Расчет веса дома и буронабивного фундамента

За основу расчетов взяты следующие источники: https://www.forumhouse.ru/threads/52980/page-4 и статья в журнале "Дом" №8/2010 г. "Столбчатый фундамент. Пример расчета необходимого числа столбчатых фундаментов." Собственно, всё можно было посчитать по статье "и не лохматить бабушку" новым топиком, но для форумчан хочется сделать полезное, ибо в иннете нет нифига толкового, сплошная SEO-оптимизация. Что грустновато.
Данный расчет не учитывает вес окон и дверей. Полагаю что вес стен будет как-то это компенсировать. Я не буду пока читывать коэффициент перегрузки, поэтому вы уж сами свои запасы учитывайте. Буду округлять вес дома в большую сторону.

Исходные:
Каркасный дом, 1 этаж, холодный чердак, размер в плане 8,1х14,4 м. Кровля двускатная, металлочерепица, со свесами по 0,5м, уклон 1/2. Высоту стен примем за 2,7м. Толщина несущих стен 150 мм, перегородок 100 мм. Внутри дома одна несущая стена по длинной стороне (14,4м).

Площади поверхностей.
Площадь несущих стен по периметру: (8,1+14,4)*2*2,7 = 121,5 м2.
Площадь внутренней несущей стены: 14,4*2,7 = 38,9 м2.
Перегородки: 28*2,7 = 75,6 м2.
Площадь перекрытий: 8,1*14,4 = 116,7 м2.
Площадь кровли (в плане, т. е. не длина скатов, для расчета снега): 15,4*9,1 = 140,2 м2.
Площадь кровли (с учетом длины скатов) 15,4*5,1*2 = 157 м2.

Расчитываемые нагрузки.
1м2 несущей стены 150 мм с утеплителем - 50кг/м2.
1м2 перегородки 100 мм с утеплителем - 35кг/м2.
Перекрытие чердачное - 70кг/м2. Примем за 100кг/м2, т. к. на чердаке буду складывать немного хлама.
Цокольное перекрытие - 100-150 кг/м2. Примем за 150 кг/м2, т. к. возможна стяжка и керамогранит.
Кровля металлочерепица - 30 кг/м2.
150 кг/м2 - полезной нагрузки на цокольное перекрытие.
Снежный покров 100 кг/м2 кровли.
Фундамент столб: высота 190 см, диаметр 20 см - 143 кг/шт. Площадь - 314 см2 без расширения.

Считаем.
Несущие стены: (121,5 + 38,9)*50 = 8020 кг.
Перегородки: 75,6*35 = 2646 кг.
Перекрытия оба: 116,7*(100+150) = 29175 кг.
Кровля: 157*30 = 4710 кг.
Снег: 140,2*100 = 14020 кг.
Полезная нагрузка: 116,7*150 = 17505 кг.
Фундамент (допустим 40 столбов) 143*40 = 5720 кг.
Ветровая нагрузка: не посчитана, пока не понял как.
Итого: 81796 кг.

 

Казалось бы теперь можно рассчитать фундамент, но.
А что с центральной несущей стеной, которая, как мы знаем, несет повышенную нагрузку?

Считаем нагрузки на фундаменты по каждой из осей по статье Максимыча.
Сложно понять, что как он там считал. Поэтому изложу свои соображения, которые требуют вашей проверки.
Оси 1 и 3 каждая несут на себе вес:
- соответствующих стен и цоколя,
- 1/4 веса перекрытий и полезной нагрузки на них,
- 1/4 перегородок,
- 1/2 веса кровли и снега.

Ось 2 несет на себе:
- 1/2 веса перекрытий и полезной нагрузки на них, с этим всё понятно, а вот почему эта ось несет на себе нагрузку внешних стен (по Максимычу) я не понял.
- внутреннюю несущую,
- 1/2 перегородок.

Оси А и Б каждая несут вес:
- Соответствующих стен и цоколя.
Т. е по Максимычу "Фундаменты по этим осям не несут ни конструктивные, ни нормативные нагрузки от перекрытий, ибо их несут фундаменты под продольными стенами по осям "1", "2" и "3". С т. з. математики это мне кажется не верным, но, здравое зерно в рассуждении о таком распределении нагрузки по всем осям есть.

Вес фундамента распределяется пропорционально длинам несущих стен. Т. е. в моем случае:
40 свай на 14*3+8*2=58 метров, или 0,69 сваи на 1 метр стены, т. е. 98,6кг (округлим до 100 кг).

Пересчитываем (с легким округлением).
Ось 1 и 3 каждая
- Стена наружная 14,4*2,7*50 = 1950 кг.
- перегородки 2646/4 = 660 кг.
- перекрытия (оба) 29175/4 = 7300 кг.
- полезная нагрузка 17505/4 = 4380 кг.
- кровля: 4710/2 = 2350 кг.
- снег 14020/2 = 7000 кг.
- фундамент: 14*100 = 1400 кг.
Итого: 25040 кг каждая.

Ось 2
- Стена внутренняя несущая 14*2,7*50 = 1900 кг.
- перегородки 2646/2 = 1330 кг.
- перекрытия (оба) 29175/2 = 14600 кг.
- полезная нагрузка 17505/2 = 8750 кг.
- кровля: нет.
- снег нет.
- фундамент: 14*100 = 1400 кг.
Итого 28000 кг.

Ось А и Б каждая
Стены 8,1*2,7*50 = 1100 кг.
Фундамент: 8,1*100 = 800 кг.
Итого 1900 кг каждая.
Суммируем, для проверки с первым расчетом: 81880 кг. Ура.

Вывод: да, действительно центральная ось 2 несет большую нагрузку относительно 1 и 2 на 3000 кг, или 12%. Но, если вы закладываете значительный запас по расчету фундамента, или "льете" ленточный фундамент, то такое увеличение можно считать несущественным. Ну уж коли сделали расчет, то считаем дальше.

Количество свай по первому расчету.
Расчитаем кол-во свай при несущей нагрузке грунта 2см/м2 (минимальная несущая), и 3см/м2 (то, что у меня скорей всего). При диаметре сваи 20 см площадь = 314 кг (округлим до 300). Значит каждая свая может нести 600кг (2кг/см2) или 900 кг (3кг/см2) веса дома. А общее кол-во свай должно было бы быть 137 или 91 шт. При длине несущих стен 60 метров, сами видите, что сваи долны быть на расстоянии 50 и 70 см. Нереально плотно и много.

При расширении пяты сваи до 30 см получаем площадь 700 см2, несущая способность 1400 - 2100 кг, а кол-во свай 56 и 40 соответственно. Промежуток между сваями будет 1,1 и 1,5 м. Промежуток между сваями в 1,5 метра, при несущей грунта 3кг/м2, и диаметре в 30 см меня уже устраивает.

Что будет если увеличим диаметр пяты до 40 см?

 

Что будет если увеличим диаметр пяты до 40 см? Площадь пяты: 1250 см2, несущая способность 2500 и 3750 кг, а кол-во столбов 32 и 22 штуки. Пролеты между столбами будут 1,9 и 2,7 см. первый промежуток мне нравится, а вот второй уже близок к предельному из-за прогиба дервянной обвязки здания.

Вывод: если закладываться на самый слабый грунт, то достаточно использовать 32 столба с шагом 1,9м и диаметром пяты 40 см. Если грунт не самый плохой (3 кг/см2), то такие столбы дадут значительный запас по несущей способности в 1,45 раза.

Посчитаем сваи по Максимычу, с учетом неравномерной нагрузки на фундамент.

Посчитаем для диаметра 30 см с несущим грунтом 2 и 3 кг/см2.
Столбы по оси 1 и 3
25000 / 1400 (2100) = 18 или 12 столбов с промежутком 0,84 и 1,3 м. (тут я учел, что 18 (12) столбов всего создает 17 (11) промежутков).
По оси 2 28000/1400 (2100) = 20 или 14 столбов с промежутками 0,70 и 1,1 метра соответственно.
Оси А и Б: достаточно тех трех столбов которые будут по осям 1-3. но чтобы не делать пролет в 4 метра между сваями придется добавить 2 столба на каждую ось А и Б. Теперь, когда определили кол-во столбов можно ввести их в рачет массы по каждой оси и сделать более точный расчет, с учетом веса фундамента. Я же этого делать не стану.

Использовать столбы диаметром 30 см при несущем грунте 2кг/см2 считаю нецелесообразным из-за чрезмерного их кол-ва (36+20+4=60). Поэтому посчитаем кол-во столбов только для грунта 3кг/см2: 24+14+4 (последние 4 можно диаметром 20 см) = 42 столба. При первом способе расчете было бы 82000/2100 = 40 столбов с шагом 1,5 метра. Т. е. по уточненному способу расчета кол-во столбов увеличилось на 2.

Диаметр опорной пяты 40 см и несущей грунта 2 (3) кг/см2.
Ось 1 и 3: 25000 / 2500 (3750) = 10 (7) свай с промежутками в 1,6 или 2,4 м.
Ось 2: 28000 / 2500 (3750) = 11 (8) свай с промежутками в 1,45 или 2,05 м.
Ось A и B: опять по 2 столба для поддержки обвязки, можно диаметром и 20 см.
Всего было бы 36 столбов (при несущей грунта 2кг/см2) или 26 столбов (3кг/см2).
При упрощенном расчете мы бы получили 82000 / 2500 = 33 столба с шагом 1,9 м (на 3 меньше) и 82000 / 3750 = 22 столба с шагом 2,7 (на 4 меньше).

Откуда взялись лишние столбы при втором способе расчета? из-за 5 округлений в количестве столбов в большую сторону. Ведь в первом способе расчета такое округление делается лишь один раз. Конечно, при проектировании фундаментного поля по первому способу эта разница в количестве или исчезнет или станет несущественно меньше.

 

1 квадратный метр утеплителя 50 мм толщиной 15 кг может весить, если утеплитель сделан из овечий шерсти, при этом забыли овцу внутри.

 

Забыл про доску, гвозди, осб, обрешетку, отделку, пленки. Будь внимателен. Не флейми, пост свой удали.

 

Вывод для меня.
1/ рассказал жене чем занимался половину дня. Жена сказала "давай сделаем расстояние 2 метра и даже может... полтора".
2/ надо считать обвязку фундамента на прогиб при том или ином расстоянии между столбами. и затем уже принимать решение окончательно. Пошел считать обвязку.
3/ не забыть, что в расчете не учтена ветровая нагрузка. А во втором расчете не учтен вес столбов.

 

А В НАРУЖНЫХ СТЕНАХ ОНИ ОТСУТСТВУЮТ.

 

Каркасный дом, одноэтажный 10х10 вместе с котами и всяким хламом на чердаке не может весит более 30 тон.

Оценку отрицательную зря поставили.
Я не буду кнопочками оценить ваш труд.
Если вы не хотели чтоб указали на ошибки, и так болезненно воспринимайте критику, то надо написать мемуары,

 

1/ ведь эти цифры не учитывают наклон кровли, т. е. они для плоской кровли?
2/ 1,15 это что?
3/ Это журнал, разумеется