Расчёт веса каркасного дома, определение площади и веса фундамента, нагрузки на грунт

Каркасные дома сегодня пользуются у россиян всё большей и большей популярностью. И здесь нет ничего удивительного: они дёшевы и неприхотливы в плане строительства. Расчёт веса дома необходимо производить обязательно, ведь от этого зависит, какой фундамент стоит выбрать. Например, ленточный фундамент под каркасный дом подойдёт в том случае, если сам дом будет небольшим (например, для дома 6х6 м). Столбчатый фундамент для каркасного дома – это уже под более массивный вариант. В статье будет рассмотрен вопрос о том, какой фундамент подойдёт под определённый дом, а также то, как правильно произвести расчёт веса самого дома.

Расчёт фундамента для каркасного дома и нагрузки на него

Расчёт веса дома

Расчёт веса дома – это довольно простое занятие, здесь не надо учитывать толщину стены, производить расчёт таких значений, как, например, ширина и длина, определять, какой тип каркаса используется.

Достаточно воспользоваться справочными данными:

1. Удельный вес стены дома с утеплителем (при условии, что стены имеют стандартную толщину в 150 мм) будет составлять от 30 до 50 кг на 1 кв. м;
2. Для такого дома подойдет чердачное перекрытие с деревянными балками (перекрытие выбирается независимо от типа стены), имеющее плотность до 200 кг на 1 куб.м. Его вес будет колебаться от 70 до 100 кг на один кв.м.

Разумеется, показатели могут различаться, но расчёт для каркасного дома можно вести приблизительно, а потом добавить для перестраховки 10%-15% к получившемуся результату.

Сравнительная таблица веса стен, перекрытий и кровли разных типов домов

Что касается кровельного покрытия, то здесь расчёт веса ведётся исходя из типа самой кровли:

1. Стальная листовая кровля будет иметь вес в диапазоне от 20 до 30 кг на 1 м2;
2. Покрытие из рубероида будет весить в диапазоне от 30 до 50 кг на 1 м2;
3. Шиферная кровля может иметь вес от 30 до 40 кг на 1 м2;
4. Покрытие из классической черепицы (её не надо путать с металлочерепицей – последняя является ничем иным, как листовой сталью) составит диапазон в размере от 60 до 80 кг на 1 м2 (речь идёт о так называемой гончарной черепице).

Также, обязательно надо учитывать и вес снежного покрова. До 100 кг на 1 м2 – это юг страны, 150-200 кг на 1 м2 – центральная часть, более 200 кг на 1 м2 – Крайний Север. Средний показатель по стране – около 150 кг на 1 м2.

Этапы расчета

Фундамент рассчитывают за несколько шагов:

• Определение веса дома без учета фундамента.
• Определение снеговой и ветровой нагрузок.
• Определение несущей способности грунта.
• Подбор оптимального типа фундамента.
• Расчет площади подошвы фундамента.

ГдеМатериал рассказал, как армировать фундамент и какую арматуру для этого использовать.

Вес дома без учета фундамента

Если у вас есть смета, то вам повезло: для расчета веса дома достаточно узнать вес всех материалов. Если же нет, то вам придется ее составить. Далее рассчитываем объем каждого материала в смете, считаем вес и складываем. Так получаем суммарное давление на фундамент дома.

Мы не будем приводить здесь массу всевозможных материалов, потому что их выбор огромен. Эти характеристики вместе со всеми необходимыми материалами можно легко найти в каталоге ГдеМатериал. Перечислим только основные элементы строения, необходимые для расчета фундамента:

• Вес стен зависит от строительного материала из которого они сделаны.
• Давление от элементов крыши. В конструкцию крыши входят — стропила, обрешетка, кровля, утеплитель.
• Вес межэтажных перекрытий определяется материалом самих перекрытий и плотностью используемого утеплителя.
• Эксплуатационная или полезная нагрузка. Сюда входит вес мебели, одежды, различной домашней техники — всего, что не является частью строительных конструкций. Эта нагрузка распределяется равномерно по всей площади перекрытий. В среднем для цокольного и межэтажного перекрытия жилых домов она составляет 210 кг/м2, для чердачного перекрытия 105 кг/м2.

Снеговая нагрузка

Отлична в каждом районе. Вес снегового покрова в вашей местности прописан в «СНиП 2.01.07-85* НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ». В этом СНиП в приложении 5 есть карта, по которой можно определить эти данные. Вот некоторые из них:

Все значения приведены для горизонтальной проекции крыши — снежный покров давит на нее только сверху вниз. Поэтому при расчете необходимо брать не площадь крыши, а только площадь ее горизонтальной проекции.

Ветровая нагрузка

Рассчитать давление от ветра достаточно сложно. Оно зависит от многих факторов: расположение относительно направления ветра, материал стен и крыши, от форма сооружения и т.д.

Но его можно посчитать по упрощенной формуле:

Ветровая нагрузка = (15 * h + 40)*S,

где h – высота от уровня земли до верхней точки строения, S – площадь здания.

Несущая способность грунта

На каждом строительном участке грунт может быть абсолютно разным. Даже если у соседа один вид грунта, то на вашем участке он может быть совершенно другой.

В зависимости от того, какие виды грунтов залегают на участке, меняется несущая способность основания. Для расчетов чаще всего необходимо значение, которое показывает максимальную нагрузку в кг на 1 см2 площади. Классификация грунтов по прочности:

Теперь можно подбирать оптимальный тип фундамента и рассчитывать его. Сделаем это на примере.

Расчёт площади и веса

Расчёт площади фундамента, как и веса, должен учитывать его тип. Например, свайный фундамент для каркасного дома будет рассчитываться по одному принципу, если производить расчёт на столбчатый фундамент под каркасный дом, то принцип уже будет другой.

Кстати, смета строительства тоже будет довольно прилично различаться. Под тяжёлые железобетонные или те же кирпичные строения (или если стены имеют слишком плотный утеплитель) лучше всего, пожалуй, подойдёт, ленточный фундамент, глубина залегания которого достаточно велика.

Монтажная схема столбчатого фундамента для каркасного дома

Если брать каркасный дом, то вполне будет достаточно построить обыкновенный столбчатый фундамент, как для стандартных небольших деревянных домов. Смета строительства будет в итоге относительно небольшой, даже если толщина стен будет велика.

Стоит привести пример расчёта параметров фундамента на конкретном примере. Допустим, столбики фундамента будут иметь диаметр в 0,2 метра. Их высота пусть составляет 2,9 м, а глубина залегания – 1,5 м.

Следовательно, не составит труда рассчитать и их опорную площадь, которая составляет в данном случае 314 кв.см. Его объём равен 0,06 куб.м, а вес будет составлять 143 кг.

При условии, что длина стены будет составлять 30 м (это общая длина всех стен) и если устанавливать опорные столбики фундамента через каждый метр, то их необходимое количество – ровно 30 штук. Соответственно, общий вес фундамента будет равен 4,29 тонны, а площадь – 9420 кв. сам.

Виды столбчатых фундаментов

Чтобы узнать итоговую нагрузку на грунт, необходимо сложить вес дома и фундамента и разделить эту сумму на опорную площадь. В итоге, проведя несколько простых вычислительных арифметических операций, мы рассчитали и вес дома, и вес фундамента (столбчатого) и нагрузку на грунт.

Как видно, сделать это можно легко и самостоятельно, обращаться в проектное бюро и затрачивать за работу инженеров большие деньги не потребуется.

Для каркасного дома вполне хватит и обычного столбчатого фундамента.

На что влияет вес дома

От веса строения непосредственно зависят характеристики фундамента. Так, размеры и величину заглубления ленточного фундамента подбирают с учетом массы каркасного дома. Правильный расчет нагрузки на фундамент гарантирует:

• равномерность усадки дома без перекосов и деформаций;
• сохранение целостности конструкции в процессе просадки;
• поддержание теплоизоляционных и прочностных характеристик на заданном уровне благодаря отсутствию коробления и неравномерной усадки.

Однако расчет нагрузок на фундамент производят по сложной формуле, в которой масса дома – одна из переменных. Проектировщики ориентируются на нормативы СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений», в которых приведены формулы и табличные данные для проведения точных расчетов.

Факторы, которые надо учитывать при выборе фундамента

Географическое месторасположение местности

Географическое местоположение участка, где будет расположен каркасный дом – крайне важный фактор, из которого определяется и конечная глубина промерзания земли, и уровень грунтовых вод, и тип почвы и другие важные особенности.

Например, в горных районах России возвести ленточный и, тем более, столбчатый фундамент будет крайне затруднительно. Для них нужно будет выбрать фундамент свайный – крайне дорогой, но зато он может использоваться даже в таких условиях.

Расчётная схема мелкозаглубленного ленточного фундамента

Впрочем, удельный вес горных почв в России довольно мал, основная часть территории лежит на суглинистых и супесчаных почвах, где можно обойтись и ленточных фундаментом.

Правда, надо учитывать, что нагрузка на супесчаные почвы, например, будет большей, то есть, усадка дома будет большей, в отличие от тех же торфяных почв. Впрочем, это уже мелочи. А вот смета строительства от этого параметра зависит сильно.

Глубина промерзания грунта

Обычно принято считать, что любой фундамент надо строить таким образом, чтобы его подошва была ниже глубины промерзания. Это не совсем так: здесь всё полностью зависит от типа почв.

В тех же горных районах России уровень промерзания вообще никак не учитывается. Разумеется, что в регионах с экстремальным климатом, типа Крайнего Севера, всё несколько иначе: там, в основном, возводят свайные фундаменты, для которых промерзание – лишь “лёгкий чих”.

Карта нормативной глубины промерзания грунта в разных регионах России

В центральных районах страны всё несколько иначе: здесь действительно лучше принять за правило, что глубина залегания должна быть меньше глубины промерзания. В целом, можно сказать так: глубина промерзания – один из критериев, но далеко не самый важный. Смета строительства изменяется в данном случае не сильно.

Уровень грунтовых вод

В среднем, уровень залегания грунтовых вод колеблется на территории страны в пределах от 1,5 до 2 м, но надо учитывать, что это именно усредненный показатель, статистический, так сказать.

Инженеры обычно рекомендуют следующее:

• Минимальная глубина залегания основания – не менее 0,5 м;
• Желательно, чтобы подошва основания располагалась ниже уровня залегания вод (особенно если в доме будут подвалы).

  Средняя глубина залегания грунтовых вод на территории России

Поскольку каркасный дом и нужный для него столбчатый фундамент относительно лёгкие, то глубина залегания обычно проходит выше этого уровня, так что, обладателям подобных строений беспокоиться не о чем.

С другой стороны, если основание дома залегает ниже уровня воды, то тот же столбчатый использовать уже будет нельзя, особенно в сейсмоопасных зонах типа Камчатки. А вот смета строительства в этом случае действительно будет сильно увеличена, но смета в каждом конкретном случае будет всегда различаться.

В России средний уровень залегания грунтовых вод колеблется в диапазоне от 1,5 до 2 м.

Тип почвы и несущая способность разных типов грунтов

Тип почвы – важнейший критерий при выборе основания для дома. Условно все типы российских почв можно разделить на следующие:

• растительные;
• иловые или торфяные;
• гравелистые, крупнопесчаные и мелкопесчаные;
• пылеватые и мелкопесчаные;
• суглинки.

Самый лучший тип почвы для строительства дома – гравелистые. Они и не слишком твёрдые, как те же горные, например, но и не слишком мягкие, как песчаные. Но это уже почти идеальные условия, которые в реальной жизни встречаются нечасто.

Карта типов почв России

Иловые и торфяные почвы – самые неподходящие. Кстати, строить на них дом вообще нельзя. По сути, это то же самое, что возводить основание прямо посередине большого болота. На растительном грунте глубина залегания основания дома может варьироваться от 0,5 до 1 м. На гравелистых – хватит и 0,5 м.

Смета строительства, понятное дело, тоже будет сильно зависеть от типа почвы, так как от неё, в свою очередь, будут зависеть и основные показатели самого фундамента. Кстати, толщина стены вместе с утеплителем тоже будет влиять на размер фундамента и его конечную стоимость. Все эти факторы обязательно надо учитывать.

Климатические особенности

От климатических условий зависит всё: и выбор толщины стены дома, и тип его основания, и другие важнейшие условия. Если с центральными регионами страны всё более-менее понятно, то вот в регионах с экстремальными температурными условиями разобраться следует подробнее.

Климатическая карта России

Например, как уже отмечалось выше, на горных почвах потребуется свайное основание для дома, там где температура воздуха ниже средней по стране ,придётся делать глубокий фундамент, причём чем глубже располагается его подошва, тем лучше.

Кстати, тут ещё стоит отметить и такую особенность: глубина промерзания грунтов – показатель сезонный и напрямую зависит от типа климата. Здесь можно привести следующие данные по глубине промерзания:

• для суглинистых почв – 0,23 м (среднее значение за год);
• для песчаных – 0,28 м;
• для гравелистых – 0,3 м;
• для обломочных (скальных или горных) – 0,34 м.

Данный показатель также может колебаться не только в плане типов почв, но и географического месторасположения участка. Например, на том же Крайнем Севере глубина промерзания даже в среднем значении будет существенно выше (1 м и более – это уже регионы с вечной мерзлотой, где капитальные строения, собственно говоря, обычно и не возводятся).

Расчётная таблица несущей способности разных типов грунтов

Это то же самое, что построить десятиэтажных жилой дом в Антарктиде или на Северном полюсе. В общем и целом, вес каркасного дома и его основания – важнейшие критерии, которые всегда обязательно нужно учитывать. Если неправильно рассчитать эти параметры, то дом попросту просядет.

Правда, если “ошибиться” в меньшую сторону (когда вес дома и его основания меньше), то это будет даже хорошо, хотя смета строительства увеличится. В общем, остаётся пожелать закончить строительство как можно быстрее!

Приблизительный вес каркасных домов разных размеров

Чтобы правильно рассчитать фундамент под будущий частный жилой дом, предварительно рекомендуется сделать расчет массы (нагрузки) самого сооружения вместе с кровлей.

Чтобы не выводить сложные формулы, во всех примерах предусмотрена односкатная кровля с незначительным уклоном и максимальные значения удельных масс элементов конструкции, указанные выше.

Вес здания 6х6

Рассчитаем, сколько весит небольшой дачный каркасный дом размером 6х6 со следующими параметрами:

• Стены постройки одинаковых размеров – длина 6 м, высота 3 м (50 кг/м2);
• Чердачное перекрытие – 6х6 м (100 кг/м2);
• В качестве кровельного покрытия используется рубероид – 6х6 м (50 кг/м2).

Расчет:

• Масса одной стены составит: 6 * 3 = 18 м2 * 50 кг = 900 кг, четырех стен – 3600 кг;
• Масса чердачного перекрытия: 6 * 6 = 36 м2 * 100 кг = 3600 кг;
• Масса кровли: 6 * 6 = 36 м2 * 50 кг = 1800 кг;
• Общий вес каркасного жилого дома размером 6х6 метров: 3600 + 3600 + 1800 = 9000 кг + 15% = 10350 кг ≈ 10,4 т.

Вес здания 6х8

Рассчитаем вес загородного каркасного дома размером 6х8 со следующими параметрами:

• Две стены сооружения – длина 6 м, высота 3 м (50 кг/м2);
• Две стены сооружения – длина 8 м, высота 3 м (50 кг/м2);
• Чердачное перекрытие – 6х8 м (100 кг/м2);
• Кровля из листового металла – 6х8 м (30 кг/м2).

Расчет веса каркасного дома:

• Масса первых двух стен: 6 * 3 = 18 м2 * 50 кг = 900 кг * 2 = 1800 кг;
• Масса вторых двух стен: 8 * 3 = 24 м2 * 50 кг = 1200 кг * 2 = 2400 кг;
• Общая масса стен: 1800 + 2400 = 4200 кг;
• Масса чердачного перекрытия: 6 * 8 = 48 м2 * 100 кг = 4800 кг;
• Масса кровли: 6 * 8 = 48 м2 * 30 кг = 1440 кг;
• Общий вес такой конструкции составит: 4200 + 4800 + 1440 = 10440 кг + 15% = 12006 кг ≈ 12 т.

Вес здания 8х8

Рассчитаем вес частного каркасного дома размером 8х8 со следующими параметрами:

• Стены сооружения одинаковых размеров – длина 8 м, высота 3 м (50 кг/м2);
• Чердачное перекрытие – 8х8 м (100 кг/м2);
• Шиферная крыша – 8х8 м (40 кг/м2).

Расчет:

• Масса одной стены составит: 8 * 3 = 24 м2 * 50 кг = 1200 кг, четырех стен – 4800 кг;
• Масса чердачного перекрытия: 8 * 8 = 64 м2 * 100 кг = 6400 кг;
• Масса кровли: 8 * 8 = 64 м2 * 40 кг = 2560 кг;
• Общий вес каркасного дома: 4800 + 6400 + 2560 = 13760 кг + 15% = 15824 кг ≈ 15,8 т.

Вес здания 10х10

Рассчитаем массу жилого дома каркасной конструкции размером 10 на 10 метров с такими параметрами:

• Все стены здания одинаковые – длина 10 м, высота 3 м (50 кг/м2);
• Чердачное перекрытие – 10х10 м (100 кг/м2);
• Кровля из черепицы – 10х10 м (80 кг/м2).

Расчет:

• Масса одной стены составит: 10 * 3 = 30 м2 * 50 кг = 1500 кг, четырех стен – 6000 кг;
• Масса чердачного перекрытия: 10 * 10 = 100 м2 * 100 кг = 10000 кг;
• Масса кровли: 10 * 10 = 100 м2 * 80 кг = 8000 кг;
• Общий вес загородного каркасного дома размером 10х10 составит: 6000 + 10000 + 8000 = 24000 кг + 15% = 27600 кг ≈ 27,6 т.

Источник: furnilux.ru