Для правильного расчета нагрузки на фундамент необходимо учитывать все действующие нагрузки, включая вес здания, мебели, оборудования, а также воздействие ветра и снега. Эти данные могут быть получены из проектной документации и норм строительных стандартов. Важно также учитывать тип почвы, на которой будет установлен фундамент, так как это влияет на распределение нагрузки.
После определения всех нагрузок следует оценить несущую способность фундамента, основанную на его конструкции и материалах. Для этого применяются методы статического и динамического расчета, которые позволяют определить, сможет ли фундамент выдерживать запланированные нагрузки без деформаций и повреждений.
Расчеты нагрузок на фундамент
В момент проектирования дома одним из самых важных моментов – это сделать расчёты нагрузок на фундамент. Это делается для того, чтобы понять, какая на фундамент и грунт будет действовать нагрузка, и исходя из этого определить площадь фундамента. Ведь от того, насколько верно будут произведены расчёты фундамента, будет зависеть очень многое: на доме не появятся трещины, он будет давать равномерную усадку. Для этого нужно посчитать суммарную нагрузку, состоящую из постоянной (непосредственно от дома) и временной (от ветра и снега). Общая нагрузка на фундамент будет складываться не только из веса самого дома, но и плюс с эксплуатационными нагрузками, т.е. мебелью, оборудованием, техникой, людьми и прочее.
При расчётах фундаментов также определяется его вес и площадь опоры, чтобы понять – выдержит ли грунт такую нагрузку. Если строительство ведут профессионалы, то помимо этого, производятся геологические изыскания грунта, чтобы иметь точные характеристики, а также рассчитывается точный вес дома.
Расчёт веса дома
Существует ряд справочных материалов, нормативов, СНИПов, в котором указаны различные характеристики материалов, нагрузок, грунтов. Воспользуемся ими и для примера рассмотрим строительство дома из бруса.
Удельный вес 1 м2:
- Стены деревянного дома составляет в 70 – 100 кг/ м2;
- Чердачных перекрытий по дер. балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м3 составит 200 кг/ м2;
- Цокольных перекрытий по дер. балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м3 составит 300 кг/ м2;
- Кровли из лист. стали 20-30 кг/м2
Площадь всех стен: 60 х 2,5 = 150 м2;
Площадь цокольного перекрытия и чердачного будет одинаковой: 6 х 6 = 36 м2;
Площадь кровли всегда выступает за стены дома, поэтому она составит: 7 х 7 = 49 м2.
На основе полученных данных произведём приблизительные расчёты общей нагрузки на фундамент.
Итак, брусовой дом с деревянными перекрытиями с утеплителем плотностью до 200 кг/м3 и кровлей из листовой стали, помимо постоянной нагрузки имеет и временные ветровые и от снежного покрова, которые для средней полосы РФ составляют 100 кг/м2 :
Для кровли площадью 49 м2 составит 49 х 100 = 4900 кг; Вес стен составит: 150 х 100 = 15000 кг; Цокольных перекрытий: 10800 кг; Чердачных 7200 кг; Вес кровли 1470 кг. Итого получится: 39370 кг.
Далее необходимо рассчитать площадь фундамента, его веса.
Для определения нагрузки на грунт нужно сложить вес дома с весом фундамента.
Произведём расчёт ленточного фундамента глубокого заложения.
В нашей полосе глубину промерзания берут 1,5 м и добавим к ней еще 50 см над уровнем земли, итого высота составит 2 м. Длина 30 м, из которых 24 метра – это периметр + 6 метров под внутренние стены. При ширине ленты 40 см, общий объём составит: 30 х 0,4 х 2 = 24 м3. Плотность ж/б 2400 кг/м3, итого вес фундамента = 57600 кг.
Опорная площадь: 3000 см х 40 см = 120000 см2.
И наконец, посчитаем общую нагрузку на грунт: (39370 + 57600)/120000 = 0,8 кг/см2.
Несущая способность любого сухого грунта от 2 кг/см2, что значительно выше нашей нагрузки, и свидетельствует о том, что фундамент выдержит наш дом.
Правила расчета фундамента
Чтобы рассчитать параметры фундамента, нужно придерживаться следующих основных правил:
- Учитывать вес здания, нагрузки и инженерно-геологические условия площадки.
- Рассчитывать фундамент отдельно под каждую несущую стену.
- Учитывать глубину промерзания грунта в районе строительства.
- Предусматривать запас прочности, особенно при расчете на слабых грунтах.
- Учитывать уровень грунтовых вод, если он высокий.
- Проверять возможность возникновения неравномерных осадок.
Придерживаясь этих правил и правильно выполнив расчеты, можно подобрать оптимальные параметры фундамента.
Как рассчитать нагрузку на фундамент
Расчет нагрузки включает:
- Определение веса здания по объемам и удельному весу материалов.
- Учет собственного веса фундамента.
- Учет временных и длительных нагрузок — от людей, оборудования, снега и т.д.
- Учет сейсмической активности района строительства.
- Закладывается запас прочности, увеличивающий расчетную нагрузку на 10-30%.
По СП 20.13330.2016 нагрузка с учетом коэффициентов не должна превышать 5 тс/м2.
Как рассчитать глубину заложения фундамента
Глубину заложения подошвы фундамента рекомендуется принимать:
- Ниже глубины промерзания грунта в районе строительства.
- Не менее 0,5 м от уровня отмостки.
- Ниже уровня грунтовых вод не менее чем на 0,5 м.
- Несущую способность грунта по глубине.
- Глубину расположения слабых грунтов.
Ориентировочная глубина заложения для ленточных фундаментов 1-1,5 м.
Как подсчитать ширину и размеры подошвы фундамента
Ширина подошвы фундамента (В) зависит от нагрузки на фундамент и несущей способности грунта:
- N — расчетная нагрузка
- qдоп — допустимая нагрузка на грунт
Для кирпичных домов рекомендуемая ширина подошвы 500-800 мм.
Минимальные размеры сечения бетонных фундаментов:
Тип фундамента Ширина подошвы Высота Ленточный 500 мм 400 мм Столбчатый 500х500 мм 500 мм Как выбрать вид фундамента
Выбор типа фундамента зависит от:
- Типа грунта и глубины залегания скальных пород.
- Уровня грунтовых вод.
- Нагрузок на фундамент.
- Конструктивных особенностей дома.
Для тяжелых домов на слабых грунтах подходят:
- Свайный фундамент для передачи нагрузок на глубокие слои.
- Ленточный фундаментусиленной конструкции.
При высоком уровне грунтовых вод эффективны:
- Плитный фундамент для равномерного распределения нагрузки.
- Фундамент на опускных колодцах, отсечная гидроизоляция.
