Возведение любого фундамента для жилого дома или другого строительного объекта требует точности, и поэтому необходимо проводить предварительный расчет столбчатого фундамента или основания другого типа. Но, если с основными параметрами бетонной ленты или плиты все более или менее понятно, то как делать расчеты столбовых опор, многие строители не знают. Поэтому рассмотрим расчет габаритов, несущей способности, материалов и других параметров именно для основания дома на столбах-опорах. Для этого необходим чертеж и/или проект фундамента:
Содержание
- 1 Калькулятор
- 2 ШАГ 1.
- 3 ШАГ 2.
- 4 ШАГ 3.
- 5 Результаты
- 6 Расчет
- 7 Требования к фундаменту на столбах
- 8 Достоинства и недостатки столбчатого основания
Калькулятор
Требования к фундаменту на столбах
Как строительная конструкция столбчатый фундамент выглядит как группа столбов из определенных стройматериалов, связанных между собой ростверком. Ростверк – это горизонтальная обвязочная конструкция, предназначенная для усиления основания и объединяющая разрозненные конструкции, в данном случае – столбы фундамента. Устойчивость столбовых опор обеспечивается погружением их в грунт на расчетную глубину, которая зависит от массы здания и свойств грунта.
Нагрузочные характеристики тем выше, чем больше точек опирания на почву, и чем выше поверхностное трение опор. Проще говоря, диаметр опор должен быть достаточно большим, глубина погружения столбов и количество опор должно обеспечивать достижение оптимальной нагрузки на каждую опору при распределении нагрузок при помощи ростверка. Неглубокое заложение столбчатых опор разрешается для каркасного дома, для малоэтажных, легких и небольших по площади зданий из пиломатериалов, ячеистых бетонов, а также для модульных конструкций. Кирпичные, бетонные или панельные дома на столбчатом фундаменте построить невозможно, так как удельный вес стен строения должен быть ≤ 1000 кг/м3.
Столбчатые опоры делают из различных стройматериалов – они могут быть металлические из полых труб, кирпичные, блочные, бетонные или железобетонные, бутобетонные, из асбоцементных или бетонных труб, залитых бетоном, и т.д.
Незаглубленное столбчатое основание рекомендуется строить на участках с глубоким прохождением грунтовых вод – подошва опор должна находиться выше как минимум на 0,5 м.
Достоинства и недостатки столбчатого основания
Преимущества:
- Небольшой объем землеройных работ, которые можно провести без привлечения спецтехники;
- Экономия на строительных материалах;
- Возможность строительства дома на участках со сложным рельефом, с переувлажненным или слабым грунтом.
Недостатки:
- Нарушение технологии строительства может привести к наклону или деформациям столбчатых опор;
- Узкая сфера применения из-за низкой нагрузочной способности столбов.
Подготовка к расчету
Перед началом расчетов определяются исходные параметры для вычислений:
- Размеры строения;
- Нагрузочная способность грунта – определяется геологическими и геодезическими изысканиями;
- Несущая способность фундамента, включая вес самого основания и вес дома.
Эти данные необходимы в любом случае – и при ручных вычислениях параметров столбчатого фундамента с ростверком, и при расчетах при помощи программы-калькулятора:
Так как заказ исследования грунта обойдется недешево, можно сделать это самостоятельно – визуально. Нужно пробурить или выкопать скважину глубиной на 0,5 м ниже заглубления столбов, и убедиться в наличии/отсутствии грунтовых вод. Также визуально (по срезу) можно определить и тип грунта. На сложных участках такое исследование проводят в трех-четырех высотных точках.
Определение нагрузок
Нагрузки делятся на постоянные и временные. Постоянные нагрузки – это вес дома, нагрузки временные бывают кратковременными или длительными. Длительные – вес предметов интерьера и бытовой техники, кратковременные – вес жильцов и осадочные нагрузки с учетом действия атмосферных влияний. Для фундамента это – снеговые нагрузки.
Для определения постоянной нагрузки при оперировании расчётами понадобится узнать:
- Вес перекрытий, перегородок и стен;
- Вес стропильной системы и кровельных материалов;
- Массу основания дома.
В таблице ниже представлены данные по массе основных конструкций дома:
| Строительная конструкция | Масса |
| Утепленные каркасно-щитовые стены ≤ 15 см толщиной | 35-55 кг/м2 |
| Утепленные деревянные перекрытия, плотность утеплителя ≤ 200 кг/м3 | 90-170 кг/м2 |
| Вес ж/б основания | 2600 кг/м3 |
| Кровля | |
| Крыши стальные из листового металла | 40-65 кг/м2 |
| Керамическая плитка для кровли | 70-150 кг/м2 |
| Битумная черепица | 40-80 кг/м2 |
Это нормативно-справочные данные, и при расчетах с их применением необходимо пользоваться коэффициентом надежности (прочности), который указан в СП 20.13330.2011. Для каркасно-щитовых строений дома эти данные приведены в таблице ниже:
| Строительная конструкция | Коэффициент прочности |
| Из древесины | 1,10 |
| Из армированного бетона плотностью ≥ 1700 кг/м3 | 1,30 |
| Заводская тепло-, гидро- и шумоизоляция | 1,20 |
| Тепло-, гидро- и шумоизоляция, сделанная на месте | 1,30 |
Регламент СП 20.13330.2011 предписывает соблюдение полезной длительной временной нагрузки не выше 150-170 кг/м2 при использовании коэффициента надежности 1,2. Таким образом, расчетное значение будет равно 180-204 кг/м2 поверхности пола.
Чтобы найти значение нагрузки от слоя снега, снова используются данные СП. Снеговой регион виден на картах в СП 131. 13330.2012. При расчетах используется коэффициент 1,4.
Как делать расчет
Сначала рассчитывается минимальная площадь фундамента по сумме площадей всех опор: Smin = P / Rо; где:
- Р – вес здания, кг;
- Rо – расчетное сопротивление грунта под основанием, кг/см2.
| Почва под фундаментом | Расчетное сопротивление Rо на глубине ≥ 1,5 м, кг/см2 | Расчетное сопротивление Rо на поверхности грунта, кг/см2 |
| Галька, глина | 4,6 | 3,0 |
| Гравий, глина | 4,1 | 2,75 |
| Песок крупных фракций | 6,1 | 4,1 |
| Песок средних фракций | 5,1 | 3,3 |
| Песок мелких фракций | 4,1 | 2,75 |
| Пылевидный песок | 2,1 | 1,3 |
| Супесчаные или суглинистые почвы | 3,6 | 2,3 |
| Глинистая почва | 6,1 | 4,1 |
| Слой насыпного уплотненного грунта | 1,6 | 1,1 |
| Слой насыпного рыхлого грунта | 1,1 | 0,68 |
Зная общую площадь опор фундамента, можно вычислить сечение подошвы для столба и их общее количество.
Для наглядности рассмотрим пример расчета столбчатого фундамента для каркасного дома в два этажа. Исходные данные:
- Толщина деревянных стен – 15 см, площадь дома – 120 м2;
- Листовая стальная кровля с деревянной стропильной системой, уклон стропил – 200, площадь кровли – 50 м2;
- Площадь деревянных балочных перекрытий – 80 м2;
- Снеговой регион – IV;
- Грунт под фундаментом – глинистый гравий.
Нагрузка с применением коэффициента надежности:
- Нагрузка от веса стен = 120 м2 х 50 кг/м2 х 1,1 = 6600 кг;
- Нагрузка от веса перекрытий = 80м2 х 150 кг х 1,1 = 13200 кг;
- Нагрузка от веса кровли = 50м2 х 60 кг/м2 х 1,1 = 3300 кг.
[ads-mob-1]
Для расчета массы основания со стороной опоры 40 см нужно знать шаг их размещения. Для примера возьмем одну колонну на 2 м, в результате получим 24 / 2 = 12 опор. Для IV снегового района глубина промерзания почвы равна 1,8 м. Опора заглубляется на 20 см ниже этой точки, и поднимается над поверхностью грунта на 50 см – для обвязки ростверком. То есть, общая высота опоры – 2,5 м.
- Вес опор равен 1,3 х 2,5 м х 0,4 м х 0,4 м х 12шт х 3300кг/м3 = 2230,8 кг;
- Долговременная полезная нагрузка равна 150 кг/м2 х 80 м2 х 1,2 = 1440 кг;
- Нагрузка от снегового слоя равна 240 кг/м2 х 1,4 х 50 м2 = 16800 кг.
- Сумма всех значений массы конструкций составляет 43570 кг;
- Smin = 43570 / 4 кг/см2 = 10892,5 см2 для всех опор;
- Площадь одной опоры = 40 см х 40 см = 1600 см2;
- Общее количество опор = 10892,5 / 1600 = 6,8 единиц (7 шт).
В нашем примере четыре опоры возводятся по углам здания, а оставшиеся – по периметру. Строительные конструкции дома с разным весом рассчитываются по отдельности и обустраиваются на отдельных и независимых основаниях. Например, веранда, терраса, павильон или гараж.
Климатическое районирование и вес несущих строительных конструкций учитывается в обязательном порядке, так как эти данные виляют на надежность, прочность и долговечность столбчатого фундамента.
