Розрахунок залізобетонного фундаменту палі з ростверком

Існує безліч фундаментів, серед яких виділяється фундамент. Встановлюється він у тих місцях, де ніякий інший фізично не може бути використаний, тому до нього предявляються особливі вимоги.

Чи потрібен розрахунок пальового фундаменту?

Розрахунок проводиться абсолютно для кожного фундаменту, але фундамент вимагає особливого ставлення в цьому плані через специфіку свого закладення: палі мають невелике розтин, а встановити їх впритул один до одного неможливо фізично. До того ж при розрахунках фігурує не тільки сам фундамент, а здебільшого будинок.

Потрібно заздалегідь розрахувати масу будинку і всі нюанси, щоб можна було точно провести розрахунок фундаменту на палях. У розрахунках беруть участь стіни, перекриття та дах будинку, причому цифри беруться за абсолютні, тому що невеликі похибки в 400-500 кг не грають ніякої ролі.

Розрахунок палі і ростверку проходять в самому кінці, тому що параметри ростверку і палі взаємозалежні (чим більше користуємося ростверком, тим більше можна зробити діаметр пальового фундаменту).

Розрахунок каркаса будинку

Найчастіше можна зустріти приватні будинки з 2-х матеріалів - дерева (кругляк і брус) і керамічної цегли. Для зразка використовується ширина стін 15 див, тому що саме цей показник майже завжди використовується для несучих стін всередині будинку.

Таким чином, 1 м товщиною 0,15 м матиме вагу:

1. Дерево - 90.
2. Цегла - 250.

Але для розрахунку зовнішніх стін таких показників буде катастрофічно мало, тому їх потрібно привести до потрібних, тобто товщина стандартних зовнішніх стін у дерева 45 см, а у цегли 60:

1. Дерево - 270.
2. Цегла - 1000.

Фактична маса може виявитися набагато легше в звязку з тим, що при розрахунках використовуються максимально міцні породи дерева і високомарочний цегла. При будівництві будинку з матеріалів з гіршими показниками буде одночасно падати і термін служби споруди.

Щоб можна було підрахувати точну масу каркаса, потрібно точно знати тривалість всіх зовнішніх стін і внутрішніх простінків. Помилка на фактичний 1 м довжини зовнішньої стіни - це в кращому випадку 729 кг, а в гіршому 2700 кг, але це потягне за собою невірні розрахунки в майбутньому. Тому похибок допускати не варто, і краще кілька разів перерахувати кінцевий результат.

Розрахунок цоколя і міжповерхових перекриттів

Існує 3 типи перекриттів, кожне з яких відрізняється своїми унікальними особливостями: деревяні, плитні і монолітні. Кожне з них має свої підвиди і може відрізнятися різною масою.

Перекриття для цоколя важчі:

• монолітні перекриття тут використовуються тільки в повноцінному вигляді. Маса їх стандартна - 500 кг м . Найдорожчі серед своїх побратимів, тому що в них потрібно багато цементу, ПГС і арматури, для установки потрібна опалубка. До того ж для того, щоб їх зробити, потрібно багато часу. Незважаючи на всі нюанси, вони користуються завидною популярністю в звязку з довговічністю і зручністю при експлуатації;
• дерево з легким утеплювачем (130 кг м ). Полегшений варіант використовується для цоколя не настільки рідко, тому що вже в середній смузі Росії не зможе забезпечити якісну теплоізоляцію підлоги;
• дерево з важким утеплювачем (270 кг м ). Важке якісне дерево і серйозний утеплювач. Саме цей варіант воліли люди, які жили з покоління в покоління в суворому кліматі;
• залізобетонні плити мають досить велику вагу (400 кг м ), але при цьому легко монтуються, довго служать і невибагливі. Золота середина між монолітами і деревом.

Для міжповерхових перекриттів йде деяке полегшення, тому що знизу немає грунту, а захист забезпечує лише ізоляцію кожного поверху окремо:

• дерево з легким утеплювачем (80 кг м );
• дерево з важким утеплювачем (180 кг м );
• плити пустотні (300 кг м ) .Железобетонние плити безглуздо укладати між поверхами, тому що вони гарні для екстремальних умов, але ніяк не для буденності;
• монолітне перекриття (500 кг м );
• монолітне перекриття по сталевих балках (400 кг м ) використовується у випадках, коли стіни або фундамент з якої-небудь причини ослаблені. Їх знижена маса майже не позначається на підсумковому якості, але при цьому істотно полегшує навантаження.

У кожного з матеріалів є свої плюси і мінуси, тому один матеріал ніколи не витіснить інший.

Розрахунок покрівельних матеріалів і впливів на них

На даному етапі буде невелике ускладнення, тому що площа будинку збільшується в довжину і ширину на 1 м (дах ніколи не закінчується врівень зі стінами, але триває ще по 0,5 м в кожну сторону). Вплив на покрівлю слід вважати одночасно з її масою, тому що виводити в окрему графу сенсу немає, а площа дотику у них одна.

Кожен господар віддає перевагу різним покрівельних матеріалів, серед яких є свої правила і виключення, але є і ряд варіантів, які мають особливу популярність.

Керамічна черепиця - один з найвідоміших у всьому світі покрівельних матеріалів. Володіє воістину величезною масою - 80 кг м . Саме тому на будинок на палях вони монтуються рідко. Істотною перевагою можна вважати довговічність, яка не обмежується століттям.

Бітумна черепиця - є повним антиподом своєму керамічному побратимові. 1 з найлегших покрівельних матеріалів в світі (8 кг м ), дуже легко монтується і виглядає приголомшливо. До мінусів відноситься цінова політика (дуже висока ціна) і синтетичне походження.

Шифер - найпопулярніший економ варіант. Набув особливої популярності за часів СРСР, тому що було масове будівництво на 22 млн км, а для цього потрібні якісні недорогі будматеріали. Цінова політика настільки низька, а доступність величезна, що навіть при вазі в 50 кг м популярність не падає ні на йоту.

Метал - згідно зі стереотипами метал повинен важити багато, але тим не менше це один з легких матеріалів - всього 30 кг м . Виробник дає гарантію 50 років, але в Європі можна побачити мідні фальцеві даху ще з 17-18 століть. Профнастил тримається всього 50-80 років, але теж досить довго. Істотним мінусом є повна відсутність будь-якої звукоізоляції, а при неправильному монтажі ще й посилить звук дощу.

Натуральні даху використовуються не часто, але при стилізації очеретяний варіант просто ідеальний. Вага всього 17 кг м , але ціна рівна нулю. Замінюються такі дахи раз в декілька років, але місцеве походження не робить заміну проблемою.

Впливу опадів прийнято вважати постійними, якщо справа не йде в особливих умовах (особливо заносяться снігом території). У південних частинах Росії - 50 кг м , в центральній смузі - 100 кг м , а ось на півночі з цим набагато складніше - 200 кг м . Вважається в даному випадку не середня маса, а максимальна, тому що протягом 8 місяців в році опадів може і не бути, а потім навантаження збільшиться багаторазово на решту 4.

Базові підрахунки за наявними даними

Для прикладу в південній частині країни на фундамент палі з ростверком буде встановлено одноповерховий зруб 10 * 8 м (довжина простінків 12 м) з дахом з натуральних матеріалів. Цокольне перекриття по необхідності утеплюється важким утеплювачем, а міжповерхове - легким. Підстава для паль - щільна маловлажних глина.

На самому початку потрібно обчислити площу зовнішніх стін і внутрішніх простінків (стандартна висота стель 2.7 м), тут же потрібно обчислити площу їх опори:

S = l * h, де S - це площа, l - сумарна тривалість, h - висота.

Sвнеш = (10 + 8) * 2 * 2.7 = 97.2 м

Sвнутр = 12 * 2.7 = 32.4 м

Sоп = S1 + S2, де S1 - площа опори під зовнішньою стіною, S2 - площа опори під внутрішніми простінками.

S = l * y, де y - це ширина стіни або простінка.

S1 = (10 + 8) * 2 * 0.45 = 16.2 м

S2 = 12 * 0.15 = 1.8 м

Sоп = 16.2 + 1.8 = 18 м

Після того як всі питання, що цікавлять площі обчислені, можна починати обчислення маси стін: M = Sвнеш * 270 + Sвнутр * 90 = 97.2 * 270 + 32.4 * 90 = 29160 кг.

Після того як зясовано маса каркаса будинку, можна починати обчислювати масу перекриттів: M = m1 + m2, де M - це загальна маса, m1 - цоколь, m2 - міжповерхове.

m1 = Sдома * 270 = 10 * 8 * 270 = 21600

m2 = Sдома * 80 = 10 * 8 * 80 = 6400

Сумарна маса перекриттів M = 6400 + 21600 = 28000 кг.

В самому кінці обчислюється сумарна маса покрівлі і впливають на неї сил.

M = S * 17 + S * 50 = 11 * 9 * 17 + 11 * 9 * 50 = 1683 + 4950 = 6633 кг.

Для зручності отримані дані наводяться в таблиці, інакше працювати далі з ними буде важко:

Будматеріал на стіни	Площа опори, м	Загальна довжина стін, м	Маса всіх стін, кг	Маса всіх перекриттів, кг	Маса даху сумарна, кг	Сумарна маса, кг
Дерево, кругляк	18	48	29160	28000	6633	63793

Розрахунок палі з ростверком

Сумарна маса - це саме той тиск, який будинок надає на грунт під ним. Довжина ростверку на фундаменті рівноцінна сумарній довжині стін, тобто 48 м. Для обчислення маси ростверку потрібно спочатку дізнатися обсяг, а маса бетону для ростверку і пальового фундаменту на 1 м по стандарту приймається за 2700 кг. Глибина залягання паль 2 м.

V = l * y * h = 48 + 0.5 * 0.4 = 5 м розчину бетону. Для обчислення маси: m = V * 2700 = 5 * 2700 = 13500 кг.

розрахунок ростверку можна додати до основної маси будинку, тому що він лише повязує палі між собою і паралельно розподіляє навантаження між ними. Mсум = 13500 + 63793 = 77293 кг.

Зробити розрахунок палі трохи складніше, але теж можливо. Особливістю даного розрахунку є те, що не можна колону зробити ширше ростверку. Найскладніше обчислити її обєм, тому що відомий спочатку тільки стандартний діаметр - 0,5 м. Для обчислення площі можна скористатися формулою S = Пі * R2 = 3,14 * 0,0625 = 0,19625 м .

M = 0,19625 * 2 = 0,3925 м , що при перекладі в масу буде m = 0.3925 * 2700 = 1059,75 кг.

Кількість колон - 1 шт. на 0,8 м, а за умов сумарної довжини 48 / 0,8 = 60 шт.

Щільна маловлажних глина має опір 6 кг см , або 60000 кг м .

Сумарна маса, якої впливає фундамент палі з ростверком і будинком: mсум = 60000 + 77293 = 137293.

Залишилося зробити співвідношення можливостей грунту і детального розрахунку палі (сумарної маси), але почати треба з можливостей грунту 60000 * (0,19625 * 60) = 706500.

У підсумку можна побачити, що можливості грунту і площа пальового фундаменту з ростверком дозволяють не просто розмістити на ній будинок, але ще залишиться запас під 5 аналогічних. З метою економії можна скоротити кількість паль, збільшивши між ними просвіт.

Буває таке, що під будинком нижче глибини промерзання знаходяться слабші поверхні, як піщаник, у якого несуча здатність в 3 рази нижче. Випадки бувають різні, але не завжди виходить (і не завжди потрібно) вирішити проблеми за допомогою звичайного додавання ще однієї колони, іноді можна вдатися до іншого рішення - за допомогою спеціальної насадки на бур розширити підстава палі, завдяки чому несуча здатність пальового фундаменту з ростверком підвищиться багато разів.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!