Закладка бетонного фундаменту: виконання розрахунків

Бетон і залізобетон, починаючи з другої половини минулого століття, стали поступово витісняти цегла - традиційний будівельний матеріал. Причина - бажання якомога швидше забезпечити жителів країни житлом. Але згодом зясувалося, що проживати в цегляному будинку набагато комфортніше, ніж в залізобетонних коробках. До того ж, зявилося більше можливостей і, відповідно, більше бажаючих мати власний будинок.

Поширеним видом підстав будинку є стрічковий фундамент.

Перед будівництвом будівлі потрібно дізнатися, як порахувати бетон на фундамент і якої якості повинен бути цей матеріал.

Основні характеристики бетонів

Бетон являє собою затверділу суміш вяжучого речовини і заповнювача. Для створення необхідної консистенції суміш розводять у воді, додаючи її в строго дозованому кількості. Певні властивості бетону надають добавки, що вводяться до складу суміші. Вязкою речовиною бетону на фундамент в індивідуальному будівництві є цемент.

Бетони ділять на класи і марки. Будівельники, як правило, оперують такою характеристикою, як марка, і розрахунки виконують для визначення саме необхідної марки бетону. Однією з найважливіших характеристик є міцність. Щоб порахувати бетон і визначити його марку, слід визначити загальне навантаження, що припадає на стрічковий фундамент, а потім в результаті розрахунку визначити навантаження, що припадає на площу фундаменту в 1 см².

Як порахувати бетон і вибрати необхідну марку, допоможуть дані, наведені в таблиці № 1.

Таблиця 1. Марка бетону і відповідна їй міцність на стиск, кп / см².

Марка бетону (клас)	Міцність на стискання	Марка бетону (клас)	Міцність на стискання	Марка бетону (клас)	Міцність на стискання
М50 (В3,5)	46	М200 (В15)	196	М550 (В40)	524
М75 (В5,0)	65	М250 (В20)	262	М600 (В45)	589
М100 (В7,5)	98	М400 (В25)	327	М600 (В50)	655
М150 (В10)	131	М450 (В30)	393	М700 (В55)	720
М150 (В12,5)	164	М550 (В35)	458	М800 (В60)	786

Примітки:

1. Клас приладу гарантує, що міцність на стиск для відповідної марки бетону в 5 випадках з 100 може трохи відрізнятися від значення, зазначеного в таблиці. Тому, підбираючи бетон по класу, якомога раціональніше зробити розрахунок по міцності на стиск. Наприклад, М550 (В35) і М550 (В40).
2. Іноді тиск на стиск визначають в мПа. Ось співвідношення для перекладу мПа в КП: 1 мПа = 10 кп / см² (100 кп / м² 1 кПа).

Для звичайних одно- і двоповерхових приватних будинків стрічковий фундамент повинен витримувати навантаження, які може забезпечити бетон марки М200 або М250. На стрічковий фундамент підійдуть бетони, які в залежності від щільності ділять на полегшені (щільність від 1800 до 2200 кг / м³) І важкі (щільність від 2200 до 2500 кг / м³).

За розміром зерен заповнювача бетони ділять на дрібнозернисті (до 1 см) і грубозернисті (від 1 до 15 см). Бетони поділяють по морозостійкості на марки F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500. За водонепроникності бетони ділять на марки W2, W4, W6, W8 і W12

Розрахунок бетону для підстави будівлі

Розглянемо варіант застосування монолітного стрічкового фундаменту. Для нього необхідно виконати розрахунок, щоб дізнатися, яка повинна бути рухливість, морозостійкість і водонепроникність бетону.

Для цього буде потрібно досліджувати геологію ділянки і визначити рівень залягання ґрунтових вод, дізнатися глибину промерзання грунту, визначити тип грунту і відповідну йому несучу здатність.

У приватному житловому будівництві для його заснування придатною є марка бетону М200 або М250 (класи В15 і В20 відповідно). Який же вага будівлі може витримати такий бетон?

Щоб виконати розрахунок і вирішити поставлену задачу, необхідно вказати ширину фундаменту. Зазвичай ця ширина повинна на 10-15 см перевищувати ширину зовнішніх стін будинку.

Поширеним варіантом зовнішніх стін є утеплені стіни з товщиною цегляної кладки, що дорівнює 1,5 цегли. Такий варіант представлений на зображенні 1. Розміри, які нам будуть потрібні, вказані на зображенні. Конструкція складається з внутрішнього оздоблення 1 (її товщина для розрахунку значення не має), несучої стіни 2, теплоізоляції 3, вентильованого зазору 4, цегельного облицювання 5. Гнучкі звязку також для розрахунку значення не мають.

Одинарний цегла має розміри 250 120 65 мм і вагу приблизно 4 кг. Тобто _ст= 25 см. Ширину утеплювача _ут разом з вентиляційним зазором приймемо рівної 10 см, ширина зовнішньої стіни складає 12 см. Разом в сумі отримаємо ширину стіни 25 + 10 + 12 = 47 см. Без урахування утеплювального проміжку товщина цієї стіни відповідає кладці в 1,5 цегли.

Розрахунок тиску стіни на підставу

Відомо, що при кладці в 1,5 цегли на 1 м потрібно 189 шт. одинарної цегли, а з урахуванням швів - 153 шт. Будемо вважати, що вага швів не набагато відрізняється від ваги цегли, тому вага одного метра квадратного кладки Р визначатимемо, вважаючи, що вага швів дорівнює вазі 189-153 = 26 шт., Тобто:

Р1 = 4 189 = 756 кг

Тепер визначимо вагу стіни, що припадає на 1 м по довжині. З урахуванням ваги покрівлі, який передається через крокви і мауерлат, а також рівномірно розподіляється по стіні, приймемо, що висота зовнішніх стін 2-поверхового будинку дорівнює не 6 м, а 6,5 м. У результаті отримаємо:

• Р2 = Р1 6,5 = 756 6,5 4500 кг;

Ширина, яка припадає на стіну в 1,5 цегли, становить 37 см (див. Зображення 1), тобто площа, яка припадає на 1 м довжини, складе:

• S1 = 37 100 = 3700 см ;

а зусилля на стиск складе:

• сж = Р2 / S1 = 4500/3700 = 1,33 кп / см .

тобто по навантаженню на стиск може підійти практично будь-яка марка бетону.

Але будівельники не дарма рекомендують для мелкозаглубленних фундаментів використовувати бетон класу В20. На такі конструкції, крім сил стиснення від ваги будівлі, діють сили, що виникають в результаті спучування грунту в зимовий період. Ці сили діють не тільки знизу вгору, але і в інших площинах. При цьому немає ніякої гарантії, що вони будуть розподілені рівномірно по довжині балки. В результаті нерівномірного навантаження конструкція буде піддаватися не тільки стискає, а й згинаючих навантажень, а можливо, і обертовим моментам.

Розрахунок тиску будівлі на грунт

Знаючи розміри будови і, отже, довжину фундаменту, а також його висоту (для мелкозаглубленного це приблизно h = 1 м) і ширину, не важко визначити обсяг і кількість, наприклад, полегшеного бетону (щільність Q дорівнює від 1800 до 2200 кг / м ) . Для розраховується варіанту ширина фундаменту з урахуванням товщини стіни і ширини утеплювача складе = 47 + 10 = 57 см = 0,57 м. У результаті отримаємо вагу одного погонного метра:

• Рф = 1 h Q = 1 1 0,57 2200 1250 кг;

Разом з вагою стіни сила, з якою будинок буде тиснути на ділянку грунту довжиною в 1 м, складе:

• Ргр = Р2 + Рф = 4500 + 1250 = 5750 кг;

Вважаючи, що вгорі і внизу фундамент має однакові розміри, визначимо опорну площу довжиною в 1 м:

• S2 = 100 = 57 100 см = 5700 см ;

Тиск на грунт одно:

• гр = Ргр / S2 = 5750 / 5700 1,0 кг / см .

Для супеси або суглинку допустиме навантаження не повинна перевищувати 2,5 кг / см , для глинистого грунту ця величина істотно більше.

Приготування бетону відповідальна операція. Марка використовуваного цементу повинна бути не нижче 300, не можна використовувати дрібний пісок з частинками глини, щебінь повинен бути від 5 до 20 мм. Рекомендований склад суміші: одна частина цементу, три частини піску, три (чотири) частини щебеню. Вода повинна бути питною, а бетон такої консистенції, щоб його можна було закладати в опалубку і потім трамбувати, але тільки не заливати.

Вважаємо за необхідне попередити майбутнього будівельника від благодушності. З фундаментом не жартують. Наведені приклади розрахунку бетону показують сам принцип. При цьому не були враховані всі елементи будівлі, що створюють навантаження на грунт. Фахівці рекомендують враховувати вагу всього, що буде перебувати всередині будівлі, включаючи меблі, опалювальну систему і елементи декору.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!