Безпосередній розрахунок фундаменту для будинку

Будь-який будинок повинен спочатку стояти на якісному фундаменті, який виконує не тільки будівельно-несучі функції, але і має антисейсмічні властивості. Будівельні компанії прекрасно знають, що практично третина вартості нового будинку буде вкладена саме в несе підставу.

Перед тим, як розрахувати фундамент для будинку, слід врахувати, що багато що залежить від типу і структури грунту, сейсмічності зони, розмірів і висоти будинку, будівельного матеріалу, типу і структури даху.

Тому складний краще розраховують фахівці, які поетапно вирахують всі розміри і необхідні матеріали.

А ось простий розрахунок можна виконати самостійно, потрібно лише мати базові знання домобудівництва і фізики матеріалів.

На сьогоднішній день найпопулярніші такі типи (вони не підходять для сейсмоактивних регіонів).

1. Стрічковий.
2. Стовпчастий.
3. Свайний.
4. Плитковий.

Розрахунок максимальної площі

Фундамент повинен витримати максимальну вагу елементів будинку, які складаються зі стін і перекриттів. У більшості випадків в якості матеріалу для стін йде цегла (він має найбільшу масу, менше важить шлакоблок, саман). Для перекриттів використовують бетонні армовані плити, які набагато важче деревяних конструкцій. Нам потрібно побудувати одноповерховий будинок, мансардний поверх (дах). Дах буде виконана з металочерепиці або оцинкованої сталі, які мають однакову масу.

1. Візьмемо до уваги найпростіший будинок, який має: правильні розміри 5 м на 8 м, один поверх, дах з кутом нахилу 45 градусів, 2 кімнати, одну міжкімнатну перегородку, висоту поверху 3 метри. Периметр будинку становитиме 5 + 5 + 8 + 8 = 26 м, додамо міжкімнатну перегородку 26 + 5 = 31 м. Площа поверху становитиме (5 + 8 + 5) * 3 = 54 м. Площа цокольного перекриття буде дорівнює площі горищного перекриття і становитиме 5 * 8 = 40 м.
2. Розрахунок площі покрівлі буде залежати від кута нахилу і конструкції даху, типу перекриття. У більшості випадків це значення опускають, тому що маса даху буде набагато менше маси перекриттів і стін. При розрахунках на дах додають 20% від повної маси конструкцій будинку. Якщо брати в розрахунок металочерепицю, то різні виробники мають різні розміри листів і системи кріплень. Практично площа даху розраховується за формулою правильного трикутника: S = 1/2 * 5 * 3 * 2 = 15 м².

Тільки зробивши такі обчислення, можна точно зробити розрахунок навантаження на фундамент. Рекомендується використовувати додатковий коефіцієнт 20% для обліку маси будівельних матеріалів, перекриттів. Дверні та віконні прорізи в даному розрахунку не враховуємо.

Площа

При розрахунку фундаменту потрібно враховувати тип грунту і специфічні кліматичні умови території. Для житлових будинків частіше використовується стрічковий фундамент в звязку з його дешевизною. Він повинен бути заглиблений нижче граничної зони промерзання грунту приблизно на 1,5 м від рівня поверхні, плюс потрібно додати 0,5 метра для захисту від попадання дощових вод.

Наприклад, периметр становитиме Р = (5 + 8) * 2 = 26 м, до чого додається довжина перегородки в 5 м, в результаті виходить 31 м загальної довжини фундаменту. Сумарний обсяг несучої основи будинку становитиме (в залежності від ширини стандартної залізобетонної плити в 50 см) 50 * 31 * 2 = 31 м². Залежно від типу плити і способу укладання проводиться розрахунок маси самої конструкції несучої основи.

Візьмемо до уваги максимальну масу плити, яка виконується з монолітного бетону без внутрішніх пустот, довжиною в 1 м і шириною 0,5 м, товщиною 0,5 м. Вона буде мати щільність за заводськими даними 2400 кг / м³, тому можна розрахувати повну масу фундаменту, яка становитиме 31 * 2400 = 74400 кг. Тепер можна додати вага фундаменту до маси самої будівельної конструкції, в результаті чого вийде максимальне навантаження в кілограмах на квадратний см.

Власник-будівельник може самостійно змінювати максимальне навантаження за рахунок збільшення площі фундаменту або його структури. Крім того, ніхто не забороняє використовувати додаткове посилення арматурою або кронштейнами для більшої стійкості фундаменту.

кількість бетону

Розрахунок кількості бетону проводиться тільки в тому випадку, якщо фундамент робиться з нуля, без використання заводських залізобетонних армованих плит. З одного боку такий варіант будівництва дешевше і міцніше, тому що формується монолітна бетонна маса, але він і більш тривалий, так як бетон повинен добре висохнути. У більшості випадків фундамент, виконаний з бетону, повинен сохнути не менше кількох місяців, аж до року.

Для використання монолітного бетону, потрібно зробити проект фундаменту майбутнього будинку, прокопати котлован, сформувати основу для бетонної конструкції, яка пізніше буде заливатися бетоном. Для правильного розрахунку необхідно визначитися з типом несучої основи, допустимої глибиною і декількома іншими параметрами, аж до структури грунту.

1. Обсяг бетону для стрічкового фундаменту розраховується дуже просто, так як він вважається найбільш простим. Це звичайний паралелепіпед, тому розрахунок проводиться згідно з курсом математики школи або перших курсів інституту.
2. Для стовпчастого фундаменту потрібно знати площу перетину і висоту стовпа. Для розрахунку використовуються формули циліндра, де обсяг розраховується за простою формулою V = 3,14 * R²* H = 3,14 * 0,15²* 1,5 = 0,353 м³. З огляду на ці дані, можна легко обчислити необхідну кількість стовпів для фундаменту будинку.
3. плитковий фундамент - це найдорожча конструкція, яка формується суцільний заливкою бетону по всій площі поверхні фундаментної конструкції. Іншими словами, це проста плита, яка має товщину в 10 см, розмірами, відповідними дому, 5х8 м.
4. З огляду на отриманий обсяг плити, для її формування піде не менше 400 м³ бетону за розрахунком 5х8х10. Для посилення конструкції використовуються спеціальні ребра жорсткості, які потрібно встановлювати по периметру плити. Розрахунок таких ребер проводиться під конкретний грунт, враховуючи рівень просадки і конструктивні особливості будинку. Іншими словами, потрібно ребра ставити кожні 2,5 м, а також по краях фундаментної плити.

ступінь армування

Арматура використовується для посилення каркаса бетонної плити, посилення конструктивних властивостей плит і більшої довговічності фундаменту. Вона служить для зміцнення бетону, зєднання різних плит, формування монолітного каркаса. Потрібно розуміти: чим більше діаметр арматури, тим більше навантаження на фундамент.

При підборі арматури необхідно враховувати тип грунту і його щільність: якщо він досить щільний, то поздовжньої деформації практично не буде. Тому немає сенсу встановлювати масивну арматуру. Вона більше потрібна на пливунах або піщаних грунтах. Крім того, чим більше будинок, тим сильніше навантаження на фундамент, тому потрібно застосувати масивну арматуру.

У більшості випадків використовується арматура діаметром 10-12 мм (стандартний заводський прокат), а саме в стрічковому фундаменті і практично у всіх несучих плитах перекриттів житлових будинків. Практично ніхто з будівельників-самоучок не використовує повноцінні розрахунки арматури і дроту, набагато простіше зміцнити бетон щебенем або керамзитом. Так набагато дешевше, а якість фундаменту від цього не постраждає. Арматура потрібна для великих масивних будинків.

Для стовпчастого фундаменту арматура і дріт не несуть великого навантаження. Але тим не менше бетонні стовпи рекомендується додатково зміцнювати. В стовпах часто використовується до 4-х прутів діаметром в 0,6 мм.

Для плиткового фундаменту арматура грає дуже велику роль, тому що основна маса фундаменту спирається на центральну частину плити. Якщо грунт стійкий без великих зрушень, то для нього досить арматури діаметром в 1 см. Якщо ж конструкція важка, грунт нестабільний або мякий, то арматуру потрібно використовувати діаметром в 14 мм, причому використовувати крок не менше 20 см.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!