Порядок расчета столбчатого фундамента

Перед тем как начинать возведение дома, сначала нужно детально все рассчитать и измерить, после чего только следует приступать к работе. Произвести расчет столбчатого фундамента достаточно сложно, т.к. даже под небольшой дом на таком основании может потребоваться несколько доработок.

Устройство столбчатого фундамента.

Основные материалы для возведения дома

Материалов для стен существует великое множество, но в данном случае нужно рассмотреть именно дом из бруса, чья масса составляет 160 кг/м². Данные показатели касаются толщины стен в 30 см, т.к. именно столько имеют несущие стены, но простенки нужно учитывать в 2 раза тоньше. Именно благодаря невысокой массе несущая способность столбчатого фундамента зачастую не нуждается в доработке.

Варианты столбчатых фундаментов.

В качестве межэтажных перекрытий обычно используется дерево с легким (80 кг/м²) или тяжелым (170 кг/м²) утеплителем. Для цоколя аналогичные перекрытия будут иметь массу 110 и 230 кг/м². Тут толщину пересчитывать не придется, т.к. она стандартная. В особых случаях, когда нужно добиться более качественного цоколя, можно воспользоваться железобетонными плитами (400 кг/м²), т.к. они не гниют от времени.

Расчет столбчатого фундамента требует попутно точно знать, какая будет кровля, а вместе с этим примерное местонахождение постройки. Оптимальный вариант – это битумная черепица или ондулин (8 кг/м²), но в связи с их синтетическим происхождением экстремальные температуры они не выдержат.

На 2 месте находится натуральная кровля (20 кг/м²), которая при правильной укладке пролежит и век, но обладает куда более слабым внешним видом. Металлическая кровля немного тяжелее (30 кг/м²), но полное отсутствие звукоизоляции делает ее нежелательной при накрывании жилых домов, тогда как для хозяйственных и технических построек лучшей кровли не найти. Но чаще всего можно увидеть дешевый и абсолютно неразнообразный материал – шифер (50 кг/м²), который доступен любому желающему, монтируется легко, а вместе с этим выдерживает колоссальные нагрузки.

Схема столбчатого фундамента с ростверком.

Местоположение дома важно для того, чтобы можно было рассчитать максимальное годовое давление осадков на кровлю. В южной части страны это всего лишь 50 кг/м², в центральной полосе – 100 кг/м², а на самом севере – 170 кг/м². При этом нужно учитывать, что давление осуществляется именно на кровлю, которая выходит за пределы здания в каждую сторону на 0,5 м.

Под основанием дома всегда располагается ростверк, который проходит под всеми стенами, причем сечение его на всех промежутках одинаковое (в данном случае будет использовано 0,5*0,5 м). Масса 1 м³ железобетона составляет 2400 кг. Нужен ростверк для того, чтобы обеспечить предельное равновесие и устойчивость.

Сами столбы у фундамента рассчитываются исходя из этой же массы, но при необходимости можно доработать их при помощи расширения у основания, которое обеспечит большую площадь опоры на грунт с минимальным увеличением массы.

Направляющая шина для циркулярной пилы своими руками.
Чертежи стола для циркулярки своими руками.
Какой фундамент лучше для дома из бруса? Подробнее>>

Базовые расчеты дома

Для начала нужно определиться, как будет выглядеть дом, из чего он будет сделан и где расположен. Допустим, дом из бруса будет иметь всего 1 этаж, причем цоколь оформлен железобетонными плитами, а межэтажное перекрытие из дерева с легким утеплителем. Периметр здания 9*11 м, а суммарная длина простенков – 15 м. Сам дом находится в центральной полосе страны, стоит на сухой глине, а кровля у него из шифера.

Таким образом, сначала нужно привести стены и простенки к общим показателям длины, а затем вычислить их суммарную массу:

L=P+l, где L – суммарная длина стен и простенков, P – периметр, l – длина простенков внутри дома.

L=(9+11)*2+15=55 м

M1=(P+l\2)*3*m1, где M1 – масса всех стен и простенков, m1 – масса 1 м² стены, 3 – стандартная высота стены в помещении.

M1=40+15/2*3*160=22800 кг

Схема монтажа столбов.

Затем вычисляется масса кровли и давление осадков на нее:

M2=(a+1)*(b+1)*(50+100), где a – длина дома, b – ширина, 50 – масса 1 м² кровли, 100 – давление осадков на 1 м² кровли.

M2=10*12*150=18000 кг

Теперь можно вычислить суммарную массу 2 перекрытий сразу:

M3=S*(m2+m3), где S – площадь дома, m2 – масса 1 м² цокольного перекрытия, m3 – 1 м² межэтажного перекрытия.

M3=9*11*(400+80)=47520 кг

Затем рассчитывается объем и масса ростверка:

V1=S2*L, где S2 – площадь сечения.

V1=4=0.5*0.5*55=13.75 м³

M4=V*2400=13.75*2400=33000

В самом конце считается фундамент. Для его расчета необходимо уточнить глубину залегания столбов и их сечение, после чего можно начинать расчет. Допустим, на 1 м приходится 1 столб, глубина залегания 2 м, а сечение 0,4*0,4 м. Тогда пример расчета столбчатого фундамента попутно позволяет подсчитать площадь опоры 1 столба:

V2=S3*h, где S3 – площадь сечения, а h – высота 1 столба.

V2=0.4*0.4*2=0.32 м³

M5=V2*L*1*2400, где 1 – это коэффициент соотношения столбов к 1 м.

M5=0.32*55*1*2400=42240 кг.

S0=0.4*0.4=0.16 м².

Sсум=S0*L=0.16*55=8.8 м².

Все полученные данные базового расчета можно внести в таблицу:

Финальные работы с данными

Схема подготовки основания под незаглубленный столбчатый фундамент.

Теперь на руках есть все необходимые данные, но нужно узнать, возможно ли строительство. Несущая способность сухой глины – 25000 кг/м². Т.е. в данном случае для определения суммарной несущий способности надо 8,8*25000=220000 кг.

Если сравнить суммарную массу дома 163560 кг и ту, что может выдержать грунт 220000 кг, то строительство возможно (обязательно нужен запас, хотя бы на 40000 кг).

Но бывают такие ситуации, когда в ходе решения получается невозможность строительства, для чего применяется достаточно эффективное действие – расширение у основания. Естественно, масса изделия будет повышаться, но увеличение площади опоры несоразмерно, поэтому заранее подсчитывается, во сколько раз нужно увеличить основание, после чего работа пойдет как по маслу.

Приведенный выше пример расчета подходит далеко не только для столбчатого фундамента и дома из бруса, но и для всех аналогов, т.к. формулы универсальные.

http://youtu.be/q0lgt7HK2L8

Единственное, что важно при расчете фундаментов, – это заранее точно узнать числа, которыми потом придется оперировать, иначе даже маленькая погрешность может вылиться в очень нехорошие последствия.