Рассчитать ленточный фундамент своими руками

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.

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.

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.

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.

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.

Описание и порядок расчета нагрузки на фундамент

При сборе нагрузок на фундамент (общем и обязательном этапе расчет вне зависимости от типа основания) последовательно определяются и суммируются:

• Постоянная нагрузка от стен – в простейшем приближении высота стен (включая внутренние) умножается на их длину и толщину. Далее полученная величина умножается на удельный вес основного материала, взятого из таблиц или технического паспорта. Минимальную нагрузку (от 300 кгс/м3) имеют каркасные стены, низкую (≈600 кгс/м3) – газобетон или дерево, высокую (1200) – шлакоблок и пустотелая керамика, максимальную (1800) конструкции из полнотелого кирпича или камня. Размером окон при простых расчетах как правило пренебрегают, вес утеплителя или фасадных систем, наоборот, следует учесть.
• Нагрузка от пола и перекрытий. В расчет принимаются любые опирающиеся на стены конструкции, включая полы первого этажа, перекрытия между этажами, жилой мансардой или чердаком. Их площадь обычно совпадает с размерами дома, для получения нагрузки объем перекрытий умножается на их удельный вес (100-200 кгс/м3 для деревянных разновидностей с разной плотностью, 200-300 – цокольные утепленные полы из дерева, 500 – стандартные ж/б конструкции).
• Кровельная нагрузка, определяемая исходя из веса материала и типа конструкции крыши. Эту величину стоит рассчитывать с помощью онлайн-калькуляторов, определить точную площадь проекционных линий и длину опорных участков при сложной конфигурации кровли могут только специалисты. При отсутствии такой возможности площадь кровли просто умножают на удельных вес ее материала (20-30 кгс/м2 у всех кровель из облегченной стали, 40-50 – шифера, 30-50 – рубероида и мягкой кровли, 60-80 – керамической или композитной черепицы).
• Снеговая нагрузка на крышу дома – усредненная табличная величина, выбираемая с учетом региона проживания и умножаемая на опорную площадь кровли. Последняя получается путем деления всей площади кровли на площадь опорных скатов. Проще всего снеговая нагрузка высчитывается для плоских кровель – вес снежного покрова на горизонтальной плоскости (от 80 до 560 кг/м2) просто умножается на их площадь.
• Другие временные нагрузки (ветровая, сейсмическая, вес печей, мебели и проживающих людей). При упрощенном варианте эксплуатационная нагрузка на перекрытия в жилых этажах принимается равной 195 кг/м2.

Подробный перечень правил и рекомендаций при расчете нагрузок на основания приведен с СП 20.13330 (замена действующего, но частично устаревшего СНиП 2.01.07-85).

Ветровой нагрузкой при упрощенном общем сборе пренебрегают за исключением расчета домов с высокой парусностью (а именно – при расчете легких каркасников на высоких свайных фундаментах в регионах с сильными ветрами).

Дальнейшие действия зависят от типа фундамента. При необходимости определения минимальной площади основания (актуальной при заложении ленты или расчете сечения опор с ростверком) стоит использовать формулу:

S>(Yн×F)/Yc×R0),

• Где S – оптимальная площадь основания, м2
• F – общая нагрузка на основание (к весу дома и дополнительным нагрузкам добавляется вес самого фундамента).
• Yн – коэффициент надежности, 1,1-1,3
• Yc- коэффициент условий работы, зависящий от типа грунта, длины и жесткости здания.

Для определения веса фундамента нужно знать удельный вес его материала основы (2500 кг/м3 для любых армированных конструкций из бетона), глубину заложения (выбирается исходя из условий на участке), высоту поднятия над нулевой отметкой (в пределах 10-30 см) и ширину (не менее толщины стен с учетом толщины фасадных систем с утеплителем или без него).

Расчёты

Прежде всего надо выяснить, сколько весит наш дом, то есть произвести расчёт снеговой и эксплуатационной нагрузки (вертикальных нагрузок) на фундамент. Расчёт ведётся согласно СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» (актуализированная версия — СНиП 2.01.07–85).

Расчёт нагрузки дома на фундамент

1. Вносим в графы калькулятора основные размеры дома.
2. Вносим характеристики крыши и снеговой нагрузки.
3. Чтобы вычислить снеговую нагрузку, выбираем снеговой район. Его можно выбрать по интерактивной карте, наведя курсор на необходимый участок. Мы выбрали Подмосковье.
4. Мы будем делать не мансарду, а холодный чердак.
5. Вводим данные первого этажа и цоколя.
6. Вводим данные по внутренней отделке нашего дома. Щёлкаем на кнопку «рассчитать».
7. Получаем результаты по весу дома и нагрузке на фундамент, а также по геометрическим размерам дома.
8. Получаем нагрузку чердака на первый этаж.
9. Рассчитываем нагрузку первого этажа на цоколь и общую нагрузку на фундамент.

Расчёт фундамента

1. Вводим параметры фундамента. Калькулятор запрашивает нормативную глубину промерзания грунта для нашего участка. Вводим её исходя из характеристик наших почв и района проживания согласно СНиП 23–01–99 (актуализированная версия — СП 131.13330.2012).
2. Задаём район проживания и получаем нормативную глубину.
3. Более точные данные для нескольких опорных температур (внутри нашего дома) мы получим, учтя конструкцию нашего дома с подвальным помещением.
4. Вводим длины сторон дома по внешним сторонам ленты.
5. Рассчитываем необходимую конструкцию, сечение и количество продольной арматуры (по пособию к СП 52–101–2003).
6. Рассчитываем количество поперечной арматуры и необходимое количество бетона. Принимаем средние значения наполнителя и так называемой «подвижности смеси» — их нам для выбранной марки цемента подсказывает калькулятор. Поскольку мы условно приняли, что строим летом, пластификатор нам не понадобится.
7. Чтобы найти сопротивление грунта, нужно ввести сведения о грунтах основания. У нас — суглинок. Коэффициент пористости и показатель текучести грунта калькулятор сам вставляет на основании таблицы СП 22.13330.2011 (СНиП 2.02.01–83), приложение В.
8. Вводим также полученную ранее нагрузку на фундамент. Щёлкаем на «рассчитать».
9. Получаем параметры фундамента: ширину, уровень заглубления, длину ленты и так далее.
10. Получаем полный расчёт арматуры. Для начала видим рисунок со схемой расположения всех частей арматуры.
11. Далее получаем все параметры продольного армирования: сечение, количество стержней, масса и количество продольной арматуры на всю ленту.
12. Следующий шаг: противоусадочная конструктивная продольная арматура: сечение, количество стержней, масса и количество этой арматуры на всю ленту.
13. Теперь рассчитываем поперечную арматуру или так называемые хомуты: сечение, количество стержней, масса и количество хомутов на всю ленту. В конце выводится общая масса и объём арматуры на ленту.
14. Далее следуют данные по составу бетона.
15. И завершающим аккордом — полный расчёт бетона для нашего будущего фундамента.

Расчет арматуры и проволоки

Параметры для расчета арматуры для фундамента.

Для укрепления фундамента лучшим материалом считается арматура. Перед тем как рассчитывать, какое количество прутьев понадобится, необходимо проработать тип фундамента, нагрузки, которые придутся на него, и ознакомиться с характеристиками грунта.

Применяя арматуру с увеличенным диаметром, можно быть уверенными в том, что фундамент выдержит большую нагрузку.

Для ленточного фундамента необходимость в толстой арматуре отсутствует (достаточно 10-12 мм). Связано это с тем, что несущая способность такого основания может выдерживать большие нагрузки. Но для укрепления и целостности конструкции происходит в два пояса: продольный (укладывается в 10 см от поверхности бетона) и поперечный (по высоте конструкции). Для ленточного фундамента можно использовать гладкую арматуру, так как вес строения распределяется равномерно на все основание.

Арматура в столбчатом фундаменте тоже не испытывает больших нагрузок, а потому прутья в 10 мм толщиной отлично справятся со своими функциями. На один столб диаметром 15-20 см и высотой 1,5-2 м будет достаточно 4 вертикальных полос арматуры, соединенных между собой гладкими прутами по всей длине.

https://youtube.com/watch?v=S33UTty4_Z0

Для плиточного фундамента используют арматуру разной толщины. Если грунт под основанием устойчив и по предварительным подсчетам способен выдержать конструкцию дома, то для фундамента используют пруты толщиной 10 мм, если же почва дает просадку, то для заливки прочного и надежного основания придется закладывать пруты большим диаметром (от 14 мм).

Виды ленточного фундамента

Среди оснований разной конструкции, застройщик для своего дома зачастую выбирает ленточный фундамент. Ленточное основание строения в основном бывает двух видов:

• ленточный фундамент из сборного железобетона;
• монолитная железобетонная лента.

Железобетонные фундаментные блоки

Сборный железобетон

При установке железобетонных блоков в проектное положение не нужно устраивать опалубку. Технология изготовления блоков включает в себя вибрирование и пропаривание бетона, что гарантирует их прочность.

При возведении ленточного фундамента из сборного железобетона на слабых грунтах блоки опирают на бетонные подушки (широкие плиты). Подушки увеличивают площадь опоры основания дома, тем самым снижают давление на почву.

Фундаментные блоки монолитного железобетона имеют буквенную маркировку – ФБС. Основные габариты ФБС указаны в таблице:

Длина, см	Ширина, см	Высота, см
238	30, 40, 50, 60	58
118	40, 50, 60	58
88	30, 40, 50, 60	58

Недостатки и преимущества блочного фундамента

Расчёт фундамента из сборного железобетона не может быть экономически точным. Причиной этому является стандартизация размеров железобетонных блоков. Например, если расчёт определил толщину ленточного фундамента 550 мм, а высоту стенки 500 мм, то размер применяемых блоков будет соответственно 600 мм и 580 мм.

Наряду с этим, блочное основание обладает рядом преимуществ перед монолитной лентой:

• значительное сокращение объёмов мокрых процессов;
• отсутствие затрат на опалубочные работы, армирование, приготовление и заливку бетонного раствора;
• всесезонность монтажных работ;
• возведение основания дома производится в короткие сроки и не зависит от времени застывания бетона.

Ленточный фундамент из железобетонных блоков

Если глубина заложения ленты зависит от уровня грунтовых вод, несущей способности грунтового основания, толщины промерзания почвы, то ширина ленточного фундамента определяется исходя из общей нагрузки от строения и толщины наружных стен.

Факторы, влияющие на глубину заложения

Существует целый комплекс факторов, на которые ориентируются при вычислении требуемой глубины заглубления фундамента. Определяющее значение имеют следующие из них: особенности грунта, на котором возводится здание, уровень грунтовых вод, величина промерзающего слоя земли.

Определяя глубину залегания фундамента, следует в первую очередь выяснить, какой тип грунта находится в районе будущего строения. Верхний слой практически в любом месте – это рыхлая плодородная почва, которая не может служить основой для фундамента и всегда удаляется. Ниже идут грунты с более значительной плотностью, выступающие в качестве опоры для основания здания. Следовательно, глубина фундамента на черноземе зависит от характеристик нижерасположенного слоя

Наиболее распространены следующие виды грунтов:

1. Глинистый и суглинистый. Характеризуются значительным, неравномерным вспучиванием и выталкиванием фундаментной конструкции при замерзании, что имеет критическое значение при высоко залегающих грунтовых водах. Основание должно располагаться ниже их уровня. Минимальное заглубление даже при благоприятных условиях (небольшое количество осадков в регионе и глубоко залегающие грунтовые воды) – 75 см.
2. Песок и супесь. Средне- и крупнофракционная песчаная почва – хорошая база для фундамента, поскольку не задерживает воду. Достаточно 50-сантиметрового заглубления. Мелкопесчаная почва задерживает влагу, при значительном количестве которой становится неустойчивой. Заглубленность на таком слое должна превышать глубину промерзания, которая может достигать 60-200 см.
3. Хрящеватый. Содержит гравийные, щебневые и различные каменные частицы, благодаря которым размытия и сжатия грунта не происходит. Минимальная величина заглубления – 50 см.
4. Скалистый. Отличается прочностью и высоконадежностью, не подверженностью проседанию и размыванию. Для закладки фундамента достаточно просто выровнять поверхность, без углубления.

Определяя, какой глубины фундамент целесообразно формировать на скальных, крупно- и среднепесчаных, хрящеватых грунтах, нет необходимости отталкиваться от того, где залегают воды.

Если в месте строительства мелкий песок, но водоносный слой на 200 см ниже глубины промерзания, то делать закладку можно по своему усмотрению. При более близком залегании водного горизонта следует опускаться ниже промерзающего слоя.

В тех случаях, когда приходится иметь дело с глиной, хрящеватыми почвами, суглинками, заглубляться, независимо от прочих условий, требуется ниже уровня, подвергающегося действию мороза.

Один из значимых факторов, от чего зависит показатель заглубления основания здания, — глубина грунтового слоя, подвергающегося воздействию морозов. Причем наибольшее значение это имеет при работе на почве, характеризующейся сильной пучинистостью.

К категории пучинистых относятся мелкопесчаные почвы, глина, супесь и суглинок, непучинистых – средне- и крупнопесчаные, скалистые, хрящеватые.

При наличии хотя бы 200-сантиметрового разделительного слоя между нижним пределом промерзания и горизонтом вод под фундамент достаточно обеспечить котлован глубиной в полметра. Иначе требуется углубление, превышающее уровень промерзания почвы.

Основные методы как рассчитать нагрузку на фундамент

Работы начинаются со сбора данных, предварительного выбора типа фундамента и глубины его заложения. Последняя характеристика подбирается исходя из уровня промерзания грунта, типа и однородности почвы и высоты залегания грунтовых вод на участке. Полученная предварительная высота фундамента в дальнейшем учитывается при расчете нагрузки от этой конструкции на грунт и при проверке его самонесущих способностей и прочности.

В зависимости от характера исходных данных выделяют два основных способа сбора и расчета нагрузок:

• Точный, выбираемый при наличии на руках подробного проекта с указанными габаритами и материалами всех строительных конструкций в доме.
• Укрупненный, с подбором приблизительного веса конструкций по нормативам и таблицам.

На этапе расчета фундамента для дома второй способ выбирается чаще, сбор нагрузок ведется по приблизительным эскизам, при необходимости – с корректировкой толщины или материала конструкций, или выборе другого типа кровли, перекрытия или самого основания.

Помимо этого, способ расчета также зависит от типа выбираемого фундамента. В частности:

• При расчете нагрузок на монолитную ленту, плитный фундамент площадь подошвы может определяться исходя из нагрузки на погонный метр (а именно – путем деления суммы нагрузок на длину ленты и сравнения полученной величины с несущими способностями грунта) или методом грузовых площадей (усложненным и редко используемым, с расчетом нагрузки на определенный участок).
• При расчете нагрузки на плиту общую нагрузку просто делят на площадь основания.
• Сечение и количество свайных и столбчатых, фундаментов ТИСЭ с ростверком, чаще всего задается заранее, а расстояние между опорами рассчитывается путем деления общих нагрузок на длину несущих стен. При чрезмерном отклонении расчетной величины от предварительной шаг или сечение опор меняют и расчет проводят повторно.

Условно при расчете все нагрузки могут приниматься как равномерно распределяемые или воздействующие на определенные несущие зоны фундамента. Первый способ признан более простым и применяется чаще. Второй – требует наличия точной конструктивной схемы дома (вплоть до указанных колонн, лестниц, печей и тяжелой мебели) и знания ряда сложных формул.

Особенности

Сами по себе нагрузки на фундамент различаются по продолжительности воздействия и могут быть временными или постоянными. К постоянным нагрузкам относятся стены, перегородки, перекрытия, кровля. К временным можно отнести мебель, оборудование (относятся к подгруппе длительных нагрузок) и погодные условия – воздействие снега, ветра (кратковременные).

Прежде чем осуществлять сбор нагрузок, необходимо провести некоторые мероприятия, а именно:

1. составить подробный план будущей постройки, включить в него все простенки;
2. определиться, будет ли оборудован дом подвалом, и если будет – какова должна быть его глубина;
3. четко определить высоту цоколя и подобрать материалы, которые будут использоваться при его изготовлении;
4. определиться с утеплителем, гидроизоляцией, защитой от ветра, отделочными материалами – как внутренними, так и наружными, и с их толщиной.

Все это поможет наиболее точно рассчитать все нагрузки, а значит избежать перекоса, изгиба, просадки, выгиба, крена или смещения здания. Об увеличении срока эксплуатации, долговечности и надежности постройки не стоит упоминать – очевидно, что все эти показатели только выиграют при правильном проведении расчетов.

Кроме того, расчет нагрузки поможет правильно подобрать геометрические формы, подошву фундамента и ее площадь.

Подготовительные работы

Перед тем как рассчитать фундамент для дома, проектировщику нужно выяснить геологические данные участка. Для крупных зданий выполняют специальные геологические изыскания. В частном строительстве допустимо провести исследования самостоятельно. При этом все характеристики назначаются по визуальному осмотру.

Чтобы правильно рассчитать фундамент, почву исследуют двумя способами:

• отрывка шурфов, которые представляют собой глубокие ямы с размерами в плане 1х2 м (в среднем);
• бурение скважин ручным буром.

В первом случае на тип грунта смотрят по стенкам шурфа. Во втором — проверяют почву на лопастях бура.

Для исследования почвы проводят осмотр стенок шурфа

Исследования проводят на глубину, которая на 50 см превышает предполагаемое заложение ленты (которое назначили только по отметке промерзания). При проведении работ надо выяснить следующие характеристики:

• тип грунта в уровне подошвы;
• расположение уровня грунтовых вод (УГВ);
• наличие на участке линз слабой почвы.

Чтобы точно понять УГВ, потребуется провести исследование в нескольких точках. Минимум одна из этих точек должна находиться в низине участка. Работа в засуху не дает точного результата, поскольку влага может уйти глубоко в землю.

Линзы слабого грунта найти бывает сложно. Для этого нужно делать шурфы или скважины очень часто. В большинстве ситуаций в этом нет необходимости. Если во время строительства обнаружится такая неприятность, ее засыпают щебнем, гравием или песчано-гравийной смесью.

Если УГВ на участке находится глубоко, то можно использовать ленту глубокого заложения (более 1,5 м). При этом вода должна располагаться на 50 см ниже подошвы здания. При расположении УГВ на расстоянии менее чем 1,5 м от поверхности, разумно выбрать мелкозаглубленную конструкцию. Но такой тип имеет ограничения. Если влага находится выше, стоит рассмотреть другой вариант фундамента: плиту или сваи.

Выбор фундамента по заглублению зависит от УГВ

Чтобы выполнить расчет основания фундамента, потребуется знать прочность почвы. Характерные признаки каждого типа грунта можно найти в ГОСТ 25100-2011

Особое внимание стоит обратить на приложения к этому документу. Несущую способность каждого типа берут из таблицы ниже

Тип основания	Максимальная несущая способность в кг/см2
Галька с примесью глины	4,50
Гравийный	4,00
Песок крупной фракции	6,00
Песок средней фракции	5,00
Песок мелкой фракции	4,00
Песок пылеватой фракции	2,00
Суглинок или супесь	3,50
Глинистый	6,00
Просадочный	1,50
Насыпной с уплотнением	1,50
Насыпной без уплотнения	1,50

Типы, которые обладают прочностью 2 и менее кг/см2, не рекомендуют использовать в качестве основания. Перед строительством потребуется выполнить их замену на песок средний или крупный.

Пример сбора нагрузок на фундаменты

Но хватит теории. Давайте рассмотрим пример сбора нагрузок ленточного и столбчатого фундамента. И начнем мы с нагрузок, действующие на фундамент со стороны строения. Эти рекомендации подойдут и для столбчатых, и для ленточных оснований.

Сбор нагрузок со стороны строения

Выше по тексту уже говорилось, что нагрузки со стороны строения разделяются на:

• Конструкционные (вес самого дома).
• Эксплуатационные (вес содержимого дома).
• Динамические (вес снега на кровли, усилие, передаваемое на конструкцию ветром).

Конструкционные нагрузки считают по объему и удельному весу стройматериала. Например, если вы приобрели для строительства стен 15 кубометров пиломатериала с плотностью 600 кг/м3, то конструкционная нагрузка приблизится к 9 тоннам. Ну а строение, возводимое из 8 тысяч ординарных кирпичей – масса одной штуки – 3,5 килограмма – сгенерирует конструкционную нагрузку в 28 тонн.

Но это только стены. Конструкционную нагрузку перекрытий и кровли следует вычислить отдельно. Вес одного листа 8-волнового шифера равен 26 килограммам, а квадратный метр такого покрытия весит 14 кило. Плотность соснового бруса, расходуемого на каркас кровли равна 550-600 кг/м3.

В итоге, двускатная крыша с площадью кровли в 60 «квадратов» сгенерирует вес в 0,8 тонны по кровле и 1,2 тонны по каркасу (до двух кубометров пиломатериалов на брус и доски обрешетки). Точные объемы стройматериала можно вычислить по калькулятору кровли – специальной программе, в которую вводят габариты крыши и получают на выходе данные по метражу кровельного покрытия и объему пиломатериалов для каркаса и обрешетки.

Эксплуатационная нагрузка определяется по метражу цокольного и межэтажного перекрытия. По СНИП квадратный метр площади дома можно нагрузить 300-350 килограммами. В итоге, дом площадью в 100 м2 сгенерирует 3,5 тонны эксплуатационной нагрузки.

Динамическую нагрузку считают по площади кровли, умножаемой на массу снега, давящую на квадратный метр крыши. В наших широтах снеговая масса доходит до 180 кг/м3. И в рассматриваемом случае она равняется 10,8 тонны.

Сбор нагрузок со стороны фундамента

Следующий этап сборки нагрузок – определение массы самого фундамента. Зная внешние усилия, генерируемые общей массой строения можно подсчитать объемы ленточного основания и количество опор в столбчатом фундаменте.

Сбор нагрузок на столбчатый фундамент начинается с определения несущей способности одного столба, вычисляемой по площади его подошвы и несущей способности грунта. И если последняя характеристика равняется 2 кг/см2 (это минимальное значение), а площадь подошвы доходит до 1600 см2 (40х40 сантиметров), то один столб удержит не менее 3,2 тонны.

Общее количество столбов, вычисляется по сбору нагрузок со стороны строения. В нашем случае она равна 44,3 тонны, увеличим этот результат на 50 процентов (коэффициент запаса прочности) и получим 66,45 тонны. На этот вес нужно, как минимум 21 столб.

Ну а зная количество столбов и объемы одной опоры (0,4х0,4 (площадь основания) х1,5 (высота)) можно вычислить общий объем фундамента. В нашем случае он равен 5,04 м3. Столбы заливают бетоном, следовательно, вес такого фундамента равен 12,6 тонны (5,04м3 х 2500 кг/м3 (удельный вес бетона)).

Сбор нагрузок на ленточный фундамент начинают с вычисления площади подошвы. Ее определяют по сбору нагрузок со стороны строения и несущей способности грунта. В нашем случае она равна 33225 см2 (66450 кг (вычисленная выше масса дома) / 2 кг/см2).

Но эти данные определяются только по конструкционным характеристикам, а есть еще и эксплуатационные – морозостойкость, влагостойкость, минимальная ширина ленты и прочее. И по этим параметрам при минимальной ширине ленты в 40 сантиметров площадь основания лучше всего вычислить по периметру самого здания. И для дома в 100 м2 (условные габариты 10х10 м) периметр будет равен 40 метрам, а площадь основания 16 м2 (40х0,4).

Зная площадь основания и глубину залегания фундамента можно вычислить объем заливки. И при высоте стены фундамента в 1,5 метра на заливку основания уйдет до 24 м3 раствора. А масса фундамента будет равна 60 тоннам (24м3 объема умножаем на 2500 кг/м3 плотности железобетона)

Выдержит ли такой вес наш грунт? Разумеется, да. Ведь 160 000 см2 грунта (16 м2 подошвы нашего фундамента) с несущей способностью в 2 кг/см2 могут принять 320-тонную нагрузку, а общий вес нашего фундамента и строения – всего 126,45 тонны.