Уже принято решение о строительстве дома и надо начинать практические действия – строить фундамент… Не торопитесь – посчитайте, это сильно сэкономит время, деньги, нервы.Как рассчитать нагрузку на фундамент и грунт

Наша цель определить размер опорной площади фундамента и нагрузку на грунт через расчет нагрузки, которая будет действовать и на фундамент, и на грунт.

Профессионалы делают точные расчеты соответствующих нагрузок с помощью геологических изысканий и специальных программ. Сразу определимся, что, во-первых, наш расчет – приблизительный, но при самостоятельной постройке дома его будет вполне достаточно, а, во-вторых, нагрузка от дома распределена равномерно.

Расчет нагрузки на фундамент



Суммарная нагрузка составит сумму следующих величин:

  • постоянной — вес самого дома и его содержимого (оборудование, мебель и т.д.);
  • переменной – давление ветра и снежного покрова.

Для расчета воспользуемся справочными данными по удельному весу:

Средний удельный вес стен толщиной 150 мм, кг/м2

Железобетон

300-350

Стены из бревен и бруса толщиной 140-180 мм

70-100

Из опилкобетона толщиной
350 мм

300-400

Из керамзитобетона толщиной 350 мм

400-500

Из шлакобетона толщиной 400 мм

500-600

Из пустотелого кирпича толщиной, мм:

380

510

640

500-600

650-750

800-900

Из полнотелого кирпича сплошной кладки толщиной, мм:

150

250

380

510

200-270

450-500

700-750

900-1000

Деревянные каркасно-панельные стены толщиной 150 мм
с утеплителем

30-50

Средний удельный вес перекрытий, кг/м2

Железобетонное

500

Плиты перекрытия пустотные

350

Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до
500 кг/м3

200-300

Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до
200 кг/м3

100-150

Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до
500 кг/м3

150-200

Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до
200 кг/м3

70-100

Средний удельный вес кровли, кг/м2

Кровля из шифера при уклоне 30о

40-50

Рубероидное покрытие (два слоя) при уклоне 10о

30-50

Кровля из гончарной черепицы при уклоне 45о

60-80

Кровля из листовой стали при уклоне 27о

20-30

Эксплуатационные нагрузки (инженерное оборудование,
мебель и т.п.), кг/м2

Для цокольного и межэтажного перекрытия

210

Для чердачного перекрытия

105

Нагрузка от снегового покрова, кг/м2

Для средней полосы России

100

Для Юга России

50

Для Севера России

190

Коэффициент влияния уклона крыши на снеговую
нагрузку

0-20о

1

20-30о

0,8

30-40о

0,6

40-500

0,4

50-60о

0,2

Пользуясь справочными данными, рассчитаем примерный вес двухэтажного дома 6 м х 10 м с двумя внутренними стенами 6 м и 10 м, высота этажа – 3 м.

1. Площадь стен:
1.1.    периметр дома: 6 + 10 +6 +10 = 32 м;
1.2.    площадь внешних стен: 32 * 3 (высота этаж) * 2 (количество этажей) = 192 м2;
1.3.    длина внутренних стен: (10 + 6) * 2 = 32 м;
1.4.    площадь внутренних стен: 32 * 3 = 96 м2;
2. Площадь цоколя: 6 * 10 = 60 м2;
3. Площадь межэтажного перекрытия: 6 * 10 = 60 м2;
4. Площадь чердачного перекрытия: 6 * 10 = 60 м2;
5. Площадь кровли (на 50 см выступает за пределы стен): 7 * 11 = 77 м2;
Определим расчет приблизительной нагрузки на фундамент (расчет приведен для домов из 2-х разных материалов):

Вариант первый:

Стены внешние: полнотелый кирпич толщиной 510 мм;
Стены внутренние: полнотелый кирпич толщиной 150 мм;
Цокольное перекрытие: железобетонное;
Межэтажное перекрытие: плиты перекрытия пустотные;
Чердачное перекрытие: по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м3
Кровля: из шифера при уклоне 30о
Местоположение: средняя полоса России .

Вариант второй:

Стены внешние: брус толщиной 180 мм;
Стены внутренние: брус толщиной 140 мм;
Цокольное перекрытие: по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м3;
Межэтажное перекрытие: по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3;
Чердачное перекрытие: по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3;
Кровля: Кровля из листовой стали при уклоне 27о
Местоположение: средняя полоса России

Тип дома

Вариант 1

Вариант 2

Вес стен, кг

192*1000 + 96*270 = 217 920

 

192*100 + 96*70 = 25 920

Вес цокольного перекрытия, кг

60*500=30 000

60*300 =18 000

Вес межэтажного перекрытия, кг

60*350=21 000

60*100 = 6 000

Вес чердачного перекрытия, кг

60*200=12 000

60*100 = 6 000

Вес кровли, кг

77*50=3 850

77*30 = 2 310

Эксплуатационные  нагрузки, кг

60*210 + 60*210 + 60*105=

31 500

60*210 + 60*210 + 60*105=

31 500

Снежный покров, кг

77*100*0,8=6 160

77*100*0,8 = 6 160

ИТОГО, кг

322 430

95 890

Расчет площади и веса фундамента

Помимо веса дома на грунт оказывает давление вес фундамента. Для расчета также возьмем справочные данные:

Удельный вес фундамента, кг3

Бутовый камень

1 600 — 1 800

Бутобетон, кирпич

1 880 — 2 200

Бетон, железобетон

2 200 – 2 500

При постройке дома в первом варианте, скорее всего потребуется закладывать ленточный фундамент заглубленный ниже глубины промерзания – определим её в размере 150 см. Так как фундамент должен выступать над уровнем земли, добавим еще 40 см, итого высота — 190 см.  Длина фундамента (включая часть фундамента под внутренними стенами): 6+10+6+10+6+10 = 48 м.
При ширине фундамента 0,6 м его объем составляет: 48*1,9*0,6 = 54,72 м3
Для определения веса фундамента перемножим его объем на плотность бетона: 54,72*2500 = 136 800 кг.
Для определения опорной площади фундамента умножим его длину на ширину: 48*0,6 = 28,80 м2 или 288 000 см2.

При постройке во втором варианте, возможно использовать столбчатый фундамент. Допустим, что у нас столбик имеет диаметр 40 см, высоту 190 см, и закладывается на глубину 150 см.
В этом случае опорная площадь одного столбика: 202 *3,14 (константа ) = 1 256 см2.
Объем столбика равен произведению его площади на высоту: 1 256*190= 238 640 см3 или 0,24 м3.
Вес столбика – произведение его объема и плотности материала: 0,24*2500 = 596,60 кг.
Учитывая, что длина стен составляет 10+6+10+6+10+6 = 48 м, при частоте столбиков через 1 м, общее количество столбиков составит 48 шт.
Общий вес столбиков: 596,60*48 = 28 637 кг.
Общая опорная площадь: 1 256*48 = 60 288 см2.

Расчет нагрузки на грунт



Нагрузка на грунт рассчитывается по формуле: вес здания (включая фундамент) деленный на опорную площадь фундамента, получаем:

Тип дома

Вариант 1

Вариант 2

Вес дома, кг

322 430

95 890

Вес фундамента, кг

136 800

28 637

Общий вес здания, кг

459 230

124 527

Площадь опоры, см2

288 000

60 288

Нагрузка на грунт, кг/см2

1,59

2,07

После расчета нагрузки необходимо определить позволяет ли несущая способность грунта на строительном участке строить дом с полученными показателями нагрузки. Если потребуется снижение нагрузки – необходимо увеличить опорную площадь. В случае ленточного фундамента увеличиваем его ширину, в случае столбчатого фундамента нужно увеличить либо количество, либо диаметр столбиков (можно и то и другое). После изменения параметров фундамента делаем повторный расчет нагрузки.

 


{lang: ‘ru’}