Рассчитать несущую способность столбчатого фундамента

Рассчитать несущую способность столбчатого фундамента

Как рассчитать столбчатый фундамент?

Фундаментное основание столбчатого типа представляет собой бетонную или металлическую раму (ростверк), опирающуюся на вертикальные столбы, заглубленные в грунт на определенную глубину.

Материалом для устройства столбов может служить железобетон, полнотелый глиняный кирпич, блоки, металлические трубы или бутовый камень. В нижней части каждой опорной колонны может быть предусмотрена более широкая подошва для увеличения площади опоры. Поперечное сечение вертикальных опор может быть круглым или квадратным.

Варианты столбчатых оснований.

Надежность фундаментной конструкции в значительной мере зависит от расчета столбчатого фундамента и правильного расположения опорных столбов, которые должны быть установлены:

  • под всеми углами здания;
  • в местах примыкания и пересечения стен;
  • на прямых участках ростверка не далее двух метров друг от друга.

Конструкция рамы ростверка должна служить опорой для всех несущих стен и перегородок. При большой длине здания следует предусмотреть дополнительные поперечные перемычки для обеспечения более надежной связи между продольными балками.

Требования к применению столбчатых оснований

Низкая стоимость конструкции с опорой на вертикальные столбы делает ее весьма привлекательной для частных застройщиков. Однако этот тип фундаментов имеет ряд ограничений по применению.

К неблагоприятным условиям для применения столбчатых оснований относят:

  • вероятность горизонтальной подвижности грунтов и боковые внешние нагрузки;
  • склонную к просадке или пучинистости почву;
  • высокий уровень грунтовых вод, которые не должны подходить к подошве ближе 500 мм;
  • глубина промерзания грунта более 1,5 м;
  • перепады высот на участке застройки больше 2-х метров;

Уменьшенная несущая способность позволяет использовать его только для каркасных домов, строительства легких жилых зданий из щитовых и деревянных материалов, а так же небольших бань, веранд, пристроек, хозяйственных сооружений и под каркасный гараж.

Удельный вес стенового материала для одноэтажных зданий не должен превышать 1000 кг/м 3 , а толщина стен — менее 400 мм. Применение тяжелых железобетонных перекрытий, балок и перемычек не допускается.

Для таких помещений как веранды, пристройки и флигеля, рекомендуется делать собственный фундамент. Вес их конструкций намного меньше самого жилого дома. Поэтому можно использовать более простую и дешевую конструкцию. Кроме того, такое отделение может значительно уменьшить общую площадь дома и приведет к другим расчетным результатам.

Исходные данные для проведения расчета

Для того, чтобы правильно выполнить расчет количества опор столбчатого фундамента, необходимо обладать информацией. К таким исходным данным для расчета относится:

  • отчет об инженерно-геологических изысканиях, включающий структуру поперечных разрезов почвы и данные о залегании грунтовых вод;
  • несущая способность грунта;
  • глубина промерзания и величина снегового покрова в данной местности, взятые из СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»;
  • данные об удельном весе строительных конструкций, из которых будет построено здание, взятые из СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».

Если вы решили не привлекать специалистов для проведения изыскательских работ, а сведений о геологии участка у вас нет, то потребуется выполнить изучение грунтов самостоятельно.

Для этого на участке застройки необходимо выкопать 2-3 шурфа на глубину не менее чем 0,5 метра ниже опорной подушки фундамента. Если при этом будет обнаружен влагосодержащий слой, то использовать для постройки столбчатый фундамент нельзя. Придется выбрать более дорогое основание.

Определение типа грунта своими руками.

Оценка несущей способности грунта

Природный состав грунта определяет его несущую способность и поэтому, после изучения геологических данных, необходимо выбрать из табл. 1-5 на стр.6 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» данные о расчетном сопротивлении грунтов, соответствующих реальной ситуации. При этом следует учитывать, что приведенные числовые значения относятся к глубине заложения более 1,5 метра. Подъем на каждые 500 мм вверх увеличивает это значение в 1,4 раза.

Таблица сопротивлений грунта (R).

Определение весовых нагрузок на фундаментное основание

Вес строительных конструкций здания, снегового покрова в зимнее время, инженерного оборудования и бытового оснащения является важнейшим определяющим фактором для расчета фундамента. Можно попытаться выполнить расчет каждой отдельной конструкции по удельному весу составляющих ее элементов, но это очень большая и сложная задача. В справочной литературе уже приводятся средние обобщенные данные, которые можно взять за основу. Вот некоторые из них:

  • стена из бруса при толщине 150 мм – 120 кг/м 2 ;
  • бревенчатые стены 240 мм – 135 кг/м 2 ;
  • каркасные стены с утеплителем толщиной 150 мм – 50 кг/м 2 ;
  • пенобетонные блоки марки D600300 мм – 180 кг/м 2 ;
  • междуэтажное перекрытие по деревянным балкам с утеплителем – 100 кг/м 2 ;
  • такое же чердачное перекрытие с учетом утеплителя – 150 кг/м 2 ;
  • бетонные пустотные плиты – 350 кг/м 2 ;
  • эксплуатационная нагрузка перекрытий – 200 кг/м 2 ;
  • кровля с покрытием из металлочерепицы – 30 кг/м 2 ;
  • крыша с шифером – 50 кг/м 2 ;
  • кровля с керамической черепицей – 80 кг/м 2 ;
  • снеговая нагрузка для средней полосы России – 100 кг/м 2 ;
  • для южных регионов – кг/м 2 .

При проведении расчетов так же следует учесть массу самого фундамента. Для этого следует определить его объем и умножить на средний удельный вес железобетона – 2500 кг/м2. Угол скатной крыши может уменьшить или увеличить указанную здесь величину при его изменении.

Вес строительных конструкций.

Общий расчет столбчатого фундамента

Выполнение расчета фундаментной конструкции основано на определении суммарной площади сечения всех опорных столбов фундамента (S). Она определяется как отношение общей массы здания (Р) к расчетному сопротивлению грунта (Ro) по формуле:

S = 1.4 x P/Ro, где 1,4 — это коэффициент запаса прочности.

При составлении предварительной схемы расположения фундаментных столбов была определена их расстановка и минимально возможное количество. Поэтому, разделив общую площадь сечения на число опор, можно получить размеры сечения каждого отдельного столбчатого фундамента под колонну.

Если размер колонн получился менее 400 мм, то следует принять этот минимальный размер. При необходимом сечении столбов более 600 мм, требуется увеличить их количество на схеме, изменяя расстояния между опорами на прямых участках таким образом, чтобы весовая нагрузка распределялась более равномерно.

Минимальная площадь опорной подушки должна превышать сечение столба в полтора раза при толщине 400 мм.

Подошва столба изготавливается из железобетона в опалубке с обязательным двухрядным армированием и подстилающим слоем из щебня толщиной не менее 100 мм.

Опирающаяся плоскость нижней части опоры должна находиться на 30-40 см глубже уровня промерзания грунта.

Пример расчета количества столбов

Задача – рассчитать фундамент для небольшого каркасного дома в средней климатической полосе России размером 5 х 6 метров при высоте этажа 3,0 метра и кровле из металлочерепицы. Пример расчета столбчатого фундамента включает несколько пунктов.

  • принимаем в качестве опоры фундамент на круглых железобетонных столбах;
  • основной грунт на участке застройки суглинок (Ro – 3,5 кг/см 2 );
  • глубина промерзания 1,1 метра;
  • при бурении контрольного шурфа грунтовые воды не обнаружены.

Определение весовой нагрузки:

  1. общая площадь наружных стен и перегородок составляет 76 м 2 и тогда их общий вес составит 76 х 50 = 3800 кг;
  2. масса цокольного перекрытия площадью 30 м 2 составляет 30 х 100 = 6000 кг., а вес чердачного перекрытия – 9000 кг;
  3. площадь крыши составляет 52 м 2 , а значит весит такая кровля 30 х 52 = 1560 кг;
  4. снеговая нагрузка составит 20% от нормативной при скате 46˚, что составит 100 х 52 х 0,2 = 1040 кг;
  5. эксплуатационная нагрузка на одном этаже составляет 30 х 210 = 6300 кг;
  6. для оценки массы фундамента возьмем количество столбов из предварительно составленной схемы и примем их диаметр равным 400 мм, тогда масса 10 столбов высотой 1,5 метра составит 540 кг;
  7. вес ростверка — это масса железобетонных балок сечением 400х400 м, которая будет равна 980 кг.
Читать еще:  Регуляторы давления воды в квартире принцип действия

Условный вес деревянного и кирпичного дома.

Суммируя полученные данные, получаем общий вес дома равным 29110 кг. Для определения суммарной площади сечения столбов делим 29110/3,5 = 8317 см 2 .

Тогда площадь сечения каждого из 10-ти столбов будет равна 832 мм 2 , что соответствует диаметру 326 мм. Принимаем диаметр равным 400 мм и определяем, что для данного здания необходимо минимальное количество столбов составляет 9 штук.

Однако, учитывая необходимость прочностного запаса 40%, к установке должно быть принято 13 столбов диаметром 400 мм.

Особенности и правила расчета столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент представляет собой систему столбов, расположенных по углам сооружения, в местах пересечения несущих стен и в других местах сосредоточения нагрузки. Промежуток между столбами в среднем равен двум метрам.

Чтобы столбчатый фундамент представлял собой цельную конструкцию, между его столбами обустраивают ростверк. Он служит для жесткой фиксации фундамента и для равномерного распределения нагрузки от всей конструкции сооружения по всем столбам фундамента, повышая его устойчивость и долговечность.

Такой фундамент по своей надежности не уступает ленточному или каменному, а по экономии средств и материалов, затраченных на его строительство, значительно превосходит их. Его отличают быстрота возведения и отсутствие необходимости проведения тепло- и гидроизоляционных мероприятий.

В зависимости от конструкции строящегося сооружения и материалов, используемых для возведения столбчатого фундамента, различают следующие его виды:

  • Трубчатый. Он монтируется с использованием металлических или асбестовых труб, заполняемых бетоном;
  • Бетонный и железобетонный. Для их изготовления используется тяжелый бетон марок В15 — В25. Железобетонный столбчатый фундамент считается наиболее долговечным — срок его эксплуатации около 150 лет;
  • Кирпичный. Материалом для его строительства служит обожженный красный кирпич;
  • Каменный. В качестве исходного материала используются плоские камни или бут среднего размера.

Фото столбчатых фундаментов

Условия применения столбчатого фундамента

Основными условиями, определяющими необходимость обустройства столбчатого фундамента, являются:

  • постройка сооружений без подвалов с использованием легких материалов (деревянных, каркасных или модульных);
  • в случаях, когда грунты при расчетной нагрузке обеспечивают меньшую усадку столбчатого фундамента, чем ленточного;
  • при глубине промерзания грунта больше 1 м, так как они меньше подвержены влиянию морозного пучения.

Условия, при которых применение столбчатых фундаментов не рекомендуется

Существуют факторы, при которых возведение таких фундаментов невозможно или нецелесообразно. К ним относятся:

  • слабые грунты, которые вызывают возможность опрокидывания столбов за счет недостаточной устойчивости грунтов в горизонтальной плоскости;
  • слабонесущие грунты: торф, водонасыщенные, глинистые и др.;
  • при возведении сооружений с большим весом: стены с использованием железобетонных панелей или кирпичные стены толщиной более полуметра;
  • если в проекте сооружения предусмотрено оборудование подвального помещения;
  • на участках местности, где перепад высот более 2,0 м.

Расчет столбчатого фундамента

Перед постройкой такого фундамента целесообразно произвести расчет основных параметров:

  • величины несущей способности столбов;
  • количества столбов;
  • глубины залегания.

Для расчета этих параметров необходимо знать:

  • вес конструкции сооружения вместе с фундаментом;
  • несущую способность грунта;
  • глубину грунтовых вод;
  • глубину промерзания грунта.

Вес конструкции сооружения зависит от используемых строительных материалов. При этом необходимо учитывать и вес отделочных материалов, а также снеговую нагрузку на сооружение. К весу конструкции здания добавляется вес ростверка, который высчитывается как произведение объема ростверка в м3 на объемный вес железобетона, равный 2400 кг/м3. К полученному весу добавляется вес столбов.

Несущая способность грунта зависит от его вида. Для этого на месте строительства фундамента выкапывается яма на 20 см ниже глубины промерзания грунта для данной местности. Со дна ямы отбираются пробы грунта, из которых скатывается шарик.

Если шарик не скатывается, то это указывает на песчаный грунт, расчетное сопротивление которого равно от 2 (мелкий песок) до 3 (средний песок) и 4,5 (крупный песок). Если скатанный шарик рассыпается, то грунт представляет собой супесь, для которой расчетная нагрузка равна 3. Если шарик при сдавливании не рассыпается, то внизу находится глина. Для нее расчетная нагрузка равна 3−6. Если шарик при сдавливании не рассыпается, но по краям образуются трещины, то грунт представляет собой суглинок. Расчетная нагрузка для такого грунта равна 2−4.

Глубина грунтовых вод определяется по данным для этой местности или при наблюдении за ямой, из которой брали пробы грунта. Если в ней через некоторое время появляется вода, тогда измеренное расстояние от поверхности земли до верхней части столба воды в яме и будет означать глубину грунтовых вод.

Глубина промерзания грунта для данной местности приводится в специальных таблицах. Например, для Подмосковья она равна 60−90 см.

Для определения несущей способности столба рассчитывается его площадь опоры. Для трубчатого столбового фундамента она равна ПR2, где П=3.14, R — радиус трубы. Для остальных видов столбчатого фундамента площадь основания зависит от сечения столба. Для каменного фундамента оно составляет 600 мм, а для остальных — 400 мм. Площадь основания столба для таких видов фундамента равна произведению его длины и ширины.

Несущая способность столба определяется в результате деления общего веса конструкции сооружения на общую площадь всех столбов. Если полученное значение несущей способности одного столба больше несущей способности грунта (кг/см 2 ), то приходится увеличивать количество столбов или увеличивать площадь основания столба. При проведении этих вычислений параллельно определяется и необходимое количество столбов с рассчитанной площадью основания.

Технология изготовления столбчатого фундамента

Технология изготовления такого фундамента довольно проста, поэтому часто его строят самостоятельно. Строительство начинается с проведения земляных работ, которые включают в себя:

  • выравнивание строительной площадки и разметку мест нахождения опор;
  • рытье ям для установки столбов, причем размеры ямы должны быть на 20 см больше размеров опор. Этот зазор необходим для установки опалубки;
  • обустройство подсыпки из песка или мелкого щебня;
  • укладку гидроизоляционного материала под основание и стены столбов (пленка, рубероид). Это необходимо, чтобы грунт не впитывал влагу из бетонного раствора, и в процессе эксплуатации бетон не набирал влагу из грунта.

При изготовлении бетонного или железобетонного фундамента сначала из досок или металлических труб соответствующего диаметра строится опалубка. Внутри опалубки с использованием арматуры диаметром 6−10 мм проводится армирование. Прутья арматуры забиваются в грунт на 30 см ниже основания столба, а вверху для обустройства ростверка они должны выступать на 50 см больше верхней точки столба. Прутья арматуры располагаются на расстоянии 6−8 см друг от друга. В поперечном разрезе при помощи сварки они скрепляются между собой в круглую или прямоугольную конструкцию.

Так как столбчатый фундамент рассчитан на небольшие нагрузки, то заливка опалубки производится бетоном марки не ниже М250. При заливке через каждые 30 см необходимо проводить утрамбовку бетона. Заливка производится без перерыва, чтобы не допустить образования шва между слоями бетона.

Технология изготовления кирпичных или каменных столбов аналогична технологии кирпичной или каменной кладки. Для увеличения прочности таких столбов с интервалом в 4 ряда может использоваться армирующая сетка.

После высыхания столба в обязательном порядке проводится его гидроизоляция.

Отзывы о столбчатых фундаментах

Экономически выгодный тип фундамента. Мне он обошелся в полтора раза дешевле ленточного. Подходит для строительства практически в любом месте средней полосы России. Надежный. Из минусов хочется отметить тяжесть земляных работ, особенно устройство расширения под основанием столба.

Читать еще:  Посоветуйте краску для потолка в комнате

Построил такой фундамент давно, в 2008 году. Стоит крепко, не трещит и не садится, хотя в доме сделана стяжка, смонтированы водопровод и отопление, проведена отделка. Для строительства потребовалось в четыре раза меньше бетона, чем для ленточного.

Очень непросто бурить скважины под трубы. Неудобство доставлял промежуток под ростверком. Хотя, когда у нас случился паводок, то вода просто протекла под домом и через три дня сквозняком просушило всю почву. А у других хозяев паводок натворил дел.

Расчет столбчатого фундамента

*Как выбрать тип столба.

Столбы могут быть как с круглым так и с прямоугольным основанием, а также с круглой или прямоугольной основной частью. Если вы затрудняетесь с выбором, оставьте тип 1 по умолчанию

*Размеры столбов

**Что такое ростверк

Верхняя часть столбчатого фундамента, распределяющая нагрузку от несущих элементов здания (сооружения). Ростверк выполняется в виде балок, плит или бетонной ленты, объединяющих столбы и служащих опорной конструкцией для возводимых элементов здания (сооружения).

**Размеры ростверка

*Так же для вашего удобства мы записали видео инструкцию

Поделитесь с друзьями бесплатным онлайн калькулятором!

Расчет столбчатого фундамента, свайный фундамент с ростверком

Простой онлайн калькулятор рассчитает точное количество требуемых строительных материалов для монолитного свайно-ленточного фундамента. Начните расчет сейчас!

Столбчато-ленточный фундамент

Чаще всего в загородном строительстве используют буронабивные сваи фундамента, которые идеально дополняются монолитной лентой – это самый простой и экономичный способ. Сваи берут на себя несущую функцию, тогда как ростверк (лента) берет на себя соединяющую функцию и таким образом равномерно распределяет нагрузку на столбы. Столбчатый монолитный железобетонный фундамент отлично подходит для пучинистых грунтов, когда земля промерзает и расширяется, при этом строение должно быть легким или средней тяжести. Фундамент на столбах идеальное решения для возведения деревянных, каркасных и дачных домов, а так же гаражей и хозяйственных построек. Столбчатый фундамент лучше не использовать при строительстве каменных или кирпичных домов.

Столбчатый фундамент своими руками

Онлайн калькулятор столбчатого фундамента позволяет вам не только произвести расчет количества столбов, количества арматуры и объема бетона, но и получить наглядные чертежи фундамента с ростверком и полную стоимость буронабивного фундамента с ростверком.

Технология предполагает заливку бетонного раствора в опалубку, для этого нужно заранее пробурить отверстия, при возведении частного дома земляные работы можно провести в ручную, без привлечения бурильной установки. Диаметр сваи рассчитывается из расчета давления, которое будет оказывать вес загородного дома. Сваи фундамента должны быть углублены ниже, чем уровень промерзания грунта в вашем регионе. Бетонные столбы подойдут для любой глубины, они могут быть монолитными, как в нашем случае, важно чтобы их ширина была минимум 400 мм. Асбестобетонные или металлические трубы подходящего диаметра можно залить бетоном, при этом исключаются работы по опалубке. Рекомендуемое расстояние между столбами не более 3 метров.


Несущая способность фундамента на сваях с ростверком

Учтите, что данный онлайн калькулятор предполагает только расчет материалов и затрат по вашему фундаменту, но не дает возможность просчитать несущую способность фундамента, так как для подобного расчета потребуется геодезия вашего участка, сбор нагрузок и прочее.

buildingbook.ru

Информационный блог о строительстве зданий

  • Home
  • /
  • Железобетонные конструкции
  • /
  • Конструкции зданий и сооружений
  • /
  • Расчёт столбчатого фундамента под колонну при действии вертикальной нагрузки и момента в одном направлении

Расчёт столбчатого фундамента под колонну при действии вертикальной нагрузки и момента в одном направлении

В этой статье рассмотрим расчёт фундамента под колонну по 1-му предельному состоянию при нагружении фундамента вертикальной нагрузкой и горизонтальной нагрузкой с изгибающим моментом, действующими в одной плоскости.

Исходные данные

Исходными данными для расчёта фундамента будут нагрузки, приходящие на фундамент от колонны и инженерно-геологические изыскания.

В результате расчёта рамы в расчётной программе получили следующие нагрузки на фундамент:

N=21.3 т (вертикальная нагрузка)

Mx=14.8 т*м (изгибающий момент)

My=0, Qy=0 (Расчёт при действии моментов в 2-х плоскостях рассмотрю отдельно в следующих статьях)

Qx=2.8 т (поперечная нагрузка)

Хочу отметить, что лучше всего проверить 2-а расчётных сочетания:

  1. Полная ветровая, снеговая, вес конструкций, равномерно-распределённая
  2. Полная ветровая и вес конструкций

Дело в том, что одно из условий расчёта является недопущение отрыва края фундамента от земли и при отсутствии снеговой нагрузки вертикальная нагрузка будет меньше и соответственно меньше сопортивления изгибающему моменту.

Глубина сезонного промерзания – 1,79 м;

Уровень грунтовых вод 1,6 м;

Прочностные свойства грунтов определяются по инженерно-геологическим изысканиям. Для этого ищем инженерно-геологический разрез под нужный фундамент и таблицу с нормативными и расчётными характеристиками грунтов. Для расчёта по 1-му предельному состоянию (расчёту на прочность) необходимы расчётные характеристики при α=0.95 (доверительная вероятность расчётных значений), согласно п.5.3.17 СП 22.13330.2016.

ИГЭ-1 — насыпной грунт — песок разной крупности c вкл. строительного мусора до 15-20%, комки суглика, обломки ж.д. плит (в расчёте не участвует т.к. отметка низа фундамента находится ниже этого слоя грунта);

ИГЭ-2 — песок средней крупности, средней плотности, водонасыщенный: (e=0.65, ρ=1,8 т/м³, Е=30 МПа, ϕ=35°, С=1 кПа).

ИГЭ-3 — песок средней крупности, с редкими прослоями текучей супеси, суглинка, глиниcтый средней плотности, водонасыщенный: (e=0.6, ρ=1,82 т/м³, Е=35 МПа, ϕ=36°, С=1,5 кПа).

Уровень грунтовых вод 1,8 м от уровня земли.

Расчёт фундамента

Схема приложения нагрузок на фундамент выглядит следующим образом:

Глубина заложения фундамента

Глубину заложения фундамента определяем в зависимости от максимальной глубины сезонного промерзания, которая дана в отчёте по инженерно-геологическим изысканиям. В моём случае нормативная глубина сезонного промерзания равна dfn=1,79м.

Расчётная глубина сезонного промерзания вычисляется по формуле 5.4 СП 22.13330.2016

где kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый для наружных фундаментов отапливаемых сооружений — по таблице 5.2 СП 22.13330.2016; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений kh=1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой;

В нашем случае здание неотапливаемое, поэтому

Глубина заложения фундамента должна быть не выше расчётной глубины промерзания (согласно таблице 5.3 СП 22.13330.2016). Для отапливаемых зданий допускается устраивать фундаменты внутри здания (не под наружными стенами) выше глубины промерзания, но должно быть гарантировано, что в холодное время года будет отопление здания. Если же допускается, что здание могут подвергнуть консервации или отключить отопление, тогда и внутренние фундаменты также должны быть заложены на расчётную глубину промерзания.

Предварительные размеры фундамента

Определяем предварительно площадь основания фундамента.

Предварительные размеры фундамента определяем по формуле:

N — вертикальная нагрузка от колонны, которую мы получили при расчёте каркаса здания (N=21,3 т=213 кН);

R – расчётное сопротивление грунта, предназначенное для предварительного расчёта приведены в Приложении Б СП 22.13330.2016 (в нашем случае Таблица Б.2 для песка средней крупности и средней плотности R = 400кПа, для глины и других грунтов см. другие таблицы в приложении Б);

Таблица Б.2 — Расчетные сопротивления R песков

Пример расчета столбчатого фундамента

Подробный пример расчета столбчатого фундамента

Перед тем как начать строить дом, нужно сначала провести все необходимые расчеты. Есть фундаменты, которые просчитываются достаточно легко — это плитные и ленточные, а есть более сложные варианты — столбчатые. У этих фундаментов есть одно неоспоримое преимущество — их можно дорабатывать (специальные подошвы и расширения), но это скорее исключение, чем правило.

Читать еще:  Подоконник переходящий в письменный стол

Возвести столбчатый фундамент возможно не применяя грузоподъемную технику и спецтранспорт.

Основываются расчеты столбчатого фундамента сразу на нескольких факторах — масса дома и масса фундамента, а вот масса здания формируется из целого ряда показателей, часть из которых учитывается, а часть (при частном строительстве) можно смело отбросить. Для столбчатого фундамента совершенно не играет роли среднегодовая сила ветра и сейсмическая активность региона, потому что на маленький дом эти силы имеют минимальное воздействие, которое принимается за нуль.

Все основные факторы должны быть учтены максимально верно, чтобы в итоге не возникало неожиданностей.

Обычно столбчатый фундамент применяется в крайних случаях, поэтому для примера расчета можно использовать одноэтажный сруб из хвойных деревьев (дуб используется в XXI веке нечасто из-за несоразмерной дороговизны), с периметром 9×10 м и длиной простенков 15 м.
Расчет внешних и внутренних стен

Схема столбчатого фундамента.

У каждого строительного материала есть свои особенности, которые упрощают или усложняют работу. При расчете деревянных домов очень удобным фактором считается, что толщина у простенков и внешних стен разнится в два раза (внешние толще), что в значительной мере упрощает работу.

Разные типы древесины имеют различную массу, но средняя из расчета на 1 м² — 70-100 кг.

Эти числа при малогабаритном строительстве позволяют игнорировать тип древесины, потому что итоговый результат будет различаться крайне незначительно.

Единственный нюанс — это толщина стен, которая превосходит базовую в 2 раза (базовая составляет 15 см), то есть отсчет идет не от 70-100, а от 140-200 кг/м².

Малая масса деревянных стен обусловлена их природной физической легкостью. Такие стены не отвечают самым высоким физическим показателям, но с задачей удержания тепла справляются гораздо лучше бетонных. Единственное, что важно не забыть — это закрыть все отверстия паклей при выполнении работы.

Чтобы масса была идеально точной у сруба, нужно заранее знать точное количество стен и простенков, а также возможность их добавления в ходе эксплуатации. В данном случае добавочные простенки исключаются.
Расчет перекрытий цоколя и между этажами

Схема перекрытия цоколя.

Перекрытия рассчитываются проще всего, потому что подсчитать площадь дома несложно (длина помноженная на ширину), а дальше дело техники.

Но существует три вида перекрытий — плитные, деревянные и монолитные, причем плиты и дерево имеют свои подпункты.

В расчетах сруба нельзя использовать монолитные перекрытия, нежелательны и пустотные плиты между этажами. Таким образом, остаются всего три варианта:

  1. Перекрытие из дерева с легким утеплителем (200 кг/м³), чья масса у цоколя составляет 100-150 кг/м², а между этажами 70-100 кг/м².
  2. Перекрытие из дерева с тяжелым утеплителем (500 кг/м³), что масса у цоколя составляет 200-300 кг/м², а между этажами 150-200 кг/м².
  3. Железобетонные плиты, которые используются исключительно для организации цокольной части здания. Масса их много больше — 400 кг/м², но это оправдывается их выработкой.

При строительстве дома на столбчатом фундаменте оптимальным решением служат железобетонные плиты для цоколя — они идеально удерживают нагрузки, с которыми не справится даже ростверк.

У дерева в свою очередь есть свои преимущества — оно достаточно недорогое, а вместе с этим идеально защищает от температур снаружи дома. Единственный серьезный минус — это недолговечность. Если для основания используется не дуб, то даже столбчатый фундамент не спасет дерево от гниения (дерево приподнято над грунтом, что значительно оберегает его от влаги).
Какая кровля лучше?

Пример возведения кровли.

На этот вопрос нет однозначного ответа, но чаще всего на срубах можно углядеть натуральную кровлю, битумную черепицу, шифер и металл. Исключения встречаются, но не так уж часто, чтобы заострять на них внимание.

Массы можно распределить следующим образом в порядке возрастания:

  1. Битумная черепица легче всех своих собратьев, так как выделяется не только среди всех вариантов черепицы, но и среди синтетических аналогов — всего 8 кг/м². Интереснейший внешний вид и простота монтажа добавляют ей привлекательности. Есть у нее и два минуса — неустойчивость к резким перепадам температур, а также высокая цена. Именно цена обычно удерживает людей от ее приобретения.
  2. Натуральная кровля весит всего 15-20 кг/м². Это практически бесплатный кровельный материал, который надо регулярно заменять. Визуальный эффект зависит от рук мастера, но кровля почти всегда хорошо смотрится. Единственный минус — короткий срок эксплуатации.
  3. Металл. Непривычно видеть металл достаточно легким материалом, но 30 кг/м² доказывают, что такое возможно (для сравнения керамическая черепица в 4 раза тяжелее). Металл легко монтируется, долго служит и не пропускает воду, но есть и серьезный минус — никакой теплоизоляции, а звук при малейших ошибках монтажа только усиливается.
  4. Шифер из легких материалов оказался тяжелее всех — 50 кг/м². Его дешевизна и доступность в любом уголке планеты обязывает включить его в общий список. В советское время он получил широкое распространение, и технология его изготовления была отточена до высочайшего уровня.

При расчете к каждой стене прибавляется 1 м, поскольку кровля с каждой стороны дома выходит на 50 см.

На этом же этапе рассчитывается количество осадков, воздействующих на дом в связи с тем, что за площадь воздействия принимается площадь кровли. На юге показатели небольшие — 50 кг/м², на севере 200 кг/м², а в средней полосе России 100 кг/м². Эти данные можно использовать, как аксиому при строительстве зданий до 5 этажей.
Пример расчета столбчатого фундамента

Варианты столбчатого фундамента на пучинистом и непучинистом грунтах.

Перед тем, как проводить расчет диаметра столбчатого фундамента, нужно найти массу дома, массу ростверка, фундамента, а потом и площадь соприкосновения фундамента с почвой.

Первым делом высчитываются все внутренние и наружные стены дома, а также площадь соприкосновения их и столбчатого фундамента.

При подсчете внешних стен нужно помнить, что их толщина в 2 раза больше стандартной, а простенки равны ей. Т.о. выводится формула:

S=P×2×h+l×h, где P — это периметр дома, l — суммарная длина всех простенков дома, коэффициент 2 — отношение периметра к стандарту, h — высота стен. S=((9+10)×2)×2×2,7+15×2,7=205,2+40,5=245,7 м².

Есть и другие способы подсчета, но этот самый простой, к тому же погрешность с ним равноценна всем остальным вариантам.

Далее нужно вычислить площадь основания стен, что значительно проще.

Sосн=(P×2+l)×y, где за y принимается толщина стены.

Sосн=(38×2+15)×0,15=13,65 м² (лучше принять за 13, чтобы обеспечить в итоге более качественный столбчатый фундамент).

Для того чтобы найти массу деревянных стен, достаточно просто перемножить площадь на показатели массы на 1 м² (средние в данный момент). M=S×85=245,7×85=20884,5 кг.

Пример гидроизоляции и армирования столбов фундамента.

Перекрытия подсчитать гораздо проще. Для этого в качестве цоколя в пример пойдут железобетонные плиты, а под крышу деревянное межэтажное перекрытие с тяжелым утеплителем.

  • M=S×Mпер, где S — это площадь дома, а Mпер — масса перекрытия на 1 м²;
  • M1=S×Mплиты=9×10×400=36000 кг;
  • M2=S×Mдерева=9×10×175=15750 кг;
  • Mсум=M1+M2=36000+15750=51750 кг.

Подсчитать массу кровли тоже не составит труда, главное, не забывать про осадки с учетом холодного региона. Кровля будет указана из битумной черепицы:

  • Mкров=S×m=10×11×8=880 кг;
  • Mос=10×11×100=11000 кг;
  • Mсум=Mкров+Mос=11880 кг.

Для наглядности можно воспользоваться таблицей:

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector