Простой расчёт кубической площади фундамента

Когда проект будущего строительного объекта подготавливается самостоятельно, возникает необходимость правильно рассчитать площадь подошвы фундамента, чтобы равномерно распределить давление на основание и сделать его максимально устойчивым. Последовательно сделанные вычисления поспособствуют облегчению последующих этапов работ по возведению здания.

Учитываются следующие моменты:

Все вышеперечисленные величины будут влиять на конечный результат при расчете площади. Вес конструкции состоит из общей массы стен, перекрытий, кровли, проложенных внутри коммуникаций, приборов сантехнического назначения. К внутреннему убранству дома относят предметы мебели и декора, бытовые приборы, количество постоянных жильцов.

Климатическая нагрузка включает в себя влияние порывов ветра, толщины снежного настила на крыше. Точно определить, какое влияние будет испытывать здание извне и в какой степени, невозможно, поэтому величины берутся округленные, приблизительные. Округление делается с небольшим запасом – это позволит фундаменту получиться более устойчивым.

Зависит площадь основания фундамента и от состава почвы. Ее исследование на наличие и глубину залегания грунтовых вод, для определения типа грунта можно сделать самостоятельно, без обращения к специалистам. Данные легко уточняются у односельчан или старожилов-соседей. Внутренние составляющие грунта определяют путем бурения скважин.

Далее нужно определиться с типом фундамента – знание состава грунта позволяет сделать это грамотно. Готовится чертеж-набросок с пометками о предполагаемых габаритах конструкции – глубине, линейных размерах стен.

Формула для расчета площади фундамента

В наших расчетах мы будем использовать следующее неравенство:

S>a×F/(b×R), где
S – минимальное расчетное значение площади подошвы основания, см2;
a – коэффициент надежности (запаса), который принимается равным 1,2;
F – нагрузка на основание со стороны построенного на нем дома, значение получается при проведении расчета нагрузки на фундамент;
b – коэффициент условий работы, который зависит от типа грунта на строительном участке и конструкции дома. Так,
b=1, если дом будет каменным (жесткая конструкция), а грунт – преимущественно пластичная глина;
b=1,1 – для деревянных и каркасных сооружений, длина которых больше высоты в 4 раза, грунт – глина пластичная;
b=1,2, если соотношение длины здания к высоте меньше 1,5, грунт – глина слабопластичная (или песок небольшой влажности, пылеватый) либо для жестких построек на песчаном грунте;
b=1,3 – для любых домов, если грунт – мелкие пески;
b=1,4 – для любых длинных построек, если грунт – крупный песок;
R – расчетное сопротивление грунта, кг/см2 (данные таблицы, представленной ниже, актуальны при условии, что фундамент будет заглублен на 1,5…2 м.) Но как быть, если мы планируем возводить основание мелкого заглубления на глубину h? В этом случае необходимо сделать поправку по формуле, приведенной ниже:
R=0,005R0(100+h/3), где R0 – табличное значение. В данном случае расчетное сопротивление будет меньше, ведь с увеличением глубины ввиду уплотнения грунта его несущая способность увеличивается.

Теперь, независимо от типа фундамента, вы можете подсчитать минимальную его площадь, от которой уже легко отталкиваться в дальнейших расчетах, например, проводя расчет прочности.

Пример расчета площади основания

Предположим, мы решили строить сруб, представленный на рисунке ниже. Исходные данные: сруб 9×3×3 м, деревянный, общая масса (нагрузка на основание) ≈20 000 кг, грунт – пески средней крупности и плотности (R=3,5), коэффициент условий работы принимаем равным 1,3. Фундамент будет заглублен на 1,5 метра для придания постройке устойчивости. Получаем, что S>20000×1,2/3,5×1,3, S>5275 см2 или S>0,53 м2. Принимаем площадь равной 0,54 м2.

Подбираем тип фундамента

В нашем случае мы отдаем предпочтение столбчатому фундаменту:

• на участке имеется существенный уклон, который весьма дорого устранить;
• грунт и нежесткая конструкция сруба позволяют воспользоваться таким основанием;
• это один из самых дешевых вариантов, который можно сделать своими руками, не прибегая к задействованию тяжелой строительной техники. Да и бетон для фундамента можно приготовить прямо на участке, ведь его объем для столбчатого основания невелик

Рассчитываем количество опор

Принимаем к установке столбы с размерами опоры 0,3×0,3 м. Получается, что площадь подошвы каждого такого столбика будет равной 0,09 м2. Нам потребуется: 0,54/0,09 =6 столбов. Расчет толщины фундамента проводится исходя из условий строительства и проекта дома – об этом мы поговорим в одной из следующих статей.

Расчет объема компонентов для создания бетонной смеси

При проведении работ по бетонированию объектов важно знать не только объем необходимого бетона, но и состав бетона по объему компонентов. Проведение расчета необязательно при заказе уже готовой смеси, в то же время для изготовления бетона своими силами знание, как посчитать объем всех компонентов, очень важно.

Выбираете строительный материал? Тут сравниваются свойства пенобетона и газобетона.

Автобетононасосы и автобетоносмесители: здесь их услуги за разумную плату.

Бетон состоит из смеси цемента, щебня или другого наполнителя, песка и воды, поэтому грамотный подбор соотношения всех компонентов обеспечит надежность и долговечность изготовляемых конструкций. Одними из основных характеристик получаемого бетона является водоцементное соотношение (В/Ц), марка используемого цемента и особенности наполнителя, исходя из этих данных, можно подобрать ингредиенты для марки бетона, необходимой по проекту. Все показатели являются табличными данными и приведены ниже:

На строительной площадке нет возможности точно измерить все показатели компонентов смеси, но, воспользовавшись табличными данными и проведя несложные расчеты можно обеспечить довольно приемлемые результаты.

Показатель В/Ц для проектных марок бетона зависит от размеров зерна щебня и марки использованного цемента. Эти данные представлены в таблице 1 и 2. Для получения мелкозернистого бетона без использования щебня соотношение В/Ц, приведенное в таблице 1 уменьшается на 0,1. Данные таблицы распространяются на бетоны, которые затвердевают в обычных условиях (влажность воздуха 90 —100% и температура 15 – 25 °С). При применении таблицы 2 следует обращать внимание на размер зерен наполнителя, который влияет на объем использованной для создания раствора воды.

Так, например, для приготовления раствора бетона марки М 200 со степенью подвижности бетонной смеси ОК = 5 см (смотрите рисунок 1), с размером зерна щебня 40 мм следует применять соотношение В/Ц = 0,57.

Расход цемента для создания 1 м 3 бетона можно рассчитать по формуле:

В — расход воды в литрах, который составляет (согласно таблице 2) 185 л

Так, расход цемента составит

Ц = 185 : 0,57 = 325 кг.

Для определения абсолютного объема песка и щебня Асм в составе бетонной смеси из заданного объема 1 м 3 вычитаем объемы цемента и воды:

Получаем объем наполнителей:

Асм = 1000 ((325/3,1)+185) = 1000 — 290 = 710 л

Ап — абсолютный объем песка, определяется по формуле:

r —процентное содержание песка (41%) (таблица 2).

Значение показателя Ап составляет:

Ап = (710*41)/100 = 290 л

Ащ – вычисляем как разницу между полным объемом заполнителей и песка.

Ащ = 710 — 290 = 420 л

Зная показатели плотности всех компонентов смеси, вычисляем их вес:

П = 290 х 2,63 = 763 кг

Щ = 420 х2,6 = 1092 кг

Расход материалов на 1 м3 составит:

Ц = 325 кг; В = 185 л; П = 763 кг; Щ = 1092 кг

Объемные массы всех ингредиентов составят:

Yоб.б.см = 185 + 325 + 1092 +763 = 2365 кг/м 3

То есть соотношение цемент, песок, щебень составляет:

Правильно подобранный состав бетонной смеси позволит не только полностью реализовать поставленные задачи, но и обеспечит грамотный расход средств и экономию материалов. Не забудьте заказать бетономешалку правильного объема. Объемы миксеров для бетона обычно составляют от 5 до 10 м?.

Какие нагрузки влияют на фундамент

На основание всегда действуют две силы:

1. Нагрузка от самой конструкции.
2. Нагрузка от давления грунта.

При правильном расчете фундамент должен выдерживать вес дома, мебели, жильцов, снега и ветра, а так же давление от вспучивания почвы. Вес здания при планировании высчитывается в соответствии со специальными таблицами, в которых указан примерный вес того или иного материала. Высчитать, сколько весит дом, имея эти таблицы, несложно. Вес дома на 1 см 2 /кг должен превышать нагрузку, которую выдерживает грунт. Так для некоторых видов грунта эта нагрузка ровняется:

• Гравий и крупный песчаник — 3,5-4,5 кг/см 2 .
• Мелкий песчаник — 2-3 кг/см 2
• Глинистая твердая почва — 3-6 кг/см 2 .
• Щебенка — 5-6 кг/ см 2 .

Делая расчет, не нужно забывать, что сама конструкция основания тоже имеет определенный вес. В любом случае расчет конструкции всегда индивидуален для различных участков и строений.

Все нагрузки на фундамент разделяют на постоянные (крыша, стены, балки перекрытий, гидроизоляция и т.д.) и временные (снежный покров, ветровые и т.д.).

Рассчитываются общая нагрузка (сам дом, фундамент, система утепления) и при эксплуатации (мебель, люди проживающие и т.п.).

Как высчитывается нагрузка на фундамент

Определив размеры дома, несложно высчитать площадь фундамента под него. Это делается для правильного расчета нагрузки. Нагрузка зависит от того, из какого материала собирается дом. В нормативной строительной документации приведен удельный вес фундамента в зависимости от различных материалов:

• Кирпич и бетон — 1880-2200 кг/м 3 ,
• Камень бытовой — 1600-1800 кг/м 3 ,
• Вес стен деревянного дома:
• Каркасно — панельный — 30-50 кг/м 2 ,
• Брусовый, оцилиндрованное и рубленное бревно — 70-100 кг/м 2 .

Для определения нагрузки важно знать вес перекрытий:

• Цокольные перекрытие — 100-300 кг/м 2 ,
• Чердачные перекрытие — 150-300 кг/м 2 ,
• Железобетонные перекрытие — 500 кг/м 2 .

Удельный вес кровли:

• Листовая сталь — 20-20 кг/м 2
• Рубероид — 30-50 кг/м 2
• Шифер — 40-50 кг/м 2
• Керамическая черепица — 60-80 кг/м 2 .

Зная эти данные, можно высчитать примерный вес дома.

Посмотрим, как можно использовать эти показатели на реальном примере:

По плану будущий дом имеет размеры 8х5 с одной внутренней стеной. Высота здания 3м. Для того, чтобы узнать длину стен: 5+8+5=18 м. Высчитываем площадь стен: 18х3=54 м2.

Для вычисления пощади цокольных перекрытий составим произведение длины и ширины дома: 5х8=40 м 2 . Чердачные перекрытия имеют одинаковую площадь с цокольными, значит, тоже 40 м2.

Чтобы высчитать площадь кровельного перекрытия, нужно знать размеры листа. Пусть это будет лист 6Х2 м. Площадь: 6х2=12 м 2 . Всего будут использовано 8 листов: 8х12 =96 м 2 .

Зная эти цифры, легко можно сосчитать постоянную нагрузку на фундамент. Причем эту цифру нужно округлить до максимальной.

Следующим этапом рассчитывается вес и площадь фундамента

Расчет площади подошвы

Важное место в проектировании основания для будущей постройки занимает расчет площади подошвы. Данный этап работы проводится по формуле, представленной на рисунке ниже. Полученное в результате вычислений значение – примерная общая площадь подошвы фундамента, необходимая для того, чтобы буквально под нагрузкой не продавить грунт. Если речь идет о строительстве самого дорогостоящего – плитного фундамента (в статье про расчет арматуры вы оцените, насколько «экономично» данное решение), то можно и вовсе избежать этих расчетов, ведь достаточно залить плиту под всей площадью дома, а такой подошвы с избытком хватит для предупреждения всех сюрпризов, которые преподносит грунт.

Каждый тип грунта, в зависимости от глубины заложения, плотности и пористости, обладает своими показателями сопротивления нагрузкам. Само собой разумеется, что пласты почвы на большой глубине в результате естественной прессовки отличаются большими значениями сопротивления. Так, если вы планируете строить фундамент на глубину меньше 1,5 м, то расчетное сопротивление грунта примет несколько иное значение. В этом случае оно будет рассчитываться по формуле: R=0,005R0(100+h/3), где R0 – табличное значение расчетного сопротивления, h – глубина фундамента относительно нулевой отметки, см. В свою очередь, многое зависит от грунтовых вод, ведь повышенная влажность грунта уменьшает его сопротивление нагрузке.

Естественно, что при самостоятельном расчете придется повозиться над вычислением нагрузки от возводимой конструкции, которая будет оказываться на пласты грунта под подошвой фундамента. Сюда включается:

• суммарная нагрузка от сооружения, в том числе и примерная – от фундамента (используются данные таблицы, представленной на рисунке ниже);
• нагрузка от объектов, которые будут размещены в постройке (камины, мебель, люди);
• вес сезонных нагрузок от снежного покрова. Для средней полосы принимается равным 100 кг на кв. м кровли, для южной – 50 кг, для северной – 190 кг.

Полученное в результате вычислений значение площади подошвы фундамента используется при составлении проекта фундамента: выборе ширины ленты (для ленточного монолитного основания) или площади опоры (для столбчатого, свайного типов фундаментов). Рассмотрим конкретный пример расчета для каменного дома 6×8 м. О том, как подбирается арматура для фундамента, пойдет речь уже в отдельной статье.

Пример расчета фундамента

Предположим, что мы строим двухэтажный каменный дом 6 × 8 м, проект которого предусматривает в том числе одну внутреннюю несущую стену. Масса дома с учетом всех нагрузок получилась равной 160 000 кг. Грунт – влажная глина (расчетное сопротивление – 6 кг/см²). Коэффициент условий – 1. Коэффициент надежности – 1,2. Подставляем все значения в формулу расчета площади подошвы:

S = 1,2 × 160000 / (1 × 6) = 32 000 см² = 3,2 м²

Для ленточного фундамента: при общей длине ленты примерно (6+8) × 2 + 6 (внутренняя стена) = 34 м минимальная ширина ленты составит 3,2 / 34 = 0,1 м. Это минимальное значение!

Если рассматривать фундамент для легкого деревянного дома при условии, что минимальная площадь подошвы получилась равной 1 м², то для возведения свайного фундамента (площадь основания каждой сваи принимается равным 0,07 м², при условии, что нижняя часть сваи в диаметре – 0,3 м) потребуется:

1 / 0,07 = 15 свай

Конструкции фундаментов

1. Монолитный. Или, другими словами, плитное основание. Представляет собой армированную бетонную подушку, залитую на щебёночно-гравийное основание. Относятся к мелкозаглубленным видам. Применяются при высоком уровне грунтовых вод, на непрочных пучинистых грунтах. Эффективны для малоэтажного строительства.
2. Ленточный. Бывает сборный или монолитный. Благодаря своей конструкции применяется непосредственно под несущие стены зданий. Является одним из самых распространённых. Простота выполнения отразилась в использовании для индивидуального возведения жилых зданий и гаражей.
3. Свайные. Представляют собой группу вертикальных столбов, заглубленных в грунт и перевязанных между собой горизонтальными балками. Подразделяются:
   • забивные, – углубляются в грунт посредством механического воздействия на верхнюю часть;
   • трубобетонные, – стальные трубы, заглубленные в грунт и залитые изнутри бетонной смесью;
   • буронабивные, – забиваются в заранее пробуренные отверстия;
   • винтовые, – представляют собой сваи, выполненные в виде винта; опускаются вглубь грунта за счёт вкручивания в породу.

Применяются под всеми видами строительных конструкций. Это объясняется высокой конструктивной устойчивостью и несущей способностью такого фундамента. Винтовой вид стал широко применяться для строительства индивидуальных домов.

Сведения, которые нам потребуются

Перед тем как производить расчет фундамента дома, необходимо сесть и подсчитать планируемые затраты. Для этого нам потребуются следующие сведения:

1. Площадь основания, на котором будет стоять ленточный фундамент (необходимо для подсчета денежных средств, идущих на гидроизоляцию, которая защитит уже залитый фундамент, а также покупку защитных средств для влагостойкости эксплуатируемого основания).
2. Сколько понадобится арматуры, а также её вес, учитывая ее длину и ширину.
3. Сколько будет приготовлено/заказано бетона, в том числе для плит перекрытия, а также для пола проектируемого подвала (думаю нужно считать и его сразу).
4. Количество обрезных досок (куб.м) для опалубки, исходя из ее площади.

Располагая всеми вышеприведенными сведениями, можно с легкостью произвести расчёт стоимости фундамента для дома. Для этого, конечно же, нужно знать ориентировочную стоимость строительных материалов на данный момент. О том как правильно произвести расчет ленточного фундамента вы сможете прочитать тут.

Пример расчета фундамента

Подсчитаем примерно, какова масса дома размерами 6х6 из оцилиндрованного бревна — древесины сосны естественной влажности. Считаем вес стен, полов, перекрытий и кровли:

Мы получили суммарную массу дома в 13384 кг. Прибавим сюда полезную или эксплуатационную нагрузку — возьмем средние данные. Наш дом размером 6х6 имеет площадь 36 м 2 . Одно перекрытие на уровне пола и одно чердачное. Подсчитаем:

36 м 2 *210 кг/м 2 =7560 кг

36 м 2 *105 кг/м 2 =3780 кг.

Суммируем и получаем 11340 кг.

Теперь найдем нагрузку от снежного покрова. Пусть наш дом находится в Москве, площадь горизонтальной проекции крыши составляет 49 м 2 . По таблице находим, что Москва находится в III климатической зоне и имеет снеговую нагрузку 180 кг/м 2 .

49 м 2 * 180 кг/м 2 =8820 кг.

Найдем ветровую нагрузку. Наш дом имеет площадь 36 м 2 . Высоту 5,5 м.

(15*5,5м+40)*36м 2 =4410 кг

Масса дома – 13384 кг. Нагрузки: полезная – 11340 кг., снеговая – 8820 кг, ветровая — 4410 кг.

Суммируем и получаем 37954 кг. Еще нужно прибавить 30% на возможные ошибки в расчетах. В итоге мы получим что нагрузка на фундамент составляет 49340 кг.

Теперь нам необходимо выбрать какой тип фундамента для нас оптимален. Предположим, что грунт у нас песчаный с несущей способностью 2 кг/см 2 . Если мы нагрузку на фундамент поделим на несущую способность грунта, то получим площадь подошвы фундамента:

49340 / 2 =24670 см 2 .

Зная площадь, которую должен занимать фундамент можно подобрать наиболее подходящую основу.

Ленточный фундамент

Сначала рассмотрим для нашего дома возможность заложения ленточного фундамента. Площадь подошвы основания поделим на длину ленточного фундамента. Не забываем о внутренней несущей стене, тогда длина фундамента составит 30 м или 3000 см.

Получается, что минимальная ширина ленточного фундамента составит чуть больше 8 см. Но ширина основания должна быть больше толщины стен, а дом сделан из бревна диаметром 20 см, тогда минимальную ширину следует брать больше 20 см.

Подсчитаем необходимое количество бетона. При песчаных грунтах основание можно закладывать на глубину 0,5 м. Перемножаем длину, ширину и глубину фундамента:

30 * 0,5 * 0,2=3 м 3 — столько бетона потребуется для заложения ленточного фундамента нашего дома.

Столбчатый фундамент

Тот же фокус провернем со столбчатым фундаментом. Будем делать столбы с шагом 1,5 м — нам понадобится 19 штук. Можно взять и большее количество, тогда диаметр столбов уменьшится. Если общую площадь фундамента поделить на количество столбов, то мы получим площадь подошвы одного столба:

24670 / 19=1298,4 см 2 .

Сечение столба это квадрат, поэтому берем корень из этого числа и получаем размер столба 36х36 см.

Столбчатый фундамент необходимо закладывать на глубину промерзания грунта. Для Москвы примерно 1,4 м. Подсчитаем необходимое количество бетона:

0,36*0,36*1,4*19=3,4 м 3 .

Получается, что при всех приведенных условиях выгоднее закладывать ленточный фундамент. Для расчета мы брали песчаный грунт — глубина заложения основания для него минимальна. Если на участке лежит промерзающий глинистый грунт, то фундамент придется закладывать на глубину в 2-3 раза большую. Не забудьте учесть этот фактор при своих расчетах.

Расчет для фундамента ленточного типа

Чтобы рассчитать количество бетона на фундамент типа ленточного, требуется знать длину фундамента, высоту и ширину.

Например, если длина равна 30 метрам, ширина 50 см, а высота 1 м, то объем фундамента рассчитывается по формуле: 30*0,5*1=15м3

Рассчитать количество бетона на фундамент совсем несложно, если знать технологию расчета и требуемые размеры элементов будущего фундамента. Однако в некоторых случаях все же могут возникнуть сложности с расчетом на ленточный фундамент, особенно, если расчет будет вестись для сложного фундамента с элементами геометрической опалубки. В этом случае целесообразно использовать специальный калькулятор бетона на ленточный фундамент.

Еще по этой теме на нашем сайте:

1. Как приготовить бетон в бетономешалке
   При кажущейся простоте процесса по приготовлению бетона в бетономешалке, есть несколько распространенных ошибок, которые допускают многие начинающие строители. Первая ошибка связана с тем, что новички.

Доставка бетона маленьким миксером — насколько это выгодно
Бетон один из самых «старых» стройматериалов, которые используются в строительстве. Практически ни одна даже самая современная стройка (чтобы при этом не возводили) не обходится без.

Фундамент для бани 4х6 и 6х6 — выбираем оптимальный вариант
Неизбежно у фундамента проходит усадка. Если эта усадка станет неравномерной, могут образоваться в основании и стенах трещины. Они могут перекашиваться, сгибаться, крениться. Это может привести.

Как рассчитать фундамент под дом – какую использовать программу для расчета фундамента
Перед тем как начать строить дом, нужно знать, как рассчитать фундамент под дом правильно. Правильный расчёт укрепит ваш дом и будет для него надежной опорой.