Рассчитать ленточный фундамент своими руками
Наиболее популярны в частном строительстве ленточные фундаменты. Они могут использоваться под разные дома на различных типах грунтов, расчет их можно сделать своими руками. Для этого не нужны знания высшей математики или сопромата. Есть метод, при котором все просто, правда, громоздко: придется собирать много данных. Этот расчет ленточного фундамента называется «по несущей способности грунта». Но предварительно вам нужно будет собрать нагрузки от дома: рассчитать какая масса будет приходится на каждый квадратный метр (сантиметр) основания. Затем, подбирая ширину подошвы фундамента, выбрать оптимальную ее ширину.
В этой статье описан метод расчета параметров ленточного фундамента (ширины) по несущей способности грунтов
Метод расчета
Ленточный фундамент можно рассчитать двумя способами: по несущей способности грунтов под подошвой и по их деформации. Более прост первый способ. Его и рассмотрим.
Мы точно знаем, что первым строится фундамент. Но проектируется он в последнюю очередь. Его задача передать нагрузку от дома. А ее мы будем знать лишь после того, как определимся с типом всех строительных материалов и их объемов. Так что до начала расчета фундамента необходимо:
По всем используемым во время стройки материалам нужно найти их удельный вес. Желательно составить таблицу: работать будет проще. Только после этого можно приступать к расчету.
Для расчета ленточного фундамента вам понадобится проект с подробным указанием используемых материалов и их толщины
Ленточный фундамент чаще всего делают монолитным или сборным бетонным. Намного реже сегодня делают кирпичные или бутобетонные ленты: они менее надежны, но при этом для их строительства требуется большее количество материала, хотя стоимость его может быть меньше.
Условно расчет ленточного фундамента можно разбить на несколько этапов:
Теперь обо всех этапах подробнее.
Сбор нагрузок на фундамент
На этом этапе суммируется масса всех строительных материалов, которые используются для строительства:
Таблица усредненных нагрузок от разных типов узлов дома. ее можно использовать на предварительном этапе — когда вы оцениваете примерный уровень затрат
Как уже говорили, к этому моменту уже должен быть готов план здания с более-менее точными размерами. Расчет массы используемых строительных материалов несложен: находите площадь, на которой он будет расположен, умножаете на удельный вес, получаете массу.
Пример расчета массы стены
Чтобы стало понятнее, приведем пример. Посчитаем сколько весить будет стена из профилированного соснового бруса 150*150 мм, с обшивкой из липовой вагонки толщиной 14 мм, обрешетка из соснового бруска 50*20 мм. Стена длиной 4 м и высотой 2,8 м.
Пример расчета нагрузки стены
Умножив объем на удельный вес бруса, получим массу стены: 1,68 м 3 * 570 кг/м 3 = 957,6 кг.
Сколько весит вагонка узнаем, умножив ее удельный вес на объем: 0,16 м 3 * 530 кг/м 3 = 84,6 кг.
Теперь находим массу обрешетки: 0,02 м 3 * 510 кг/м 3 = 10,2 кг.
Теперь находим массу всех материалов для стены: 957,6 кг + 84,6 кг + 10,2 кг = 1052,4 кг.
Думаем, принцип понятен. Но считать так каждую стену долго. Дальше можно сделать проще: определить, сколько весит один квадратный метр стены, затем найти площадь всех стен, имеющих такую же отделку и получить общую их массу.
По такой методике находите массу всех перечисленных элементов. Если они имеют сложную геометрию, разбиваете их на простые фигуры и так определяете площадь. С остальным проблем быть не должно.
Полезная нагрузка дома
В общую нагрузку от дома необходимо добавить нагрузку от всех предметов интерьера, техники и т.д.
Снеговая нагрузка
В большинстве регионов необходимо еще учитывать нагрузки на фундамент от снега. Снеговые нагрузки определены по регионам (смотрите фото), их значения приведены в таблице.
Но так как кровли разные, а них скапливается разное количество снега. Потому в зависимости от угла ската применяются коэффициенты:
Во всех остальных случаях (угол наклона кровли от 25° до 60°) значения выбирают от 0 до 1 (строят график и по нему определяют коэффициент).
Как рассчитать снеговую нагрузку на кровлю? Вы нашил свой регион, знаете среднюю нагрузку на квадрат кровли, определили коэффициент. Теперь необходимо общую площадь кровли умножить на все эти цифры.
Снеговые нагрузки по Украине (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Эту нагрузку необходимо будет добавить к массе дома и его полезной нагрузке.
Расчет ленточного фундамента: определяем ширину подошвы
При расчете ленточного фундамента необходимо будет определить два его параметра:
Третий — длина — известен. Это сумма длин всех стен, под которыми будет закладываться фундамент.
Глубина заложения во многом определяется в зависимости от типа находящихся под подошвой грунтов. Общие рекомендации можно найти в таблице, а описание определения глубины заложения читайте в статье «Какой глубины должен быть фундамент».
Таблица с рекомендуемой глубиной заложения фундамента в зависимости от типа грунта и уровня подземных вод (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Пусть мы примем, что глубина залегания фундамента для наших условий — ниже уровня промерзания грунта, высота цоколя — 20 см. Грунт промерзает в нашем регионе на 1,4 м. По рекомендациям фундамент должен находится на 15 см ниже уровня промерзания. Получаем общую высоту: 1,4 м + 0,2 м + 0,15 м = 1,75 м.
Теперь нужно рассчитать ширину ленточного фундамента. Она зависит от расстояния, на котором находятся стены и материала, из которого будем его строить. Рекомендованные значения приведены в таблице.
Выбираете ширину фундамента в зависимости от материала и расстояния между стенами (для увеличения размеров картинки щелкните по ней правой клавишей мыши)
Расчет нагрузки на фундамент
Теперь нужно найти, с какой силой будет давить дом на фундамент. Для этого общую массу дома (масса всех элементов + полезная нагрузка + снеговая) делим на площадь фундамента.
Площадь ленточного фундамента находим умножив ее длину на выбранную в предыдущем пункте ширину. Потом общую нагрузку от дома делим на площадь фундамента в квадратных сантиметрах. Получаем удельную нагрузку на каждый квадратный сантиметр ленточного фундамента.
Теперь необходимо узнать, выдержат ли грунты под подошвой фундамента это значение. Любой грунт в состоянии выдержать какое-то давление. Эти значения просчитаны и занесены в таблицу. Находим тип грунта под подошвой фундамента (определяется геологическими исследованиями) и смотрим его удельную несущую способность.
Несущая способность грунтов — сравниваем найденную нагрузку от дома с нормативной для вашего грунта
Если несущая способность грунта больше чем нагрузка от дома, все выбрано правильно. Если нет, необходимо вносить корректировки.
Корректировка параметров
Если нагрузка, передаваемая через ленточный фундамент, для данных грунтов велика, выхода два: использовать при строительстве более легкие материалы или увеличить ширину ленты.
Изменение материала очень трудоемко: часто изменение одного материала тянет за собой цепочку изменений параметров целого ряда других. В результате расчет массы приходится переделывать. Потому чаще увеличивают толщину ленты в фундаменте. Этим увеличивается уменьшается удельная нагрузка. Но слишком широкий ленточный фундамент (шире 60 см), особенно глубокого заложения, невыгоден экономически: большой расход материала и трудозатараты. В этом случае необходимо сравнивать стоимость нескольких типов фундамента.
Ширину монолитно-ленточного фундамента подбирают исходя из рассчитанной нагрузки от дома и несущей способности грунтов
Не забудьте после изменения ширины ленты пересчитать ее массу и соответствующим образом откорректировать массу строения.
Как рассчитать кубатуру фундамента
Учитывать массу фундамента лучше рассчитывая его объем: эта цифра вам пригодится при заливке фундамента: будете знать, сколько заказывать бетона или сколько материалов потребуется закупить.
Все исходные данные уже известны: высота, ширина и длина ленты. Их перемножаете, получаете кубатуру фундамента.
Кубатура фундамента рассчитывается исходя из найденных (предполагаемых) размеров ленты: длины, высоты и ширины путем их перемножения
Онлайн калькулятор расчета размеров, арматуры и количества бетона монолитного ленточного фундамента
Информация по назначению калькулятора
Онлайн калькулятор монолитного ленточного фундамента предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента. Для определения подходящего типа фундамента, обязательно обратитесь к специалистам.
Л енточный фундамент представляет собой монолитную замкнутую железобетонную полосу, проходящую под каждой несущей стеной строения, распределяя тем самым нагрузку по всей длине ленты. Предотвращает проседание и изменение формы постройки вследствие действия сил выпучивания почвы. Основные нагрузки сконцентрированы на углах. Является самым популярным видом среди других фундаментов при строительстве частных домов, так как имеет лучшее соотношение стоимости и необходимых характеристик.
С уществует несколько видов ленточных фундаментов, такие как монолитный и сборный, мелкозаглубленный и глубокозаглубленный. Выбор зависит от характеристик почвы, предполагаемой нагрузки и других параметров, которые необходимо рассматривать в каждом случае индивидуально. Подходит практически для всех типов построек и может применяться при устройстве цокольных этажей и подвалов.
П роектирование фундамента необходимо осуществлять особенно тщательно, так как в случает его деформации, это отразится на всей постройке, а исправление ошибок является очень сложной и дорогостоящей процедурой.
Д алее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта.
Какой ленточный фундамент выбрать под возведение двухэтажного дома?
Основание любого капитального строения – это фундамент. Многие люди возводят его самостоятельно, поэтому используют доступный ленточный тип.
Перед возведением 2-этажного дома рекомендуется провести исследование грунта на предмет состояния почвы и высоты грунтовых водоносных слоев.
Это поможет правильно рассчитать заглубление и габариты ленты, чтобы дом со временем не перекосило.
О том, как выбрать ленточный фундамент под двухэтажный дом, расскажем в статье.
Факторы для выбора типа ленты
Экономика домостроения – это ключевая статья расходов в любом деле по возведению собственного жилья. Подавляющее большинство российских граждан возводят 1-2 – этажные дома самостоятельно. Чтобы успеть в короткие сроки и не слишком поиздержаться, выбирают ленточный тип фундамента.
Если не нарушать технологию и правильно рассчитать параметры несущей конструкции – ленты, то она выдержит значительные нагрузки и прослужит долго. Кроме этого, в стенах фундамента можно устроить в доме подвал, гараж или технический этаж для разводки инженерных коммуникаций.
На сегодняшний день широкое распространение получили 3 типа ЛФ:
Какой из них выбрать, зависит от особенности места возведения дома и финансовых возможностей собственника.
Сборный
Лента собирается из блоков, например, ФБС 24-4-6 (фундаментный блок стеновой длина 2,4 м, ширина 0,4 м, высота 0,6 м.). Как правило выкапывается траншея, как и под монолитный фундамент.
Грунт не утрамбовывают, насыпают песчаную подушку, толщиной 10-15 см. Иногда песок заменяют отсевом или крупным гравием, фракции 5-10 мм.
Блоки распределяются в стык, друг за другом. Монтажные петли загибают кувалдой. Стыки и межслойное пространство заполняют цементным раствором. Если строить ленту из более мелких блоков, то здесь особое внимание следует уделить марке раствора, который должен быть не менее М100.
Преимущества:
Недостатки:
Сборный фундамент под 2-х этажный дом рекомендуется возводить на скалистых грунтах. Они менее подвержены внешним воздействиям, таким как: поверхностные и грунтовые воды и заморозки. Скалистый грунт не намокает и не промерзает.
Монолитный
Более сложный вид фундамента, чем сборный. Обладает превосходной технологичностью и высокими эксплуатационными характеристиками.
Но для возведения требует длинный перечень подготовительных работ.
Например, необходимо сделать подушку из щебня и песка, возвести опалубку и собрать армированный пояс из арматуры.
Преимущества:
Недостатки:
Сооружать монолитный ленточный фундамент под 2-этажный дом рекомендуется на скалистых, песчаных и глинистых грунтах.
Комбинированный
Здесь сочетаются монолитный и сборный типы ленточных оснований. Например, контур собирают из блоков, а опорные подушки и стены подвала делают из раствора.
Некоторые заливают верхний монолитный пояс, чтобы выровнять поверхность под стены. Он также делается с помощью опалубки и арматуры.
Преимущества:
Недостатки:
Возводить сборный фундамент под 2-этажный дом рекомендуется на скалистых или песчаных грунтах.
Расчет габаритов и заглубления основания
Техническое задание на возведение 2-этажного дома начинается с исследований грунта под фундамент. Оценивается состояние почвы и наличие подземных водоносных слоёв. Поэтому эксперты рекомендуют заказать геодезические исследование, ведь дом в 2 этажа – это не баня. Здесь требуется серьёзный подход.
Типы грунта
Геодезисты подразделяют грунты на 3 вида:
Взять пробу и определить состав земли у профессионалов из геодезии не составит труда. Лучше на этом не экономить.
Глубина промерзания
В северных, центральных и южных регионах страны почва промерзает по-разному. Например, нормативная глубина промерзания грунта по СНиП в Москве, в условиях суглинков и глин, всего 1,1 м, а в Вологодской обл., уже 1,43 м.
Ленточный фундамент необходимо заглублять на 30 см ниже отметки промерзания. В Карелии или Мурманске эти значения будут на 20-40% больше, а общая высота ленты под 2-этажный дом может составлять 2,5 м.
Уровень грунтовых вод
Один из важных параметров, который учитывают строители – подземные реки и ручьи.
На пучинистых грунтах с высоким нахождением подземных вод строить капитальные строения нельзя, тем более на ленточном фундаменте.
Некоторые определяют уровень самостоятельно, заглянув в колодец к соседям. Но для постройки крупного дома рекомендуется заказать исследования геодезистов.
Материал стен
Коробка дома очень тяжёлая, достигающая массы нескольких десятков и даже сотен тонн. Самые увесистые – строения из кирпича. Деревянные и каркасные полегче.
Чтобы держать на себе такое монументальное жилище, ленточный фундамент должен быть грамотно рассчитан. Для этого рекомендуется использовать нормы давления на разные типы грунта.
Например, для непучинистого максимальная нагрузка 35-60 т/м², а для пучинистого 10-30 т/м².
Масса строения
У вас должен быть проект будущего дома. В документации указаны материалы и размеры:
Благодаря этому можно высчитать полную массу дома и определиться с типом и габаритами фундамента (сборный, монолитный, комбинированный). Попутно необходимо рассчитать глубину залегания ленты, с учётом региона.
Пример
Считаем массу несущих стен и перекрытий. Например, габариты коробки 6х9. Высота 6 метров. Материал — брёвна, 240 мм.
Через программу калькулятор-онлайн получается: вес дома с учетом нагрузок (снеговая+экспл.) и коэф. запаса: 185 т = 1850 кН. Масса дома с учетом нагрузок и без коэф. запаса: 142 т. Вес коробки дома (только материалы): 98 т. Общая нагрузка на фундамент: 142 т.
По правилам, ширина ленты должна быть на 100 мм шире несущих стен. Значит, у нас это будет 350 мм (стандарт 400 мм). Дом 2-х этажный, поэтому строители рекомендуют делать ширину фундамента на 100 мм больше, а высоту ленты 0,8 х 2 = 1,6 м. Цоколь стандартный 0,4 м. При этом учитываем регион и глубину промерзания.
Расчёт минимальной площади подошвы делается по формуле S > γn · F / (γc · R0), где:
Теперь остается подставить все значения в формулу: S > 1,2 х 185 000 / 1,1 х 2,5 = 80 727 см2. Округляем до 80 000 и делим на 10 000 мм = 8 м². Проверяем: лента нашего фундамента общей длиной 30 м и шириной 0,5 м, поэтому 30 х 0,5 = 15 м². Будущий фундамент подходит под наш расчетный дом с запасом 85%.
Считаем количество раствора V= h х b х l, где:
Подставляем значения: 1,6 х 0,5 х 30 = 24 м³. Столько раствора потребуется для ленты 9 х 6.
Заключение
Для строительства 2-этажного дома можно использовать 1 из 3 видов фундаментной ленты: сборный, монолитный или комбинированный. В основном они применяются на скалистых, песчаных и глинистых грунтах.
У каждого из них есть свои преимущества и недостатки. Все они будут служить долго, если учитывать местность возведения дома и правильно рассчитать параметры фундамента, учитывая особенности земли.
Какой должна быть ширина ленточного фундамента, от чего она зависит?
Среди всех видов оснований под дом, баню, дачу или коттедж самым распространенным является ленточный фундамент.
Он обладает высокой прочностью, выдерживает низкие температуры, служит много десятков лет, более прост в строительстве, чем свайный или плитный.
Но все это справедливо, если параметры ленточного фундамента для дома рассчитаны правильно — это касается и его ширины.
Факторы, влияющие на показатель
Ширина ленты – один из определяющих прочность, выносливость и другие характеристики фундамента.
В свою очередь, она зависит от многих факторов:
Все перечисленные факторы нужно учитывать при расчетах. Облегчить работу помогут СП и СНиП, на которые нужно ориентироваться при проектировании основания.
Требования СП и СНиП
Проектирование основания ведется по СНиП 2.02.01-83. Этот документ регламентирует все параметры фундамента, включая ширину. Эти параметры рассчитываются по предельным состояниям: несущей способности и деформациям, учитывая действие силовых и неблагоприятных факторов.
Расчет фундамента по несущей способности проводится в таких случаях:
Расчет по деформациям предусматривает определение допустимого предела относительного или абсолютного смещения фундамента, при котором возможна эксплуатация дома.
Учитываются такие деформации:
Для расчетов в СНиП приводятся таблицы и формулы, используя которые можно вычислить оптимальную ширину фундамента. В среднем, ширина ленты для стандартного двухэтажного дома составляет 0,4 м. Расчеты также проводятся по СП (Своду правил), основанном на СНиП и ГОСТ.
Минимальное значение
С учетом рекомендаций и регламентов СНиП, СП можно вывести минимальные значения ширины оснований. Какой должна быть минимальная ширина фундаментной ленты?
Значения следующие:
Максимальное
Нормативные документы не регламентируют максимальное значение ширины основания, поэтому расчеты ведутся, исходя из финансовых возможностей застройщика и минимальных значений, по принципу достаточности.
Оптимальным вариантом является минимальное значение ширины, рекомендуемое для конкретной постройки, плюс 15%. Превышение возможно, оно увеличит несущую способность фундамента, но потребует гораздо больших финансовых вложений.
Но есть и ограничивающий фактор: собственный вес основания, который окажет сильное влияние на грунт, в результате чего конструкция просядет. Поэтому не рекомендуется значительно превышать расчетные значения.
Просадку слабонесущего грунта можно предотвратить, путем увеличения подошвы основания, без увеличения ширины ленты.
Ширина ленты и подошвы – в чем разница?
Традиционный ленточный фундамент обустраивается на подошве – платформе из железобетона, которая нужна для равномерного распределения нагрузки от ленты на грунт.
Без подошвы такая нагрузка будет чрезмерной, фундамент будет проседать. Для правильного распределения веса основания подошва должна быть шире самой ленты, обычно в два раза.
От чего зависит ширина подошвы? Этот показатель может увеличиваться для рыхлого, песчаного или илистого грунта. Стандартная ширина подошвы составляет 60 см, но этот параметр не универсальный, так как все зависит от ширины ленты основания. Что касается высоты подошвы, то она обычно составляет 30 см.
Какие данные потребуются для расчета?
Для получения этого значения нужно предварительно рассчитать многие показатели основания. Для этого сразу определяют:
Также составляют список материалов для гидроизоляции, теплоизоляции, внутренней и наружной отделки и так далее. По всем материалам нужно найти их удельный вес. Эти данные потребуются для определения нагрузки на фундамент.
Нагрузки на основание
Этот показатель состоит из массы материалов, полезной и снеговой нагрузки.
Для расчетов суммируют массу всех используемых материалов для строительства:
Естественно, предварительно составляется план дома, с указанием его площади, этажности, толщины стен и перекрытий, всех внутренних и наружных архитектурных элементов.
Данные по массе тех или иных материалов легко найти в соответствующих таблицах. В среднем, показатели такие:
Расчет общей массы производится путем умножения удельного веса на занимаемую материалом площадь, или объем, что используется чаще.
После этого рассчитывается полезная нагрузка, то есть, общий вес мебели, техники, людей. Но чтобы избежать долгих поисков пользуются средним значением – 180 кг/м2. Это значение умножают на площадь дома – так получают нужное значение.
Чтобы найти снеговую нагрузку, пользуются готовыми данными по регионам, которые несложно найти в сети. Но так как угол наклона кровель в домах разный, нужно использовать коэффициенты 1 или 0.
Первый берется для крыш с углом наклона до 25 градусов, в этом случае данные из таблицы снеговой нагрузки берутся без изменений. Второй коэффициент используется при угле наклона кровли более 60 градусов, снеговую нагрузку можно не учитывать. При угле от 25 до 60 выбирают значение от 0 до 1.
Для полного расчета общая площадь кровли умножается на показатели средней снеговой нагрузки и выбранный коэффициент.
Несущая способность или сопротивление грунта
Это еще один параметр, определяющий ширину ленты. Он зависит от типа грунта и уровня грунтовых вод. Дорогостоящее геодезическое исследование проводить не обязательно, достаточно взять пробы грунта с помощью бурения или отрывка шурфов.
Для исследования берут пробы почвы на 50 см ниже ориентировочной глубины залегания основания. Анализ грунта проводится по стенкам шурфа – ямы прямоугольной формы.
Для исследования берут несколько точек участка, отведенного под застройку. Первый шурф делают в самой нижней точке. Чем больше шурфов, тем точнее будет анализ. Он же позволяет выявить высоту грунтовых вод.
| Грунт | НС, кг/см2 |
| Глина | 6,0 |
| Галька+глина | 4,5 |
| Гравий | 4,0 |
| Песчаный крупнозернистый | 6,0 |
| Песчаный среднезернистый | 5,0 |
| Песчаный мелкозернистый | 4,0 |
| Суглинок, супесь | 3,5 |
Грунты с несущей способностью менее 3,5 не подходят для строительства ЛФ. К таким почвам относят песчаный пылеватый, просадочный насыпной уплотненный и неуплотненный грунт. Если на участке – такие почвы, обустройство ленточного фундамента не рекомендуется, строят плитный, свайный или свайно-ленточный.
Как рассчитать?
При расчетах пользуются формулой S>γn F/γc R0. Значения следующие:
По этой формуле находят общую величину площади лента. Это значение делят на общую длину основания, с учетом участков под внутренние стены и другие участки, если они есть. В результате получают минимальное значение ширины ленты, которое рекомендуется увеличить на 15% или более.
Средние значения для разных типов домов
В зависимости от типа грунта, строительными нормами рекомендованы такие значения ширины ленты:
Ориентируясь на эти цифры, можно проводить расчеты, учитывая тип грунта на участке. Чем ниже его несущая способность, тем шире должна быть и лента фундамента, и его подошва. Также многое зависит от используемых материалов для возведения стен, перекрытий – при меньшей массе можно взять меньшее из значений.
К примеру, для коттеджа в 2 этажа, построенного по каркасной технологии, берут ширину ленты 50 см, а для такого же дома, но уже из кирпича – 60 и более см.
Заключение
Самостоятельные расчеты всех параметров фундамента, включая его ширину – задача сложная. Даже учитывая наличие всех нужных данных и таблиц, которые легко найти в интернете, на специализированных сайтах.
Использование калькуляторов для расчета фундамента облегчает работу, но полученные значения не всегда корректные. Поэтому на них стоит ориентироваться, но все расчеты проводить самостоятельно. И без исследования грунта на участке не обойтись – от него зависят все параметры основания.
