Расчёт фундаментов может быть выполнен с различной целью. Примеры расчёта фундаментов приводятся для того, чтобы показать, как правильно рассчитать ширину фундамента, как правильно рассчитать давление и так далее.
Монолитный ленточный фундамент
Каждый тип фундамента имеет свой расчёт, однако все они проводятся по одной технологии. Если говорить о расчёте на несущую способность, то методика расчёта такова:
- Нахождение коэффициента сопротивления грунта;
- Нахождение общей массы постройки;
- Нахождение давления, которое оказывается постройкой на грунт;
- Сравнение давления и несущей способности грунта, и при необходимости внесение корректировок в параметры фундамента.
Расчёт ленточного фундамента
Для того чтобы рассчитать ленточный фундамент, потребуются исходные данные, зададим их:
- Пусть возводится прямоугольное здание, которое внутри не имеет стен;
- Длина стены большей равна 6 метров;
- Длина меньшей стены равна 3,5 метра;
- Высота здания равна 4 метра.
Кроме того:
- Фундамент ленточный с шириной ленты 30 сантиметров. Высота фундамента равна 1 метру. Весь фундамент монолитный бетонный;
- Стены строятся из блока, который кладётся на ребро;
- Пол будет деревянным. На его устройство потребовалось 13 брусов, сечением 150 на 150 миллиметров. Обрёшётка устраивается досками в один слой. Доски имеют толщину 30 миллиметров. Наверх досок кладётся фанера, толщина которой равна 1 сантиметру;
- Перекрытие делается деревянным. На его устройство потребовалось 13 балок сечением 150 на 150 миллиметров. Обрешётка выполнена из тех же досок снизу и сверху;
- Крыша покрыта шифером, всего 60 листов по 26 килограмм. Каркас изготовлен из деревянных брусов сечением 150 на 100 миллиметров, длиной 4 метра. Всего израсходовано 26 брусов. Обрешётка выполнена через одну доску. Доски толщиной 2 сантиметра. Крыша двухскатная.
Расчёт фундамента
Фундамент под сруб тоже требует тщательного расчета
Сначала необходимо определить тип грунта. Есть несколько способов определения типа грунта самостоятельно.
Однако такой метод не даёт точного результата, поэтому не стоит заниматься самодеятельностью, потому что неточные данные – это неточный расчет. Точные данные можно получить в геологической службе. Допустим, установили, что коэффициент сопротивления грунта равен 2.
Тогда приступаем ко второму этапу — расчёту массы здания. Кстати, именно этот расчет будет являться основным, поэтому к нему такое внимание.
Сначала определим массу
Для этого определим объём фундамента. Объём прямоугольной фигуры находится, как длина, умноженная на ширину и высоту, тогда:
1*0,3*19=5,7 кубического метра. Цифра 19 показывает длину фундамента, то есть периметр стен, который рассчитать не сложно.
Теперь поскольку сказано, что фундамент бетонный, для нахождения его массы следует объём умножить на среднюю плотность бетона, то есть на 2500 килограмм на метр кубический, тогда получим:
5,7*2500 = 14250 килограмм.
Многих загородных застройщиков будет волновать вопрос, а если фундамент дома возводится из других строительных материалов, то, как производить его расчет, то есть, где взять показатели плотности данных материалов? Это совсем не сложно, показатели плотности можно найти в справочниках по строительным материалам, где указаны все физико-технические коэффициенты.
Теперь найдём массу пола. Сказано, что он сделан из лаг и досок. Значит, сначала найдём массу всех лаг, а потом массу всех досок, можно и всё вместе, то есть сначала найти общий объём древесины, а потом общий вес. Будем находить вес по отдельности.
Масса лаг равна объёму, умноженному на плотность древесины, которую примем равной 800 килограммам на метр кубический, что равно плотности сосны. Итак, объём вычисляется, как длина, умноженная на ширину и высоту. Сечение лаги равно 0,15*0,15 метра. Длина равна ширине здания, то есть 3,5 метрам, тогда:
0,15*0,15*3,5*13=1,023 кубического метра объём всех лаг.
Тогда их масса равна:
1,023*800=820 килограмм.
Теперь необходимо рассчитать массу обрешетки. Сначала найдём объём древесины, который равен площади покрытия, умноженной на толщину доски. Площадь покрытия равна внутренней площади здания, то есть имеем объём:
6*3,5*0,03=0,66 кубического метра.
Тогда масса равна:
0,66*800=528 килограмм.
Теперь найдём массу фанеры. Стандартный размер одного листа равен 1,5*1,5 метра. Он весит порядка 16 килограмм. Тогда можно сделать вывод, что один лист фанеры покрывает площадь в 2,25 квадратных метра и весит 16 килограмм. Для определения общей массы фанеры найдём, сколько листов поместится на всю площадь пола:
Столбчатый фундамент
6*3,5/2,25=9,3 листа.
Тогда их масса равна:
9,3*16=150 килограмм.
Тогда общая масса пола равна:
150+528+820=1500 килограмм.
На следующем этапе определим массу стен. Стандартный блок имеет размеры:
- Длина 0,6 метра;
- Ширина 0,3 метра;
- Высота 0,2 метра.
Сказано, что блок ложится на ребро, то есть его площадь образуют две стороны, которые равны 0,6 и 0,3 метрам. Тогда найдём площадь одного блока:
0,6*0,3=0,18 квадратного метра.
Теперь найдём общую площадь стен, как всю длину всех четырёх стен, то есть периметр, умноженный на высоту:
19*4=76 метров квадратных.
Теперь проводим расчет необходимого для этих стен количества блоков, как вся площадь стен, разделённая на площадь одного блока:
76/0,18=422 блока.
Вес одного блока равен примерно 30 килограммам, тогда вес стен равен:
422*30=12700 килограмм. К этому весу можно добавить массу цемента, на который кладутся блоки. Однако мы этого делать не будем, чтобы потом не вычитать массу всех ниш, то есть дверей и окон, из общей массы стен – будем считать, что эти две величины взаимно вычитаются.
Следующим шагом требуется произвести расчет массы перекрытия.
Оно так же, как и пол состоит из лаг и обрешётки. На этот раз для наглядности вычислим массу по общему объёму. Сначала найдём объём лаг:
0,15*0,15*13=1,023 кубического метра.
Объём первого слоя досок равен:
6*3,5*0,3=6,3 кубического метра.
Следовательно объём досок второго слоя такой же. Тогда можно посчитать общий объём:
6,3+6,3+1,023=13,623 кубического метра.
Тогда масса всего перекрытия равна:
13,623*800=10898,4, то есть приблизительно 11000 килограмм.
Дальше осталось произвести расчет только массы крыши, которая состоит из каркаса и шифера. Рассчитаем объём древесины, который нужен для устройства каркаса. Сказано, что использовалось 26 брусов сечением 150*100 и длиной 4 метра, тогда их общий объём равен:
Устройство фундамента своими руками
0,15*0,1*4*26=1,56 кубического метра.
Теперь вычислим объём обрешётки. Для начала необходимо вычислить площадь покрытия. Она равна площади, образованной стропилами, то есть:
4*6=24 квадратных метров.
Так как крыша двухскатная, то таких площадей две, то есть их общая площадь равна 48 квадратным метрам. Но поскольку обрешётка выполняется через одну доску, то ими покроется ровно половина всей площади, то есть всего 24 квадратных метров.
Теперь можем произвести расчет объёма досок, затраченных на обрешётку:
24*0,02=0,48 кубического метра.
Тогда масса деревянного каркаса равна:
(0,48+1,56)*800=1632 килограмма.
Теперь вычислим массу шифера:
60*26=1560 килограмм.
Тогда общая масса крыши равна:
1560+1632=3192 килограмма.
Общая масса постройки равна:
14250+1500+12700+11000=41292 килограмма.
Площадь опоры
Следующим этапом следует вычислить площадь опоры фундамента, как длина всей ленты, умноженная на ширину:
1900*30=57000 сантиметров квадратных.
Давление на грунт
Теперь вычислим давление, которое дом оказывает на грунт, то есть, определяем нагрузки дома. Для этого нужно разделить массу дома на площадь опоры:
41292/57000=0,72.
Такое получилось давление на сантиметр квадратный грунта. По условию несущая способность грунта была равна 2, что в значительной мере больше чем 0,72. Это означает, то фундамент не требует больше никаких корректировок. То есть такой фундамент можно использовать конкретно для строительства этого дома, и он выдержит предполагаемые нагрузки.
Примеры расчета столбчатого фундаментов ничем не будут отличаться от расчёта ленточного фундамента, только нахождением общей площади опоры. Она будет находиться для одного столба, а потом умножаться на количество столбов.Правда, нагрузки столбчатого фундамента на грунт намного превышают нагрузки ленточного фундамента, по той простой причине, что площадь столбов меньше.
Взаимосвязь нагрузок и такого элемента дома, как фундамент, прямо пропорциональная. Чем выше нагрузки, тем больше фундамент.
