В сегодняшнем материале приведу методику и пример расчета фундамента под дом из газобетона по несущей способности грунта. Расскажу, какие основные параметр надо учесть, и как обрабатывать полученные данные при расчете фундамента.
Строить будем дом из газобетонных блоков, который показан на схеме. У него 64,9 квадратных метров жилой площади, 123,5 квадратных метра площадь крыши. Габариты – 9,1х8,8х6,3 метров.
Дом будет строиться на глинистых грунтах в Московской области. Объективные параметры следующие:
- Глубина промерзания – до 0,9 метра;
- Расстояние от планировочной отметки до грунтовых вод во время промерзания – менее 2 метров.
Предварительные параметры фундамента будут задаваться на основе особенностей геологии и принятой схеме планировки здания. Получатся следующие габариты:
- Ширина – 0,3 м;
- Высота – 0,75 м;
- Длина - 44,9 м.
- Общая площадь подошвы – 44,9 х 0,3 = 13,47 метров квадратных.
Глубина заложения такого фундамента должна приниматься не меньше 1\4 части расчетной глубины промерзания, но не меньше 0,7 метра.
Элементы конструкции и применяемые материалы
- Ленточный монолитный железобетонный фундамент;
- Железобетонный цоколь на уровне 0,25 метра над землей;
- Газобетонные стеновые блоки для наружных стен;
- Внутренние стены из межкомнатных газобетонных блоков;
- Крыша – деревянная двускатная под углом в 28 градусов. Общая площадь крыши – 123.5 квадратных метра;
- Деревянные двойные окна, металлические двери снаружи, деревянные внутри;
- Кровля из профнастила;
- Фасад из тонкослойной штукатурки;
- Полы из деревянного бруса и половой доски;
- Перекрытие потолков из дерева;
- Перекрытие цоколя из сборных пустотных бетонных плит;
- Гидроизоляция, утеплитель, внутренняя штукатурка стен.
Определяем вес стройматериалов
- Бетон М150 для железобетонного монолитного фундамента и цоколя. Объем фундамента определяется простым расчетом: ширину 0,3 метра умножаем на высоту 0,75+0,25 метра и на длину 44,95 метра. В результате получаем 13,5 метра квадратных. Удельный вес ж\б – 2500 килограмма на кубометр по СНиП II-3-79. Считаем общий вес цоколя и фундамента: 2500 х 13,5 – 33750 килограммов или 33,75 тонны.
- Газобетонные стеновые блоки для наружных стен (ТУУ21 В.2.7-142-97). Размер блоков – 300х200х600 миллиметров. Вес одного блока с плотностью 500 кг\м2 составляет 20 килограммов. Для строительства стен с шириной в 300 миллиметров за вычетом окон и дверей потребуется 600 блоков, общий вес которых составит (660х20) 13200 килограммов или 13,2 тонны.
- Газобетонные межкомнатные блоки для внутренних перегородок (ТУУ21 В.2.7 – 142-97). Габариты одного блока – 120х200х600 миллиметров. При плотности в 300 кг\м3 масса одного блока составит 4,35 килограммов. За вычетом дверей понадобится 560 блоков, общий вес которых составит (560х4,35) 2436 килограммов или 2,4 тонны, если округлить.
- Металлы. Сталь на две металлические двери. Первая с высотой 2 метра, шириной 0,8 метра с металлической коробкой, и вторая с высотой 2 метра и шириной 1,6 метра с металлической коробкой. По сертификатам изготовителя их суммированный вес составит около 0,25 тонны.
- Пиломатериалы для внутренних дверей, обналички, короба окон, пола из бруса и доски, стропил крыши из бруса, доски и горбыля, фронтона крыши из досок. Обмер всех элементов по экскизам составляет приблизительно 22,7 кубических метра. Удельный вес хвойного дерева по СНиП II-3-79 составляет около 500 килограммов на кубометр, а значит, общий вес составит (22,7 х 500) 11350 килограммов или 11,35 тонны.
- Пустотные бетонные плиты (ГОСТ 9561-91). Для цокольного перекрытия понадобятся клиты с круглыми пустотами ПК 48.12.9. Толщина каждой составляет 0,22 метра, а удельный вес – 1360 килограммов на кубометр. Общая площадь перекрытия – 8,8 х 9,1 метр = 80,1 квадратный метр, а значит, общий вес будет составлять 1,36 х 80,1(объем перекрытия) = 23,9 тонны.
- Кирпич для облицовки цоколя по ГОСТ 530-2007. Площадь облицовки составляет (8,8 + 8,8 + 9,1 + 9,1) х 0,25 = 8,9 квадратных метра. На каждый квадратный метр кладки в полкирпича с учетом швов понадобится 51 кирпич массой по 2 килограмма каждый. Общий вес кирпича составит 51х8,9х2 = 908 килограммов. Объем раствора составит 8,9 х 0,02 (на каждый квадратный метр примерно 0,02 кубометра раствора) = 0,178 кубометров. Удельный вес составляет 1,1 тонны на кубометр, а значит его вес – 0,196 тонны. Общий же вес облицовки – 1,1 тонны.
- Профнастил для крыши. Общая площадь крыши – 123,5 квадратных метра. Используется оцинкованный профнастил (ТУ 1122-002-42831956-02). При массе одного погонного метра профнастила НС18 в 4,35 килограмма и шириной в 1 метра, необходимо 140 метров квадратных с учетом перекрытия листов профнастила, либо же 140 метров погонных, что составит 140х4,35 = 610 килограммов или 0,61 тонны.
- Утеплитель для полов. Площадь пола – 80,1 квадратный метр. Использоваться будет минвата толщиной в 0,1 метр с удельным весом в 35 килограммов на кубометр. Общий вес утеплителя составит 80,1 х 0,1 х 35 = 280 килограммов или 0,28 тонн.
- Утеплитель для крыши. Утепляться он будет по чердачному перекрытию. Понадобится 200 миллиметров утеплителя из минваты с плотностью в 35 килограммов на кубометр. Площадь утепления составит 80,1 метр, а значит, вес составит 80,1 х 0,2 х 35 = 0,561 тонны.
- Гидроизоляция для крыши и фундамента. На фундамент положим рубероид РКП-350б по ГОСТ 10923-93. Масса 1 квадратного метра – 1 килограммов в два слоя. При площади фундамента в 13,5 квадратных метров масса будет составлять 13,5 х 1 х 2 = 27 килограммов. Для крыши используется гидроизоляционная мембрана с плотностью 940 килограммов на кубометр. Для площади крыши в 123,5 квадратных метров масса мембраны составит 123,5 х 940 х 0,0006 = 69,65 килограммов или 0,069 тонн. Общая масса гидроизоляции – 0,096 тонн.
- Двойные деревянные остекленные окна. Четыре окна 1,2 м х 1,4 м, три окна 0,6 м х 1,4 м. По сертификатам изготовителя, общая масса составит 0,65 тонн.
- Тонкослойная штукатура. Общий вес составляет 250 килограммов или 0,25 тонн.
Определяем общий вес дома со всеми будущими нагрузками
Для начала определяем общий вес всех элементов конструкции дома:
Данная величина будет состоять из суммы веса всех материалов, применяемых в строительстве:
33,75+13,2+2,4+0,25+11,35+23,9+1,1+0,61+0,28+0,561+0,096+0,65+
+0,25 = 88,4 т
Далее определяется нагрузка от снега. Этот расчет проводится по СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».
Площадь крыши 123,5 х 160 = 19760 килограммов, или 19,76 тонн. Где 160 килограммов на квадратный метр – это величина снеговой нагрузки в районе строительства дома. При угле наклона в 28 градусов, необходимо использовать поправочный коэффициент М=0,942. То есть, 19,76 х 0,942 = 18,6 тонн.
Далее необходимо определить полезную нагрузку от людей, мебели, оборудования и других вещей, которые будут находиться в доме. Эта величина принимается равной общей площади дома умноженной на 180 килограммов на квадратный метр (это с хорошим запасом). То есть, 64,9 х 180 = 11682 килограмма или 11,7 тонны.
Итого, общий вес дома со всеми нагрузками будет составлять 88,4 + 18,6 + 11,7 = 118,7 тонны.
Расчет удельного давления на грунт
Далее нужно проверить размеры нашего фундамента по СП 22.13330.2016 «Основания и фундаменты сооружений» на соответствие. Цель расчета – определить соотношение величины удельного давления на грунт под фундаментом от веса дома (Р т\м2) и расчетное сопротивление грунта - R т/м2.
Расчетное сопротивление грунта определяет способность держать нагрузку от дома без осадки. Величина Р определяется расчетами, а R строго регламентировано СП. Основным требованием для надежности конструкции является соблюдение условия, где Р не должна быть меньше R. Определяем удельное давление на грунт под подошвой фундамента Р т\м2. Для этого общий вес дома с нагрузкой в 118,7 тонн разделим на площадь подошвы фундамента 13,47 квадратных метров и получим значение Р на уровне 8,81 тонну на квадратный метр.
Значение R для глины составляет 10,0 т\квадратный метр. При определении R, так как мы не делали геологию грунта, из таблицы выбираем минимальный показатель. Тут мы видим, что R будет больше, чем Р, что соответствует условию надежной работы основания. Но чтобы создать запас прочности, который перекроет все возможные неточности в расчетах, необходимо чтобы величина R была на 20% больше, чем Р. И при 20% запасе необходимо чтобы Р было не более 8 т\м2.
То есть, полученная нами величина Р на уровне 8,81 т\м2 превышает допустимую величину R в 8,0 тонны на квадратный метр. Поэтому нужно корректироваться.
Корректировка расчетов
Чтобы обеспечить надежность фундамента, мы увеличим его ширину на 5 сантиметров, то есть ширину фундамента примем 0,35 м. площадь подошвы в данном случае составит 15,7 квадратных метра. Удельное давление на грунт под подошвой составит 118,7\15,71 = 7,56 т\м2.
Вес самого фундамента увеличился, поэтому нужно перепроверить значение Р. Объем фундамента при ширине 0,35 метров составит 0,35 х 0,75 х 44,95 = 11,8 метров кубических. Вес – 11,8 х 2,5 = 29,5 тонны. Размер цоколя оставим в тех же размерах и определяем объем: ширина 0,3 х 0,25 х 44,9 = 3,37 кубических метра. Вес составит 8,4 тонны. Общий вес фундамента и цоколя – 37,9 тонн.
При этом суммарный вес дома увеличится до 122,85 тонны.
Р при новых вводных составит 122,85\15,7 = 7,82 т\метр квадратный. Это соответствует величине сопротивления R в 8 т\м2, а значит, расчеты фундамента проведены верно.
