответственности и важности правильности предварительных расчетов и замеров. Советуем предоставить это дело профессионалам, чтобы впоследствии избежать таких неприятностей, как оседание и растрескивание основы

Правильные помогут этого избежать.

Перед началом сооружения подошвы фундамента следует определиться с инструментами и материалами, которые будут применяться. К самым важным и необходимым предметам, которые обязательно пригодятся для сооружения подошвы фундамента, относятся:

Схема обратной засыпки кирпичного фундамента.

• лопата – для раскопки траншеи;
• штыковая лопата – для работы с арматурными прутьми;
• арматура или проволока;
• крючок (инструмент для вязки арматуры);
• молоток;
• гвозди;
• деревянные балки;
• нивелир или гидроуровень;
• 2 капроновых шнурка;
• бетон;
• доски с сечением 5×30 см;
• вешки.

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.

Рекомендации

Достаточно часто для строительства домов, бань, саун или бассейнов несложной архитектуры можно использовать разные типы фундамента. Прежде чем утверждать проект, можно провести предварительную калькуляцию стоимости фундаментов разных типов. Для этого следует сделать расчет количества блоков, расчет кирпича на цоколь, расчет бетона, арматуры, готовых железо-бетонных свай. Зная стоимость каждого вида материалов и их расход, нужно провести сравнительный анализ и выбрать наиболее экономичный вариант. При этом состояние грунта и архитектура здания должны позволить использовать выбранный тип фундамента.