Як розрахувати куби фундаменту правильно
Визначити об'єм будь-якої фігури правильно, тим більше такий простий, як прямокутна призма основи будинку, не важко. Майбутнього господаря мають цікавити не стільки куби, скільки розрахунок кількості матеріалу, яку йому слід придбати.
Якщо Ви хочете знати, скільки потрібно матеріалів при будівництві фундаменту, необхідно розрахувати куби фундаменту.
Розрахувати куби фундаменту потрібно з граничною точністю, спираючись на спеціальні формули.
Для визначення обсягу основи будівлі недостатньо знати лише його периметр, висоту та ширину. Розрахунок цих параметрів вимагатиме визначити й інші показники, такі як:
- Фізичні характеристики ґрунту.
- Глибину промерзання ґрунту в холодну пору року.
- Вага всієї будови, у тому числі і її підстави.
- Марка (клас) бетону.
- Висоту та ширину зовнішніх та несучих внутрішніх стін.
- Матеріал стін, перекриттів та покрівлі.
Властивості ґрунту та глибина промерзання
Карта глибини промерзання ґрунту.
Основною характеристикою ґрунту, який необхідно враховувати, є його несуча здатність [σ]. Під цим розуміють здатність поверхні витримувати навантаження, не просідаючи. За цим показником ґрунти суттєво відрізняються. Так, супіски, до якої відносяться піщані ґрунти, містять не більше 10% глини і мають коефіцієнт пористості С=0,5, [σгр]≈3 кг/см 2 . Приблизно таке ж значення має цей параметр і для суглинків, а ось у глинистих ґрунтів, що містять більше 30% глини, здатність [σгр]≈6 кг/см 2 .
Глибина промерзання ґрунту визначає висоту фундаменту. Його підошва має бути приблизно на 15-20 см нижче за глибину промерзання грунту. На зображенні 1наведено мапу європейської частини України, за якою можна визначити глибину промерзання в районі будівництва. Подібні мапи є для інших районів країни.
Оскільки глибина вказана з дискретністю 20 см, а вибір глибини промерзання істотно позначиться на об'ємі фундаменту, то більш точного визначення цього параметра доцільно скористатися усередненням. Наприклад, для району Пензи глибина промерзання дорівнюватиме приблизно середньому значенню між 140 і 160 см, тобто 150 см.
Таблиця взаємозв'язку будівельного матеріалу, температури повітря та товщини стін будинку.
Для визначення маси усієї будівлі необхідно визначитися з товщиною стін (з урахуванням товщини утеплювача), з матеріалами, які будуть використані при зведенні зовнішніх та внутрішніх несучих стін. Це ж стосується перекриттів та покрівлі. Вагу необхідно визначати з урахуванням всього, що буде всередині приміщення, аж до меблів. Якщо планують використовувати пічне опалення, то маси печі не враховуємо, оскільки вона буде зведена на окремому фундаменті.
Марка бетону визначає його здатність витримувати стискаючі навантаження. Зазвичай для стрічкових фундаментів приватного будинку, висота якого вбирається у 3-х поверхів, застосовують марки бетону М200-М250. Ці марки відповідають класу В15-В20. Допустиме навантаження на стиск [σбет] складає: для М200 -196 кгс/см 2 , для М250 - 262 кгс/см 2 . Для подібних будівель застосовують полегшений бетон, куб якого має щільність Q, що дорівнює від 1800 до 2200 кг.
Попередній розрахунок кубатури та ваги
Для розрахунку кубатури фундаменту можна користуватися готовим калькулятором.
Ширина основи будинку у верхній частині зазвичай більше приблизно на 10 см, ніж ширина стін. В якостіНаприклад виконаємо розрахунок кубатури фундаменту, на який спирається цегляна стіна. Товщина такої стіни з урахуванням утеплювача, вентиляційного проміжку, товщини стіни в 1,5 цегли, складе приблизно 40 см. Отже, ширина верхньої частини основи повинна дорівнювати, як мінімум, 50 см.
Щоб порахувати кубатуру фундаменту, введемо такі позначення:
- Рзд - загальна вага будівлі, кг;
- рзд - маса будівлі, що припадає на 1 м довжини основи, кг;
- РФ - загальна вага фундаменту, кг;
- рФ - маса, що припадає на 1 м довжини, кг;
- V - загальний обсяг основи, м 3;
- v - обсяг ділянки завдовжки 1 м;
- L - периметр основи, LД і LШ - його довжина та ширина відповідно, см;
- ΔВ, ΔН — ширина верхньої та нижньої частини основи відповідно, см;
- h - висота основи, см;
- s - площа одного погонного метра, см2.
Визначимо вагу р, що припадає на 1 м довжини, як рЗД=Р/L,
Площа s=100× ΔВ, а тиск на одиницю площі поверхні становитиме
Щоб надалі правильно порахувати обсяг, необхідно перевірити виконання умови
σФ 3 =0, 75 м 3 , а вага цієї ділянки становитиме: РФ=Q× v= 2000×0,75=1500 кг.
Визначення тиску на ґрунт
Залежність глибини закладення фундаменту від типу ґрунту.
Розрахувати тиск на поверхню необхідно для того, щоб порівняти його з несучою здатністю грунту [σгр]. Правильно це зробити за формулою:
Перевіряємо виконання умови:
σгр 3 , тобто знадобиться приблизно 12 кубів.
Пропонований метод дозволяє спочатку порахувати кількість бетону, який потрібнодля ділянки розміром в 1 погонний м. Це значно полегшує визначення загальної потреби в цементі, піску, гравії для стрічкових фундаментів будь-яких розмірів.