Как правильно рассчитать фундамент под строительство дома✔

Фундамент — конструкция, несущая все нагрузки от строения. Как рассчитать оптимальные размеры и материалы, для него, чтобы при минимальных затратах получить надежную опору для загородного дома.
Расчёт потребности в материалах для фундамента
Основой для расчета являются данные о несущей способности грунта в месте застройки. Этот показатель измеряется в килограммах на метр квадратный и показывает, какой вес может выдержать грунт под домом. Вес строения состоит из таких показателей:
❗собственного веса опорного основания;
❗веса верхнего строения — коробки дома;
❗аналогичного показателя для кровельного пирога.
Рассчитав эти показатели, легко определить удельную нагрузку на грунт и сравнить её с нормативным параметром. Если результат значительно отклоняется в ту или иную сторону можно скорректировать конструкцию фундамента или верхнего строения таким образом, чтобы получить необходимый результат.Как рассчитать вес верхнего строения дома
Процедура выполняется в несколько этапов, первым из которых является создание эскизного проекта дома с указанием основных размеров.
Расчёт веса коробки
Чтобы рассчитать вес коробки дома, определяемся с конструкцией строения.
Предположим, что:
Его размеры составляют 10х8 метров. Материал — брус размером 15х15 сантиметров из древесины хвойных пород.
Потолочное перекрытие — деревянные балки 15х5 сантиметров. Расстояние между ними около 70 сантиметров. Здесь уже можно определиться с их количеством. Для этого ширину строения делим на предполагаемое расстояние между балками: 10 : 0,7 = 14,3. Принимая количество балок равным 15, рассчитываем фактическое расстояние между их осями: 10 : 15 = 0,67 (метра).
Общая длина балок составляет: 15 х 8 = 120 (метров), что составляет: 120 х 0,15 х0,05 = 0,9 кубометра.
Длина простенков внутри дома составляет 36 метров, материал для них — брус размером 10х10 сантиметров. Высота стен составляет 240 сантиметров. Рассчитываем объем пиломатериалов на внутреннее устройство: 36 х 2,4 х 0,1 = 8,6 (кубометров).
Нижнее перекрытие представляет собой балки, такие же, как для потолка. Нижняя подшивка производится дюймовой доской. Её площадь составляет: 10 – 2х0,4 х 8 — 2х0,4 = 9,2 х 7,2 = 66,2 (квадратных метров). Здесь 0,4 — ширина фундамента. При толщине доски 25 миллиметров расход на подшивку составит 66,2 х 0,025 = 1,7 кубометра.
Доска пола — сосновая шпунтованная для лицевой отделки понадобится в количестве: 66, 2 х 0,04 = 2,6 (кубометра).
Рассчитываем массу основной коробки стен. Периметр составляет 36 метров. (10х2+8х2). При высоте 2,4 метра объем пиломатериалов составит: 36 х 2,4 х 0,15 = 13 кубометров.
То есть, суммарный расход пиломатериалов на коробку здания составит: 0,9 + 8,6 + 13 + 1,7 + 2,6 = 26,8 (кубометров).
Наиболее распространённым материалом для зданий из бруса является сосна. В зависимости от влажности материала вес кубометра может составлять 460–620 килограмм. Если принять среднее значение в 540 килограмм, то общий вес составит 26,8 х 540 = 12200 (килограмм), то есть 14,5 тонны.
Для утепляющего слоя на цокольном перекрытии целесообразно использовать керамзит, насыпанный на паровую защиту. Общая площадь, как мы уже сосчитали, составляет 66,2 квадратного метра. Слой керамзита составит 15 сантиметров, что соответствует доске перекрытия. Объем керамзита для полной засыпки составит: 66,2 х 0,15 = 9,9 кубометра. Удельный вес этого материала в виде гравия фракции 5–10 составляет 450 килограмм. Следовательно, нагрузка от него составит: 9,9 х 450 = 4500 (килограмм) или 4,5 тонны.
Суммарный вес верхнего строения составит: 14,5 + 4,5 = 19 тонн.
При производстве расчёта не учтены отделочные и вспомогательные материалы, крепёж, столярка. Чтобы быть уверенными в конечном результате, можно полученный итог увеличить на 20%, что вполне реально по сложившейся строительной практике.
В итоге вес коробки здания в дальнейших расчетах можно принять в таком виде: 19 х 1,2 = 22,8 тонны.
При использовании для стен из других материалов при прочих равных условиях нужно по такой же методике пересчитать результат по пункту 9 расчёта. Но в этом случае нужно учитывать снижение нагрузки за счёт проёмов — дверных и оконных. Удельный вес каменных материалов значительно выше, чем приведённые в примере расчёта.
Справочные данные по весу различных стройматериалов:
кладка кирпичная — 1400–1990 кг/м3 в зависимости от вида;
пенобетон, блоки 200х300х600 — 10,8 – 40,3 кг/шт;
бетон тяжёлый — 1880–2500 кг/м.Расчёт веса кровли
Вес кровли определяется материалами, которые применяются для её создания и конструкцией. Рассмотрим на простом примере как его можно рассчитать. Предположим, что условия задачи не изменились, а крыша устраивается двускатная:
Определяем высоту крыши, исходя из того, что конёк пройдёт параллельно длинной стороне. Это значит, что расстояние от стены до оси дома составит 4 метра. Если учесть, что угол наклона кровли составит 45 градусов, то длина стропильной опоры составит: 42 + 42 = 32. Окончательный результат определяется как корень квадратный из 32 и составляет 5,6 метра.
Рассчитываем площадь одного ската, которая составит: 10 х 5,6 = 56 метров квадратных. Соответственно общая площадь кровли будет 112 метров. Наиболее популярным для кровель является профнастил С57 толщиной 0,7 миллиметра с оцинкованным покрытием. Полезный вес квадратного метра (с учётом перекрытия) составляет 8, 21 килограмма.
Рассчитываем величину нагрузки на фундамент от металла: 8,21 х 112 = 920 килограмм.
Для устройства крыши понадобятся 15 стропильных ног, для устройства которых нужно 30 брусков 15х5 сантиметров. Кроме того, понадобится установить ригеля — 15 штук по 2,5 метра каждый. Общая потребность в брусках составит: 30 х 5,6 + 15х2,5 = 168 + 37,5 = 205,5 метра, что составит 1,5 кубометра.
Нагрузка от стропильной системы составит: 1,5 х 540 = 810 килограмм.
Вычисляем вес утеплителя. Для кровли 112 квадратов понадобится листов размером 1х0,6 метра: 112 : 0,6 = 187 штук. Вес плиты минеральной ваты составляет 1,37 килограмма.
Для утепления потолочного перекрытия тем же утеплителем в два слоя понадобится: 66,2 : 0,6 х 2 = 80 штук.
Нагрузка от утеплителя составит: 187 + 80 = 267 х 1,37 = 366 килограмм.
Общее весовое воздействие кровли на фундамент составит: 920 + 810 + 366 = 2096 (килограмм). Используем тот же метод и увеличиваем нагрузку на 20%, поскольку не учтены воздействия крепежа, полиэтиленовой плёнки, отделочных материалов. Результат: 2096 х 1,2 = 2515 килограмм, или 2,5 тонны.
Суммарное воздействие на фундамент со стороны верхнего строения составит: 22,8 + 2,5 = 25,3 тонны.