Факторы, которые надо учитывать при выборе фундамента
Географическое месторасположение местности
Географическое местоположение участка, где будет расположен каркасный дом – крайне важный фактор, из которого определяется и конечная глубина промерзания земли, и уровень грунтовых вод, и тип почвы и другие важные особенности.
Например, в горных районах России возвести ленточный и, тем более, столбчатый фундамент будет крайне затруднительно. Для них нужно будет выбрать фундамент свайный – крайне дорогой, но зато он может использоваться даже в таких условиях.
Расчётная схема мелкозаглубленного ленточного фундамента
Впрочем, удельный вес горных почв в России довольно мал, основная часть территории лежит на суглинистых и супесчаных почвах, где можно обойтись и ленточных фундаментом.
Правда, надо учитывать, что нагрузка на супесчаные почвы, например, будет большей, то есть, усадка дома будет большей, в отличие от тех же торфяных почв. Впрочем, это уже мелочи. А вот смета строительства от этого параметра зависит сильно.
Глубина промерзания грунта
Обычно принято считать, что любой фундамент надо строить таким образом, чтобы его подошва была ниже глубины промерзания. Это не совсем так: здесь всё полностью зависит от типа почв.
В тех же горных районах России уровень промерзания вообще никак не учитывается. Разумеется, что в регионах с экстремальным климатом, типа Крайнего Севера, всё несколько иначе: там, в основном, возводят свайные фундаменты, для которых промерзание – лишь “лёгкий чих”.
Карта нормативной глубины промерзания грунта в разных регионах России
В центральных районах страны всё несколько иначе: здесь действительно лучше принять за правило, что глубина залегания должна быть меньше глубины промерзания. В целом, можно сказать так: глубина промерзания – один из критериев, но далеко не самый важный. Смета строительства изменяется в данном случае не сильно.
Уровень грунтовых вод
В среднем, уровень залегания грунтовых вод колеблется на территории страны в пределах от 1,5 до 2 м, но надо учитывать, что это именно усредненный показатель, статистический, так сказать.
Инженеры обычно рекомендуют следующее:
- Минимальная глубина залегания основания – не менее 0,5 м;
Желательно, чтобы подошва основания располагалась ниже уровня залегания вод (особенно если в доме будут подвалы).
Поскольку каркасный дом и нужный для него столбчатый фундамент относительно лёгкие, то глубина залегания обычно проходит выше этого уровня, так что, обладателям подобных строений беспокоиться не о чем.
С другой стороны, если основание дома залегает ниже уровня воды, то тот же столбчатый использовать уже будет нельзя, особенно в сейсмоопасных зонах типа Камчатки. А вот смета строительства в этом случае действительно будет сильно увеличена, но смета в каждом конкретном случае будет всегда различаться.
Тип почвы и несущая способность разных типов грунтов
Тип почвы – важнейший критерий при выборе основания для дома. Условно все типы российских почв можно разделить на следующие:
- растительные;
- иловые или торфяные;
- гравелистые, крупнопесчаные и мелкопесчаные;
- пылеватые и мелкопесчаные;
- суглинки.
Самый лучший тип почвы для строительства дома – гравелистые. Они и не слишком твёрдые, как те же горные, например, но и не слишком мягкие, как песчаные. Но это уже почти идеальные условия, которые в реальной жизни встречаются нечасто.
Карта типов почв России
Иловые и торфяные почвы – самые неподходящие. Кстати, строить на них дом вообще нельзя. По сути, это то же самое, что возводить основание прямо посередине большого болота. На растительном грунте глубина залегания основания дома может варьироваться от 0,5 до 1 м. На гравелистых – хватит и 0,5 м.
Смета строительства, понятное дело, тоже будет сильно зависеть от типа почвы, так как от неё, в свою очередь, будут зависеть и основные показатели самого фундамента. Кстати, толщина стены вместе с утеплителем тоже будет влиять на размер фундамента и его конечную стоимость. Все эти факторы обязательно надо учитывать.
Особенности различных оснований
Рассматривая виды фундамента для частного дома, многие обыватели останавливаются на тех конструкциях, которые можно изготовить самостоятельно без привлечения специалистов и тяжелой строительной техники.
Такое строительство предусматривает подробное изучение:
- глубины залегания грунтовых вод;
- особенностей грунта на участке;
- возможного уклона.
От глубины залегания грунтовых вод зависит выбор типа фундамента и его долговечность
Стремясь сделать фундамент для деревянного дома своими руками, нельзя забывать о том, что начало любого строительства требует составления грамотного проекта. В строгом соответствии с ним необходимо будет провести разметку, подготовить площадку и только после этого приступить к выполнению работ. Среди существующих видов фундаментов для частных домов особой популярностью пользуются основания ленточные и столбчатые, однако выбор и окончательное решение зависят от особенностей грунта.
Изучение и сравнение видов фундамента для деревянных домов поможет сделать правильный выбор и принять решение, какой лучше и надежнее. Основано такое решение на:
- Итогах инженерно-геологических изысканий. Они позволяют определить пучинистость грунта, приближенность подземных вод, толщину плодородного слоя, глубину промерзания грунта. Проводят такие исследования только квалифицированные специалисты.
- Расчетах предстоящих нагрузок. Расчеты проводит инженер, учитывая все нагрузки, источники которых расположены выше уровня фундамента. Это позволить оптимально определить площадь будущей конструкции, выбрать материалы, наиболее подходящие для предстоящего строительства, установить особенности сооружения и уровень сложности работ.
- Определении уровня нагрузок, связанных с расположенными рядом постройками или транспортными магистралями.
Ленточный фундамент можно смонтировать из блоков ФБС
Результаты исследования и проведенных специалистами расчетов позволят определить степень устойчивости постройки к возможным аварийным ситуациям, связанным с природными явлениями или авариями коммуникаций на участке будущего строительства.
Полученные данные используются при составлении проекта и выборе фундаментов частных домов.
Свайные фундаменты хорошо подходят для каркасных домов
Приняв решение о сооружении фундамента загородного дома без помощи профессиональных строителей, нужно внимательно изучить варианты и особенности всех разновидностей оснований, на которых возводят дома из дерева:
- ленточное;
- плитное;
- столбчатое;
- свайное.
Результаты расчетов
На результатах расчетов основан весь процесс постройки фундамента
По результатам расчета фундамента делают вывод о допустимости применения тех или иных материалов. В случае необходимости вносят изменения в размеры и конструкцию элементов сооружения. По измененным величинам проводят повторные вычисления.
Вычислительный процесс осуществляют с особым вниманием ко всем деталям. Используемые характеристики берут из достоверных источников информации, нормативной литературы, технических справочников
Процедуру принятия решений повторяют несколько раз для исключения ошибок. Каждый результат подлежит многократной разносторонней проверке. Правильность вычислений гарантирует высокое качество, надежность и долговечность конструкций.
Видео по теме: Самостоятельный расчёт необходимой площади фундамента
Публикации по теме
Возведение перекрытий в доме из газобетона
Как правильно рассчитать толщину фундаментной плиты
Способы расчёта веса 1 метра арматуры 12 мм
Высчитываем вес и объем необходимого бетона, армирования
Сбор нагрузок на фундамент – это еще не окончательный вес, который нужно знать строителю. При проведении геодезических работ на участке вы получаете специальный паспорт, где указана максимально допустимая нагрузка на почву в этом месте. От этого зависит, какой вид фундамента вы можете делать, ленточный или столбчатый. Для расчета веса на почву нужно знать, насколько тяжелым будет абсолютно все сооружение, включая подземный фундамент и цоколь. Поэтому переходим к вычислению объема и массы бетона.
Расчитать объем достаточно легко: 32 х 0.4 х 2 (периметр, ширина, глубина) = 25.6 м3. Далее умножаем эту цифры на 2400 кг (это удельный вес железобетонного фундамента с нужным армированием). Получается 61640 кг нагрузка на грунт, фундамент при этом будет иметь отличные физико-механические качества и подойдет для строения в 64 квадратных метра. Это мы получили абсолютную массу подземной части с цоколем над землей, сюда добавляем еще предыдущие расчеты относительно всей наземной части, получится нагрузка на землю под строением. Как рассчитать нагрузку на фундамент мы рассмотрели, теперь можно переходить к высчитыванию его стоимости, что является не менее важным показателем для каждого строителя.
Порядок вычисления нагрузки на фундамент
Исходными данными для решения задачи являются:
- район строительства объекта;
- характеристики грунта;
- уровень поверхностных, грунтовых вод;
- материал конструктивных элементов;
- планировка помещений;
- этажность здания;
- тип кровельного покрытия.
Порядок расчета
Определение глубины заложения фундамента. Глубина заложения опорной части сооружения зависит от местоположения объекта, характеристики грунта. Величина принимается по табличным данным. Соответствующие таблицы приведены в нормативных документах.
Справочная таблица для определения глубины заложения фундамента
Определение усилий от кровельного покрытия. Нагрузка от кровли зависит от типа строения и материала элементов. Характер распределения воздействий зависит от формы крыши:
- в односкатных крышах усилия распределяются на одну (нижнюю) сторону;
- в двускатных крышах – на две противоположных стороны фундамента;
- при четырех и более скатах – на все стороны опорной части.
Определение усилий от количества покрытий дома
Определение снеговой нагрузки. Воздействие от снега зависит от годовой толщины снежного покрова. Величина определяется по нормативным данным. Площадь снежного покрова принимают равной площади проекции крыши на горизонтальную плоскость.
Снеговые нагрузки
Подсчет нагрузки от перекрытий. Степень воздействия перекрытий зависит от этажности здания, материала плит (балок) перекрытий. Площадь всех перекрытий принимают равной площади всего строения. Характеристики материала принимают по таблицам.
Таблица допустимых значений балок перекрытий
Расчет нагрузки от стен. Усилия зависят от толщины стен, их положения и материала. Удельный вес материала принимают по таблицам.
Влияние опорной части строения на грунт. Усилие от фундамента зависит от его размеров и материала изготовления. Для предварительного подсчета толщину основания принимают равной толщине стен.
Подсчет суммарной нагрузки на 1 м2 грунта. Суммарные усилия определяют путем сложения результатов всех предыдущих вычислений.
Сравнение и анализ полученных результатов.
Нагрузка на фундамент разных конструкций
Выбираем оптимальную длину
При проектировании свайных фундаментов нужно помнить, что длина несущих элементов должна быть достаточной, чтобы достичь глубины промерзания почвы и упереться в прочные слои грунта. Ведь, если будут допущены ошибки в проектировании, тогда возникает проседание отдельного угла дома с дальнейшим его разрушением. Поэтому, длина конструкции выбирается с учетом некоторых важных факторов
Плотность грунта
Таблица плотности грунта для расчета свайного фундамента
Если грунты сыпучие и не способны выдерживать большие нагрузки, тогда сваи опускаются до глубины промерзания или достижения прочных почв. На строительной площадке нужно проводить подробные геодезические исследования, провести сбор данных о состоянии почвы и уровня грунтовых вод. Делается это методом глубинного керна или вручную с помощью лопаты.
Если под слоем залегают прочные почвы типа глины или песка, тогда нужно использовать сваи длиной до 2,5 метра. Если под слоем плодородной почвы есть породы низкой плотности, тогда с помощью садового бура делается скважина до уровня залегания прочных пород и по глубине скважины рассчитывается длина несущих элементов.
Перепад высот на участке
Пример расчета высоты свайного фундамента с перепадом высоты на участке
Как правило, при возведении таких фундаментов редко когда делают выравнивание участка по единой плоскости из-за больших финансовых расходов.
Тогда делают скважину в самом низком месте будущего фундамента и в самом высоком, затем рассчитывают длину скважины в обоих местах. Понятно, что далеко не всегда уровень прочных пород будет одинаковым на различных отметках, поэтому бурение проводится в нескольких местах.
В результате получается полноценный проект выбора оптимальной длины основания для дома с учетом типа грунта и высоты на участке. Устанавливать сваи одинаковой длины в таких случаях запрещено, в противном случае возникнет крен в сторону меньшего сопротивления почвы.
Как расчитать общий вес будущего дома
Процесс это достаточно длительный и ответственный. Заметим сразу, что точный вес до килограмма определить невозможно, так как он будет колебаться на 1500-2000 кг даже в зависимости от влажности воздуха, не говоря уже об осадках, удельном весе некоторых материалов. Но примерную тяжесть всей конструкции рассчитывают исходя из нескольких показателей, таких как:
- вес одного квадратного метра крыши в зависимости от ее типа, наличия утеплителя, разновидности кровельного покрытия;
- цоколь, наличие армирования, дополнительной отделки;
- потолок с отделочными материалами, утеплителями, другими компонентами;
- наличие лестничных конструкций, которые опираются непосредственно на фундамент;
- полы, напольные покрытия, перемычки, которые лежат на основании;
- почва, находящаяся выше уровня цоколя (это высчитывается только в некоторых случаях при конструировании сложных строений);
- расчет возможного порыва ветра, а также осадков, особенно зимой.
Все эти пункты являются очень важными, их нельзя опускать при создании проекта будущего фундамента, так как ошибка может стать причиной образования трещины или даже разрушения всей конструкции. Рассмотрим подробнее нагрузки, которые оказываются на основание дома.
- Удельный вес одного квадратного метра стены. Для облегчения расчетов можно использовать стандартный вес для самых ходовых строений. Например, 1м2 каркасной стены толщиной в 15 сантиметров (наиболее ходовые размеры) будет весить от 45 до 55 килограмм, в зависимости от качества материала, его влажности, других показателей. Стена из соснового бруса будет намного тяжелее, здесь необходимо рассчитывать на 85-105 кг, то же в зависимости от погодных условий, материала. Если речь идет об обычном кирпичном доме, у которого стена 20 сантиметров, сделана из силикатного кирпича, то меньше чем на 280 кг рассчитывать не стоит, если брать максимально – 340 килограмм. Самым тяжелым материалом является железобетонная конструкция. 1 квадратный метр стены в 15 сантиметров будет весить 380-420 килограмм. Выполняя расчет нагрузки на фундамент, нужно брать максимальное значение, чтобы был всегда запас прочности.
- Расчет массы перекрытия. Несмотря на то, что потолок кажется достаточно легким, состоит в основном из дерева (или тонкого слоя бетона), утеплителя, его вес иногда бывает намного больше стен. К примеру, 1 квадратный метр чердачного перекрытия с деревянными балками и утеплительным материалом плотностью около 220 кг/м2 будет весить около 120 кг, а вот точно такое же перекрытие, только цокольное будет иметь массу не более 170 кг. Наиболее увесистым будет железобетон – 500 кг. То есть, при расчете нагрузки на основание сооружения обязательно учитывать эту особенность.
- Кровля. Она также может оказывать неслабое давление, даже самая легкая листовая сталь дает нагрузку в 35 кг/1 квадратный метр. Наиболее увесистой является гончарная черепица (85 кг).
Это самые важные показатели, которые берутся при расчете общей массы, которая будет давить на цоколь помещения. Но они далеко не последние. Кроме них есть еще субъективные факторы нагрузки, которые нужно брать для расчета предельно допустимого давления. Рассмотрим их подробнее.
- Снежная масса. Здесь берется коэффициент в зависимости от географического положения данного строения. Для умеренной климатической зоны в России принято добавлять 120 кг/м2 кровли, а вот в северных регионах не менее как 190 кг/м2. Конечно же, лучше брать с запасом.
- Ветер. Он давит не сильно, но тонны 4-5 на дом общей площадью в 60 квадратов добавить нужно, причем это далеко не предел. На 1 метр может добавляться до 45 килограмм, при угле ската в 45 градусов и ветре 25 м/с. Если угол больше, ветер сильнее, нагрузка на фундамент может вырастать до 65 кг.
- Относительная влажность. Это незначительный фактор, но учитывать его надо. При нахождении кирпичного сооружения в среде с влажностью 65 и 90% разница может составлять около 2 тонн на стандартном строении в 65 квадратов.
Сбор нагрузок на фундаменты, пример которых мы рассмотрели, является полным, но к нему нужно добавить 20% на возможные погрешности или особенности климатической зоны. Тогда можно считать процесс подсчета наземной части завершенным.
Расчёт нагрузки на ленточный фундамент
Определение нагрузки на ленточное основание начинается с подсчёта массы самой ленты, для чего используется следующая формула:
Pфл= V × q.Расшифровка формулы:V – объём стен;q – плотность материала основания.
Необходимо произвести суммирование всех типов давления на фундамент, для чего можно воспользоваться следующей формулой: (Pд+Pфл+ Pсн+Pв)/ Sф.
Внимание! Важно, чтобы результат вычислений, выражающийся в удельной нагрузке, был меньше допустимых значений сопротивления почвы. Разница должна составлять порядка 25%, что необходимо для компенсации неточностей
Получение точных сведений, возможно при учёте видов стен, надо определить, какие из них несущие и выполняют функцию удержания перекрытий, лестничных пролётов, стропил. Выявляются самонесущие стены, выполняющие функцию поддержания исключительно собственной массы.
Исходя из этих данных, определяют под какую сторону закладывать стены определённой ширины, с обязательной проверкой допустимых значений.
Расчёты нагрузки в программе «APM Civil Engineering»
Расчет ленточного фундамента: определяем ширину подошвы
При расчете ленточного фундамента необходимо будет определить два его параметра:
- глубина заложения + высота цоколя = высота;
- ширина ленты;
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.
Пример. Пусть нагрузка от дома 408000 кг, площадь ленточного фундамента (длинна 4400 см, ширина 30 см) — 132000 см2. Разделив эти значения, получаем: на каждый сантиметр давит 3,09 кг.
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.
Виды плавающих фундаментов, которые можно использовать на глинистой, заболоченной и пучинистой почвах
Плавающий фундамент – это армированная металлом бетонная плита. Это основание имеет высокие несущие способности и устойчивость к нагрузкам на разлом
Такому основанию не важно, на какой глубине расположены грунтовые воды, и насколько промерзает почва зимой
У плавающих оснований есть четыре основных вида: шведский, монолитный, столбчатый и ленточный. Рассмотрим их подробнее.
Тип фундамента «шведская плита»
Свое специфическое название шведская плита получила благодаря происхождению. Этот тип фундамента изобрели и преимущественно использовали в скандинавских странах. Теперь эту технологию взяли на вооружение и отечественные строители.
Сама плита не имеет большого заглубления, так что уровень грунтовых вод для неё не важен. Шведская плита отлично справляется с сыпучими и рыхлыми грунтами, подверженными сезонным подвижкам и пучению.
Отличительные особенности шведской плиты:
- для обустройства фундамента делается неглубокий котлован, при этом нет необходимости использовать специальную технику;
- шведскую плиту утепляют не только со стороны подошвы, но и по краям – так фундамент остается тёплым и долго сохраняет свою целостность;
- структура плиты предусматривает установку инженерных сетей ещё в процессе заливки;
- шведская плита – герметичное основание, не пропускающее мостики холода и предотвращающее развитие сырости и плесени;
- благодаря использованию утеплителя, непосредственно на плиту можно монтировать систему напольного отопления и отделочные материалы.
Но скептики утверждают, что технология обустройства шведской плиты пока не отработана и не проверена временем.
Послойный пирог шведской плиты выглядит следующим образом: на дне мощная подушка из гравия или песка и щебня, она поглощает подвижки почвы. Для того, чтобы подушка не засорялась и не уплотнялась мелкими частичками земли, её накрывают геотекстилем. Сверху укладывается гидроизоляционный слой и утеплитель.
Шведская плита имеет мощный армирующий каркас из стальных стержней. Именно в этом слое прокладываются инженерные коммуникации и система тёплого пола.
Расположение отопительных труб в толще основания позволяет равномерно распределять тепло. И, наконец, бетонная заливка плиты. Она имеет дополнительные линии жёсткости, которые размещают в местах повышенной нагрузки.
Благодаря такому послойному содержанию фундамент снижает затраты на отопление дома примерно на 15%
Упрощённый тип плавающего фундамента – монолитная плита
Не всегда существует необходимость утепления фундамента. Для регионов с тёплым климатом это не так актуально, так что многие предпочитают делать простой вид плавающего основания – монолитный. Для его обустройства нужно много арматуры и качественный бетон. Но нужно признать, что даже при таких расходах он в итоге может обойтись вам дешевле, чем глубокий ленточный фундамент.
Устройство монолитной плиты
Важно! Расчёт и структура армирующего каркаса – важная часть проектирования плавающего фундамента. Недочёты в этом деле могут привести к непоправимым последствиям
Качественно сделанная монолитная плита во время сезонной подвижки почвы поднимается и пускается, потом становится на место. При этом толщина бетонной заливки – всего 15-20 сантиметров. Монолитная плита тоже оснащается компенсирующей гравийной подушкой, а при необходимости – и ребрами жёсткости под несущими стенами.
Устройство ленточных плавающих фундаментов
Плавающий фундамент может иметь и ленточную форму. Такое основание используется для одноэтажных строений из облегчённых материалов: дерева, пенобетона и тёплого кирпича.
Схема ленточного плавающего основания
Плавающие способности придаются ленточному фундаменту за счёт использования песчано-гравийной подушки по всему периметру, компенсирующей подвижки грунта. Такое основание можно утеплить плитами пенополистирола, они могут выступить в роли опалубки.
Что представляют собой плавающие столбчатые фундаменты
Для скалистого или песчаного грунта идеальным выбором будет столбчатый фундамент. Такое обустройство потребует меньше энергозатрат и значительно сэкономит материалы.
В конструкции столбчатого основания не предусмотрен цоколь. Здесь, как и в предыдущих случаях, устанавливается гравийная подушка и система гидроизоляции, а столбы устанавливаются с шагом до 250 см. В этом фундаменте можно использовать ФБС (блоки сплошного сечения).
Устройство плавающего столбчатого фундамента
Сбор нагрузок
Сбор нагрузок осуществляется суммированием их каждого вида (постоянные, длительные, кратковременные) с умножением на грузовую площадь. При этом учитываются коэффициенты надежности по нагрузке.
Значения коэффициентов надежности по нагрузке согласно СП 20.13330.2011.
Нормативные значения полезных нагрузок в зависимости от назначения помещения согласно СП 20.13330.2011.
К постоянным нагрузкам относят собственный вес конструкций. К длительным – вес не несущих перегородок (применительно к частному строительству). Кратковременными нагрузками является мебель, люди, снег. Ветровыми нагрузками можно пренебречь, если речь не идет о строительстве высокого дома с узкими габаритами в плане. Разделение нагрузок на постоянные/временные необходимо для работы с сочетаниями, которыми для простых частных строений можно пренебречь, суммируя все нагрузки без понижающих коэффициентов сочетания.
По своей сути сбор нагрузок представляет собой ряд арифметических действий. Габариты конструкций умножаются на объемный вес (плотность), коэффициент надежности по нагрузке. Равномерно распределенные нагрузки (полезная, снеговая, вес горизонтальных конструкций) формируют опорные реакции на нижележащих конструкциях пропорционально грузовой площади.
Сбор нагрузок разберем на примере частного дома 10х10, один этаж с мансардой, стены из газоблока D400 толщиной 400мм, кровля симметричная двускатная, перекрытие из сборных железобетонных плит.
Схема грузовых площадей для несущих стен в уровне перекрытия первого этажа (в плане.
Схема грузовых площадей для несущих стен в уровне кровли (в разрезе.
Некоторую сложность представляет собой сбор снеговой нагрузки. Даже для простой кровли согласно СП 20.13330.2011 следует рассматривать три варианта загружения:
Схема снеговых нагрузок на кровлю.
Вариант 1 рассматривает равномерное выпадение снега, вариант 2 – не симметричное, вариант 3 – образование снегового мешка. Для упрощения расчёта и для формирования некоторого запаса несущей способности фундаментов (особенно он необходим для примерного расчёта) можно принять максимальный коэффициент 1,4 для всей кровли.
Конечным результатом для сбора нагрузок на ленточный фундамент должна быть линейно распределенная (погонная вдоль стен) нагрузка, действующая в уровне подошвы фундамента на грунт.
Таблица сбора равномерно распределенных нагрузок
| Наименование нагрузки | Нормативное значение, кг/м2 | Коэффициент надежности по нагрузке | Расчётное значение нагрузки, кг/м2 |
|---|---|---|---|
| Собственный вес плит перекрытия | 275 | 1,05 | 290 |
| Собственный вес напольного покрытия | 100 | 1,2 | 120 |
| Собственный вес гипсокартонных перегородок | 50 | 1,3 | 65 |
| Полезная нагрузка | 200 | 1,2 | 240 |
| Собственный вес стропил и кровли | 150 | 1,1 | 165 |
| Снеговая нагрузка | 100*1,4 (мешок) | 1,4 | 196 |
Всего: 1076 кг/м2
Нормативное значение снеговой нагрузки зависит от региона строительства. Его можно определить по приложению «Ж» СП 20.13330.2011. Собственные веса кровли, стропил, напольного перекрытия и перегородок взяты ориентировочно, для примера. Эти значения должны определяться непосредственным вычислением веса того или иного конструктива, или приближенным определением по справочной литературе (или в любой поисковой системе по запросу «собственный вес ххх», где ххх – наименование материала/конструкции).
Рассмотрим стену по оси «Б». Ширина грузовой площади составляет 5200мм, то есть 5,2м. Умножаем 1076кг/м2*5,2м=5595кг/м.
Но это ещё не вся нагрузка. Нужно добавить собственный вес стены (надземной и подземной части), подошвы фундамента (ориентировочно можно принять её ширину 60см) и вес грунта на обрезах фундамента.
Для примера возьмем высоту подземной части стены из бетона в 1м, толщина 0,4м. Объемный вес неармированного бетона 2400кг/м3, коэффициент надежности по нагрузке 1,1: 0,4м*2400кг/м3*1м*1,1=1056кг/м.
Верхнюю часть стены примем в примере равной 2,7м из газобетона D400 (400кг/м3) той же толщины: 0,4м*400кг/м3*2,7м*1,1=475кг/м.
Ширина подошвы условно принята 600мм, за вычетом стены в 400мм получаем свесы общей суммой 200мм. Плотность грунта обратной засыпки принимается равной 1650кг/м3 при коэффициенте 1,15 (высота толща определится как 1м подземной части стены минус толщина конструкции пола первого этажа, пусть будет в итоге 0,8м): 0,2м**1650кг/м3*0,8м*1,15=304кг/м.
Осталось определить вес самой подошвы при её обычной высоте (толщине) в 300мм и весе армированного бетона 2500кг/м3: 0,3м*0,6м*2500кг/м3*1,1=495кг/м.
Суммируем все эти нагрузки: 5595+1056+475+304+495=7925кг/м.
Более подробная информация о нагрузках, коэффициентах и других тонкостях изложена в СП 20.13330.2011.
