Пример расчета ленточного фундамента для дома из газобетона по несущей способности грунта

Описание дома для расчета

Одноэтажный дом из газобетонных блоков. Состав и размещение помещений изображен на чертеже. Площадь жилая - 64,9 м². Площадь крыши - 123,5 м². Габаритные размеры дома: 9,1х8,8 х 6,30 м.

Общий вид дома

Планировка дома

 
Разрез дома

 
План фундамента

Строительство дома предполагается на глинистых грунтах. Объективные данные: глубина промерзания до 0,9 м; расстояние от планировочной отметки до уровня грунтовых вод в период промерзания грунта менее чем 2 м. Место строительства – Киевская область.

Задаем предварительные параметры фундамента исходя из имеющихся геологических условий и принятой схеме его планировки.

Ширина - 0,3 м; высота – 0,75 м; длина – 44,9 м. Общая площадь подошвы фундамента: длина 44,9 мхширина 0,3 м=13,47 м².

Глубину заложения фундамента принимаем не менее ¾ части расчетной глубины промерзания, но не менее 0,7 м – согласно таблице из статьи Расчет ленточного фундамента дома.

Элементы конструкции и применяемые материалы

• фундамент – ленточный, монолитный ЖБ;
• цоколь – ЖБ (0,25 м от уровня земли);
• наружные стены – газобетонные стеновые блоки; 
• внутренние стены – межкомнатные газобетонные блоки;
• конструкция крыши - деревянная, двухскатная. Угол наклона – 28 градусов. Площадь крыши 123,5 м²; 
• окна деревянные, двойные. Двери наружные металлические, внутренние деревянные;
• кровля - профнастил;
• фасад - тонкослойная штукатурка;
• пол – деревянный брус, половая доска; 
• потолочное перекрытие - деревянное;
• цокольное перекрытие – сборные пустотные бетонные плиты;
• утеплитель, гидроизоляция;
• внутренняя штукатурка стен.

Расход строительных материалов и их вес(а)

• бетон марки М 150 для ЖБ ленточного монолитного фундамента и цоколя высотой 0,25 м. Объем фундамента (предварительный) определяем расчетом: ширина 0,3 м х высота (0,75 м+0,25 м - цоколь)хдлина 44,95 м=13,5 м³. Удельный вес железобетона – 2500 кг/м³ (по данным СНиП II-3-79). Считаем вес фундамента и цоколя: 13,5х2500=33750 кг или 33,75 т;
• газобетонные блоки стеновые для наружных стен (ТУУ21 В.2.7-142-97). Размеры блоков 300 мм (Ш)х200 мм (В)х600 мм (Д). Вес 1 блока плотности Д 500 (500 кг/м³) – 20 кг. Для возведения стен шириной 300 мм с вычетом площади окон и дверей необходимо 660 блоков. Общий вес блоков 660х20=13200 кг или 13,2 т;
• газобетонные блоки межкомнатные для внутренних перегородок (ТУУ21 В.2.7-142-97). Размеры блоков 120 мм (Ш)х200 мм (В)х600 мм (Д). При плотности Д 300 (300 кг/м³), вес 1 блока – 4,35 кг. Всего необходимо, с вычетом дверных проемов дверей 560 блоков. Вес внутренних перегородок составит 560х4,35=2436 кг или 2,4 т;
• металл. Сталь на металлические двери: 1 - высотой 2,0 м, шириной 0,8 м с металлической коробкой; 2 - двойная высотой 2,0 м, шириной 1,6 с металлической коробкой. По сертификату производителя их общий вес составляет 250 кг или 0,25 т;
• лесоматериалы (хвойных пород) для сооружения: внутренних деревянных дверей, обналички; короба окон из бруса; пола из бруса и половой доски; стропил крыши из бруса, доски, горбыля; фронтона крыши из досок. Обмер всех составных элементов этих конструкций (по выполненным эскизам) составил объем в сумме 22,7 м³. Удельный вес хвойных пород древесины – 500 кг/м³ (по данным СНиП II-3-79). Определяем вес всего использованного лесоматериала - 22,7х500=11350 кг или 11,35 т;
• пустотные бетонные плиты (по ГОСТ 9561-91). Для цокольного перекрытия применяем плиты перекрытий многопустотные с круглыми пустотами ПК 48.12.8. Толщина плиты - 0,22 м. Удельный вес плиты 1,36 т/м³. Площадь перекрытия 8,8х9,1=80,1 м². При стандартной толщине плиты 0,22 м, объем перекрытия 80,1х0,22=17,6 м³. Определяем вес перекрытия – 17,6х1,36=23,9 т;
• лицевой кирпич для облицовки цоколя (по ГОСТ 530-2007). Площадь облицовки (8,8+8,8+9,1+9,1)х0,25=8,9 м². На 1 м² кладки в 0,5 кирпича с учетом растворных швов, необходимо 51 штука кирпича весом 2,0 кг каждый. Получаем вес всего кирпича 51х8,9х2,0=908,0 кг. Вес раствора (из расчета приблизительно на 1 м²–0,02 м³)-8,9х0,02=0,178 м³. Удельный вес цементно-перлитового раствора 1,1 т/м³. Вес раствора 0,178х1,1=0,196 т. Общий вес облицовки - 1,1 т;  
• профнастил для покрытия крыши. Площадь крыши составляет 123,5 м². Применяем оцинкованный профнастил (ТУ 1122-002-42831956-02). При весе 1 погонного метра профнастила марки НС18 - 4,35 кг, шириной 1 м, нам необходимо 140 м² (с учетом перекрытия листов профнастила) или 140 м.п. (при ширине 1 м), что составит 140х4,35=610 кг или 0,61 т;
• утеплитель для пола. Необходимо утеплить пол площадью 8,8х9,1=80,1 м². Для утепления применим маты минераловатные с удельным весом 35 кг/м³, толщиной 0,1 м. Тогда вес утеплителя составит 80,1х0,1х35=280 кг или 0,28 т;
• утеплитель для крыши. Крышу будем утеплять по чердачному перекрытию. Для утепления крыши необходимо 200 мм утеплителя из минеральной ваты плотностью 35 кг/м². Площадь утепления 80,1 м². При этом вес утеплителя для крыши составит 80,1х0,2х35=561 кг или 0,561 т;
• гидроизоляция для фундамента и крыши. Для фундамента применим рубероид РКП-350Б (ГОСТ 10923-93). Вес 1,0 м²–1,0 кг, в два слоя. При площади фундамента 13,5 м², его вес будет – 13,5х1,0х2=27 кг или 0,027 т. Для крыши применим гидроизоляционную мембрану с плотностью 940 кг/м³. Для площади крыши 123,5 м² вес мембраны 123,5х940 х 0,0006=69,65 кг или 0,069 т. Общий вес гидроизоляции будет 0,027+0,069=0,096 т; 
• окна двойные деревянные, остекленные, покупные. 4 окна 1,2 мх1,4 м, 3 окна 0,6 мх1,4 м. По сертификату производителя, общий вес окон 650 кг или 0,65 т;
• штукатурка тонкослойная, цементно-песочная смесь. Для наружных и внутренних стен. Общий вес составляет 250 кг или 0,25 т.

Общий вес дома с нагрузками

• Определяем вес конструкции дома, включая все его элементы:

Эта величина состоит из суммы веса материалов используемых для строительства: 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;

• Определяем снеговую нагрузку на дом:

Расчет проводим в соответствии с требованием ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия» раздел 8.

Площадь крыши 123,5 х160=19760 кг, или 19,76 т. Где 160 кг/м² величина снеговой нагрузки в районе строительства дома. С учетом угла наклона ската крыши (28 градусов) применяем поправочный коэффициент М=0,942. 19,76х0,942=18,6 т. 

Определяем полезную нагрузку от мебели, оборудования, количества людей и т. д., все, что будет находиться в доме. Эта величина (с запасом) принимается равной общей площади дома умноженная на 180 кг/м². В нашем случае 64,9х180=11682,0 кг или 11,7 т.

Итого суммарный вес дома с нагрузками составляет: 88,4+18,6+11,7=118,7 т.

Расчет удельного давления на грунт

Проводим проверку выбранных размеров нашего фундамента на работоспособность.

Проверка проводится по упрощенной методике на соответствие фундамента требованиям ДБН В.2.1.-10-2009 «Основания и фундаменты сооружений». (Приложение Е). Целью расчета является определение соотношения величин удельного давления на грунт под подошвой фундамента от веса дома - Р т/м² и расчетного сопротивления грунта - R т/м². Расчетное сопротивление грунта характеризует его способность воспринимать нагрузку от здания без осадки. Величина Р определяется расчетом, а R регламентируется ДБН. Главным требованием для надежной работы фундамента является соблюдение условий, при которых величина P должна быть меньше величины R. Определяем удельное давление на грунт под подошвой фундамента Р т/м². Для этого общий вес дома с нагрузками 118,7 т делим на площадь подошвы фундамента 13,47 м² получаем Р=8,81 т/м².

По таблице Е.3 ДБН находим что R для глины составляет 10,0 т/м². При определении R, поскольку не проводились геологические исследования грунта, из таблицы выбираем самый минимальный показатель этой величины (принимая во внимание самые не благоприятные показатели пористости и текучести грунта). Как мы видим R больше Р, что соответствует главному условию надежной работы фундамента. Для создания запаса прочности фундамента, перекрывающего неточности в выборе исходных данных, необходимо чтобы величина R была на 15-20% больше чем Р. У нас, при 20% запасе, достаточно выполнить условие - величина Р должна быть не более 8,0 т/м² (контрольная величина).

Полученная величина Р=8,81 т/м² превышает допустимую величину расчетного сопротивления грунта R=8,0 т/м².

Корректировка и проверка параметров фундамента

Для обеспечения гарантированной работоспособности фундамента увеличиваем его ширину на 5 см, т.е. ширину фундамента принимаем 0,35 м. Площадь его подошвы будет составлять 0,35х44,9=15,7 м². Определяем удельное давление на грунт под подошвой фундамента Р=118,7/15,71=7,56 т/м².

Проведем уточненную проверку Р, т.к. увеличился вес самого фундамента. Объем фундамента, при ширине 0,35 м составит: 0,35х0,75х44,95=11,8 м³. Вес будет 11,8х2,5=29,5 т. Размеры цоколя оставляем в прежних размерах и определяем объем: ширина 0,3х0,25х44,9=3,37 м³. Вес составит 3,37х2,5=8,4 т. Общий вес фундамента и цоколя 29,5+8,4=37,9 т.

При этом суммарный вес дома с нагрузками составляет 118,7+37,9-33,75=122,85 т.

Определяем Р=122,85/15,7=7,82 т/м². Эта величина максимально соответствует допустимой величине расчетного сопротивления R=8,0 т/м² и является приемлемой для данного фундамента.