Расчёт фундамента дома: виды вычислений

Оглавление:

1. Методика расчёта фундаментов
2. Пример расчёта

Одной из разновидностей расчёта фундамента на несущую способность является расчет фундамента на тяжесть дома. Проводится он в несколько этапов. Специалисты в строительной области вообще считают, что проведение именно этого расчета, даст точную и самую правильную оценку строительному объекту, в данном случае разговор ведется о загородном доме.

Ведь часто начиная возводить дом, некоторые застройщики не обращают своего внимания на такие показатели, как тип грунта или толщина стен загородного дома. А зря. Последующее рассуждения и расчеты продемонстрируют, как необходимо правильно все подсчитать, и, как необходимо правильно подойти к строительству собственного дома.

Методика расчёта фундаментов

Прежде чем делать фундамент дома, необходимо произвести расчет:

• Определение типа грунта;
• Определение массы постройки;
• Определение площади опоры фундамента;
• Нахождения давления, которое оказывает на грунт всё строение дома;
• Сравнение давления с несущей способностью грунта, и внесение корректировок в параметры фундамента по необходимости.

Рассмотрим эту методику на примере ленточного фундамента, который чаще других используется в загородном строительстве. Кстати, необходимо отметить, что именно ленточный фундамент можно возводить практически во всех типах грунтов. Поэтому его и взяли для примерного расчета.

Пример расчёта

Исходные данные:

• Строится прямоугольное сооружение;
• Длина большей стороны равна 5 м;
• Длина меньшей стороны равна 3 м;
• Высота равна 3 м;
• Стены выложены в два кирпича красным кирпичом;
• Фундамент дома ленточный, который имеет высоту 1 м, ширину 30 см. Фундамент залит чистым бетоном.

Кроме того, имеем:

• Дом одноэтажный имеет пол, выполненный из бетона толщиной 0,1 м. Пол опирается на основной фундамент по средствам 11 балок сечением 150 х150 миллиметров и обрешётки из досок, толщиной 25 мм и шириной 20 см каждая;
• Крыша имеет деревянный каркас, выполненный из брусьев сечением в 100х150 мм. Всего на устройство стропил потребовалось 22 бруса длиной 4 м. При устройстве обрешётки использовались доски толщиной 25 мм и шириной 20 см. Покрытие крыши выполнено шифером, лист которого весит 26 кг. Всего потребовалось 50 листов шифера;
• Перекрытие выполнено из балок с сечением 150х150 мм. Выполнена сплошная обрешётка из тех же досок. На доски уложен промышленный утеплитель, который сверху залит слоем цементного раствора. Толщина слоя равна 5 мм. Всего потребовалось 11 балок длиной 3,4 м.

При изготовлении деревянных конструкций используется сосна, как самый распространенный строительный материал из древесины в современном строительстве. К тому же необходимо отметить, что сосна обладает рядом характеристик, которые выделяют ее в общей массе деревянных строительных материалов. Да и ценой она обладает одной из самых низких.

Расчёт фундамента

Расчёт фундамента дома начинается с определения несущей способности грунта. Допустим, что мы её узнали у геологической службы, и она равна 2,5. Кстати, государственные геологические службы обязаны выдавать любую информацию, касающуюся земли, на которой вы планируете возводить собственный дом. Эта услуга бесплатная.

Тогда следующим этапом нужно определить массу всего строения. Первым делом стоит определить массу фундамента дома. Для этого надо вычислить его объём.

По условию не дана длина фундамента, но сказано, что строение прямоугольной формы и строится ленточный фундамент, значит, он будет иметь такую длину, которая равна периметру. Найдём периметр, где используется простая формула:

5*2+3*2=16 метров.

Дальше можем найти объём фундамента:

16*0,3*1=4,8 кубического метра.

Теперь, зная объём и плотность бетона, которая в среднем равна 2500 килограмм на метр кубический, можно найти массу фундамента, где применяется формула умножения плотности материала на его объем:

4,8*2500=12000 килограмм.

Дальше найдём массу стен. По условию они выложены в два кирпича из красного кирпича. Следовательно, кирпич имеет площадь покрытия, которая образует плоскость стены, равную:

6,5*25=162,5 сантиметра квадратного.

Теперь для нахождения всего количества израсходованного кирпича необходимо узнать площадь всех стен:

5*3+5*3+3*3+3*3=48 квадратных метров.

Теперь зная, сколько способен покрыть один кирпич можно найти количество кирпичей:

480000/162,5=2953, округлим эту цифру до 3000 кирпичин. Следовательно, вторая стена будет иметь практически такое же количество, то есть ещё 3000 кирпичин. Тогда на все стены понадобится 6000 кирпичин. Данный расчет приблизительный, но в этом случае нельзя точно просчитать количество кирпичей, потому что берется приблизительность во всем.

Теперь можно вычислить общий вес всех кирпичей, что легко сделать двумя способами:

1. Вычислить сколько кирпичин в одном метре кубическом, а потом умножить на массу одного кубического метра, то есть на 1800 килограмм для полнотелого красного кирпича;
2. Всё количество кирпичей умножить на вес одного кирпича, то есть на 3,2 килограмма для полнотелого красного кирпича.

Воспользуемся вторым способом, потому что формула расчета более упрощенная, тогда:

6000*3,2=19200 килограмм.

Дальше вычислим массу перекрытия. Методика расчета фундамента коттеджного дома и его устройство практически ничем не отличается от методики расчёта обычного дома. Здесь подразумевается, что коттедж просто будет иметь несколько этажей, а следовательно и несколько разных по характеру перекрытий. В нашем случае, сказано, что перекрытие одно и выполнено оно из дерева.

Если перекрытие в коттедже различно, а, как это бывает, между первым и вторым этажами закладывается бетонное перекрытия, то сделать его расчет не составит большого труда.

Но в нашем расчете мы считаем деревянное перекрытие. Тогда найдём объём затраченной на перекрытие древесины. Сказано, что уложено 10 балок, каждая из них по 3,4 метра. Зная сечение балки, можно найти объём одной балки, для этого используется все та же формула вычисления объема:

0,15*0,15*3,4= 0,0765 кубического метра.

Теперь можно определить объём всех балок:

0,0765*11=0,8415 кубического метра.

Находим массу всей этой древесины, как объём, умноженный на плотность. Эта формула вам уже известна, когда определялась масса фундамента дома. Поскольку сказано, что все деревянные элементы выполнены из сосны, то плотность будем принимать равной 800 килограммам на метр кубический:

0,8415*800=673,2 килограмма.

Теперь найдём массу обрешётки, которая также выполнена из древесины. Для этого найдём объём всех досок. И опять все та же формула. Поскольку сказано, что доска имеет 20 сантиметров по ширине и 25 по толщине, то можно вычислить объём, если узнаем длину всех таких досок. Для этого вычислим, сколько рядов досок строение будет иметь:

300/20=15 рядов — то есть всего по ширине 300 сантиметров (3 метра), а значит, в такое пространство вместится ровно 15 досок шириной по 20 сантиметров.

Так как доски будут прибиваться сплошным ковром, то по длине каждый ряд будет равен пяти метрам, следовательно, всего будет потрачено:

15*5=75 метров досок.

Теперь можно найти объём:

0,025*0,2*75= 0,375 кубического метра.

Найдём массу всех этих досок:

0,375*800= 300 килограмм.

Тогда масса всего перекрытия равна:

673,2+300=973,2 килограмма, прибавим к этой цифре массу гвоздей, арматуры и утеплительного материала и получим ровно 1000 килограмм.

Теперь осталось найти массу цементного раствора. Для этого найдём площадь покрытия:

3*5=15 квадратных метров.

Вычтем площадь, занимаемую балками, которая равна:

3*0,15*11= 4,95 квадратных метров, получим:

15-4,95=10 метров.

Сказано, что слой цемента равен 5 миллиметрам, или 0,005 метрам, тогда найдём объём:

0,005*10=0,05 кубического метра.

Наёдём массу:

0,05*2500=125 килограмм.

Теперь общая масса всего перекрытия равна:

125+1000=1125 килограмм.

Дальше необходимо найти массу крыши. Сказано, что затрачено 22 балки сечением 100*150 миллиметров, тогда вычислим их объём, при учёте того, что длина каждой балки равна 4 метра:

0,1*0,15*4*22=1,32 кубических метров.

Масса равна:

1,32*800=1056 килограмм.

Найдём массу обрешётки. Для крыши она может выполняться через одну доску, а не сплошной, тогда всего на два ската крыши потребуется покрыть площадь:

4*5*2=40 квадратных метров.

Так как обрешётка выполняется через доску, то можно говорить, что потребуется покрыть 20 квадратных метров, тогда найдём объём необходимой древесины:

20*0,025= 0,5 метра кубического.

Масса равна:

0,5*2500=1125 килограмм.

Найдём массу покрытия:

50*26=1300 килограмм.

Общая масса крыши равна:

1300+1125+1056=3181, с учётом снега, примем массу равно 3500 килограмм.

Осталось найти массу пола.

Найдём объём древесины. Для этого вычислим объём балок:

0,15*0,15*11=0,2475 метра кубического.

Масса равна:

 0,2475*800=198 килограмм.

Теперь объём обрешётки:

15*0,025=0,375 кубического метра.

Тогда масса равна:

0,375*800=300 килограмм.

Теперь найдём массу бетона. Для этого определим объём. Площадь покрытия равна:

15-3*0,15*11=10 метров квадратных, тогда объём равен:

10*0,1=1 кубический метр, следовательно, масса рана 2500 килограмм.

Тогда общая масса равна примерно 3000 килограмм.

Теперь определим общую массу всего здания:

12000+19200+1125+3500+3000=38825, то есть округлим и получим примерно 40000 килограмм.

Дальше по методике, используемой в строительстве, следует найти площадь опоры фундамента. Расчёт ленточных фундаментов сельского дома ничем в этом плане не отличается от расчёта многоэтажного дома, так как фундамент одинаковый. Тогда площадь равна:

1600*30=48000 квадратных сантиметров.

Теперь можно найти давление, которое такая масса оказывает на грунт при данной площади опоры:

40000/48000= 0,83 килограмма на сантиметр квадратный.

По условию у нас сказано, что несущая способность фундамента дома равна 2,5, что значительно больше 0,83. Это значит, что больше никаких корректировок в размеры фундамента дома вносить не нужно, но меньшим его тоже делать не стоит, так как стены имеет толщину порядка 25 сантиметров или больше.

Как видите, рассчитать фундамент дома не сложно, хотя необходимо иметь некоторые навыки и знания, как в математике, так и в строительстве. Но лучше самостоятельно это делать не нужно, обратитесь к специалисту, который точно и в короткие сроки сделает вам расчет не только фундамента дома, но и других его элементов. Кстати, для каждого расчета, как было показано выше, необходима своя формула, которую знать вы не обязаны. Просто вспомните школьную программу по геометрии, и вам станет намного легче понять и методы расчета, и как применяется формула.

Загородное строительство все больше требует специальных знаний и не только в своей области, но и в других областях. Тому пример расчет массы элементов дома и использование математических знаний.