Расчет фундамента для дома: нагрузка на фундамент и грунт

На этапе проектирования будущего дома в числе прочих расчетов необходимо выполнить расчет фундамента. Цель этого расчета – определить, какая нагрузка будет действовать на фундамент и грунт, и какой должна быть опорная площадь фундамента. Суммарная нагрузка на фундамент это постоянная нагрузка от самого дома и временная от ветра и снежного покрова. Для того, чтобы определить общую нагрузку на фундамент, необходимо посчитать вес будущего дома со всеми эксплуатационным нагрузками (проживающими там людьми, мебелью, инженерным оборудованием и т.п.). Так же при расчете фундамента определяется и его вес и площадь опоры, чтобы определить, выдержит ли грунт нагрузку от дома и фундамента. Профессиональные проектировщики делают точные расчеты на основании геологических изысканий грунта и точно рассчитывают вес будущего дома и количество строительных материалов. При самостоятельном строительстве в такой точности нет нужды, но приблизительно рассчитать фундамент своего дома надо, равно как и иметь какой-то план всего строительства.

В приведенном в этой статье примере расчета фундамента подразумевается, что нагрузка от дома распределяется равномерно по всей площади.

Расчет веса дома

Итак, необходимо рассчитать приблизительный вес дома. Для этого существуют справочные данные с усредненными значениями удельного веса конструкций дома: стен, перекрытий, кровли.

Удельный вес 1 м 2 стены

Каркасные стены толщиной 150 мм с утеплителем	30-50 кг/м 2
Стены из бревен и бруса	70-100 кг/м 2
Кирпичные стены толщиной 150 мм	200-270 кг/м 2
Железобетон толщиной 150 мм	300-350 кг/м 2

Удельный вес 1 м 2 перекрытий

Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м 3	70-100 кг/м 2
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м 3	150-200 кг/м 2
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м 3	100-150 кг/м 2
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м 3	200-300 кг/м 2
Железобетонное	500 кг/м 2

Удельный вес 1 м 2 кровли

Кровля из листовой стали	20-30 кг/м 2
Рубероидное покрытие	30-50 кг/м 2
Кровля из шифера	40-50 кг/м 2
Кровля из гончарное черепицы	60-80 кг/м 2

На основании этих таблиц можно примерно рассчитать вес дома. Пусть планируется построить двухэтажный дом размером 6 на 6 с одной внутренней стеной с высотой этажа 2,5 м. Тогда длина внешних стен одного этажа составит (6+6) x 2 = 24 м, плюс одна внутренняя стена длиной еще 6 м, итого 30 м. Общая длина всех стен на двух этажах 30 м х 2 = 60 м. Тогда площадь всех стен составит: S стен = 60 м х 2,5 м = 150 м 2 . Площадь цокольного перекрытия составит 6 м x 6 м = 36 м 2 . Такая же площадь будет и у чердачного перекрытия. Кровля всегда несколько выступает за стены дома (допустим на 50 см с каждой стороны), поэтому площадь кровли посчитаем как 7 м х 7 м = 49 м 2 .

Теперь, используя средние данные из приведенных выше таблиц, можно провести приблизительный расчет общей нагрузки на фундамент. При этом будем брать наибольшие удельные веса, чтобы считать с запасом. Для сравнения расчет сделан для трех вариантов домов:
— каркасный дом с деревянными перекрытиями с утеплителем плотностью до 200 кг/м 3 и кровлей из листового материала типа Ондулин;
— кирпичный дом с деревянными перекрытиями с утеплителем плотностью до 200 кг/м 3 и кровлей из листовой стали;
— железобетонный дом с железобетонными перекрытиями и кровлей из гончарной черепицы.

Помимо постоянной нагрузки, которая создается весом дома, есть временные нагрузки от ветра и снежного покрова. Средний вес снежного покрова приведен в таблице:

Для юга России	50-100 кг/м 2
Для средней полосы России	150-200 кг/м 2
Для севера России	более 200 кг/м 2

При площади кровли 49 м 2 для средней полосы России нагрузка от снежного покрова составит 49 м 2 х 100 кг/м 2 = 4900 кг. Прибавляем ее к общей нагрузке на фундамент.

Дом	Вес стен, кг	Цокольное перекрытие, кг	Чердачное перекрытие, кг	Вес кровли, кг	Снежный покров, кг	Всего, кг
Каркасный	7500	5400	3600	1470	4900	22870
Кирпичный	40500	5400	3600	1470	4900	55870
Железобетонный	52500	18000	18000	3920	4900	97320

Расчет площади фундамента и его веса

Чтобы определить нагрузку на грунт и понять, выдержит ли этот грунт такое здание, нужно к весу дома прибавить вес фундамента.

Под железобетонный и кирпичный дом вероятнее всего придется закладывать ленточный глубоко заглубленный фундамент, т.е. на глубину ниже глубины промерзания. Примем ее 1,5 м, и добавим еще 40 см над уровнем земли, итоговая высота ленты фундамента составит 1,9 м. Общая длина такой ленты составит 30 м (24 м периметр и 6 м под внутренней стеной), ее общий объем при ширине 40 см – 30 м х 0,4 м х 1,9 м = 22,8 м 3 , при плотности железобетона 2400 кг/м 3 , вес фундамента составит 54720 кг. Опорная площадь такого фундамента составит 3000 см х 40 см = 120 000 см 2 .

Под каркасный дом должно хватать столбчатого фундамента. Пусть столбики будут диаметром 20 см и высотой 1,9 м и заложены на глубину 1,5 м. Опорная площадь такого столбика составит 10 см х 10 см х 3,14 = 314 см 2 . Объем такого столбика будет 0,06 м 3 , а вес – 143 кг. Общая длина всех стен составляет 30 м, если ставить столбики через 1 м, то их понадобится 30 штук. В этом случае общий вес столбчатого фундамента составит 143 кг х 30 = 4290 кг, а общая опорная площадь – 314 см 2 х 30 = 9420 см 2

Итак, для каждого дома рассчитан вес, выбран фундамент, посчитана опорная площадь и вес фундамента. Чтобы рассчитать общую нагрузку на грунт, нужно общий вес здания разделить на опорную площадь.

Дом	Вес дома, кг	Вес фундамента, кг	Общий вес, кг	Площадь, см 2	Нагрузка на грунт, кг/см 2
Каркасный	22870	4290	27160	9420	2,88
Кирпичный	55870	54720	110590	120000	0,92
Железобетонный	97320	54720	152040	120000	1,26

Любой сухой грунт (хоть глинистый, хоть песчаный) имеет несущую способность от 2 кг/см 2 и более. Именно на эту цифру и стоит равняться при расчете фундамента. В нашем случае нагрузка от кирпичного и железобетонного домов на массивном ленточном фундаменте остается в пределах 2 кг/см 2 с большим запасом. Нагрузка от каркасного дома на столбчатом фундаменте превышает 2 кг/см 2 . Если нагрузка на грунт получается слишком большой и есть сомнения по поводу того, что грунт ее выдержит, нужно изменить параметры фундамента для увеличения опорной площади. В случае с ленточным – это увеличение ширины ленты, в случае со столбчатым – увеличение диаметра столба и увеличение количества столбов. Разумеется, при этом изменится и вес фундамента, поэтому расчет его веса и нагрузки на грунт нужно будет повторить.

После выбора типа фундамента и его характеристик можно провести расчет количества бетона на него и рассчитать расход арматуры для армирования этого фундамента.

Читайте так же:

Глубина промерзания грунта
Промерзание грунта приводит к его пучению и негативному воздействию на фундамент здания. Глубина промерзания зависит от типа грунта и климатических условий.

Уровень грунтовых вод
Грунтовые воды – это первый от поверхности земли подземный водоносный слой, который залегает выше первого водоупорного слоя. Они оказывают негативное воздействие на свойства грунта и фундаменты домов, уровень грунтовых вод необходимо знать и учитывать при заложении фундамента.

Пучинистый грунт
Пучинистый грунт – это такой грунт, который подвержен морозному пучению, при промерзании он значительно увеличивается в объеме. Силы пучения достаточно велики и способны поднимать целые здания, поэтому закладывать фундамент на пучинистом грунте без принятия мер против пучения нельзя.

Силы морозного пучения грунтов
Морозное пучение – это увеличение объема грунта при отрицательных температурах, то есть зимой. Происходит это из-за того, что влага, содержащаяся в грунте, при замерзании увеличивается в объеме. Силы морозного пучения действуют не только на основание фундамента, но и на его боковые стенки и способны выдавить фундамент дома из грунта.

Несущая способность грунтов Несущая способность грунтов – это его основанная характеристика, которую необходимо знать при строительстве дома, она показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта. Несущая способность определяет, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента.

Онлайн калькулятор расчета размеров, арматуры и количества бетона монолитного ленточного фундамента

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор монолитного ленточного фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента. Для определения подходящего типа фундамента, обязательно обратитесь к специалистам.

Л енточный фундамент представляет собой монолитную замкнутую железобетонную полосу, проходящую под каждой несущей стеной строения, распределяя тем самым нагрузку по всей длине ленты. Предотвращает проседание и изменение формы постройки вследствие действия сил выпучивания почвы. Основные нагрузки сконцентрированы на углах. Является самым популярным видом среди других фундаментов при строительстве частных домов, так как имеет лучшее соотношение стоимости и необходимых характеристик.

С уществует несколько видов ленточных фундаментов, такие как монолитный и сборный, мелкозаглубленный и глубокозаглубленный. Выбор зависит от характеристик почвы, предполагаемой нагрузки и других параметров, которые необходимо рассматривать в каждом случае индивидуально. Подходит практически для всех типов построек и может применяться при устройстве цокольных этажей и подвалов.

П роектирование фундамента необходимо осуществлять особенно тщательно, так как в случает его деформации, это отразится на всей постройке, а исправление ошибок является очень сложной и дорогостоящей процедурой.

Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта.

Фундамент для мансарды

В наши дни все чаще начинают строить дома с мансардами. Мансарда или мансардный этаж это помещение в чердачном пространстве, стены которого образованы поверхностями крыши. Первый начал применять эту конструкцию француз Франсуа Мансар в далеком шестнадцатом веке. Кто бы мог подумать, что они станут такими популярными в наше время.

Дом с мансардой имеет свои особенности по сравнение с простым домом. Основная из них это форма крыши. Для домов с мансардой в основном используют двухскатные, шатровые и вальмовые крыши.

Что привлекает людей в домах с мансардами? Во первых это красиво, во вторых это экономичность вам не придется строить стены второго этажа. Также в таких помещениях меньше окон, чем в обычных и это уменьшит ваши расходы.

Такие дома можно строить из любых строительных материалов кирпич, дерево, бетон. Благодаря разным материалам дом с мансардой может напоминать либо замок или сказочный терем.

Любое строительство начинается фундамента здания. Давайте разберемся какой фундамент для мансарды лучше.

Фундамент под дом с мансардой

Строительстве частных коттеджей более часто используют фундамент таких типов:

Каждый из них обладает как недостатками, так и преимуществами для использования как фундамент под дом с мансардой.

Ленточный фундамент полностью повторяет линию несущих стен здания. Такой фундамент выполняют в виде ленты из бетона заглубленную в землю. Эти бетонные ленты очень часто укладывают на так называемые подушки из бетона этим достигается большая устойчивость.

Ленточный фундамент подходит для дома с мансардой или двухэтажного дома так как он выдерживает большие нагрузки.

Столбчатый фундамент используется для возведения легких и не больших построек и поэтому он не подходит для строительства домов с мансардой.

Свайный фундамент в основном используется на склонах и в очень мягкой почве. Он представляет собой сваи устанавливаемые в землю вертикально. Сваи могут быть изготовлены из железобетона, дерева и асбеста.

Плитный фундамент это самый дорогой вид фундаментов. Впрочем, он стоит средств затраченных на него. Такой фундамент обладает особой прочностью, так как нагрузка равномерно распределяется на всю площадь почвы.

Фундамент для дома с мансардой

Фундамент для дома с мансардой подбирается и рассчитывается, принимая во внимание состояние грунта, близость грунтовых вод, глубину промерзания и величину нагрузки.

Лучше всего заказать проект фундамента в проектной организации.
В основном мы пренебрегаем этим и следуем советам строителей (хорошо, если они профессионалы) или опытом соседей которые недавно закончили строительство.

Если дом находится, не на склоне для любых типов грунтов подойдет монолитный плитный фундамент.

Более дешевым вариантом может служить ленточный фундамент, представляющий собой хорошо армированную железобетонную ленту, расположенную на песчаной подсыпке и повторяющей контуры здания.
Также на выбор вида фундамента влияет, будет ли в доме подвал или нет.

Если вы не планируете делать подвал под домом, то будет уместен ленточный фундамент мелкого заложения. Его выполняют монолитным бетоном за один день, чтобы не было швов, армируют арматурой 12мм.
Подошва фундамента выполняется из уплотненного крупнозернистого песка.

Ввиду всего выше изложенного, можно сделать вывод, что фундамент один из наиболее важных элементов вашего дома. От него главным образом будет зависеть прочность и долговечность вашего дома.

На фундаменте лучше не экономить и использовать лучшие материалы которые вы можете себе позволить. Потому что любые просчеты и ошибки при закладке фундамента могут вылиться в нешуточные расходы на их переделку, когда дом будет уже построен.
Как говорится лучше семь раз отмерь, а один отрежь.

Главные ошибки при заложении фундамента вы можете увидеть в этом видео: