Как рассчитать нагрузку на фундамент
Сбор нагрузок на фундамент ведут на 1 погонный метр. Сначала вес кладки, потом всё, что на неё опирается: перекрытия, крыша, люди с мебелью, снег. Ширину подошвы и сваи калькулятор не подбирает.
Формула сбора нагрузок: стена, перекрытия, люди, крыша и снег на 1 п. м.
- Стена: плотность × толщина × высота. Плотность берут сухую и добавляют влажность, так требует свод правил (СП 20.13330, п. 7.1).
- Перекрытия: вес 1 м² × грузовая ширина. Грузовая ширина равна половине пролёта. Внутренняя несущая получает две половины, а если балки идут вдоль, перекрытие почти ничего не даёт.
- Люди и мебель: 1,5 кПа на жилое перекрытие, 0,7 кПа на чердачное (табл. 8.3) и не меньше 0,5 кПа за перегородки (п. 8.2.2). Перегородки из блоков или кирпича тяжелее, их считают по весу в отдельном поле.
- Крыша и снег: вес и снег на 1 м² в плане × грузовая ширина крыши. У двускатной крыши на продольную стену приходится половина ширины дома плюс свес.
- Каждое слагаемое умножают на свой коэффициент надёжности и складывают по правилам сочетаний.
Вес стен по материалу
Чаще всего вес прикидывают по 1 м² кладки. Плотности и влажность взяты из таблицы М.1 СП 50.13330.2024.
| Материал | Толщина, мм | кг/м² |
|---|---|---|
| Кирпич полнотелый | 380 | 698 |
| Кирпич полнотелый | 510 | 936 |
| Кирпич пустотный | 380 | 543 |
| Газобетон D600 | 300 | 202 |
| Газобетон D400 | 400 | 179 |
| Брус, сосна | 200 | 120 |
Сборные изделия считают по паспорту завода, монолит и кладку по размерам и удельному весу (п. 7.1). Каркас удобнее собрать послойно и ввести как свою плотность.
Чем расчётная нагрузка отличается от нормативной
Нормативное значение показывает вес по норме. Расчётное больше на коэффициент надёжности γf (СП 20.13330, табл. 7.1): кирпич, железобетон и дерево 1,1, газобетонные блоки 1,2, стяжка на площадке 1,3. Люди и мебель при норме меньше 2,0 кПа идут с коэффициентом 1,3 (п. 8.2.7), снег 1,4 (п. 10.12). Снег и люди считаются кратковременными: одно берут полностью, второе с коэффициентом 0,9 (п. 6.4).
По Еврокоду (EN 1990, формула 6.10) постоянный вес умножают на 1,35, временные на 1,5, вторую временную ещё на ψ0 = 0,7. Для снега ниже 1000 м таблица A1.1 в большинстве стран даёт 0,5, калькулятор берёт 0,7 в запас. Полезную на жилое перекрытие EN 1991-1-1 рекомендует брать 2,0 кН/м². Национальное приложение вашей страны может эти числа менять.
Снижение снега на крутых скатах по EN 1991-1-3 действует, только если снег может съехать. Если по краю стоят снегозадержатели или парапет, μ берут не меньше 0,8 (п. 5.3.2(2)), для этого в калькуляторе есть отдельное поле. Ещё Еврокод учитывает местность (коэффициент Ce, табл. 5.1): открытая 0,8, обычная 1,0, защищённая 1,2. Дом среди высоких деревьев или домов повыше относится к защищённой, и снег на нём на пятую часть больше. Пример: крыша 45° со снегозадержателями, снег на земле 1,5 кПа, грузовая ширина 4,5 м. При Ce 1,0 на стену идёт 551 кг/м снега, при Ce 1,2 уже 661 кг/м.
| Что | Норма | Откуда |
|---|---|---|
| Кладка из полнотелого керамического кирпича, плотность сухая | 1 800 кг/м³ | СП 50.13330.2024, табл. М.1, поз. 197 |
| Влажность этой кладки, условия Б | 2 % | СП 50.13330.2024, табл. М.1, поз. 197 |
| Кладка из пустотного керамического кирпича 1300 кг/м³ брутто | 1 400 кг/м³ | СП 50.13330.2024, табл. М.1, поз. 205 |
| Влажность этой кладки, условия Б | 2 % | СП 50.13330.2024, табл. М.1, поз. 205 |
| Газобетон на цементном вяжущем D600, плотность сухая | 600 кг/м³ | СП 50.13330.2024, табл. М.1, поз. 180 |
| Газобетон на цементном вяжущем D400, плотность сухая | 400 кг/м³ | СП 50.13330.2024, табл. М.1, поз. 181 |
| Влажность газобетона, условия Б | 12 % | СП 50.13330.2024, табл. М.1, поз. 180, 181 |
| Сосна и ель, плотность сухая | 500 кг/м³ | СП 50.13330.2024, табл. М.1, поз. 209 |
| Влажность сосны и ели, условия Б | 20 % | СП 50.13330.2024, табл. М.1, поз. 209 |
| Железобетон (плиты, лента, столбы, ростверк) | 2 500 кг/м³ | СП 50.13330.2024, табл. М.1, поз. 216 |
| Влажность железобетона, условия Б | 3 % | СП 50.13330.2024, табл. М.1, поз. 216 |
| Стяжка из цементно-песчаного раствора | 1 800 кг/м³ | СП 50.13330.2024, табл. М.1, поз. 218 |
| Влажность раствора, условия Б | 4 % | СП 50.13330.2024, табл. М.1, поз. 218 |
| γf: кирпич, бетон тяжелее 1600 кг/м³, железобетон, дерево | 1,1 | СП 20.13330.2016, табл. 7.1 |
| γf: бетон до 1600 кг/м³ заводского изготовления (газобетонный блок) | 1,2 | СП 20.13330.2016, табл. 7.1 |
| γf: слои на площадке (стяжка); крыша, свой вес перекрытия и своя плотность стены в запас | 1,3 | СП 20.13330.2016, табл. 7.1 |
| Полезная на жилое перекрытие, СП | 1,5 кПа | СП 20.13330.2016, табл. 8.3, п. 1 |
| Полезная на чердачное перекрытие, СП | 0,7 кПа | СП 20.13330.2016, табл. 8.3, п. 8 |
| Перегородки на жилое перекрытие, не менее | 0,5 кПа | СП 20.13330.2016, п. 8.2.2; EN 1991-1-1, п. 6.3.1.2(8) |
| γf для полезной нагрузки менее 2,0 кПа | 1,3 | СП 20.13330.2016, п. 8.2.7 |
| ψt2: вторая кратковременная нагрузка в основном сочетании | 0,9 | СП 20.13330.2016, п. 6.4, формула (6.4) |
| μ при уклоне до 30°, СП | 1 | СП 20.13330.2016, прил. Б, табл. Б.1 |
| μ1 при уклоне до 30°, EN | 0,8 | EN 1991-1-3:2003, табл. 5.2 |
| Снег на нагруженном скате двускатной крыши, доля от μ (СП) | 1,25 | СП 20.13330.2016, рис. Б.1, вариант 2 |
| μ не ниже при снегозадержателях или парапете, EN | 0,8 | EN 1991-1-3:2003, п. 5.3.2(2), 5.3.3(2) |
| Ce, открытая местность, EN | 0,8 | EN 1991-1-3:2003, п. 5.2(7), табл. 5.1 |
| Ce, обычная местность, EN | 1 | EN 1991-1-3:2003, табл. 5.1 |
| Ce, защищённая местность, EN | 1,2 | EN 1991-1-3:2003, табл. 5.1 |
| Вес снега на земле, III снеговой район (в примерах) | 1,5 кПа | СП 20.13330.2016, табл. 10.1 |
| γf для снега | 1,4 | СП 20.13330.2016, п. 10.12 |
| Полезная на перекрытие жилья, категория A, EN (и на чердак, в запас) | 2 кПа | EN 1991-1-1:2002, табл. 6.2 |
| γG для постоянных нагрузок, EN | 1,35 | EN 1990:2002, табл. A1.2(B), формула 6.10 |
| γQ для временных нагрузок, EN | 1,5 | EN 1990:2002, табл. A1.2(B), формула 6.10 |
| ψ0 для полезной нагрузки категории A, EN | 0,7 | EN 1990:2002, табл. A1.1 |
| ψ0 для снега, EN (берём большее значение таблицы) | 0,7 | EN 1990:2002, табл. A1.1 |
| γf при расчёте основания по деформациям (давление под подошвой) | 1 | СП 22.13330.2016, п. 5.2.2 |
Пример расчёта: дом из газобетона 8×10 на ленте
Одноэтажный дом, пол по грунту, посередине несущая стена, пролёты по 4 м. Считаем наружную продольную. Газобетон D600 толщиной 300 мм, высота 3 м: 600 × 1,12 × 0,3 × 3 = 605 кг/м. Чердачное перекрытие из монолитной плиты 200 мм: 515 кг/м² × 2 м = 1030 кг/м. Чердак 0,7 кПа, это 71 кг/м², × 2 м = 143 кг/м. Крыша 50 кг/м² × 4,5 м (половина ширины 4 м плюс свес 0,5 м) = 225 кг/м.
Снег 1,5 кПа, крыша двускатная с уклоном 30°. При уклоне 15–40° свод правил велит проверить перекос снега на один скат: 1,5 кПа = 153 кг/м² × 1,25 × 4,5 м = 860 кг/м. По норме выходит 2,86 т/м, расчётное значение 3,52 т/м. Лента 0,4 × 1,5 м весит 1545 кг/м, давление под подошвой 1,10 кг/см².
Сбор нагрузок на ленточный фундамент: таблица
Тот же дом с теми же перекрытием, крышей и снегом, меняем только стены и число этажей. Лента 0,4 × 1,5 м, пол по грунту, p это давление под подошвой. У бруса тоже железобетонная плита 200 мм, с деревянным перекрытием выйдет меньше.
| Стены | Норма, т/м | Расчёт, т/м | p, кг/см² |
|---|---|---|---|
| Газобетон D600 300 мм, 1 эт. | 2,86 | 3,52 | 1,10 |
| Газобетон D600 300 мм, 2 эт. | 5,09 | 6,12 | 1,66 |
| Кирпич 380 мм, 1 эт. | 4,35 | 5,10 | 1,47 |
| Кирпич 380 мм, 2 эт. | 8,07 | 9,27 | 2,40 |
| Брус 200 мм, 1 эт. | 2,62 | 3,19 | 1,04 |
Двухэтажный кирпичный дом давит на ленту той же ширины в два с лишним раза сильнее газобетонного одноэтажного.
Сбор нагрузок на столбчатый фундамент
Нагрузку на метр стены вместе с ростверком (балкой по столбам) умножают на шаг столбов. Для дома из примера при шаге 2 м и ростверке 0,3 × 0,4 м на один столб приходится 6,34 т по норме и 7,73 т с коэффициентами. При подошве 0,6 × 0,6 м давление на грунт вместе с весом столба 2,15 кг/см², почти вдвое больше, чем под лентой.
Какая допустимая нагрузка на фундамент в кг/см²
Допустимую и максимальную нагрузку на ленту задаёт грунт, точнее его расчётное сопротивление R. Среднее давление под подошвой не должно превышать R (СП 22.13330, п. 5.6.7). Давление считают по нормативным значениям: коэффициент надёжности при расчёте основания по деформациям равен единице (п. 5.2.2). R берут из отчёта об изысканиях. Табличные значения из приложения Б того же свода правил даны для подошвы шириной 1 м на глубине 2 м и годятся только для предварительных размеров.
Частые ошибки
- Складывают вес всего дома и делят на длину всех стен. Вес ложится неровно: стена под перекрытиями и скатом крыши получает в разы больше фронтонной.
- Берут сухую плотность. Для обычных условий эксплуатации (Б) норма даёт газобетону 12 % влажности, сосне 20 % (СП 50.13330, табл. М.1).
- Забывают вес самой ленты. Лента 0,4 × 1,5 м весит больше одноэтажной газобетонной кладки над ней.
- Считают дом выше двух этажей, на пучинистом или слабом грунте. Это работа для проектировщика с изысканиями, калькулятор такие случаи не решает.
Когда нагрузки собраны заранее, проектировщик сразу подбирает подошву, и фундамент не приходится усиливать после первых трещин. На портале видны сметы компаний и цены вашего города, а вместо обзвона хватит одного запроса к мастерам с нужным профилем. Если компания ведёт объект в программе RemontCRM, смета видна целиком и заказчик фиксирует цену до начала работ.