Правила выполнения расчета толщины плитного фундамента

Для исключения ошибок полученное предварительное значение умножают на коэффициент запаса, зависящий от равномерности распределения нагрузки стен на основание и варьирующийся от 1,1 до 1,5 (чем больше площадь несущих конструкций, тем он меньше). Ширина ленты не может быть уже вертикальных стен.

Важность параметра

С помощью показателя тепловой нагрузки можно узнать количество теплоэнергии, необходимой для обогрева конкретного помещения, а также здания в целом. Основной переменной здесь является мощность всего отопительного оборудования, которое планируется использовать в системе. Кроме этого, требуется учитывать потери тепла домом.

Идеальной представляется ситуация, в которой мощность отопительного контура позволяет не только устранить все потери теплоэнергии здания, но и обеспечить комфортные условия проживания. Чтобы правильно рассчитать удельную тепловую нагрузку, требуется учесть все факторы, оказывающие влияние на этот параметр:

  • Характеристики каждого элемента конструкции строения. Система вентиляции существенно влияет на потери теплоэнергии.
  • Размеры здания. Необходимо учитывать как объем всех помещений, так и площадь окон конструкций и наружных стен.
  • Климатическая зона. Показатель максимальной часовой нагрузки зависит от температурных колебаний окружающего воздуха.

Оптимальный режим работы системы обогрева может быть составлен только с учетом этих факторов. Единицей измерения показателя может быть Гкал/час или кВт/час.

Пример расчета

Рассмотрим пример, как выбрать фундамент для дома и рассчитать основные нагрузки.

Пусть по условию дан двухэтажный дом в средней полосе, 6х6 м с 1 внутренней стеной. Высота этажа 2,5 м.

  1. Находим общую длину внутренних и внешних стен:

(6+6)*2+6=30 (м) – на одном этаже.

30*2 = 60 (м) – на обоих этажах.

  1. Определяем площадь стен:

60 * 2,5 = 150 м2

  1. Вычисляем площадь цокольного и чердачного перекрытия:

6 * 6 = 36 м2

  1. Поскольку кровля обычно выступает за стену дома, примем длину выступа за 50 см и рассчитаем площадь:

7*7=49 м2

  1. Пользуемся справочником для определения удельного веса.
  2. Далее находим дополнительные воздействия:

49 м2 * 100 кг/м2 = 4900 кг.

Всё суммируем и получаем нагрузки, передаваемые на фундамент дома:

 Тип дома Стены, кг Чердачное перекрытие, кг Цокольное перекрытие, кг Кровля, кг Снежный покров, кг Итого, кг
Каркас 7 500 3 600 5 400 1 470 4 900 22 870
Кирпич 40 500 3 600 5 400 1 470 4 900 55 870
Железобетон 52 500 18 000 18 000 3 920 4 900 97 320

Глубина заложения

На непучинистых грунтах не должна быть меньше расчетной величины промерзания. Минимальная глубина – 0,5 м. Поскольку в большинстве регионов России предел промерзания земли составляет 1,2 м, то фундамент закладывается на глубину от 1,5 м. Жилой дом исключает замерзание почвы под собой. Минимальная глубина не должна быть меньше 0,5-0,7 м при этом рыхлый грунт заменяют слоем более плотного.

Учитываем особенности почвы

Это первый фактор, изучению которого следует уделить внимание при проектировании фундамента. От грунта здесь зависит очень многое, а именно:

· тип основания;

· его глубина залегания;

· возможность обустроить подвальное помещение;

· выбор типа гидроизоляции.

Для правильной оценки почвы следует выкопать по периметру участка несколько ям. Между ними нужно соблюдать расстояние не менее метра. Дело в том, что на территории одного участка могут располагаться различные грунты, ввиду чего и их свойства могут иметь значительные отличия друг от друга.

Одной из распространенных ошибок домашних мастеров является использование исследований соседнего участка, игнорируя эту необходимость на собственной земле. Очень важно получить данные о грунте, залегающем непосредственно под будущим домом. Для этого нужно следовать таким советам:

1. Бурим несколько скважин, глубиной до двух метров. Такой глубины будет достаточно для оценки преобладания почвы.

2. На основании полученных данных, необходимо определиться с типом основания и его глубиной. При этом нужно учитывать и параметры дома, ведь от веса здания будет приходиться наибольшая нагрузка на фундамент.

Читайте также:  Аренда сваебойной установки на гусеничном ходу

Очень высокой несущей способностью обладают полукаменистые и каменистые грунты. На них можно возводить любой тип фундаментов. Если же речь идет о пучинистых почвах, то для них следует выбрать более устойчивые варианты в виде ленточных и монолитных оснований. Таким свойством, как пучинистость, в той или иной мере обладают глинистые, песчаные, торфяные грунты и суглинки. Потому в данном случае нужно обратить внимание на такие нюансы:

1. Глубина залегания. Если грунт расположен на поверхности, то желательно заменить часть почвы песком, после чего можно приступить к заливке ленточного основания.

2. Уровень грунтовых вод. Чем более высоким он будет, тем меньший выбор видов фундаментов у вас будет. При высоком уровне грунтовых вод не следует даже задумываться об обустройстве подвала – здесь подойдет только плитный или мелкозаглубленный ленточный вариант.

3. Уровень промерзания почвы. Если он высокий, то нужно всерьез задуматься об утеплении основания. В некоторых случаях можно отдать предпочтение мелкозаглубленному плитному варианту.

В проведении расчетов следует учесть все три вышеописанных фактора. В противном случае речи о надежном основании быть не может.

Как рассчитать вес строения и нагрузку на фундамент

Безусловно, что все выполняемые вами расчеты будут лишь приблизительными, однако их с успехом можно применять при выборе типа фундамента под строение. Произведем примерный расчет строения исходя из предложенных параметров:

Жилой дом в один этаж.

Размер 10х6 метров.

Внутри дома расположена одна разделяющая стена.

Высота этажа строения 2,5 метра

Перекрытия чердака, а так же цоколя выполнены по балкам с применением утеплителя, плотность которого составляет до 200 кг/м3.

Кровля покрыта — рубероид + шифер

Дом находится в центральной части России.

Первым делом рассчитаем общую длину стен строения: (10+6)х2+6=38 метров, где последняя 6 — это центральная перегородка внутри дома.

Исходя из полученного, можем узнать общую площадь стен строения: 38х2,5=95 м2.м., где 2,5 — это высота этажа.

Как мы видим, площадь цокольного и перекрытий чердака одинаковы и составляют: 10х6=60 м2.

Площадь кровли считается с расчетом на то, что по всем сторонам сооружения будет произведен напуск как минимум 0,5 метра. Тогда она составит: 11х7=77 м2.

Все расчеты, которые зависят от конкретной постройки, произведены. Далее, необходимо полученные значения сопоставить со значениями, приведенными в специальных таблицах и перевести все это в килограммы. При расчетах, в целях безопасности, необходимо придерживаться верхних величин. Так же необходимо помнить о временных нагрузках. Так, например, для центральной части России, он составляет 100 кг/м2.

Таким образом, сопоставив выполненные нами расчеты с таблицей, получаем:

Масса стен дома: 95х270=25650 килограмм.

Цокольное перекрытие: 60х150=9000 килограмм.

Перекрытия чердачного помещения: 60х100= 6000 килограмм.

Кровельные материалы: (50+50)х77=7700 килограмм.

Нагрузка на крышу от снежной массы: 100х77=7700 килограмм.

Таким образом, общая масса строения получается: 25650+9000+6000+7700+7700=56050 килограмм. Если округлить, то получается, что предполагаемое строение будет иметь вес в 56 тонн.

Исходя из получившегося результата, можно спокойно производить расчеты необходимого фундамента, который идеально подойдет для вашего случая. Таким образом, вы будете на 100% уверены, что ваш фундамент выдержит возложенные на него нагрузки. В то же время, вы сможете сэкономить немало сил, а главное средств, если бы вы затеяли строительство заведомо более мощного основания, чем оно необходимо.

Пример сбора нагрузок на фундамент

Исходные данные:

Предполагается строительство жилого 2-х этажного дома с холодным чердаком и двухскатной крышей. Опирание крыши производится на две крайних стены и одну стену под коньком. Подвал не предусмотрен.

Место строительства — г. Нижегородская область.

Тип местности — поселок городского типа.

Размеры дома — 9,5х10 м по наружным граням фундамента.

Угол наклона крыши — 35°.

Высота здания — 9,93 м.

Фундамент — железобетонная монолитная лента шириной 500 и 400 мм и высотой 1 900 мм.

Читайте также:  Как крепить цокольный сайдинг на винтовые сваи

Цоколь — керамический кирпич, толщиной 500 и 400 мм и высотой 730 мм.

Наружные стены — газосиликат плотностью 500 кг/м3, толщина стеной 500 мм и высотой 6 850 мм.

Внутренние несущие стены — газосиликат плотностью 500 кг/м3, толщиной стены 400 м и высота 6 850 мм.

Перекрытия и крыша — деревянные.

Конструкции, которые могли бы задержать снег на крыше, не предусмотрены.

План фундамента.

Разрез дома, с действующими нагрузками.

Требуется:

Собрать нагрузки на центральную ленту фундамента, расположенную под внутренней несущей стеной, если грузовая площадь от перекрытия 4,05 м2, а от крыши — 5,9 м2.

Сбор нагрузок на внутреннюю несущую стену.

Определяем нагрузки, действующие на 1 м2 грузовой площади (кг/м2) всех конструкций, нагрузка которых передается на фундамент.

Вид нагрузки Норм. Коэф. Расч.
Нагрузка от пола 1-го этажа (q1)

Постоянные нагрузки:

— нижняя обшивка из досок t=30мм (ель ρ=450кг/м3)

— утеплитель t=180мм (пенопласт ρ=20кг/м3)

— доски пола t=36мм (ель ρ=450кг/м3)

Временные нагрузки:

— жилые помещения

 

13,5 кг/м2

3,6 кг/м2

16,2 кг/м2

 

150 кг/м2

 

1,1

1,3

1,1

 

1,3

 

15,4 кг/м2

4,7 кг/м2

17,8 кг/м2

 

195 кг/м2

ИТОГО 183,8 кг/м2   232,9 кг/м2
Нагрузка от перекрытия 1-го этажа (q2)

Постоянные нагрузки:

— нижняя обшивка из досок t=16мм (ель ρ=450кг/м3)

— доски пола t=36мм (ель ρ=450кг/м3)

Временные нагрузки:

— жилые помещения

 

7,2 кг/м2

16,2 кг/м2

 

 150 кг/м2

 

1,1

1,1

 

1,3

 

7,9 кг/м2

17,8 кг/м2

 

195 кг/м2

ИТОГО 173,4 кг/м2   220,7 кг/м2
Нагрузка от перекрытия 2-го этажа (q3)

Постоянные нагрузки:

— нижняя обшивка из досок t=30мм (ель ρ=450кг/м3)

— утеплитель t=180мм (пенопласт ρ=20кг/м3)

— верхняя обшивка из досок t=30мм (ель ρ=450кг/м3)

Временные нагрузки:

— чердачные помещения

 

13,5 кг/м2

3,6 кг/м2

13,5 кг/м2

 

70 кг/м2

 

1,1

1,3

1,1

 

1,3

 

15,4 кг/м2

4,7 кг/м2

15,4 кг/м2

 

91 кг/м2

ИТОГО 100,6 кг/м2   126,5 кг/м2
Нагрузка от конструкций крыши (q4)

Постоянные нагрузки:

— внутренняя обшивка из досок t=16мм (ель ρ=450 кг/м3)

— стропила (ель ρ=450кг/м3)

— обрешетка (ель ρ=450кг/м3)

— гибкая черепица (ρ=1 400кг/м3)

Временные нагрузки:

— обслуживание крыши

 

7,2 кг/м2

3,4 кг/м2

3,3 кг/м2

7 кг/м2

 

100 кг/м2

 

1,1

1,1

1,1

1,3

 

1,3

 

7,9 кг/м2

3,7 кг/м2

3,6 кг/м2

9,1 кг/м2

 

130 кг/м2

ИТОГО 120,9 кг/м2   154,3 кг/м2
Вес фундамента (q5)

Постоянные нагрузки:

— вес ж/б ленты шириной 400мм (железобетон ρ=2 500 кг/м3)

 

1 000 кг/м2

 

1,1

 

1 100 кг/м2

ИТОГО 1 000 кг/м2   1 100 кг/м2
Вес керамического кирпича (q6)

Постоянные нагрузки:

— вес керамического кирпича 400мм (ρ=1600 кг/м3)

 

640 кг/м2

 

1,1

 

704 кг/м2

ИТОГО 640 кг/м2   704 кг/м2
Все газосиликаных блоков (q7)

Постоянные нагрузки:

— вес газосиликат 400мм (ρ=500 кг/м3)

 

200 кг/м2

 

1,1

 

220 кг/м2

ИТОГО 200 кг/м2   220 кг/м2
Снег (q8)

Временные нагрузки:

— снег

 

140 кг/м2

 

1,4

 

196 кг/м2

ИТОГО 140 кг/м2   196 кг/м2
Ветер (q9)

Временные нагрузки:

— ветер

 

15 кг/м2

 

1,4

 

21 кг/м2

ИТОГО 15 кг/м2   21 кг/м2

Определяем нормативную и расчетную нагрузки на фундамент:

qнорм = 183,8кг/м2 · 4,05м + 173,4кг/м2 · 4,05м + 100,6кг/м2 · 4,05м + 120,9кг/м2 · 5,9м + 1000кг/м2 · 1,9м + 640кг/м2 · 0,73м + 200кг/м2 · 6,85м + 140кг/м2 · 5,9м + 15кг/м2 · 2,95м = 7174,85 кг/м.

qрасч = 232,9кг/м2 · 4,05м + 220,7кг/м2 · 4,05м + 126,5кг/м2 · 4,05м + 154,3кг/м2 · 5,9м + 1100кг/м2 · 1,9м + 704кг/м2 · 0,73м + 220кг/м2 · 6,85м + 196кг/м2 · 5,9м + 21кг/м2 · 2,95м = 8589,05 кг/м.

Расчёт ростверка

Назначение ростверка равномерное распределение нагрузок на свайную конструкцию. Расчёты параметров ростверка учитывают силы продавливания основания в целом, по каждому углу и воздействия на изгиб.

Довольно сложные подсчёты  застройщикам могут заменить стандартные решения, применение которых возможно только  небольших индивидуальных строений:

  • Материал исполнения ростверка: металлический швеллер, двутавр, монолитный бетон с армированием, брус или бревно сечением не менее материала стен.
  • Голова сваи должна входить в ростверк не меньше, чем на 10 см  для монолитного исполнения
  • По ширине ростверк не может быть меньше толщины стены.
  • Высота должна быть не меньше 30 см для бетона.
  • Ростверк должен располагаться как минимум на 20 см над уровнем почвы.
  • Соединение опор с ростверком может быть жёстким либо свободным.

Формула расчета для нагрузки на почву

Для определения необходимого значения, используется следующая основная формула:

Н = Нф + Нд + Нс + Нв,

где Н – исходное значение, то есть общая нагрузка на почву, Нф – величина, обозначающая нагрузку от фундамента, Нд – это нагрузка дома, то есть нагрузка от строения, Нс – сезонная нагрузка от снега, Нв – нагрузка от ветра.

Нд для всех видов фундамента рассчитывается одинаково. Нф вычисляется по-разному в зависимости от типа фундамента.

Расчет сопротивление грунта и глубина заложенного основания

Следует помнить, что ширина фундамента должна быть больше ширины стен. Наибольшую сложность из расчетов представляет собой определение сопротивления грунта на строительной площадке. Здесь лучше заказать геологическое исследование, а не делать самостоятельный расчет. Можно просмотреть таблицу и попробовать выполнить самостоятельный расчет.

Виды грунтовой почвы Сопротивление грунта
Крупнообломочные галечниковые (щебенистые) 6 кг/см³
Крупнообломочные галечниковые (щебенистые) 4-4,5 кг/см³
Крупнообломочные гравийные (дресвяные) 5 кг/см³
Крупный песок 5 кг/см³
Песок средней крупности 4 кг/см³
Мелкий маловлажный песок 3-4 кг/см³
Мелкий влажный и водонасыщенный песок 2-3 кг/см³
Пылеватый маловлажный песок кг/см³
Пылеватый влажный песок 1,5-2 кг/см³
Супесь 2-3 кг/см³
Суглинки 1-3 кг/см³
Глина плотная 4-6 кг/см³
Глина средней плотности 3-5 кг/см³
Глина пластичная 2-3 кг/см³
Глина водонасыщенная 1-2,5 кг/см³

Чтобы определить глубину заложения, можно воспользоваться некоторыми расчетами:

  • для каменистого грунта используется глубина 45 см;
  • для песка, суглинка – 45-90 см;
  • для глины – 75-100 см.

Минимальная глубина заложения зависит от степени пучинистости, высоты вод, глубины промерзания. Чем больше глубина промерзания, тем больше воды и она ближе к самой поверхности и сильнее будут морозные силы. Морозные силы станут выталкивать фундамент на поверхность и сжимать его с боков. Чтобы уменьшить силы воздействия, несущее основание необходимо заглубить. Но есть более экономичный способ борьбы с замерзанием – это дополнительное утепление фундамента и грунта путем создания песочной подушки под основанием и вокруг него.

Расчет арматуры

Расчет арматуры для плитного фундамента – это задача, к решению которой следует подходить основательно. Чтобы правильно рассчитать, какое количество стальных прутков, имеющих определенный диаметр, потребуется для плитного фундамента, следует учитывать не только размер здания и его параметры, но и тип грунта.

В первую очередь придется определиться с тем, какой диаметр арматурного прута необходим в конкретном случае. Для относительно легкого здания или сооружения, возводимого на устойчивом и непучинистом грунте, достаточно остановить выбор на стержнях, диаметр которых варьируется от 10 до 20 см. Если же планируется строительство тяжеловесного дома на сыпучем либо пучинистом грунте, лучше выбрать больший диаметр – от 14 до 16.

Что касается плитного фундамента, для него обычно производится укладка арматуры большого диаметра. Чаще всего речь идет о прутьях сечением 14 мм.

Расчет толщины фундамента под дом

Расчет толщины плиты фундамента под дом следует производить, опираясь на данные о промерзании почвы на участке. Не стоит слушать советов близких людей и особенно соседей, о том, что они так заливали фундамент и что дом нормально стоит. Ни к чему хорошему это не приведет. Хоть участки могут находиться совсем рядом, почва на каждом из них будет разной. Вы никогда не задумывались, почему у соседей картошка мелкая, а у вас крупная, хоть поливали и удобряли вы ее одинаково? Это простое доказательство наличия разного грунта на близлежащих участках.