Площадь фундамента как посчитать: Как рассчитать фундамент под дом с помощью простых формул

Как рассчитать фундамент под дом с помощью простых формул

Как правильно рассчитать стоимость фундамента под дом, я уже рассказывал на конкретных примерах в одной из предыдущих статей. В этой статье поговорим о расчете размеров и свойств самого фундамента.

Влияние грунта на глубину заложения фундамента

Зависимость выбора типа фундамента от вида грунта, хорошо описана в статье Фундамент под дом из пеноблоков на различных грунтах, а какие вообще бывают типы фундамента, для каких построек они предназначены, а так же об их достоинствах и недостатках, я рассказывал в статье Типы фундамента под дом в современном строительстве.

Грунт оказывает самое непосредственное влияние, как на тип фундамента, так и глубину его заложения.

Глубину заложения столбчатого или свайного фундамента рассчитывать не имеет смысла, как правило, столбы (сваи) закладываются ниже глубины промерзания на 30-40см, но обязательно на твердый грунт.

Плитный фундамент закладывается на глубину, зависящую исключительно от толщины монолитной плиты.

Остается разобраться с глубиной заложения ленточных фундаментов, в зависимости от типа грунта. Расчет заглубления такого фундамента производится на основании рекомендательной таблицы:

Расчет фундамента по несущей способности грунта (вычисляем необходимую площадь опоры)

Рассчитать фундамент по несущей способности грунта очень просто, несмотря на видимую сложность и большой объем. Весь расчет сводится к определению минимальной площади основания фундамента под дом, при которой грунт без проблем выдержит всю массу дома, но все же что бы не запутаться, давайте обо всем по порядку.

Сама формула для расчета минимальной площади основания фундамента выглядит следующим образом:

Что это означает? Все просто, по формуле мы рассчитываем минимальную площадь опоры фундамента на землю, реальная площадь опоры должна быть больше расчетной, на сколько больше — зависит от желания и возможностей застройщика заложить запас по прочности.

Теперь давайте разберемся, где нам взять все эти страшные значения из формулы, чтобы рассчитать площадь основания фундамента.

Коэффициент условий работы

Коэффициент условий работы можно взять из этой таблицы:

* — короткие строения у которых соотношение длины к высоте менее 1,5

** — длинные строения у которых соотношение длины к высоте более 4

Рассчетное сопротивление грунта под основанием фундамента

Так как масса всего дома будет практически полностью опираться на грунт под основанием фундамента, необходимо знать расчетные сопротивления различных грунтов на глубине, равной глубине заложения фундамента.

Если фундамент планируется углублять на 1,5м и более, то расчетное сопротивление грунта можно взять напрямую из таблиц.

Таблица для гравийных грунтов и песков:

Очень часто у нас на участке встречаются глинистые грунты. Для глинистого грунта расчетное сопротивление можно взять из этой таблицы:

Эти табличные данные можно напрямую использовать, в случае заложения фундамента на глубину 1,5м и более. В случаях заложения фундамента на меньшую глубину, плотность грунта под подошвой фундамента будет отличатся, а значит и будет отличатся и расчетное сопротивление грунта.

Для того, чтобы рассчитать фундамент, заложенный на глубину менее 1,5м, воспользуемся простой формулой

Как рассчитать массу дома с фундаментом F

Конечно, рассчитать абсолютно точную массу всего дома будет практически не возможно, в течение года масса дома будет постоянно меняться. Так, например, зимой дом будет тяжелее из-за снега на крыше, который тоже, в конечном итоге, опирается на фундамент дома.

Но приблизительную массу дома, со всеми дополнительными нагрузками, рассчитать не составит труда, тем более что некоторые значения берутся приближенно с максимальным запасом.

Что учитывается при расчете массы дома

При расчете учитывается все, что опирается на фундамент, а именно:

• полная нагрузка конструкции, включающая в себя массу стен с отделкой, перекрытия, кровлю, а так же и сам фундамент
• максимальная нагрузка от находящихся в доме объектов, передающих вес на фундамент дома (лестницы, камины, объекты интерьера и т.д.)

Если у вас полы первого этажа будут залиты по грунту, их нагрузку можно не учитывать. Так же можно не учитывать нагрузку от объектов, находящихся на таком полу (мебель, люди и т.д.).

Определяем массу стен

Каждый строительный материал имеет свой удельный вес, измеряется он в килограммах на один кубический метр. Например, у железобетона удельный вес – 2500 кг/м3, это значит, что один кубический метр бетона весит 2500 кг.

В СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» в приложении №3 «Теплотехнические показатели строительных материалов и конструкций» вы сможете найти удельный вес основных строительных материалов, но эти СНиП 1979 года, с того момента на строительном рынке появилось множество совершенно новых материалов. В связи с этим, физически невозможно написать удельный вес для каждого, да и такой точный расчет для индивидуального жилого малоэтажного дома, где учитывается вес растворных швов, гвоздей, скоб и т.д. – нецелесообразен.

В интернете в свободном доступе вы без труда найдете удельный вес любого интересующего вас материала, ну а если вы уже на 100% решили, из чего будете возводить свой дом, то удельный вес можно уточнить у производителя или продавца.

Для приблизительных расчетов можно воспользоваться таблицей, где указан вес одного квадратного метра стены (не путайте с удельным весом), а вам необходимо будет только подсчитать общую площадь всех своих стен и умножить на значение из таблицы.

Таблица веса квадратного метра стены при толщине стены 15см.

Площадь стен считается вместе с оконными проемами, т.е. просто умножаем высоту стены на ее длину без вычета проемов. Это необходимо для запаса прочности в расчетах.

Рассчитываем удельный вес перекрытий

Для того чтобы не рассчитывать массу отдельно по каждому материалу для перекрытия, можно воспользоваться приближенной таблицей, в которой указан примерный удельный вес одного квадратного метра перекрытия, для того, чтобы рассчитать полный вес всего перекрытия, необходимо его площадь умножить на данные из таблицы.

В этой таблице уже учтена с запасом нагрузка от бытовых объектов находящихся на перекрытии, поэтому дополнительно считать, сколько весит ванна, а сколько холодильник – не требуется.

Расчет удельного веса кровли

Для расчета нагрузки от кровли, надо знать из какого она материала будет построена, а так же необходимо посчитать площадь крыши. Затем площадь крыши умножить на данные взятые из этой таблицы:

Кроме нагрузки самой кровли, на фундамент в зимний период будет так же действовать нагрузка создаваемая снегом.

Расчет снежной нагрузки в зимний период

Для расчета снежной нагрузки, нам понадобятся данные из прошлой формулы, а именно площадь крыши, которую необходимо умножить на данные из таблицы:

Расчет веса фундамента

Здесь все просто, необходимо рассчитать объем в кубических метрах всего фундамента, т.е. сколько бетона потребуется для заливки, с учетом цокольной части, а затем полученную цифру умножить на 2500.

Почему на 2500? Потому что у железобетона удельный вес составляет 2500 кг в одном кубическом метре.

Итоговый расчет веса всего дома

Теперь все данные необходимо сложить, т.е.:

• вес стен
• вес перекрытий
• вес кровли
• снеговую нагрузку
• вес фундамента

Пример расчета полной нагрузки дома на грунт:

Не волнуйтесь, если в ваших расчетах будут совершенно другие значения и в других пропорциях. В таблице приведены численные значения — взятые из головы (примерные). Не нужно опираться на них при своих расчетах.

Окончательный расчет минимальной площади подошвы фундамента под дом

Напомню формулу для расчета площади основания фундамента и приведем пример расчета простого фундамента:

S > γ_n · F / (γ_c · R₀)

γ_{n —коэффициент надежности для запаса прочности, постоянная величина равная 1,2}

R₀  — расчетное сопротивление грунта под основанием фундамента, берется из таблицы, для примера возьмем его равным 2,5

F — полная нагрузка дома, из последней таблицы возьмем примерно подсчитанную массу всего дома, у нас она

γ_c — коэффициент, зависящий от грунта и самого строения, взятый из таблицы вверху статьи, давайте для примера примем его равным 1,1

Теперь остается только подставить все значения в формулу:

S > 1,2 · 150 000 / _{1,1 · 2,5 =}   65 454 см²

Давайте полученное значение округлим до 66 000 см².

Не волнуйтесь, что получилось такое большое страшное значение, не забывайте, что это значение минимальной площади в см², а чтобы перевести его в м² надо разделить на 10 000.

66 000 / 10 000 = 6,6 м²

Для того чтобы рассчитать площадь основания ленточного фундамента, достаточно общую длину всей закладываемой ленты умножить на ширину. Т.е. допустим у вас длина всей ленты 50м, а ширина — 0,4м. Расчитаем площадь опоры фундамента на грунт умножив 50*0,4 = 20м

При расчете столбчатого фундамента таким образом подбирают количество столбов, т. е. у нас известна площадь опоры одного столба, нам необходимо чтобы сумма площадей всех столбов была больше расчетной. И чем больше будет запас прочности, тем естественно будет лучше.

Подведем итог расчета фундамента

Как видите, очень много всего написано, но это не от сложности расчетов, а из-за множества различных типов грунтов, строительных материалов и т.д. Сам расчет заключается нахождении по таблицам значений и в подстановке их в формулу.

Конечно, это очень приблизительные расчеты, но они уже учитывают приличный запас по прочности, поэтому проделанной работы вполне хватит для того, чтобы рассчитать фундамент под частный дом малой этажности.

Как своими силами рассчитать требуемую площадь фундамента

Хотите разместить рекламу ваших товаров или услуг на сайте cdelayremont.ru? Перейдите на страницу реклама, чтобы узнать о вариантах и условиях сотрудничества.

При самостоятельном проектировании основания дома всплывает множество вопросов. Один из них связан с расчетом площади фундамента, вернее, площади его подошвы. Ведь от данного параметра зависит самое главное – равномерное распределение нагрузок от здания на грунтовое основание. Ниже мы представим последовательность проведения расчетов площади фундамента – информацию, которая существенно облегчит вашу жизнь на этапе разработки «нулевого цикла».

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.

Фундаментные здания — Руководство по расчету размера фундамента

Определение размера фундамента, необходимого для стоечно-каркасных зданий

Изолированный фундамент описывает тип фундамента, который поддерживает стойку или колонну, не являющуюся частью сплошного фундамента. Фундамент является «изолированным», поэтому вычислить грузоподъемность этого типа фундамента несложно, поскольку общий вес отсутствует. Весь вес, переносимый одной стойкой, переносится на одну опору. Независимо от того, из какого материала сделана изолированная опора, ее функция заключается в распределении нагрузки, переносимой стойкой, на большую площадь поверхности. Пока фундамент прочнее почвы, на которой он стоит, чем больше площадь поверхности фундамента, тем большую нагрузку он будет нести. Если она прочнее почвы И перегружена, фундамент просто утонет в земле.

Зная две вещи:

    1) Вес основания
    2) Несущая способность грунта

Размер основания, необходимый для поддержки нагрузки, можно определить по следующей формуле: = B/C
A = Площадь поверхности фундамента
B = Нагрузка на фундамент в фунтах
C = Несущая способность грунта в фунтах на квадратный фут (psf) Обратите внимание: поскольку каждая стойка опирается на отдельный фундамент , в этом руководстве мы используем термины «стойка» и «фундамент» как синонимы.

Основания стоек FootingPad круглые, и площадь поверхности любого круга определяется по формуле: pi r2 = 3,14 x (радиус x радиус) Площадь поверхности квадрата или прямоугольника определяется как длина x ширина. Например, квадрат размером 12 x 12 дюймов имеет площадь поверхности 1 кв. фут.

Формула расчета нагрузки для надрамной конструкции

Расчеты размеров фундамента конструкции опорной рамы легко определяются из-за простой несущей конструкции. Типичная конструкция каркаса стойки включает в себя ряд стоек напротив друг друга с фермой или стропилами, перекрывающими расстояние. Предельная нагрузка определяется площадью крыши, которую несет каждая стойка.

Чем дальше друг от друга расположены столбы, как по ширине здания, так и по расстоянию между столбами боковой стены, тем больше нагрузка на каждый столб. Поскольку типичная конструкция каркаса стоек будет иметь стойки боковой стенки, расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга, каждая стойка несет примерно одинаковый вес. Торцевые стены имеют небольшой вес, поэтому для расчета нагрузки на фундамент нужны только данные о ширине здания и расстоянии между стойками. Калькулятор FootingPad предварительно заполняет собственный вес обычной стальной крыши в 5 фунтов. за квадратный фут.

Пример – расчет фундамента после рамы

Если в калькулятор FootingPad вводятся следующие данные, рекомендуемый размер фундамента составляет FootingPad диаметром 16 дюймов. Вот как мы туда доберемся:

Ширина здания: 40 футов
Вместимость грунта: 3000 фунтов на квадратный фут
Расстояние между столбами: 8 футов
Снеговая нагрузка: 20 фунтов. / квадратный фут

Площадь поверхности фундамента (в кв. футах) = Общая нагрузка (в фунтах) на фундамент / Вместимость грунта (фунты на кв. фут)

Общая нагрузка = (½ ширины здания x Расстояние между стойками) x (5 фунтов статической нагрузки + снеговая нагрузка)
= 20 футов x 8 футов x (5 + 20 фунтов/кв. фут)
= 160 квадратных футов x 25 фунтов . / квадратный фут
= 4000 фунтов.

Площадь основания (в кв. футах) = 4000 / 3000 Площадь основания (в кв. футах) = 1,33

В этом примере необходимая площадь основания составляет 1,33 квадратных фута. Точнее, эта форма описывает МИНИМАЛЬНУЮ площадь поверхности основания. Больший фундамент будет работать, но это также означает рытье большей ямы. Используя приведенную ниже таблицу, подойдет любой фундамент площадью более 1,33 квадратных фута. 16-дюймовый FootingPad будет рекомендован нашим калькулятором на основе данных, представленных в этом примере:

Формула расчета нагрузки для двери стоечного каркаса на БОКОВОЙ стене

Во многих стоечных каркасных зданиях на торцевых стенах имеются верхние или другие большие двери, которые несут небольшой вес конструкции. Если в вашем здании с каркасом для стоек есть дверь на БОКОВОЙ стене, и эта дверь ШИРЬЕ, чем расстояние между стойками, у вас будет дополнительный вес на стойках по обе стороны от двери. Для этого потребуется отдельный расчет размера фундамента.

Из-за большего расстояния между стойками по обеим сторонам широких ворот гаража эти стойки несут большую часть крыши, что увеличивает нагрузку. Поэтому расчет немного меняется.

Используя те же данные из предыдущего примера рамы стоек:

Ширина здания: 40 футов
Вместимость грунта: 3000 фунтов на квадратный фут
Расстояние между стойками: 8 футов
Снежная нагрузка: . / квадратный фут

Площадь фундамента (в кв. футах) = Общая нагрузка (в фунтах) на фундамент / Вместимость грунта
Общая нагрузка = (½ ширины здания x (½ Y + ½ Y1 Расстояние между стойками) x (5 фунтов) статическая нагрузка + снеговая нагрузка)

= 20 футов x (1/2 от 8 футов + ½ от 16 футов) x (5 + 20 фунтов/кв. фут) FootingPad = 20 футов x (4 фута + 8 футов) = 240 квадратных футов x 25 фунтов / квадратный фут в диаметре = 6000 фунтов

Площадь основания (в кв. футах) = 6000 / 3000
Площадь основания (в кв. футах) = 2,0 Поскольку 20-дюймовая подушка для ног больше, чем требуемые 2,0 квадратных фута, этот размер необходим для этих стоек. по обе стороны от двери.

Вид сверху – с одной стороны

Проектный расчет изолированного фундамента — Портал гражданского строительства

ВВЕДЕНИЕ
Фундаменты – это уложенные на грунт основания, поверх которых возводится конструкция. Таким образом, это фундамент, на котором стоит здание или любое подобное сооружение. Они сделаны из бетона с арматурой внутри и залиты в выкопанную канаву или трубопровод. Перед строительством фундамента проводится испытание для оценки несущей способности грунта, чтобы определить тип фундамента, который будет построен.

Ниже приведены типы фундаментов и ситуация, при которой они применяются, для лучшего понимания. мягкая или она глиняная, то она не сможет удержать конструкцию, если не будет обеспечен прочный фундамент. В такой ситуации предпочтение отдается свайному фундаменту. Это связано с тем, что свайный фундамент передает нагрузку за счет торцевого подшипника и поверхностного трения. В случае достаточной прочности грунта предпочтительнее изолированный фундамент. Как правило, в жилых домах предпочтение отдается изолированным и комбинированным фундаментам. Если расстояние между изолированными фундаментами таково, что их концы касаются друг друга или они перекрываются, то это означает, что расстояние между колонной и фундаментом мало. Следовательно, в таких случаях предпочтение отдается комбинированному фундаменту, поскольку он делает конструкцию устойчивой и экономичной. В других случаях, если на небольшой глубине грунт слабый, то вместо свайного фундамента строят ростверк, так как он позволяет эффективно распределять нагрузки под сооружением. Кроме того, наличие второстепенных и основных балок делает конструкцию более устойчивой в фундаменте.

Здесь мы взяли пример, показывающий, как выполняются расчеты для изолированного фундамента. Принимаются размеры колонны, марка бетона и стали, расчетная осевая нагрузка, расчетный изгибающий момент конструкции и несущая способность грунта. Кроме того, мы приняли кирпичную плоскую подошву толщиной 75 мм, а также РСС с М 10 в качестве марки бетона в РСС. В SBC 25% увеличено, так что фундамент может быть рассчитан на более высокую стоимость. Поскольку основание становится безопасным для более высокого значения SBC, то, естественно, оно будет безопасным для любого значения ниже этого.

Ниже приведены этапы проектирования фундамента:
1. Часть фундамента для колонны
2. Проверка на изгибающий момент
3. Проверка на односторонний сдвиг
4. Проверка на двусторонний сдвиг
5. Проверка напряжения смятия
6. Проверка длины развертки

Наконец, показана подробная диаграмма для четкого представления конструкции фундамента. Если какая-либо информация отсутствует, то она предполагается для лучшего вычислительного подхода.

Пропорция опоры для столбца:

Колонка B:

Максимальная осевая нагрузка = 1292,265 КН

.