Расчет фундамента для дома

Перед началом постройки  какого либо здания, необходимо правильно рассчитать фундамент. Произвести расчет можно с помощью специалистов или самостоятельно, при этом немного сэкономив. Сделав правильный расчет фундамента, ваш дом будет надежно стоять на земле. Рассмотрим основные моменты, такие как расчет нагрузки, объем фундаментного котлована и рекомендации, которые следует обязательно учитывать для создания правильного проекта фундамента дома.

Оглавление:

1. Типы фундамента
   • Ленточный фундамент
   • Столбчатый фундамент
   • Плиточный фундамент
   • Свайный фундамент
2. Вычисление веса конструкции дома
3. Вычисляем площадь фундамента и вес
4. Вычисляем количество бетона, необходимого для фундамента
   • Ленточный фундамент
   • Столбчатый фундамент
   • Плиточный фундамент
5. Вычисление необходимого количества арматуры и проволоки
   • Ленточный фундамент. Количество арматуры и вязальной проволоки
   • Столбчатый фундамент. Количество арматуры и вязальной проволоки
   • Плиточный фундамент. Количество арматуры и вязальной проволоки
6. Сколько будет стоить армирование фундамента  частного дома?
7. Сколько будет стоить фундамент дома?

Типы фундамента

Фундамент должен быть прочным и надежным. Существует несколько типов фундамента, каждый из которых подходит под разные типы конструкций и почвы.

Ленточный фундамент

Этот тип фундамента представляет собой закопанную в землю ленту, которая принимает на себя всю нагрузку конструкции дома. Основанием самой ленты являются фундаментные плиты. Применяется для частных домов различного размера, имеющих более двух этажей. Также внутренняя площадь фундамента может использоваться в качестве подвала. Сам дом может быть возведен из кирпичей, блоков, железобетона. Этот тип фундамента очень часто используется благодаря своей простоте, долговечности и способности выдерживать тяжелую конструкцию. 

Столбчатый фундамент

Представляет собой конструкцию столбов, погруженных на определенную глубину и соединенных балками. Применяется для небольших 1-2х этажных домов, возведенных из легких материалов, например, брус или сруб. Этот тип фундамента применим на грунте, который не подвергается температурным изменениям. К тому же, такой фундамент намного дешевле ленточного.

Плиточный фундамент

Это монолитная армированная плита из железобетона, уложенная в углубленный грунт. Грунт выравнивается при помощи бетона, песка или гравия. Применяя этот фундамент, нагрузка конструкции будет равномерно распределяться по всей поверхности фундамента. Применим на неблагоприятных грунтах, также используется для тяжелых конструкций, имеющих два и более этажа. Единственный недостаток – это очень большая стоимость по сравнению с другими типами фундамента.

Свайный фундамент

Это конструкция, состоящая из группы свай, соединенных между собой железобетонной плитой или балкой. Используется этот фундамент для слабого грунта, который не сможет выдержать больших нагрузок, также они применяются для больших многоэтажных домов. Установка такого фундамента требует привлечения большого количества техники. Стоимость такого фундамента для дома будет очень высокой.

Вычисление веса конструкции дома

Для того, чтобы сделать расчет фундамента под дом, необходимо рассчитать нагрузку, которую он будет испытывать. Средний вес основных конструкций дома представлен в этой таблице.

Используя данные представленные в этих таблицах, можно вычислить примерный вес конструкции.

Применим эти данные на примере:

Вы собираетесь построить дом высотой в 1 этаж, размером 5 на 8, плюс внутренняя стена, а высота от пола до потолка составит 3 метра. Подставим данные и рассчитаем длину стен: 5+8=13 метров, затем прибавляем длину внутренней стены: 13+5=18 метров. В итоге получаем длину всех стен, после чего произведем вычисление площади, умножив длину на высоту: S=18*3=54 м.

Далее вычисляем площадь цокольного перекрытия, умножив длину и ширину дома: S=5*8=40 м. Чердачное перекрытие будет иметь такую же площадь.  

Для того, чтобы вычислить площадь кровли, необходимо длину листа умножить на ширину, например, лист кровельного покрытия будет иметь длину 6 метров, а ширина 2 метра, значит площадь одного листа будет составлять 12 м, а всего нам понадобится по 4 листа с каждой стороны. Итого получается 8 листов кровельного покрытия с площадью 12. Общая площадь кровельного покрытия будет составлять 8*12=96 м.

Чтобы вычислить площадь лицевой части крыши необходимо обратиться к формуле нахождения площади треугольника: S=1/2*a*h, где А – ширина, H – высота от угла до противолежащей точки. Например, высота крыши составит 3 метра, а ширина 5, значит площадь лицевой части крыши 15 м с каждой стороны.

Получив все эти данные по таблице, можно произвести расчет приблизительной нагрузки на фундамент. Лучше всего брать максимальный вес, чтобы расчет был с запасом.

Вычисляем площадь фундамента и вес

Немаловажным фактором является сам грунт, так как он может и не выдержать высокой нагрузки. Для этого нужно вычислить полный вес здания, включая фундамент.

Рассмотрим процесс вычисления примерного веса фундамента на примере.

Вы собираетесь построить кирпичный дом и выбрали под него фундамент ленточного типа. Фундамент будет углублен в грунт ниже глубины промерзания, примерно 1,5 метра и плюс к этому прибавим 50 сантиметров  выше уровня земли, итого фундамент будет иметь высоту 2 метра. Далее вычисляем длину всей ленты, то есть периметр: P= (a+b)*2=(5+8)*2=26 м, после прибавляем длину внутренней стены, она составляет 5 метров, в итоге получаем общую длину фундамента 31 м. Затем делаем расчет объема, для этого нужно ширину фундамента умножить на длину и высоту, пусть ширина будет 50 см, значит 0,5см*31м*2м= 31 м2. Железобетон имеет площадь 2400 кг/м3 (см. по таблице), имея все эти данные можно найти вес конструкции фундамента: 31м3*2400 кг/м=74 тонны 400 килограмм. А его опорная площадь будет составлять 3100*50=15500 см2.

Затем следует прибавить вес фундамента к весу дома и разделить на опорную площадь, в результате у вас получится нагрузка килограмм на 1см2.

В этой таблице представлены допустимые значения для различных типов грунта. Если же по вашим расчетам допустимая нагрузка будет превышать эти типы грунтов, можно изменить размеры фундамента для того, чтобы увеличить опорную площадь. Например, если вы выбрали ленточный фундамент, то увеличить его опорную площадь можно путем увеличения ширины. В случае если у вас столбчатый фундамент, то можно увеличить размеры столба или их количество. Но помните, полный вес дома от этого увеличится, поэтому обязательно сделайте повторный расчет.

Вычисляем количество бетона, необходимого для фундамента

Перед началом строительства необходимо составить проект фундамента частного дома, согласно которому вы сможете вычислить необходимое число строительных материалов для возведения конструкции. В нашем случае нужно сделать вычисление необходимого количество бетона для создания фундамента. Данными для расчета количества бетона служит тип фундамента и некоторые параметры. Рассмотрим систему вычисления на примере. 

Ленточный фундамент

Объем ленточного фундамента вычисляется намного проще остальных, для этого нам нужны такие данные, как суммарная длина, высота и ширина. Ширина зависит от площади опоры, которую мы вычисляли в начале, но в  среднем ширина такого фундамента составляет 40 сантиметров. Высота так же берется из предыдущих расчетов, возьмем значение в 1,5 метра. Общая длина ленты вычисляется как периметр. Для дома, имеющего размер 5 на 8 метра и имеющего одну стену длинной 5 метров, периметр будет равен 5+(8+5)*2=45 метра. При ширине ленты в 50 сантиметров количество бетона будет равно 0,5*45*1,5=33,75 м3.

Столбчатый фундамент

Чтобы вычислить необходимое количество бетона, нужно знать площадь поперечного сечения и высоту столба. Вспомним формулу нахождения поперечного сечения круга, S=3.14*R2, где R – это радиус круга. Значит поперечное сечение столба, имеющего диаметр 15 сантиметров, будет составлять 3,14м2*0,075м2=0,2355 м2. Если такой столб будет иметь высоту 1,5 метра, то его объем будет равен 0,2355*1,5=0,353 м3. Затем можно легко вычислить общее количество столбов для вашей конструкции.

Плиточный фундамент

Плиточный фундамент – это монолитная конструкция, залитая под всей площадью дома. Для выполнения расчета нужны исходные данные, то есть площадь и толщина. Наш дом имеет размеры 5 на 8 и его площадь будет 40 м2. Рекомендуемая минимальная толщина 10-15 сантиметров, исходя из этого, чтобы залить фундамент нам понадобится 40*10=400 м3 бетона.

Также для большей прочности конструкции, добавляются дополнительные ребра жесткости по всей площади поверхности фундамента. То есть на нижнем уровне делаются углубления в форме квадрата, которые обеспечат дополнительную поддержку. Чтобы рассчитать количество бетона необходимое для ребер жесткости, нужно знать их общую длину и площадь. Например, в доме размером 5 на 8, ребра заливаются через каждые 2,5 метра, а  два их них будут располагаться по краям. Количество ребер по ширине составит 3,  а по длине 4. Длина одного ребра жесткости по длине составит 8 метров, а по ширине 5 метров, в итоге общая длина будет составлять (5*3)+(8*4)=47 метров.

Ширина и высота ребра жесткости обычно равняется высоте основной плиты Соответственно при высоте основной плиты в 10 сантиметров, глубина и ширина ребра  жесткости будут 10 сантиметров, из этого следует, что поперечное сечение 10 сантиметровой  ребра  будет 0,1 м*0,1=0,01 метра, затем умножаем результат 0,01 метра2,  на всю длину ребра 47 метров, получаем объем 0,41 м3.

Вычисление необходимого количества арматуры и проволоки

Для создания более надежного, долговечного и прочного фундамента применяется арматура. Для вычисления нужного количества арматуры учитывается сам тип фундамента, грунта и нагрузки. Чем больше диаметр арматуры, тем больше допустимая нагрузка для фундамента. При выборе нужно учесть вид грунта и вес сооружения. Если грунт достаточно плотный, то под воздействием веса дома его деформация будет мала, тогда от фундамента не будет требоваться слишком высокая устойчивость.  Также количество арматуры зависит от веса дома, чем он больше, тем больше нагрузки должен выдерживать фундамент.

Ленточный фундамент. Количество арматуры и вязальной проволоки.

Для такого типа фундамента не требуется слишком толстая арматура (10-12 мм), так как ленточный фундамент имеет большую несущую способность. В нем используется только два пояса армирования, независимо от высоты. Продольные прутки арматуры будут испытывать основную нагрузку и укладываются в 5-10 сантиметрах от поверхности бетона. Вертикальные и поперечные прутки при этом не будут испытывать нагрузки, поэтому для них используется гладкая арматура.

Для  дома 5 на 8 и плюс одна внутренняя стена, общая длина фундамента составит 45 метров. Для выполнения продольного армирования в 4 прута приблизительный расход будет 45 м*4=180 метров. Количество арматуры для соединения одного уровня при ширине в 50 см и высоте 1,5 м и шаге в 40 см будет равно по длине: (8 /0,4)*0,5=10 м, при 3-х уровнях соединения 10*3=30, а на две стены по длине понадобится 60 метров. По ширине: (5 /0.4)*0.5=6.25, при трех уровнях 6,25*3=18,75,  а всего на две стены по ширине понадобится 37,5 м. Общий расход гладкой арматуры на всю площадь фундамента составит 37,5 м+60 м=97,5 метра. Плюс еще прибавляется длина фундамента для внутренних стен.

Количество вязальной проволоки при общей длине фундамента 45 м и шаге в 40 см для одного соединения будет равна 30 см, а общее количество (45 м /0,4 м)*3 (кол-во уровней)=338, умножаем на размер проволоки 338*0,3=102 метра вязальной проволоки.

Столбчатый фундамент. Количество арматуры и вязальной проволоки.

Так как столб не будет испытывать слишком сильной нагрузки, то для его армирования по вертикали подойдет ребристая арматура с диаметром в  сантиметр. Арматура по горизонтали не будет испытывать на себе никаких нагрузок, она будет служить только для соединения вертикальных, поэтому для нее подойдет гладкая арматура толщиной 0,6. Количество прутьев и их толщина в каркасе зависит от диаметра столба, в среднем около 4.

Например, при высоте столба в 1,5 метра и имеющий диаметр 15 см, будет достаточно 4 прута с частотой 7,5 см и связкой в 3-х местах. Общее количество ребристой арматуры толщиной 1 см составит 1,5 м*4=6 м. Нужное количество гладкой арматуры для одного соединения будет 7,5 см*4=30 см, а общее количество- 30 см*3=90 см. Допустим, фундамент содержит 20 столбов, для которых понадобится 20*6 м=120 метров ребристой арматуры и  90 см*20=18 метров гладкой.

Расчет количества вязальной проволоки очень прост. Количество соединений, то есть 3 горизонтальных прутка, умножается на количество вертикальных и на количество проволоки для одного соединения: 3*4*30 см=3,6 метра, а общее количество 3,6*20=72 метра.

Плиточный фундамент. Количество арматуры и вязальной проволоки.

Количество арматуры зависит от грунта и веса дома. Если ваша конструкция стоит на устойчивом грунте и имеет не очень большой вес, то для нее подойдет тонкая арматура, диаметром 1 сантиметр. Если же наоборот, ваша конструкция имеет  большой вес и плохой грунт, то вам подойдет более толстая арматура от 14 мм. Шаг арматурного каркаса составляет как минимум 20 сантиметров, в зависимости от вышеуказанных параметров.

Так, например, фундамент частного дома имеет длину 8 метров и ширину 5 метров. При частоте шага в 30 сантиметров по длине нам понадобится  27 прутков, а по ширине 17. Также минимальное количество поясов армирования составляет 2, поэтому нужное число прутков составляет (30+27)*2=114. Затем это число умножается на длину одного прутка.

После делается соединение- в местах верхней сетки арматуры с нижней, в местах пересечения продольных и поперечных прутков. Общее число соединений будет равно 27*17= 459. При толщине плиты равной 20 сантиметров и расстоянии каркаса от поверхности 5 сантиметров, тогда для одного соединения понадобится прут арматуры длиной 20см-10 см(5+5 снизу и сверху)=10 см, а при общем числе таких соединений получится 459* 0,1 м=45,9 метров арматуры. В итоге все значения складываются, и вы получите длину всей арматуры, после чего, используя таблицу ниже, вы сможете рассчитать приблизительный вес конструкции.

Чтобы посчитать количество вязальной проволоки, нужно рассчитать число мест пересечения горизонтальных прутков. Согласно расчету выше, соединений на нижнем уровне будет 459 и столько же на верхнем, всего получается 918 соединений. Для связки одного такого места понадобится проволока, согнутая пополам, общая длина для одного соединения составит 30 сантиметров, значит 918 м *0,3 м=275,4 метра.

Сколько будет стоить армирование фундамента  частного дома?

Получив число необходимого количества метров арматуры и проволоки, зная толщину, по таблице выше можно рассчитать приблизительный вес конструкции. Далее для расчета стоимости выясняем  цену за 1 кг арматуры и проволоки. Так как цены в разных регионах могут существенно отличаться, для расчета стоимости вы можете узнать ее в пунктах металлопроката в вашем городе.

Сколько будет стоить фундамент дома?

Произведя все необходимые вычисления и узнав количество требуемых кубов бетона и цену металлической конструкции, вы можете рассчитать ваши затраты и узнать общую стоимость фундамента частного дома. Цены на один куб бетона уточняются у продавцов. Также не забывайте учитывать подготовительные работы, такие как раскопка грунта под фундамент, доставка материалов, рабочая сила и создание опалубки (состоит из досок, которые нужно будет приобрести).