Приклад розрахунку монолітного стрічкового фундаменту

Перед тим як зводити будівлю, спочатку потрібно провести всі необхідні розрахунки. Особливо важливо це зробити для фундаменту, тому що при неправильному підході він просто не витримає навантаження, і всі зусилля будуть марними, а витрати марними. При розрахунках потрібно підрахувати масу будинку з покрівлею і перекриттями, потім масу фундаменту і площа його опори.

При правильному підході до процесу розрахунку стрічкового фундаменту на ньому можна побудувати практично будь-який будинок. Також потрібно памятати, що підсумкова витривалість і підсумкова навантаження не повинні збігатися, більш того - витривалість повинна бути мінімум в 1,5 рази більше, ніж майбутні навантаження, щоб витримати навіть непередбачені обставини, будь то сейсмічна активність, пученіє або нерівномірне просідання грунту.

На основі у вигляді монолітного стрічкового фундаменту (Стрічки) можна будувати майже будь-який будинок, тому потрібно заздалегідь знати всі можливі варіанти.

Які стіни і як рахуються?

Загальний розрахунок всіх стін будинку проводиться досить просто, але для точного будуть потрібні вже не приблизні дані, а максимально точні - особливо добре це можна побачити на цегляній кладці.

Цегла - один з найдавніших будівельних матеріалів, який з часом не просто не втратив актуальність, а й до кінця 20 століття в багатьох південних областях залишався елітним будматеріалом. Висока маса цегли (200-270 кг / м ) обумовлюється матеріалом, з якого він виробляється. Цегляні стіни являють собою золоту середину між деревяними стінами і монолітами, зберігши в собі їх кращі риси: високу міцність, відмінну теплоізоляцію, простоту в роботі.

На другому місці за популярністю знаходяться брус і колоди. Маса у них (70-100 кг / м ) значно нижче цегляної, але і міцність не такі. Саме деревяні стіни завжди вважалися (і донині вважаються) еталоном теплоізоляції, але те, що вони гниють згодом, - єдиний фактичний мінус. Брус поступається колодах за всіма показниками, крім зовнішнього вигляду і можливості попадання паразитів, тому користується трохи меншою популярністю.

Залізобетонні стіни - це сучасне рішення, яке дозволяє дуже швидко зводити досить міцні будівлі. Єдиний дійсно серйозний мінус залізобетону - це його маса 300-350 кг / м . Але цей недолік компенсується тим, що при заливці йде формування лише скелета будівлі, а стіни і простінки виготовляються з пеноматериалов (газобетон, пінобетон, шлакобетон).

Ну і найрідше можна зустріти каркасні будинки (30-50 кг / м ), тому що вони не володіють необхідними характеристиками міцності, а разом з тим не зможуть захистити в розпал літа і зими від перепадів температур. Використовуються вони в теплих спокійних місцевостях, де немає сенсу будувати більш дорогий будинок.

Всі зазначені параметри маси виходять з розрахунку товщини стіни 0,15 м. Отже, при збільшенні товщини стінки потрібно в відповідну кількість разів підвищувати і масу.

На що спиратися при розрахунку маси перекриттів?

Існує всього 2 види перекриттів - цокольні і міжповерхові, але при цьому кожне з них ділиться на 4 підвиди, іноді перетинаються між собою.

Цокольні перекриття:

Залізобетонні плити найчастіше можна побачити на стрічках. Для цього є 1 серйозна причина - на установку плити йде 8-15 хвилин, це дуже швидко. Їх висока маса (400 кг / м ) обумовлюється внутрішньою будовою, але при цьому якість їх виконання досить висока. Між поверхами такі плити не вкладаються в звязку з тим, що передбачені для екстремальних умов, тому їх ціна досить висока. Встановлюються виключно за допомогою автокрана.

Монолітні залізобетонні перекриття - це найважчий варіант (500 кг / м ). Виготовити такий моноліт можна не менше ніж за 1 місяць, якщо працювати в команді. Дорожнеча і тривалість процесу компенсуються високою довговічністю, ідеальними ізоляційними параметрами і при цьому дуже великою витривалістю до всіх можливих наслідків.

Деревяні перекриття з легким утеплювачем мають досить низькою масою (100-150 кг / м ), але при цьому використовувати їх навіть в середніх широтах Росії неприпустимо. Через невеликої маси утеплювача вони не всякий холод переносять з гідністю, тому їх побачити можна не часто. Та й природні процеси гниття дерева роблять свою справу.

Деревяні перекриття з важким утеплювачем (200-300 кг / м ) зустрічаються повсюдно, тому що їх ціна не набагато вище легковажних аналогів, але при цьому вони ідеально зберігають температури. Процеси гниття їх стосуються набагато менше, через що виростає довговічність. Свого роду конкурент для залізобетонних плит.

Міжповерхові перекриття:

Моноліти в даному випадку будуть мати аналогічну масу, тому що їх фізичні параметри ідеально збігаються, а в зменшенні нагальної потреби в цьому немає.

Плити пустотні значно легше - 300 кг / м . Вони вже не витримають серйозні перевантаження, але при цьому прості в монтажі і досить довговічні (мінімум 80 років). Монтаж займає до 10 хвилин.

Деревяне перекриття з легким утеплювачем має масу 70-100 кг / м , а з важким 150-200 кг / м . Умови монтажу колишні, але в даному випадку частіше можна зустріти легкі утеплювачі, тому що між поверхами рідко буває різна температура.

Підбірка покрівельних матеріалів

Для будинків на стрічкових фундаментах можна використовувати практично будь-який варіант покрівлі, але при цьому є і свої особливо часто використовуються.

1. Бітумна черепиця серед усіх найлегша - всього 8 кг / м . Попутно цей матеріал можна назвати найцікавішим в колірному і структурному виконанні. Але при всіх позитивних сторонах є і негативні: непомірно висока ціна і стислий термін експлуатації. Робота з такою покрівлею приносить задоволення майстру, а її подальша експлуатація до 30 років радує господарів будинку. Потім доведеться замінювати.
2. Натуральна покрівля важить вже 15 кг / м . Сучасні способи укладання дозволяють втілити будь-яке дизайнерське рішення, але при цьому термін служби скоротиться до 2-3 років. При використанні традиційних методів можна домогтися і вікової служби. До незаперечних плюсів можна віднести простоту монтажу і те, що матеріал безкоштовно виростає на місцевості.
3. Металеві дахи теж мають невелику вагу, але вже в 2 рази перевищує натуральні аналоги. Середні маси 30 кг / м здатні утримати навіть найсильніші навантаження, але термін служби в 50-70 років трохи погіршує приємні враження. Ще одним серйозним мінусом служить не просто повна відсутність звукоізоляції, а посилення шумів (якщо є хоч невеликі недоробки в монтажі). Необмежена колірна гамма і простота монтажу в свою чергу впевнено тримають метал вже не одне століття в лідерах.
4. Шифер придбав свою популярність під час великої комуністичної будівництва, коли йшов у справу будь-який дешевий якісний будматеріал. Термін служби 30-50 років, а після відпрацювання його можна використовувати з будь-якого можливого призначення (аж до парканів) або зі спокійною душею викинути. Маса в 50 кг / м вже істотна, але не настільки, щоб серйозно звертати на неї увагу.
5. Черепиця (120 кг / м ) створює вже досить серйозне навантаження, але при якісному виготовленні термін служби не обмежується 1 століттям. Для монтажу потрібна спеціальна підготовка (інакше на вітрі буде стукати), а догляд за нею зводиться до перевірки 1 раз в рік на наявність розбитих черепків.

Всі інші види покрівлі також можна використовувати, але робиться це набагато рідше. Важливо памятати, що при розрахунках покрівлі площа будинку збільшується на 1 м в довжину і 1 м в ширину. На цьому ж етапі проводиться розрахунок опадів (південь - 50, центральна смуга - 100, північ - 150, крайній північ - 200 кг / м .)

Базові необхідні розрахунки

Тепер наведемо приклад розрахунку стрічкового фундаменту. Нехай будиночок на півдні 10 * 15 буде в 1 поверх з цегляними стінами (кладка в 2 цегли), цокольне перекриття виготовлено з монолітного залізобетону, а міжповерхове просто встелене пустотними плитами. Покритий будинок керамічною черепицею. Довжина внутрішніх простінків становить 13 м.

Разом периметр будинку (P) буде дорівнює: P = (10 + 15) * 2 = 50 м

Площа (S) дорівнює: S = 10 * 15 = 150 м

Тривалість (l) всіх стін, включаючи простінки: l = P + 13 = 63 м

Площа зовнішніх стін Sвнеш = P * 2.7 = 135 м , де 2.7 - стандартна висота стін

Маса зовнішніх стін Mвнеш = Sвнеш * (235 * 4) = 126900 кг

Площа простінків Sпрост = 13 * 2.7 = 35.1 м

Маса простінків Mпрост = Sпрост * 235 = 8248.5 кг

Обчислити масу перекриттів можна за формулою M = m1 + m2, де m1 і m2 - маси цоколя і міжповерхового перекриття. Обчислюються вони по формулі m = S * m0.

Mжб = 150 * 500 = 75000 кг

Mпуст = 150 * 300 = 45000 кг

М = 75000 + 45000 = 120000 кг

В кінці обчислюється маса покрівлі та опадів, давили на неї.

М = (S + коеф) * (120 + 50) = 11 * 16 * 170 = 29920 кг

Якщо навести дані в таблиці, то вийде:

вид матеріалу	довжина опори	маса стін	маса перекриттів	маса покрівлі	маса сумарна
цегла	63	135148.5	120000	29920	285068.5

Тепер можна підрахувати фундамент, що знаходиться на сухий глині (25000кг / м ). З урахуванням південного розташування закладка (h) проходить на глибину 1 м (грунт промерзає на 0,5-0,7 м), ширина (y) його по всій довжині 0.6 м, а тривалість 63 м. 1 м фундаментного залізобетону має масу 2400 кг.

V = l * h * y = 37.8 м, внаслідок чого Мфунд = 37.8 * 2400 = 90720 кг

Sсопр = l * y = 63 * 0.6 = 37.8 м . Витримується маса буде 37.8 * 25000 = 945000 кг

Таким чином, сумарний тиск будинку з фундаментом становить 375788.5 кг / м .

В даному випадку витривалість стрічкового фундаменту і грунту, на який він спирається, дозволяє зводити будову, тому що розрахункова маса будинку майже в 3 рази менше дозволеної. У випадках, коли ситуація зворотна, потрібно збільшувати ширину фундаменту, а разом з цим можна розширити площу підстави для кращого контакту.

Використання стрічкового фундаменту дозволяє уникнути розрахунків при малоповерховому будівництві на піддатливих грунтах, тому що навіть базові варіанти цілком можуть витримати будинку до 4-х поверхів. Використання стрічкового фундаменту в свою чергу дає цілий ряд не тільки міцності плюсів, але і зявляються додаткові зручності у використанні - льох і серйозне утеплення знизу.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!