Расчёт нагрузки на фундамент дома, а также количества бетона и арматуры для его изготовления

Расчёт нагрузки на фундамент дома, а также количества бетона и арматуры для его изготовления

Чтобы постройка была устойчива и невредима на протяжении многих десятилетий, нужно выбирать подходящий тип капитального основания (фундамент), а также правильно рассчитать вес, оказываемый стенами, перекрытиями, кровлей дома и снегом.

Как рассчитать фундамент

Произведение расчётов по нагрузкам на бетонное основание нужно для определения формы и размеров фундамента. Полученные при вычислении показатели определяют нагрузку на метр в квадрате.

Чтобы произвести точные расчёты, нужно располагать следующей информацией:

• о регионе, в котором будет возведена постройка;
• о характеристиках грунта;
• о глубине, на которой расположены подземные воды;
• о строительном материале, из которого будет возведён дом;
• о планировке постройки, количестве этажей, стропильной системе и типу кровли.

Такие сведения можно получить из нормативных источников, таких как:

1. СНиП 2.01.01–82 – «глубины промерзания грунта во всех регионах России».
2. СНиП 2.02.01–83* — «основания зданий и сооружений».
3. Свод правил СП 22.13330.2011 (актуализированная редакция СНиП 2.02.01–83*).

В качестве примера будет произведён расчёт нагрузки на основание для одноэтажного дома, построенного из полнотелого силикатного кирпича. толщина стен здания составит 40 см. Постройка с параметрами — 12х9 м. В качестве перекрытия для подвала выбраны плиты из железобетона. Для перекрытия первого этажа будут использованы деревянные бруски установленные на металлические балки. Конструкция стропильной системы будет предназначена для двускатной крыши, с углом наклона в 30 градусов. Крыша с таким углом будет иметь высоту в коньковой части в 275 см. В качестве кровельного материала выбрана металлочерепица. Регион, в котором будут производиться строительные процессы — Московская область. Свойства и тип грунта — пески гравелистые, крупные и средние. Для основания будет использован бетон мелкой дисперсии. Толщина основания будет равна толщине стен (0,4 м).

Определение веса постройки

Для расчёта веса всей конструкции дома потребуется произвести вычисления по нагрузкам на фундамент: кровли, снега, перекрытий и стен.

Расчёт нагрузки кровли

Чтобы рассчитать нагрузку кровли на фундамент, требуется определить её площадь — S. Исходя из размеров постройки (9х12 м), известна её длина и ширина.

Чтобы определить ширину одного ската при высоте в коньковой части 2,75 м потребуется воспользоваться Теоремой Пифагора, которая выглядит следующим образом: С=√A²+B².

Длину сооружения обозначим буквой D, а ширину ската — С. Высота в коньковой части — В, а длина от края крыши до конька — А.

Геометрические формулы помогут получить точные сведения

Расстояние между точками A и B (выделено жёлтым цветом — линия С) будет являться гипотенузой прямоугольного треугольника. Произведём вычисления:

1. Так как расчёт производится для одного ската, то ширину дома нужно разделить пополам, а к полученному значению прибавить 50 см (для навеса крыши) Подставим значения:
   • 9:2=4,5+0,5=5 м — это ширина «А»;
   • √5²+2,75²=√25+7,56=√32,56=5,7 м — это величина «С».
2. Теперь несложно определить площадь одного ската, перемножив полученный результат на длину. В формуле это выглядит так: S=C∙D, где S — площадь одного ската кровли. Следует учесть, что к длине крыши нужно прибавить по 0,5 м с двух сторон (фронтонов), так как кровля должна выступать за пределы стен и образовывать козырёк. Подставим значения:
   • 12+0,5∙2=13 м — это длина D.
   • 13∙5,7=74,1 м² — это площадь одного ската крыши S.
3. Так как в проекте два ската, то: 74,1∙2=148,2 м² — это площадь всей кровли.
4. Каждый скат опирается на противоположные стены здания, длиной по 12 м. В связи с этим длина нагружаемого фундамента будет определяться следующим образом:12∙2=24 м.
5. Фундамент имеет толщину 0,4, поэтому его нагружаемая кровлей площадь: 24∙0,4=9,6 м².
6. В соответствии с таблицей на изображении для типа кровельного материала — металлочерепицы расчётная нагрузка составит 30 кг/м². Подставим значения: 148,2:9,6∙30=463,1 кг/м².

Расчёт нагрузки снега

Вес снега передаётся через крышу и стены здания на те же части фундамента, которые указаны при расчёте кровли. Следует учесть, что площадь снежного покрова и крыши будут иметь одинаковые значения. Результаты вычислений необходимо разделить на площадь нагруженных сторон основания и умножить на удельную нагрузку снега. Для удобства расчёта в таблице представлены показатели нагрузки снега для разных регионов.

Таблица: показатели нагрузки снега

Для средней полосы России нагрузка от снегового покрова составляет 100 кг/м²

Для этого 148,2∙100:9,6=1543,7 кг/м².

Расчёт нагрузки перекрытий

Перекрытия попираются на две стены, поэтому при вычислениях учитывается площадь каждой стороны. При расчёте необходимо учитывать количество перекрытий на всех этажах, включая потолок подвального помещения (пол первого уровня).

Площади одного перекрытия и постройки одинаковы.

При вычислениях площадь каждого перекрытия нужно умножить на вес материала, который указан в таблице ниже. Полученное значение нужно разделить на площадь нагруженной части фундамента.

Таблица: показатели нагрузки перекрытий из разных материалов

Средний удельный вес перекрытий	кг/м 2
Железобетонное	500
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м 3	200–300
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/м 3	100–150
Потолочное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м 3	150–200
Потолочное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 200 кг/м 3	70–100

Так как строение имеет один этаж, то его конструкция будет с одним железобетонным перекрытием, и одним деревянным. Площадь каждого перекрытия равна 108 м².

1. 108∙500=54000 кг — это вес перекрытия из железобетона.
2. 108∙150=16200 кг — это вес покрытия из древесины.
3. Теперь нужно сложить полученные значения, чтобы определить нагрузку на 1 м² фундамента: (54000+16200):9,6=7312,5 кг/м².

Расчёт нагрузки стен

Чтобы произвести такие расчёты необходимо воспользоваться сведениями, указанными в таблице.

Таблица: показатели нагрузки стен на фундамент

Материал стен	кПа	кгс/м 3
Стены на каркасной основе из древесины либо тонкостенном профиле, обшитые листовым материалом и лёгким эффективным утеплителем	3	300
Стены из сруба или брусков	6	600
Из газобетонных блоков или паротерма Д600	6	600
Из шлакоблока Д1200	12	1200
Из ракушечника Д1500	15	1500
Из пустотелого кирпича	14	1400
Из полнотелого кирпича сплошной кладки	18	1800

1. Сначала необходимо найти общую площадь стен. Необходимо их высоту умножить на периметр: 3∙(12+12+9+9)=126 м².
2. Теперь находим объём стен, умножив площадь на их толщину: 126∙0,4=50,4 м³.
3. Рассчитываем вес стен. Для этого нужно их объём умножить на удельный вес материала из таблицы: 50,4∙1800=90720 кг.
4. Далее требуется высчитать общую площадь всех сторон фундамента. Для этого нужно его периметр умножить на его толщину: 126∙0,4=50,4 м².
5. Определяем удельную нагрузку стен на бетонное основание: 90720:50,4=1800 кг.

Объём стен необходимо умножить на удельный вес. Полученный результат разделить на общую длину сторон бетонного основания и умножить на его толщину.

Теперь, используя полученные значения можно найти вес конструкции всего дома. Для этого нужно сложить значения веса крыши, снеговой нагрузки, веса перекрытий и стен: 463,1+1543,7+7312,5+1800=11119,3 т.

Вычисляем площадь фундамента и вес

Допустим, что объём фундамента составляет 30 м³.

Удельный вес бетонного фундамента находится в пределах от 2200 до 2500 кг/м³. Подставим значения: 30∙2500=75000 кг.

Для нахождения опорной площади бетонного основания, необходимо 42∙0,4=16,8 м² или 168000 см².

Расчёт бетонной смеси для заливки

Чтобы узнать, сколько потребуется бетонной смеси для заливки фундамента, удобно пользоваться сайтами предоставляющими услугу онлайн-расчётов строительных материалов. Довольно часто, производя такие вычисления, под рукой нет ни интернета, ни обычного калькулятора. В этом случае поможет приведённая ниже инструкция по подсчёту объёма разных типов фундамента.

Для произведения точных расчётов потребуется вспомнить курс геометрии 8 класса, в котором нам понадобятся знания по вычислению объёма куба и цилиндра.

Ленточный

Такой фундамент имеет вид бетонной ленты в форме удлинённого параллелепипеда, армированную металлической или пластиковой конструкцией (обычно это арматурные прутья).

Его высота зависит от глубины промерзания и свойств грунта

Для расчёта ленточного основания необходимо воспользоваться формулой нахождения объёма куба, которая имеет такой вид: V=h·h·h или V=h³, где h — это параметры высоты, ширины и длины куба (параллелепипеда).

Допустим, что высота ленточного фундамента будет равна 160 см, ширина — 40 см, а длина 12х9 м. Сначала будет рассчитан объём двух длинных лент (по 12 м). Вычисления удобней производить в метрах, поэтому на примере эти величины будут иметь следующий вид: 1,6·0,4·12=7,68 м³. Для обеих сторон необходимо удвоить это значение: 7,68·2=15,35 м³.

Теперь нужно рассчитать объём двух лент длиной по 9 м. Следует учесть, что из длины каждой ленты такого размера, необходимо вычесть по два значения ширины фундамента: 9–0,4·2=8,2 м.

1. 1,6·0,4·8,2=1,968 м³ — это объём бетона для одной ленты размером 8,2 м. Для двух таких лент: 1,968·2=39 м³.
2. Теперь нужно сложить значения объёмов четырёх лент фундамента: 15,35+3,936=19,286 м³. Следует учесть, что это значение только для ленты квадратной формы, без ответвлений.

Столбчатый

Столбчатый фундамент представляет собой систему опор, располагаемых под конструкциями в местах с наибольшей нагрузкой. Форма опор (столбов) обычно изготавливается в виде параллелепипедов или цилиндров с расширением в основании. Для укрепления столбчатый фундамент из бетона армируют металлическими и пластиковыми прутьями.

вариант с квадратными столбами

Расчёт количества бетона для этого фундамента производится по тому же принципу, что и предыдущий вариант. Если опорный столб фундамента имеет форму цилиндра, то для расчёта необходимо применить соответствующую формулу: V=π·R²·h, где π – это математическая константа, равная 3,14, выражающая отношение длины окружности к её диаметру; R — радиус окружности цилиндра, h — его высота.

Допустим, что по периметру основания дома расположено 24 столба, расстояние между которыми составляет 1,5 м. Каждый столб цилиндрической формы, высотой 160 см, диаметром 30 см.

Сделаем расчёт по указанной формуле:

1. Находим радиус окружности цилиндра в квадрате: 0,3:2=0,15·0,15=0,0225.
2. Подставим значения по формуле: 3,14·0,0225·1,6=0,11304 округлим до 0,113 м³ — это объём бетона, необходимый для заливки одного столба.
3. Чтобы получить общий объём бетонной смеси для всех столбов, необходимо полученное значение умножить на их количество: 0,113·24=2,712 м³.

Плиточный

Такое основание представляет собой бетонную армированную плиту. Вычисления объёма для этого фундамента производятся по формуле нахождения объёма куба.

Допустим, что плиточное основание имеет параметры 12х9х0,4 м. Сделаем расчёт: 12·9·0,4=43,2 м³.

Может содержать дополнительные слои

Вычисление необходимого количества арматуры и проволоки

Бетонное основание любого типа необходимо укрепить арматурными прутьями. Для этой цели используют рифлёные металлические стержни толщиной от 0,8 до 1,2 см. При изготовлении каркасов, которые укрепят бетонное основание, необходимо запастись проволокой или пластиковыми хомутами. Этими элементами укрепляют армирующий каркас.

Чтобы рассчитать количество пластиковых хомутов для армирующего каркаса, достаточно знать, сколько пересечений арматуры расположено в каркасе.

При расчёте требуемого количества проволоки следует учесть, что на одно пересечение металлических прутьев необходимо 30 см вяжущего материала.

Количество арматуры и вязальной проволоки для ленточного фундамента

Ленточное основание для дома 12х9 м будет иметь высоту 160 см. Для такого фундамента потребуется объёмный металлический каркас, в котором будет по 5 рядов продольных арматурных стержней.

Продольные стержни в металлической конструкции будут закреплены на металлические элементы прямоугольной формы из этого же материала. Размер этих соединительных элементов составит 150х30 см. Расстояние между каждым из них — 30 см.

Элементы каркаса можно соединить с помощью сварки

Сделаем расчёт арматуры:

1. Сначала нужно посчитать количество продольных прутков и умножить их на длину каждой стороны фундамента: 10·(12+9+12+9)=420 м — это длина всех продольных стержней в фундаменте.
2. Теперь рассчитаем, сколько потребуется арматуры для изготовления одной соединительной секции, размером 150х30 см: 150·2+30·2=360 см или 3,6 м.
3. Вычислим, сколько таких секций потребуется для всего каркаса. Для этого необходимо общую длину фундамента разделить на расстояние между секциями: 42:0,3=140 штук.
4. Общую длину арматуры для одной секции необходимо умножить на их количество в фундаменте: 3,6·140=504 м — это общая длина арматуры для изготовления всех соединительных элементов каркаса.
5. Теперь нужно рассчитать общее количество арматуры для всего фундамента, сложив полученные значения: 420+504=924 м — арматуры всего.

Сделаем расчёт проволоки:

1. Так как один элемент металлического каркаса соединяется с продольными стержнями в десяти местах, то это значение необходимо умножить на количество их (элементов) общее количество: 140·10=1400 — соединений.
2. Для одного пересечения арматурного каркаса требуется 0,3 м проволоки, то для всех соединений: 1400·0,3=420 м.

Следует учесть, что проволоку, как и арматуру, необходимо приобретать с небольшим запасов.

Для столбчатого

Допустим, что высота одной металлической конструкции составляет 160 см. В качестве соединительных деталей использованы круги диаметром 15 см, из этого же материала. Для одного столба потребуется 4 круга. Всего планируется залить 24 бетонных столба.

Загибы на торцах прутьев закрепят каркас в бетоне

Делаем расчёт арматуры:

1. Прежде всего, необходимо вычислить длину арматуры для изготовления одного круга. Чтобы определить это значение, нужно воспользоваться формулой нахождения длины круга: l=π·d, где π – математическая константа, равная 3,14; d- диаметр круга. Подставим значения: 3,14·0,15=0,471 м.
2. Умножим полученное значение на количество кругов в одном столбе: 0,471·4=1,884 м.
3. Умножим эту цифру на общее количество столбов: 1,884·24=45,216 м арматурных прутьев потребуется для изготовления всех соединительных деталей.
4. Теперь вычислим общую длину вертикальных стержней для одного столба: 1,6·4=6,4 м.
5. Для всех столбов: 6,4·24=153,6 м арматуры.
6. Находим общее количество арматурных прутьев для всех столбов, сложив полученные значения: 45,216+153,6=198,816 м.

Делаем расчёт проволоки:

1. Соединительные круги соприкасаются с вертикальными стержнями каркаса в 16 местах. Чтобы определить общее количество мест соприкосновения, необходимо это значение умножить на количество столбов: 16·24=384.
2. Умножаем эту цифру на длину проволоки для одного соединения: 384·0,3=115,2 м.

Для плиточного

Металлический объёмный каркас для плиточного фундамента будет изготовлен из двух решёток, между которыми расстояние 15 см, с шириной шага 25 см. Конструкция станет основой для дома 12х9 м.

Можно использовать прутья из стеклопластика

Делаем расчёт арматуры:

1. Сначала нужно определить общее количество арматурных прутьев расположенных в одной решётке длинной стороны (12 м). Для этого нужно длину фундамента разделить на ширину шага:
   • 12:0,25=48 штук;
   • для двух решёток это: 48·2=96.
2. Те же действия проводим для определения количества прутьев по ширине фундамента
   • 9:0,25=36 штук;
   • для двух решёток это значение: 36·2=72.
3. Теперь нужно определить общую длину прутьев для фундамента. Для этого необходимо количество прутьев, расположенных перпендикулярно длине основания (12 м) умножить на его ширину: 96·9=864 м.
4. Проводим те же действия для нахождения общей длины прутьев, расположенных перпендикулярно ширине основания (9 м): 72·12=864 м.
5. Складываем эти значения, чтобы получить общую длину арматуры: 864+864=1728 м.
6. Если эти решётки будут соединены отрезками арматуры, то их крепления будут находиться на месте пересечения каждого прутка. Чтобы определить общую длину этих отрезков, нужно установить количество пересечений. Для этого нужно умножить количество металлических стержней по ширине фундамента на количество по его длине: 96·72=6912.
7. Определяем общую длину отрезков, если этот параметр для одного элемента составляет 15 см. Для этого нужно полученное значение умножить на длину одного отрезка: 6912·0,15=1036,8 м.
8. Общая длина будет равна: 1728+1036,8=2764,8 м.

Делаем расчёт проволоки:

Умножаем количество соединений на длину одного отрезка проволоки: 6912·0,3=2073,6 м проволоки потребуется для плиточного фундамента.

Сколько будет стоить армирование и заливка фундамента частного дома

Возведение фундамента для дома не ограничивается только армированием и заливкой бетона. Изготовление капитального основания для дома — это строительный процесс, требующий определённых познаний, применения специальной техники, соблюдения технологий и вложения значительных материальных средств.

От того, на сколько правильно сделан фундамент, зависит надёжность и долговечность постройки. Поэтому, если нет уверенности в своих силах, лучше доверить эти строительные процессы специалистам.

Можно сократить затраты на изготовление фундамента, если с какими-либо подготовительными работами вы вполне справитесь сами.

Тем более что в настоящее время в просторах интернета можно найти практически всю необходимую информацию по такому строительству.

На сегодняшний день существует масса строительных организаций, которые оказывают услугу «фундамент под ключ». Специалисты таких организаций оказывают полный спектр работ, которые включают в себя:

1. Правильный подбор, закупку и транспортировку строительных материалов.
2. Земельные работы проводятся с применением специальной техники и оборудования.
3. Выкапывание траншей и котлованов, а также бурение скважин.
4. Разметка.
5. Укладка песчаной и гравийной подушки. Утрамбовывание этих слоёв.
6. Вязка арматурного каркаса с соблюдением всех строительных требований.
7. Изготовление и установка опалубки.
8. Демонтаж опалубки с готового фундамента.
9. Укладка армирующей конструкции.
10. Заливка бетонной смеси.
11. Покрытие готового основания гидроизоляционными слоями.

Для ориентировочной оценки стоимости заливки бетона, ниже приведён список примерных цен за кубометр фундамента:

• от 14500 до 17500 рублей — для ленточного основания;
• от 16000 до 18700 рублей — для монолитной плиты;
• от 28300 до 31 000 рублей — для столбчатого фундамента

На изображении с таблицей показаны ориентировочные расценки для ленточного основания под установленные размеры дома. Следует учесть, что стоимость услуг и материалов могут различаться в зависимости от региона строительства.

Таблица: расчёт стоимости строительных работ и материалов для заливки ленточного фундамента

Параметр ленточного основания в плане, м	Ориентировочная стоимость работ, тыс. руб.	Ориентировочная стоимость материалов, тыс. руб.	Стоимость заливки бетонного основания под ключ, тыс. руб.
4х6	55–60	75–85	130–145
6х6	55–65	85–95	140–160
6х8	65–70	100–110	165–180
6х10	95–105	120–140	215–245
8х8	100–110	130–150	230–260
9х9	105–115	140–160	245–275

Для расчёта общей стоимости фундамента необходимо использовать такие параметры как: количество, объём, вес и цены на строительные материалы. В таблице ниже показан расчёт стоимости по количеству строительных ресурсов.

Таблица: расчёт общей стоимости материалов для фундамента

Материал	Единица измерения	Количество	Цена, руб.	Сумма, руб.
Цемент М 400	50 кг (мешок)	82	240	19680
Песок крупнозернистый	т	8,6	870	7482
Щебень (средней фракции)	т	11,7	1760	20592
Обрезная доска	м 3	3,4	6200	21080
Арматурные прутья	т	5,325	24400	129930
Общая стоимость

Закладка фундамента является тем процессом, для которого не стоит экономить средства. На этапе проектирования и составления смет следует учитывать факторы, влияющие на цену материалов и услуг, которые заключаются в следующем:

1. Изготовлении бетонной конструкции с применением армирования.
2. Сооружением и установкой опалубки, с последующим демонтажем.
3. Стоимости заливки одного куба бетона (с указанием цены на доставку и разгрузку).
4. Использованием при транспортировке бетона специальной техники перемешивающей смесь.
5. Автоматизацией процесса заливки бетонной смеси.
6. Применением вибрационной техники, позволяющей удалять скопившийся воздух в жидком фундаменте.
7. Квалификации специалистов.

Какой фундамент дешевле

Самым бюджетным и оправдывающим себя фундаментом является столбчатое основание. Относительно небольшие затраты на изготовление этого основания заключаются в том, что:

1. Требуемый объём бетона значительно меньше, чем для изготовления ленточного или плиточного фундамента.
2. Для армирования столбов не потребуется много арматуры.
3. Не нужно нанимать специальную технику.
4. В качестве опалубки для столбов можно использовать куски рубероида или толстого картона, что значительно дешевле, чем изготовление опалубки для бетонной ленты.

К другим преимуществам этого основания можно отнести следующие критерии:

1. Для столбов нет необходимости выкапывать траншею. Для этого достаточно сделать ямки, используя садовый бур.
2. Лунки для всего фундамента можно подготовить в сжатые сроки.
3. Время застывания бетона в столбе — от 2 до 5 дней.

Научившись производить точные расчёты вы можете быть уверенными в качестве закладываемого фундамента, а также максимально исключите лишние затраты на материалы и строительные услуги.

Источник https://prorab.guru/stroitelstvo/kak-rasschitat-fundament.html

Источник

Источник

Источник