Расчет ленточного фундамента для дома

Что нужно знать при определении размеров фундамента

Чтобы выбрать необходимый оптимальный размер фундамента, обеспечивающий надежность всего строения, нужно знать:

• состав грунта на участке;
• высоту залегания грунтовых вод;
• глубину промерзания почвы в данном регионе;
• вес самого здания,  т.е. нагрузки на фундамент от веса стен, перекрытий, и крыши.

Допускается свес стен над фундаментом на ширину 10-13 см, но не более. Это объясняется тем, что железобетон имеет высокую прочность, намного выше прочности стеновых материалов, поэтому может выдержать нагрузку от более широкой стены, а узкий фундамент, позволяет сократить расход бетона и арматуры.

Определяемся с подошвой фундамента

Расчет ширины фундамента определяется в зависимости от ширины его подошвы, которая рассчитывается исходя из нагрузок, давящих на фундамент. Фундамент, в свою очередь, оказывает давление на грунт.

В итоге получается, чтобы правильно рассчитать размер фундамента необходимо знать свойства грунта на месте строительства.

Если грунт на участке пучинистый, а дом предполагается строить из кирпича или бетонных блоков, то лучшим вариантом выбора фундамента будет – заглубленный. А поскольку фундаменты такого типа устраиваются ниже уровня промерзания почвы, то высота ленточного фундамента для дома будет в пределах  1–2,5 м до уровня земли.

Закладка фундамента на пучинистом грунте

Для небольших строений – бани, гаража или дачного домика, вполне подойдет мелкозаглубленный фундамент с высотой от основания до верха в пределах 60-80 см. При этом в земле будет находиться 40-50 см высоты фундамента, остальная часть будет выступать над уровнем почвы и являться цоколем строения. Несмотря на малую высоту, прочность фундамента будет гарантирована свойствами бетона и арматурного каркаса.

Перед тем, как рассчитать ширину ленточного фундамента, необходимо подсчитать нагрузки, которые можно легко определить, зная размеры всех конструкций стен, крыши и удельный вес используемых материалов. К этим нагрузкам добавляется вес людей и всего того, что будет находиться в доме – мебели, бытового оборудования и прочего.

Размеры подошвы ленточного  фундамента рассчитываются таким образом, чтобы  нагрузка на основание не была больше допустимых нагрузок на грунт в данном месте строительства.

Рассчитывая ленточный фундамент, мы узнаем высоту и ширину, после чего определяем:

• количество бетона, необходимого для заливки,
• количество арматуры,
• материала для опалубки.

Как видите, размеры фундамента позволяют узнать многое для устройства надежного основания.

Первым делом необходимо определить глубину заложения фундамента ленточного заглубленного. Для этого нужно знать глубину промерзания грунта в вашем регионе в зимний период. Все это можно найти в строительных справочниках.

Глубина промерзания грунта в разных регионах

Производя расчет, сначала задают предварительные размеры фундамента (ширину подошвы, высоту), ориентируясь на конструктивные особенности дома. Если несущая способность грунта больше, чем давление здания на грунт, то выбранные размеры оставляют без изменения, в противном случае, размеры подбирают, чтобы расчетное сопротивление грунта не было меньше, чем удельное давление веса здания.

А если, ко всему прочему, есть основание полагать, что на участке высокий уровень грунтовых вод, то расчет фундамента и оценку грунта лучше всего заказать у специалистов, чтобы не рисковать вложенными в строительство деньгами. Потому что  пучинистые грунты со временем могут изменять свои свойства под действием некоторых факторов, таких, например, как изменение уровня грунтовых вод.

Самостоятельно узнать высоту ленточного фундамента над землей можно, воспользовавшись онлайн-калькулятором, где программа сама рассчитает и площадь подошвы фундамента, и его высоту, и толщину песчаной подушки на основании данных о вашем грунте.

Самостоятельный расчет объема монолитного плитного основания

Плитное основание – это монолитная железобетонная конструкция, располагающаяся по всей площадью строения. Такой фундамент в большинстве случаев выполнен в форме прямоугольника или квадрата. Следовательно, основными параметрами также считаются длина, ширина и высота железобетонной конструкции. Расчет объема выполняется по формуле:

V = S*H.

В этой формуле буквой «S» обозначена площадь основания, а буква «H» — это высота плиты.

Например, нужно определить объем бетона, который потребуется для заливки монолитной плиты размером 8*8 метров и высотой 0,3 метра.

Вначале определяем площадь основания:

S = 8*8 = 64 м2.

https://youtube.com/watch?v=pJkLoqCvt1Y

Теперь высчитываем объем бетона, необходимый для заливки монолитной плиты указанного размера:

V = 64*0,3 = 19,2 м3.

Очень часто монолитное плитное основание имеет ребра жесткости, в этом случае объем высчитывают отдельно каждого участка, суммируют полученные значения, а затем добавляют к общему результату.

Читайте дополнительно: плюсы и минусы монолитного фундамента и как построить фундаментную монолитную плиту своими руками.

Выполняя расчет кубатуры фундамента, важно понимать, что неправильный результат может привести не только к перерасходу строительных материалов, но и стать причиной деформации и разрушения основания и всего строения. Поэтому необходимо ответственно подойти к процессу, а лучше всего доверить выполнение расчетов квалифицированным специалистам

Возведение фундамента

Чтобы лучше понять, для чего необходимы расчеты перед возведением фундамента, ниже приведено краткое описание работ:

Схема устройства ленточного монолитного фундамента.

1. Итак, чтобы устроить ленточный фундамент, вам нужно будет произвести разметку его границ. Используя заранее приготовленные колышки и шнуры, отмечаем на участке два прямоугольника. Первый прямоугольник должен находиться внутри второго. Очень важным условием является тот факт, чтобы углы прямоугольников были прямыми. Для этого существует специальный метод проверки, позволяющий проверить, правильная ли конструкция у вас получилась. Чтобы проверить прямоугольники, достаточно лишь измерить их диагонали, они должны совпадать, то есть их длина будет одинаковой.
2. Следующий шаг — рытье траншеи. Глубина траншеи напрямую зависит от типа грунта, на котором идет строительство. Существуют специальные нормы, разработанные для различных типов грунтов, согласно им вы сможете определиться, какой фундамент вам предстоит сделать — мелкозаглубленный или заглубленный. Если вы планируете делать подвал, то вам придется убирать грунт на значительно большую глубину.
3. Устанавливаем опалубку, которая должна возвышаться на 30-35 см выше самой траншеи.
4. Засыпаем песчаную подушку из песка или щебня. Расчет толщины песчаной подушки должен исходить из того, что она должна как минимум в 3 раза превосходить ширину фундамента. Песчаная подушка выступает как залог успешной работы дренажной системы.
5. Заливаем раствор цемента в опалубку и разравниваем его поверхность. Следует отметить, что толщина бетона от арматуры до песчаной подушки должна быть не меньше 7 см.
6. Опалубку можно снимать спустя минимум 3 дня. После этого готовый фундамент должен выстояться около 5-6 недель. В этот период нельзя допускать его пересыхания, поэтому нужно периодически поливать его водой.

Основные показатели для ленточного фундамента

Выше уже говорилось, что для того, чтобы понять, какой будет глубина фундамента, необходимо знать тип почвы и опираться на специальные таблицы, которые наглядно отвечают на этот вопрос. А чтобы узнать значение ширины ленточного фундамента, нужно воспользоваться специальной формулой, которая выглядит следующим образом: S=1/1×(M/R), где:

Схема устройства ленточного сборного фундамента.

• S — площадь подошвы фундамента;
• M — вес здания; высчитать примерный вес здания можно путем сложения веса всех строительных материалов, которые использовались при строительстве дома; значения, где указан их приблизительный вес, вы найдете в специализированной литературе;
• R — максимально возможная нагрузка на грунт; это значение вы также сможете узнать, обратившись за помощью к специальной литературе;
• 1,1 — коэффициент запаса прочности.

Как только вы узнаете площадь подошвы фундамента, вы легко сможете определить его ширину. Чтобы это сделать, нужно поделить площадь подошвы на длину фундамента (или общую длину стен).

Итак, чтобы произвести правильный расчет фундамента под дом, нужно:

1. Знать тип и состав грунта.
2. Иметь под рукой специальные таблицы, которые позволят сориентироваться и понять, какой должна быть глубина фундамента.
3. Наличие специальной литературы, где указаны нормы веса, стройматериалов и конечный коэффициент запаса прочности.
4. Калькулятор, ручка и блокнот.
5. Бечевка и деревянные колышки.

Кроме того, что необходимо провести расчет ширины и глубины фундамента, немаловажными являются и другие расчеты

Например, для успешного строительства очень важно провести расчет бетона, который уйдет на его возведение. Эти вычисления будут опираться на предыдущие показатели, а именно: ширина фундамента (ШФ) и длина его стен (ДФ), высота отливки (ВО) и ширина пояса (ШП). Для начала необходимо вычислить периметр:

Для начала необходимо вычислить периметр:

Схема армирования ленточного фундамента.

P=(ШФ+ДФ)×2.

Тогда объем заливки можно будет вычислить следующим образом:

V заливки=Р×ВО×ШП.

А теперь узнаем непосредственно объем бетона, который потребуется для заливки:

V заполнения=(ШФ×ДФ×ВО)-V заливки.

Далее по значимости идут расчеты арматуры, которую будут использовать для фундамента. В случае если укладывать арматуру будут в 2 прута, количество горизонтального материала высчитывается по формуле:

Ар.=2×Р.

Посчитать опалубку можно, воспользовавшись следующим расчетом:

Оп.=(Р×ВО)×2

Умножать на коэффициент 2 нужно потому, что мы имеем дело с двумя прямоугольниками: внутренним и внешним.

Пример расчета

Вычисления включают в себя следующие шаги:

• подбор геометрических параметров;
• расчет бетона на фундамент;
• и расчет армирования ленточного фундамента.

Пример расчета геометрии

Для расчета фундамента возьмем двухэтажный кирпичный дом с наружной стеной 510 мм, суммарная высота наружной стены —4,5 м. Внутренних стен нет. Он расположен в г.Москва, грунт на участке — среднезернистый песок (R = 5 кг/см2). Перекрытия (2 шт., над подвалом и над первым этажом) из плит ПК, перегородки гипсокартонные высотой 2,7 м и общей протяженностью 20 м. Высота этажа — 3 м, размеры в плане — 6х6 м. Вода на участке залегает низко, поэтому принято решение строить заглубленный фундамент высотой 2 м. Крыша четырехскатная с покрытием из металла. Наклон ската — 30°.

Пример расчета начинается со сбора нагрузок в форме таблицы.

В = Р/(L*R) = 349989кг/ (36000см*5кг/см2) = 1,94м. Конструкция рассчитана.

Рассчитанный размер ширины округляем до 2 м. Для ширины по всей высоте это много, достаточно будет 50 см под стены 51 см. Свес 1 см допускается (максимальный составляет 4 см в одну сторону). Ширина подошвы больше той, которая использована в расчете, но по всей высоте размер меньше первоначального. По этой причине нет необходимости переделывать вычисления с новой массой подземной конструкции.

Подсчет бетона

Перед покупкой смеси должна быть вычислена ее необходимая кубатура. Для этого потребуется просто найти объем ленты. К количеству бетона для ленточного фундамента рекомендуется прибавить запас в 5—7%.

Армирование

Арматура для ленточного фундамента нужна, чтобы скомпенсировать изгибающие воздействия. Какую арматуру использовать правильно для армирования? Здесь все зависит от высоты подземной части и ее длины. Чтобы понять, какая арматура нужна в качестве рабочей, делают простые вычисления. Расчет количества арматуры выполняется так, чтобы ее суммарное сечение составляло 0,1% от сечения бетонной конструкции. При этом есть минимальные конструктивные требования:

• Какая арматура нужна для конструкции с длиной стороны менее 3 м? Ответом будет сечение 10 мм.
• При длине стороны более 3 м потребуется 12-ти миллиметровая арматура для фундамента.

Армирование фундамента компенсирует изгибающие воздействия

Расчет выполняют приблизительно. Рассчитать арматуру более точно сможет только профессионал. Шаг рабочих прутов подбирают так, чтобы они были распределены равномерно. Желательно использовать одинаковый шаг, располагая элементы в нижней части ленты, наверху и посередине.

Дальше требуется рассчитать количество для хомутов. Они соединяют рабочие детали каркаса между собой. Раскладка арматуры в ленточном фундаменте предполагает наличие вертикальных и горизонтальных хомутов. Их изготавливают из стержней диаметром 8 мм. Шаг назначают в пределах 20—30 см. В углах шаг уменьшают в два раза.

Вычисление количества арматуры для ленточного фундамента помогает сэкономить время и деньги. Зная точное количество арматуры для каждого диаметра и ее шаг можно легко выполнить усиление ленты и закупить материалы.

На нашем сайте вы можете воспользоваться простым онлайн-калькулятором для расчета ленточного фундамента.

Толщина ленточного фундамента

Конструкционно для железобетонных балок минимальная ширина допускается 15 см, а для ленточных фундаментов (которые представляют из себя свободнолежащие балки на упругом основании) рекомендуется ширина не менее 25 см для легких садовых построек, и ширина не менее 30 см для дачных домов. Ширина ленточного мелкозаглубленного фундамента не может быть меньше ширины опираемой на нее стены.

Однако, кроме конструкционных ограничений есть еще и требования задаваемые несущими способностями подлежащих под фундаментами грунтов. Удельная нагрузка от здания на единицу площади не должна превышать 70% от несущей способности грунта. Регулировать величину нагрузки можно с помощью площади опоры фундамента на грунт. Чем больше площадь опоры — тем меньше удельная нагрузка, передаваемая на грунт.

Методика ориентировочного расчета минимальной достаточной ширины мелкозаглубленного ленточного фундамента. Данная методика определения минимальной достаточной ширины мелкозаглубленного ленточного фундамента основана на представлении о том, что величина удельной нагрузки на единицу площади подлежащего под фундаментом грунта должна быть меньше несущей способности (расчетного сопротивления основания) подлежащего под фундаментом грунта. Разница между нагрузкой от дома и несущей способностью грунта должна быть как минимум на 30 процентов больше в пользу несущей способности грунтов (коэффициент запаса прочности для бетонных конструкций, отливаемых на стройплощадке с удельном всеом менее 1600 кг/м3). Чтобы не утомлять наиболее нетерпеливых читателей, спешащих наконец без лишних сантиментов узнать минимальную достаточную ширину мелкозаглубленного ленточного фундамента, мы публикуем таблицу основанную на данных Британских государственных строительных норм Building Regulations Approved Document A: 2010, 2E3. Британское архитектурное ведомство рассчитало за нас все заранее, а мы постарались немного усреднить и адаптировать представленные данные, чтобы сделать представление данных удобнее:

Теперь, наиболее рисковые и менее любопытные читатели могут бежать отливать свой мелкозаглубленный монолитный ленточный фундамент, а остальные могут узнать, как британцы получили эти данные, и сделать свой собственный более точный расчет для своего собственного дома, чтобы не попасть впросак.

Для выяснения минимальной достаточной ширины мелкозаглубленного ленточного фундамента исходя из несущей способности подлежащих грунтов, необходимо решить уравнение:

Мертвый вес здания — это сумма весов всех строительных элементов конструкции дома. Чтобы расчитать их нужно воспользоваться следующими таблицами: