Пример расчета монолитного ленточного фундамента

  • Дата: 19-08-2014
  • Просмотров: 1836
  • Комментариев:
  • Рейтинг: 50

Перед тем как возводить здание, сначала нужно произвести все необходимые расчеты. Особенно важно это сделать для фундамента, т.к. при неверном подходе он просто не выдержит нагрузку, и все усилия будут тщетными, а затраты напрасными. При расчетах нужно подсчитать массу дома с кровлей и перекрытиями, затем массу фундамента и площадь его опоры.

Ленточный фундамент на участке

Перед строительством здания нужно обязательно произвести расчет фундамента, чтобы при дальнейшем использовании он выдержал нагрузку.

При правильном подходе к процессу расчета ленточного фундамента на нем можно построить практически любой дом. Также нужно помнить, что итоговая выносливость и итоговая нагрузка не должны совпадать, более того — выносливость должна быть минимум в 1,5 раза больше, чем предстоящие нагрузки, чтобы выдержать даже непредвиденные обстоятельства, будь то сейсмическая активность, пучение или неравномерное проседание грунта.

На основе в виде монолитного ленточного фундамента (ленты) можно строить почти любой дом, поэтому нужно заранее знать все возможные варианты.

Какие стены и как считаются?

Общий расчет всех стен дома производится достаточно просто, но для точного потребуются уже не примерные данные, а максимально точные — особенно хорошо это можно увидеть на кирпичной кладке.

Виды ленточных фундаментов

Ленточные фундаменты могут быть из блоков, монолитные или кирпичные.

Кирпич — один из самых древних строительных материалов, который со временем не просто не потерял актуальность, но и до конца 20 века во многих южных областях оставался элитным стройматериалом. Высокая масса кирпича (200-270 кг/м²) обусловливается материалом, из которого он производится. Кирпичные стены являют собой золотую середину между деревянными стенами и монолитами, сохранив в себе их лучшие черты: высокую прочность, отличную теплоизоляцию, простоту в работе.

На втором месте по популярности находятся брус и бревна. Масса у них (70-100 кг/м²) значительно ниже кирпичной, но и прочностные показатели не такие. Именно деревянные стены всегда считались (и по сей день считаются) эталоном теплоизоляции, но то, что они гниют со временем, — единственный фактический минус. Брус уступает бревнам по всем показателям, кроме внешнего вида и возможности попадания паразитов, поэтому пользуется чуть меньшей популярностью.

Расчет ленточного фундамента

Расчет ленточного фундамента.

Железобетонные стены — это современное решение, которое позволяет очень быстро возводить весьма прочные здания. Единственный действительно серьезный минус железобетона — это его масса 300-350 кг/м². Но данный недостаток компенсируется тем, что при заливке идет формирование лишь скелета здания, а стены и простенки изготавливаются из пеноматериалов (газобетон, пенобетон, шлакобетон).

Ну и реже всего можно встретить каркасные дома (30-50 кг/м²), т.к. они не обладают необходимыми прочностными характеристиками, а вместе с тем не смогут защитить в разгар лета и зимы от перепадов температур. Используются они в теплых спокойных местностях, где нет смысла строить более дорогой дом.

Все указанные параметры массы исходят из расчета толщины стены 0,15 м. Следовательно, при увеличении толщины стенки нужно в соответствующее количество раз повышать и массу.

Вернуться к оглавлению

На что опираться при расчете массы перекрытий?

Существует всего 2 вида перекрытий — цокольные и межэтажные, но при этом каждое из них делится на 4 подвида, иногда пересекающихся между собой.

Цокольные перекрытия:

Расчет бетона на ленточный фундамент

Пример расчета бетона на ленточный фундамент.

Железобетонные плиты чаще всего можно увидеть на лентах. Для этого есть 1 серьезная причина — на установку плиты уходит 8-15 минут, это очень быстро. Их высокая масса (400 кг/м²) обусловливается внутренним строением, но при этом качество их исполнения достаточно высокое. Между этажами такие плиты не укладываются в связи с тем, что предусмотрены для экстремальных условий, поэтому их цена достаточно высокая. Устанавливаются исключительно при помощи автокрана.

Монолитные железобетонные перекрытия — это самый тяжелый вариант (500 кг/м²). Изготовить такой монолит можно не менее чем за 1 месяц, если работать в команде. Дороговизна и длительность процесса компенсируются высокой долговечностью, идеальными изоляционными параметрами и при этом очень большой выносливостью ко всем возможным последствиям.

Деревянные перекрытия с легким утеплителем обладают достаточно низкой массой (100-150 кг/м²), но при этом использовать их даже в средних широтах России недопустимо. Из-за небольшой массы утеплителя они не всякий холод переносят с достоинством, поэтому их увидеть можно не часто. Да и естественные процессы гниения дерева делают свое дело.

Схема монтажа фундамента

Схема монтажа фундамента.

Деревянные перекрытия с тяжелым утеплителем (200-300 кг/м²) встречаются повсеместно, т.к. их цена не намного выше легковесных аналогов, но при этом они идеально сохраняют температуры. Процессы гниения их касаются гораздо меньше, из-за чего вырастает долговечность. Своего рода конкурент для железобетонных плит.

Межэтажные перекрытия:

Монолиты в данном случае будут иметь аналогичную массу, т.к. их физические параметры идеально совпадают, а в уменьшении нужды особой нет.

Плиты пустотные значительно легче — 300 кг/м². Они уже не выдержат серьезные перегрузки, но при этом просты в монтаже и достаточно долговечны (минимум 80 лет). Монтаж занимает до 10 минут.

Деревянное перекрытие с легким утеплителем имеет массу 70-100 кг/м², а с тяжелым 150-200 кг/м². Условия монтажа прежние, но в данном случае чаще можно встретить легкие утеплители, т.к. между этажами редко бывает разная температура.

Вернуться к оглавлению

Подборка кровельных материалов

Для домов на ленточных фундаментах можно использовать практически любой вариант кровли, но при этом есть и свои особо часто используемые.

Схема мелкозаглубленного ленточного фундамента

Мелкозаглубленный фундамент подойдет для строительства легкого дома, гаража или бани из дерева.

  1. Битумная черепица среди всех самая легкая — всего 8 кг/м². Попутно этот материал можно назвать самым интересным в цветовом и структурном исполнении. Но при всех положительных сторонах есть и отрицательные: непомерно высокая цена и сжатые сроки эксплуатации. Работа с такой кровлей доставляет удовольствие мастеру, а ее дальнейшая эксплуатация до 30 лет радует хозяев дома. Потом придется заменять.
  2. Натуральная кровля весит уже 15 кг/м². Современные способы укладки позволяют воплотить любое дизайнерское решение, но при этом срок службы сократится до 2-3 лет. При использовании традиционных методов можно добиться и вековой службы. К неоспоримым плюсам можно отнести простоту монтажа и то, что материал бесплатно произрастает на местности.
  3. Металлические крыши тоже обладают небольшим весом, но уже в 2 раза превышающим натуральные аналоги. Средние массы 30 кг/м² способны удержать даже самые сильные нагрузки, но срок службы в 50-70 лет немного ухудшает приятные впечатления. Еще одним серьезным минусом служит не просто полное отсутствие звукоизоляции, а усиление шумов (если есть хоть небольшие недоработки в монтаже). Неограниченная цветовая гамма и простота монтажа в свою очередь уверенно держат металл уже не одно столетие в лидерах.
  4. Шифер приобрел свою популярность во время великой коммунистической стройки, когда шел в дело любой дешевый качественный стройматериал. Срок службы 30-50 лет, а после отработки его можно использовать по любому возможному назначению (вплоть до заборов) или со спокойной душой выбросить. Масса в 50 кг/м² уже существенна, но не настолько, чтобы всерьез обращать на нее внимание.
  5. Черепица (120 кг/м²) создает уже достаточно серьезную нагрузку, но при качественном изготовлении срок службы не ограничивается 1 веком. Для монтажа нужна специальная подготовка (иначе на ветру будет стучать), а уход за ней сводится к проверке 1 раз в год на наличие разбитых черепков.

Все остальные виды кровли также можно использовать, но делается это гораздо реже. Важно помнить, что при расчетах кровли площадь дома увеличивается на 1 м в длину и 1 м в ширину. На этом же этапе проводится расчет осадков (юг — 50, центральная полоса — 100, север — 150, крайний север — 200 кг/м².)

Вернуться к оглавлению

Базовые необходимые расчеты

Теперь приведем пример расчета ленточного фундамента. Пусть домик на юге 10*15 будет в 1 этаж с кирпичными стенами (кладка в 2 кирпича), цокольное перекрытие изготовлено из монолитного железобетона, а межэтажное просто устлано пустотными плитами. Покрыт дом керамической черепицей. Длина внутренних простенков составляет 13 м.

Итого периметр дома (P) будет равен: P=(10+15)*2=50 м

Площадь (S) равняется: S=10*15=150 м²

Продолжительность (l) всех стен, включая простенки: l=P+13=63 м

Площадь внешних стен Sвнеш=P*2.7=135 м², где 2.7 — стандартная высота стен

Масса внешних стен Mвнеш=Sвнеш*(235*4)= 126900 кг

Площадь простенков Sпрост=13*2.7=35.1 м²

Масса простенков Mпрост=Sпрост*235= 8248.5 кг

Вычислить массу перекрытий можно по формуле M=m1+m2, где m1 и m2 — массы цоколя и межэтажного перекрытия. Вычисляются они по формуле m=S*m0.

Mжб=150*500=75000 кг

Mпуст=150*300=45000 кг

М=75000+45000=120000 кг

В конце вычисляется масса кровли и осадков, давящих на нее.

М=(S+коэф)*(120+50)=11*16*170=29920 кг

Если привести данные в таблице, то получится:

Вид материала Длина опоры Масса стен Масса перекрытий Масса кровли Масса суммарная
Кирпич 63 135148.5 120000 29920 285068.5

Теперь можно подсчитать фундамент, находящийся на сухой глине (25000кг/м²). С учетом южного расположения закладка (h) проходит на глубину 1 м (почва промерзает на 0,5-0,7 м), ширина (y) его по всей длине 0.6 м, а продолжительность 63 м. 1 м³ фундаментного железобетона имеет массу 2400 кг.

V=l*h*y=37.8 м, вследствие чего Мфунд=37.8*2400=90720 кг

Sсопр=l*y=63*0.6=37.8 м². Выдерживаемая масса будет 37.8*25000=945000 кг

Таким образом, суммарное давление дома с фундаментом составляет 375788.5 кг/м².

В данном случае выносливость ленточного фундамента и грунта, на который он опирается, позволяет возводить строение, т.к. расчетная масса дома почти в 3 раза меньше дозволенной. В случаях, когда ситуация обратная, нужно увеличивать ширину фундамента, а вместе с этим можно расширить площадь основания для лучшего контакта.

Использование ленточного фундамента позволяет избежать расчетов при малоэтажном строительстве на податливых почвах, т.к. даже базовые варианты вполне могут выдержать дома до 4-х этажей. Использование ленточного фундамента в свою очередь дает целый ряд не только прочностных плюсов, но и появляются дополнительные удобства в использовании — погреб и серьезное утепление снизу.