Докладний приклад розрахунку стовпчастого фундаменту

Навіщо проводити розрахунок фундаменту?

Перед тим як почати будувати будинок, потрібно спочатку провести всі необхідні розрахунки. Є фундаменти, які прораховуються досить легко - це плитні і стрічкові, а є більш складні варіанти - стовпчасті. У цих фундаментів є одна незаперечна перевага - їх можна доопрацьовувати (спеціальні підошви і розширення), але це швидше виняток, ніж правило.

ґрунтуються розрахунки стовпчастого фундаменту відразу на декількох факторах - маса будинку і маса фундаменту, а ось маса будівлі формується з цілого ряду показників, частина з яких враховується, а частина (при приватному будівництві) можна сміливо відкинути. Для стовпчастого фундаменту зовсім не грає ролі середньорічна сила вітру і сейсмічна активність регіону, тому що на маленький будинок ці сили мають мінімальний вплив, яке приймається за нуль.

Всі основні фактори повинні бути враховані максимально вірно, щоб в результаті не виникало несподіванок.

Зазвичай стовпчастий фундамент застосовується в крайніх випадках, тому для прикладу розрахунку можна використовувати одноповерховий зруб з хвойних дерев (дуб використовується в XXI столітті нечасто через невідповідною дорожнечі), з периметром 9 10 м і довжиною простінків 15 м.
Розрахунок зовнішніх і внутрішніх стін

У кожного будівельного матеріалу є свої особливості, які спрощують або ускладнюють роботу. При розрахунку деревяних будинків дуже зручним фактором вважається, що товщина у простінків і зовнішніх стін різниться в два рази (зовнішні товщі), що значною мірою спрощує роботу.

Різні типи деревини мають різну масу, але середня з розрахунку на 1 м - 70-100 кг. Ці числа при малогабаритному будівництві дозволяють ігнорувати тип деревини, тому що підсумковий результат буде відрізнятися вкрай незначно. Єдиний нюанс - це товщина стін, яка перевершує базову в 2 рази (базова становить 15 см), тобто відлік йде не від 70-100, а від 140-200 кг / м .

Мала маса деревяних стін обумовлена їх природного фізичної легкістю. Такі стіни не відповідають найвищим фізичними показниками, але з завданням утримання тепла справляються набагато краще бетонних. Єдине, що важливо не забути - це закрити всі отвори клоччям при виконанні роботи.

Щоб маса була ідеально точною у зрубу, потрібно заздалегідь знати точну кількість стін і простінків, а також можливість їх додавання в ході експлуатації. В даному випадку додаткові простінки виключаються.
Розрахунок перекриттів цоколя і між поверхами

Перекриття розраховуються найпростіше, бо підрахувати площа будинку нескладно (довжина помножена на ширину), а далі справа техніки. Але існує три види перекриттів - плитні, деревяні та монолітні, причому плити і дерево мають свої підпункти. У розрахунках зрубу можна використовувати монолітні перекриття, небажані і пустотні плити між поверхами. Таким чином, залишаються всього три варіанти:

1. Перекриття з дерева з легким утеплювачем (200 кг / м ), чия маса у цоколя становить 100-150 кг / м , а між поверхами 70-100 кг / м .
2. Перекриття з дерева з важким утеплювачем (500 кг / м ), що маса у цоколя становить 200-300 кг / м , а між поверхами 150-200 кг / м .
3. Залізобетонні плити, які використовуються виключно для організації цокольній частині будівлі. Маса їх багато більше - 400 кг / м , але це виправдовується їх виробленням.

При будівництві будинку на стовпчастих фундаменті оптимальним рішенням служать залізобетонні плити для цоколя - вони ідеально утримують навантаження, з якими не впорається навіть ростверк.

У дерева в свою чергу є свої переваги - воно досить недороге, а разом з цим ідеально захищає від температур зовні будинку. Єдиний серйозний мінус - це недовговічність. Якщо для підстави використовується не дуб, то навіть стовпчастий фундамент не врятує дерево від гниття (дерево піднесено над грунтом, що значно оберігає його від вологи).
Яка покрівля краще?

На це питання немає однозначної відповіді, але найчастіше на зрубах можна вгледіти натуральну покрівлю, бітумну черепицю, шифер і метал. Винятки трапляються, але не так вже й часто, щоб загострювати на них увагу.

Маси можна розподілити таким чином в порядку зростання:

1. Бітумна черепиця легше всіх своїх побратимів, так як виділяється не тільки серед усіх варіантів черепиці, але і серед синтетичних аналогів - всього 8 кг / м . Найцікавіший зовнішній вигляд і простота монтажу додають їй привабливості. Є у неї і два мінуси - нестійкість до різких перепадів температур, а також висока ціна. Саме ціна зазвичай утримує людей від її придбання.
2. Натуральна покрівля важить всього 15-20 кг / м . Це практично безкоштовний покрівельний матеріал, який треба регулярно замінювати. Візуальний ефект залежить від рук майстра, але покрівля майже завжди добре виглядає. Єдиний мінус - короткий термін експлуатації.
3. Метал. Незвично бачити метал досить легким матеріалом, але 30 кг / м доводять, що таке можливо (для порівняння керамічна черепиця в 4 рази важче). Метал легко монтується, довго служить і не пропускає воду, але є і серйозний мінус - ніякої теплоізоляції, а звук при найменших помилки монтажу тільки посилюється.
4. Шифер з легких матеріалів виявився важчим за всіх - 50 кг / м . Його дешевизна і доступність в будь-якому куточку планети зобовязує включити його в загальний список. За радянських часів він набув широкого поширення, і технологія його виготовлення була відточена до найвищого рівня.

При розрахунку до кожної стіни додається 1 м, оскільки покрівля з кожного боку будинку виходить на 50 см.

На цьому ж етапі розраховується кількість опадів, що впливають на будинок в звязку з тим, що за площу впливу приймається площа покрівлі. На півдні показники невеликі - 50 кг / м , на півночі 200 кг / м , а в середній смузі Росії 100 кг / м . Ці дані можна використовувати, як аксіому при будівництві будівель до 5 поверхів.
Приклад розрахунку стовпчастого фундаменту

Перед тим, як проводити розрахунок діаметра стовпчастого фундаменту, потрібно знайти масу будинку, масу ростверку, фундаменту, а потім і площу зіткнення фундаменту з грунтом.

Насамперед вираховуються всі внутрішні і зовнішні стіни будинку, а також площу зіткнення їх і стовпчастого фундаменту.

При підрахунку зовнішніх стін потрібно памятати, що їх товщина в 2 рази більше стандартної, а простінки рівні їй. Т.ч. виводиться формула:

S = P 2 h + l h, де P - це периметр будинку, l - сумарна довжина всіх простінків будинку, коефіцієнт 2 - відношення периметра до стандарту, h - висота стін. S = ((9 + 10) 2) 2 2,7 + 15 2,7 = 205,2 + 40,5 = 245,7 м .

Є й інші способи підрахунку, але цей найпростіший, до того ж похибка з ним рівноцінна всім іншим варіантам.

Далі потрібно обчислити площу основи стін, що значно простіше.

Sосн = (P 2 + l) y, де за y приймається товщина стіни.

Sосн = (38 2 + 15) 0,15 = 13,65 м (краще взяти за 13, щоб забезпечити в результаті більш якісний стовпчастий фундамент).

Для того щоб знайти масу деревяних стін, достатньо просто перемножити площу на показники маси на 1 м (середні в даний момент). M = S 85 = 245,7 85 = 20884,5 кг.

Перекриття підрахувати набагато простіше. Для цього в якості цоколя в приклад підуть залізобетонні плити, а під дах деревяне міжповерхове перекриття з важким утеплювачем.

• M = S Mпер, де S - це площа будинку, а Mпер - маса перекриття на 1 м ;
• M1 = S Mпліти = 9 10 400 = 36000 кг;
• M2 = S Mдерева = 9 10 175 = 15750 кг;
• Mсум = M1 + M2 = 36000 + 15750 = 51750 кг.

Підрахувати масу покрівлі теж не важко, головне, не забувати про опади з урахуванням холодного регіону. Покрівля буде вказана з бітумної черепиці:

• Mкров = S m = 10 11 8 = 880 кг;
• Mос = 10 11 100 = 11000 кг;
• Mсум = Mкров + Mос = 11880 кг.

Для наочності можна скористатися таблицею:

вид стін	маса стін	маса перекриттів	маса покрівлі	Сума, кг
кругляк	20884,5	51750	11880	84514,5

Тепер можна починати рахувати ростверк і фундамент
Ростверк вираховується по сумарній довжині стін без коефіцієнтів (ширина 0,5 м), а товщина його стандартна - 0,4 м. Маса розчину бетону у ростверку і фундаменту приймається за 2400 кг / м .

M = (P + l) y h 2400, де y - ширина фундаменту, а h - його висота. M = (38 + 15) 0,5 0,4 2400 = 10,6 2400 = 25440 кг / м .

Перед тим як проводити розрахунок діаметра стовпчастого фундаменту, потрібно випробувати стандартний варіант в 0,3 м. Стовпи ставляться з частотою 1 шт. на 1 м стіни (ростверку). Глибина їх залягання доходить до 1,6 м (глибина промерзання + 50 см), а висота над землею 0,4, що в сумі дає рівно 2 м.

При цьому важливо памятати, що найменшою стійкістю до навантажень має піщана поверхня - 20000 кг / м .

Приклад розрахунку діаметра колони виглядає наступним чином:

Опорна частина колони становить S = 3,14 0,15 0,15 = 0,07 м , обсяг колони V = S h = 0,07 2 = 0,14 м .

Кількість стовпів LСУМ = P + l = 38 + 15 = 53 м = 53 шт. Sсум = 53 0,07 = 3,71 м .

Mсум = 53 0,14 2400 = 17808 кг.

Підсумкова маса = 17808 + 25440 + 84514,5 = 127762,5 кг.

Щоб дізнатися, чи підходять вибрані параметри колон до будинку, потрібно розділити масу будинку на площу опори: 127762,5 / 3,71 = 34437,33. Дані показники майже в 1,5 рази перевершують покладену норму, через що приклад розрахунку діаметра особливо вдалий, тому що доведеться збільшити обсяг стовпів на 50% і одночасно на 25% збільшити їх концентрацію. При збільшенні тільки обсягу збільшиться разом з цим і маса, а для компенсації маси можна використовувати підвищення кількості стовпів в процентному співвідношенні вдвічі менше збільшеного обсягу.

На цьому етапі можливе використання підошви, що позбавить від необхідності збільшувати площу і кількість, але додасть необхідність повного викопування грунту для її установки.

З урахуванням всіх вищевикладених формул і розрахунків можна підрахувати не тільки зруб, а й будь-який інший будинок, в який йдуть складніші або прості матеріали. Єдина різниця, яка може виникнути в обчисленнях - вид фундаменту.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!