Прежде чем возводить фундамент, надо произвести его расчет. В этой статье будет рассказано, как выполнить своими силами расчет ленточного фундамента для бани. Надеюсь, что она поможет Вам на начальном этапе строительства и будет хорошим стимулом для дальнейших работ. В противном случае, всегда остается возможность обратиться к услугам профессионалов в одну из строительных организаций. Правда, при этом придется понести соответствующие материальные издержки.
В общем случае расчет любого фундамента сводится к определению типа грунта и нагрузки на него всех конструктивных элементов строения, включая сам фундамент, и на основании этих расчетов к определению размеров самого фундамента. Кроме того, важно учесть и снеговую нагрузку в зимнее время года, и мебель, и количество людей, одновременно находящихся в бане. Одним словом, учитывается все, что имеет вес.
Русская баня – не исключение из этого правила. Мы будем строить не какой-нибудь эксклюзивный особняк, а всего лишь относительно небольшую постройку на своем земельном участке. Поэтому нам будет вполне по силам решить эту непростую задачу самостоятельно. Итак, приступаем.
Определение типа грунта
Методика определения типа грунта подробно рассмотрена в этой статье. Руководствуясь рекомендациями, указанными в ней, даже неподготовленный человек легко сможет определить тип грунта на земельном участке под застройку бани, а полученные данные будут использоваться в этом расчете фундамента.
Подсчет веса всех конструктивных элементов бани
Еще из школы известно, чтобы получить вес элемента достаточно умножить его объем на соответствующий удельный вес материала. Разумеется, в соответствующих единицах. Например, если объем в куб. метрах, то удельный вес Y должен быть в килограммах на один куб. метр (кг/м³), а для объема в куб. см – удельный вес в граммах на куб. сантиметр (г/см³).
Вес определяем по формуле (для кг и м³):
P = V * Y, где
Расчет объема V производиться путем разбивки конструктивного элемента на простейшие составляющие (V₁, V₂, V₃…), вычислении их объемов и сложении полученных результатов.
V = H*S*L, где
Наша главная задача – определить общую площадь фундамента, опирающегося на грунт, и на основании всего веса бани найти расчетное удельное давление R на грунт.
Правильно рассчитанный фундамент должен иметь расчетное удельное давление как минимум на 80% меньше нормативного значения удельного сопротивления грунта W (см. приложения в конце статьи). Нормативные значения сопротивления грунта устанавливаются СНиП и означают предельно допустимую удельную нагрузку строения на грунт, при которой он не дает критической осадки и, соответственно, не меняет своих прочностных свойств. Одним словом, должно обеспечиваться следующее выражение:
R < 0.2 * W, где
На этом этапе придется сделать наброски будущей бани в виде эскизов. Ведь не имея приблизительных размеров ее конструктивных элементов, как можно подсчитать вес всего строения и, соответственно, правильно выполнить расчет ленточного фундамента для бани?
Лучшим вариантом было бы сделать предварительные чертежи при помощи профессионального пакета «Archicad» фирмы «Graphisoft», освоение которого для подготовленного пользователя не составило бы труда. Это приложение отвечает всем последним требованиям, предъявляемым к проектированию современных зданий и сооружений. Единственным недостатком полной версии этого приложения является его высокая цена. Однако хорошо поискав в Интернете, можно найти и ее различные бесплатные варианты. Подойдут и бесплатные программы, такие как «VisiCon», «FloorPlan 3D», «Дом-3D», «CyberMotion 3D-Designer», «Total 3D Home Design Deluxe» и др.
В крайнем случае, Вы можете набросать и от руки эскизы будущей бани. Главное, чтобы они достаточно ясно и понятно отражали внешний вид и особенности конструктивных элементов с указанием материалов. Не надо стремиться к точному определению размеров – все численные значения устанавливайте приближенно, так как все равно придется делать окончательную корректировку веса бани.
Для облегчения подсчета сложной конструкции, разбивайте ее на простейшие фигуры (призмы, кубы) и вычисляйте их объемы отдельно (V₁, V₂, V₃…). Затем, умножив на удельный вес соответствующего материала Y (см. приложение в конце статьи), получаем вес каждого конструктивного элемента (двери, окна, стены…), а сумма их весов даст нам общий вес Pk всего строения.
Чтобы определить вес, перемножаем объем V и удельный вес материала Y. Если при строительстве бани будут использоваться стандартные конструктивные элементы (окна, двери, оборудование …), то расчет их веса не потребуется, так как производитель указывает их вес в сопроводительных документах.
Pk = V₁ * Y₁ + V₂ * Y₂ + V₃ * Y₃ …
В зависимости от района проживания (см. карту районирования снеговой нагрузки), выбираем в таблице нормативное значение снеговой нагрузки Ys.
Выбранное значение умножаем на корректировочный коэффициент ɱ, который зависит от вида и наклона кровли бани, по следующим показателям:
- Для угла наклона ската меньше 25 градусов – ɱ = 1;
- В интервале от 25 до 60 градусов – пропорционально увеличению угла наклона ската – в интервале, начиная со значения ɱ > 0 до ɱ < 1;
- Для угла наклона ската больше 60 градусов – ɱ = 0
Умножив выбранное значение снеговой нагрузки на площадь кровли Sk в м² и, применив корректировочный коэффициент, получаем общую нагрузку снежного покрова на кровлю в килограммах Ps:
Ps = Ys * Sk * ɱ
Итак, все необходимые расчеты выполнены. Полный вес нашей бани Pb (без учета фундамента) определяем по формуле:
Pb = Pk + Ps + Pp, где
Pp = Общая площадь бани * 180 кг/м²
В содержание
Расчет требуемых размеров ленточного фундамента
Мы уже ранее определили тип грунта (см. выше п.1 содержания). На основании полученных значений глубин промерзания (см. в конце статьи) выбираем по этой таблице рекомендуемую глубину фундамента H (например, для непучинистых грунтов это значение будет 0.500 м).
Рекомендуемая глубина фундамента
В нижеуказанной таблице находим ширину основания S фундамента, руководствуясь выбранным материалом фундамента и ранее разработанным эскизом бани. При этом, надо учесть то, что фундамент необходим под все несущие стены.
Рекомендуемая ширина основания ленточного фундамента, мм
Зная ширину, глубину, длину и удельный вес, мы без труда находим вес ленточного фундамента.
Полный вес бани, включая фундамент (тонны):
P = Pb + Pf, где
Площадь основания фундамента Q определяем так же, как было описано выше, разбивая его на простейшие фигуры.
Выводим расчетный коэффициент нагрузки R строения по этому выражению:
R = P / Q, где
Сравниваем значение R, с нормативными коэффициентами сопротивления грунта W по следующей таблице:
Нормативное удельное сопротивление грунта
Если значение R меньше значения 0.2 * W, то это значит, что расчет фундамента выполнен правильно. Однако, если R значительно меньше W, то, чтобы сэкономить материалы, следует уменьшить ширину фундамента, но не меньше, чем до 350 мм.
При значении R > 0.2 * W, обязательно производиться изменение размеров подошвенной части фундамента, позволяющих выполнять условие формулы R < 0.2 * W.
Изменяя размеры фундамента, не забывайте пересчитывать его вес и, соответственно, вес всей постройки, иначе получите неправильные результаты.
В содержание
Заключение
Итак, общими усилиями мы определили основные размеры фундамента под баню. Остается только коротко напомнить, что же мы делали:
Вот такую непростую и довольно трудоемкую работу по расчету ленточного фундамента придется сделать, чтобы баня своими руками получилась надежной и приносила не только пользу здоровью, но и была предметом радости и гордости перед близкими и друзьями.
Приложения:
Удельные веса материалов
Снеговая нагрузка
В содержание
Виды фундаментов для бани – выбираем и строим сами
_