Нагрузка основания фундамента: правильный расчет

Онлайн калькулятор расчета ленточного и монолитного фундамента. Готовая смета и все характеристики. Подробные чертежи и 3D-модель.

Какую конструкцию основы выбрать

  1. Плиточный.
  2. Ленточный.
  3. Столбчатый.
  4. Свайный.

Есть территории, где рационально применять платформу смешанного типа, например, ленточно-свайный. Такой является модификацией одного из основных видов. Но это сложная конструкция, и строители стараются изменить состав почвы под один из основных типов. Так осушается болотистая почва и намывается песок, или часть грунта просто вынимают и засыпают шлаком, который трамбуясь, превращается в бетон.

Выбирают основание в зависимости от строящегося дома. Чем тяжелее конструкция, тем массивнее фундамент. Для строительства дома из профилированного бруса или оцилиндрованного бревна используют ленточный или столбчатый виды. Причем ленточный, делают мелко заглубленным.

Глубину залегания рассчитывают, отталкиваясь от двух основных факторов:

  1. Глубина залегания грунтовых вод.
  2. Промерзание почвы в местности будущего строительства.

Существуют средние нормы для глубины залегания подошвы на различных почвах:

Какую конструкцию основы выбрать
  • Супесь — 125см
  • Глина и суглинки — 150 см
  • Песок и гравий — 100 см

Это максимальное залегание основания дома по строительному ГОСТу, но в нем указаны и максимальные показатели залегания:

  • Для сухой почвы — 70 см,
  • Для влажной, с близким залеганием грунтовых вод — 120 см.

Если дом по плану имеет подвальные помещения, то подошва конструкции должна быть ниже уровня пола минимум на 40 см.

Каждый тип основания имеет свои плюсы и минусы. Так, например, столбчатый возводят за короткие сроки, ленточный считается одним из самых прочных из-за жесткого соединения конструкции как поперек, так и вдоль. Монолитный дорогостоящий, его строят в редких случаях, когда почва сильно подвижна.

Расчет фундамента

Возведение любого дома начинается с расчета фундамента, он является опорой для всей вышележащей конструкции и оттого насколько качественно его смонтировали, зависит долговечность всего сооружения. Принимая решение о выполнении работ по созданию основания своими руками, важно не допустить ошибок при начальных вычислениях и тем более не нужно пытаться сэкономить на материалах. Помните, что грамотно спроектированный фундамент — залог вашей безопасности.

Инструкция

Рядовому пользователю необязательно быть специалистом в строительстве для того, чтобы пользоваться нашим сервисом. Интерфейс интуитивно понятен, а любое недопустимое значение программа обозначит красной подсветкой.

В большинстве случаев, от вас требуется лишь ввести минимальное количество информации:

  • предполагаемые габариты фундамента;
  • марку арматуры на выбор;
  • марку бетона.

В процессе расчета фундамента под дом, вам может быть потребуется ввести некоторые дополнительные величины, но их также можно рассчитать на наших калькуляторах:

  • глубина заложения фундамента;
  • расчетное сопротивление грунта;
  • калькулятор блоков (расчет нагрузки).

Мы подготовили для вас ознакомительное видео, в котором поэтапно рассказывается весь функционал и принцип работы калькулятора фундамента онлайн.

Наш калькулятор также позволяет произвести расчет объема (кубатуру) фундамента в м3, для того чтобы заранее знали, какой объем земляных работ предстоит выполнить.

Расчет бетона на фундамент

Бетон является важнейшим компонентом фундамента, по сути это его «плоть» и от того насколько качественная смесь используется, зависит большинство характеристик основания. При выборе раствора особое внимание стоит уделять показателю класса (марки) прочности, который определяет предельно-допустимые нагрузки на сжатие полностью сформировавшейся смеси. Выражается в кгс/см², т.е. сколько кг способен выдержать 1 см2 поверхности.

Читайте также:  Бетон — время схватывания и набора прочности

По большей части, марка бетона определяется пропорциями цемента, песка (щебня, гравия) и воды, а также условий при которых раствор затвердевал Всего существует около 15 классов прочности о тМ50 (В3,5) до М800 (B60), но в частном строительстве наиболее распространены марки М100-М400. Соответственно, бетон М100 подходит для легких сооружений – гаражей, бань, оборудования, а М400 – для многоэтажных тяжелых зданий, например, из кирпича. Но в абсолютном большинстве случаев, выбирается бетон марки М300.

С помощью нашего калькулятора, вы получите расчет бетона на фундамент (объем, масса). Все значения будут доступны прямо в интерфейсе – вам не нужно переключаться на другие вкладки. Однако от вас требуется ввести, используемую марку бетона.

Расчет цемента на фундамент с помощью нашего онлайн-калькулятора никогда не был таким простым. Просто заполняйте поля в инструменте и в результатах расчета вы получите необходимые значения!

Расчет арматуры для фундамента

Арматура – второй по важности компонент фундамента (его «кости»), который позволяет компенсировать и нивелировать воздействующие нагрузки на расстяжение и изгиб. Всеизвестный факт, что бетон не отличается гибкостью и пластичностью, однако он обладает высокой прочностью на сжатие. Для того чтобы объединить эти качества и повысить эксплуатационные характеристики основания, а также недопустить деформации после возведения сооружения – фундаменты армируют.

Армирование фундамента представляет собой создание определенный типа каркаса из соединенных горизонтальных, вертикальных и поперечных стержней. Наиболее значимой характеристикой арматуры является ее диаметр и ее выбор зависит от типа грунта, температурных особенностей, стеновых материалов и габаритов возводимой конструкции. Считается, что для легких построек оптимально применять 10 мм стержни, 12 мм – для одноэтажных и малоэтажных зданий из пористых материалов, 14 мм – для малоэтажных из тяжелых материалов, 16 мм – для многоэтажных сооружений и сложных грунтов.

Вторым важным показателем является шаг вязки арматуры. Обычно он подбирается на глаз, на основании общей массы конструкции и типа подстилающего грунта, величина должна находится в пределах 200-600 мм. Стандартный интервал, который применяют в частном строительстве – 500 мм.

Встроенный калькулятор расчета арматуры на фундамент позволяет получить посчитать количество стержней, их общую длину, массу и объем. Результат предоставляется, как при расчете ленточного фундамента, так и монолитной плиты.

Наш калькулятор будет полезен при расчете фундамента для дома из газобетона, пенобетона, кирпича и других строительных блоков!

Расчет опорной площади

При выборе фундамента важно правильно определить минимально допустимую площадь его опоры на грунт. Ее можно вычислить по формуле S= γn · F / (γc · Rо), где:

  • γc – коэффициент эксплуатационных условий;
  • γn – коэффициент запаса надежности, принимаемый равным 1,2;
  • F – полная (суммарная) нагрузка на грунт.

Коэффициент эксплуатационных условий (условий работы) зависит от характера грунта и сооружения. Так, на глинистых почвах для кирпичных конструкций он принимается равным 1,0, а для деревянных – 1,1.

В случае песчаного грунта: γc равен 1,2 при больших и длинных строениях, жестких небольших домах; 1,3 – для любых маленьких построек; 1,4 – для больших не жестких домов.

Расчет опорной площади

Сбор нагрузок на грунт (F)

Вес сооружения

Основу расчета составляет нагрузка, возникающая от веса всех элементов сооружения, включая сам фундамент. Конечно, подсчитать точно массу всех конструктивных деталей достаточно сложно, а потому принимаются средние значения удельного веса, отнесенного к единице площади поверхности.

Читайте также:  Варианты устройства пола по бетонной плите — порядок выполнения работы

Стеновые конструкции:

  • каркасные дома с утеплителем при толщине стены 15 см – 32-55 кг/м²;
  • бревенчатый и брусчатый сруб – 72-95 кг/м²;
  • кирпичная кладка толщиной 15 см – 210-260 кг/м²;
  • стены из железобетонных панелей толщиной 15 см – 305-360 кг/м².

Перекрытия:

  • чердак, деревянное перекрытие, пористый утеплитель – 75-100 кг/м²;
  • то же, но с плотным утеплителем – 140-190 кг/кв.м;
  • напольное перекрытие (цокольное), деревянные балки – 110-280 кг/м²;
  • перекрытие бетонными плитами – 500 кг/м².
Расчет опорной площади

Крыша:

  • металлическая кровля из листа – 22-30 кг/кв.м;
  • рубероид, толь – 30-52 кг/кв.м;
  • шифер – 40-54 кг/кв.м;
  • керамическая черепица – 60-75 кг/кв.м.

Расчет веса сооружения с учетом приведенных удельных весов сводится к определению площади соответствующего элемента и перемножении ее на данный показатель. В частности, для получения площади стен надо знать периметр дома и высоту стен. При расчете кровли необходимо учитывать угол ската.

Вес фундамента и снеговая нагрузка

Площадь опоры сооружения определяется на уровне подошвы, а значит, в суммарной нагрузке на грунт необходимо учитывать еще и вес фундамента. Методика расчета зависит от его типа:

  1. Ленточный фундамент. Прежде всего, определяется заглубление (Нф), которое должно быть ниже уровня промерзания. Например, при уровне 1,3 м нормальное заглубление составляет 1,7 м. Затем, определяется периметр ленты (Р), как 2(а+в), где а и в – длина и ширина дома, соответственно. Ширина ленты (bл) выбирается с учетом толщины стены. В среднем она составляет 0,5 м. Соответственно, объем ленточного фундамента V=P x bл х Нф. Умножив его на плотность армированного бетона (в среднем 2400 кг/м³), получим расчетный вес ленточного фундамента.
  2. Столбчатый фундамент. Расчет ведется на каждую опору. Вес одного столба определится, как произведение плотности бетона на объем заливки (V=SxНф, где S – площадь столба). Кроме того, обязательно учитывается вес ростверка, который рассчитывается аналогично ленточному фундаменту.
  3. Для определения веса монолитной бетонной плиты вычисляется ее объем (V=SxНф, где S – площадь плиты). Заглубление обычно составляет порядка 40-50 см.

В зимнее время нагрузка на грунт может значительно увеличиться за счет скопления снега на кровле. Принято считать, что при скате кровли с углом более 60 градусов, снег не накапливается, и снеговую нагрузку можно не учитывать.

Расчет опорной площади

При меньшем угле наклона крыши учитывать ее необходимо. Многолетние наблюдения дают такие параметры этой нагрузки:

  • северные районы – 180-195 кг/м²;
  • средняя полоса РФ – 95-105 кг/м²;
  • южные регионы – до 55 кг/м².

После определения всех указанных весовых параметров можно приступить к расчету минимальной площади подошвы по вышеприведенной формуле. Полная нагрузка на грунт (F) определится, как сумма веса стен, перекрытий, кровли, фундамента и снеговой нагрузки.

При расчете столбного и свайного фундамента суммарная нагрузка делится на количество опор, т.к. ростверк равномерно распределяет ее на опоры.

Определение несущей способности грунта

Характеристика влияет на высоту заложения фундамента и площадь его подошвы и определяется свойствами почвы. Влажные земли более неустойчивые и отличаются низкой прочностью. Пески средней и большой фракции не изменяют качеств после увлажнения.

Тип грунта можно определить самому, но его несущая способность регламентирована в справочных таблицах нормативных документов. Земля под домом может состоять из нескольких слоев, поэтому принимают ту категорию, которая превалирует перед остальными пластами.

Влажность определяют на глаз. Если в прорытой скважине или яме не прибывает вода и не скапливается там, грунт относится к категории сухих. Появление влаги на дне говорит о приближении отметки грунтовой жидкости, и земля считается влагонасыщенной.

Плотность почвы меняется в зависимости от глубины, т.к. на нижележащие слои давит грунт и уплотняет их. Земля на глубине 1 м считается плотной при исследовании несущей способности. Если нет данных геологической разведки и табличных показателей, принимают способность выдерживать нагрузки на уровне 2 кг/см².

Пример выполнения вычислений с помощью калькулятора

Процесс расчета нагрузки на фундамент полностью автоматизирован. Для выполнения задачи используются компьютерные технологии. Компьютерные программы для расчета зданий называются калькуляторами.

Алгоритм автоматизированного подсчета указан в СНиП от г. «Нагрузки и воздействия».

Исходные данные

В качестве примера для расчета фундамента используем следующие исходные данные:

Программа для расчета фундамента согласно свойствам грунта

  • Здание 2-этажное кирпичное.
  • Размеры строения в плане — 6*6 метров.
  • Высота этажа – 3 м, высота помещения – 2,7 м.
  • Толщина наружных стен – 510 мм.
  • Толщина внутренней стены – 250 мм.
  • Фундамент ленточный из монолитного железобетона.
  • Ширина опоры – 600 мм, высота – 2000 мм.
  • Толщина перекрытия из монолитного железобетона – 220 мм.
  • Толщина цементно-песчаной стяжки по верху перекрытия – 30 мм.
  • Кровля 4-скатная с уклоном 45°. Материал кровельного покрытия – металлочерепица.
  • Суммарная длина всех межкомнатных перегородок из гипсокартона – 10 м. Толщина перегородок – 80 мм.
  • Нагрузка от кровли – 120 кг/м2 кровли.
  • Снеговой район строительства – ll.

Расчет

Последовательность и результаты расчета ленточного фундамента приведены в таблице.

Порядок вычислений Коэффициент надежности Полученное значение, т
Определяем вес фундамента

Объем ленточной опоры

0,6*2*(6*4 +6) = 36 м3

Масса опорной части (железобетон – 2500 кг/м3)

36*2500=90 тонн

1,3 117,0
Определяем тяжесть наружных стен дома

Суммарная длина наружных ограждений

6*4=24 м

Площадь наружных ограждений в пределах одного этажа

24*3=72 м2

Масса наружных ограждений (удельный вес полнотелого кирпича – 918 кг/м2)

(72*2) *918≈133 тонны

1,2 159,6
Определяем тяжесть внутренних стен

Площадь внутренних ограждений

6*2*3= 36 м2

Масса внутренних ограждений (пустотелый кирпич – 450 кг/м2)

36*450 кг/м2=16,2 тонны

1,2 19,4
Определяем тяжесть перекрытий

Площадь перекрытий

6*6=36 м2

Масса одного перекрытия (железобетон – 625 кг/м2)

36*625=22, 5 тонны

Масса всех перекрытий (подвального, межэтажного и чердачного)

22,5*3=67,5 тонны

1,2 81,0
Определяем вес перегородок

Площадь перегородок

10*2,7=27 м2

Масса перегородок (гипсокартон – 28 кг/м2)

27*28 кг/м2=756 кг≈0,76 т.

1,2 0,9
Определяем вес крыши

Площадь кровли

(6*6)/cos45ᵒ= (6*6)/0,7=51,5 м2

Тяжесть кровли (древесина – 60 кг/м2)

51,5 м2*60=3090 кг≈3,1 тонны

1,2 3,7
Определяем массу цементно-песчаной стяжки (раствора – 150 кг/м2)

Площадь перекрытий

6*6=36 м2

Масса цементно-песчаной стяжки

36 м2*150*3=16200 кг=16,2 тонны

1,2 19,4
Определяем вес снежного покрова

Площадь кровли

(6*6)/cos45ᵒ= (6*6)/0,7=51,5 м2

Масса снежного покрова (уплотненный снег – 120 кг/м2)

51,5*120=6180 кг=6,18 тонны

1,2 8,7
Всего 409,7
Итоги расчета нагрузки на фундамент

409,7/30=13,66 т/пог.м

Суммарную нагрузку на 1 м2 грунта сравнивают с допустимой величиной. Искомую цифру принимают равной удельному сопротивлению грунта на сжатие. Указанная величина указывается по нормативным документам.