Фунда́мент (лат. fundamentum) — несущая часть здания/дома, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и распределяет их на грунты основания. Его надежность определяет надежность всего здания в целом. Именно поэтому большинство застройщиков стремятся построить надежный фундамент с запасом прочности, который подойдет для дома из любого материала. И в тоже время, далеко не все частные застройщики, ради повышения запаса прочности фундамента, готовы многократно увеличивать материальные и физические затраты на его возведение. 
В большинстве случаев грунт на участке строительства частного дома глинистый (супеси, суглинки, глины). Попробуем спроектировать универсальный фундамент для грунтов такого типа. Для этого предположим что при промерзании грунт будет максимально водонасыщен и увеличивается в объёме на 9% . 
Самые низкие предельные деформации пучения у зданий с несущими стенами из панелей, блоков(газобетон, пенобетон, керамзитобетон и т.д.) и кирпичной кладки без армирования Su = 2,5 см. 
Эти деформации вызовут 27 см максимально водонасыщенного промерзшего грунта (27*9%=2,43 см). 
Исходя из этого, слой пучинистого грунта в зоне промерзания должен составлять не более 27 см (0,27м). 

Пример: 
Требуется запроектировать мелкозаглубленный ленточный фундамент для частного дома из газосиликатных блоков в Псковской области. 
Инженерно-геологические условия строительства: Грунты площадки представлены покровными супесями. Нормативная глубина промерзания супесчаного грунта в Псковской области dfn = 1,2 м. 

КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ.
Принимаем монолитный железобетонный фундамент, с подушкой из непучинистого материала. 
Глубина заложения фундамента d= 0,2 м от планировочной отметки. 
Толщина подушки hп = dfn – (d + 0,27) = 1,2 – (0,2+0,27) = 0,73 м. 
Далее делаем расчет фундамента на сопротивление грунта, см. запись ширина ленточного фундамента в сообществе построим свой дом, где из данного общего веса дома и периметра фундамента Р и расчетного сопротивления грунта основания, определяем ширину ленточного фундамента b ( vk.com/wall-72891995_288 ). 
S > Yn F/ Ro , где 
S — площадь подошвы фундамента (см2); S = Р*b 
F — расчетная нагрузка на основание (, в том числе фундамент, полезная нагрузка, снеговой покров…) (кг); 
Yn = 1,2 — коэффициент надежности; 
R0 = 2 кг/см² — условное расчетное сопротивление грунта основания для уплотненной песчаной подушки. 

Высота фундамента h > длина дома/15. 
Армируем мзлф продольной арматурой диаметром стержней d≥10мм и не менее 0,1% от площади поперечного сечения фундамента с шагом не более 400 мм ( vk.com/wall-72891995_250 ) . 
Для защиты от диагональных трещин вводятся дополнительные продольные стрежни при высоте сечения более 700 мм (СП 52.101-2003). Располагать продольную арматуру нужно как можно ближе к верхнему и нижнему краю армопояса, с учётом требований по минимальному защитному слою бетона в 30 мм. 

Поперечная арматура должна иметь диаметр не менее 6 мм при высоте конструкции до 800 мм и не менее 8мм при высоте свыше 800 мм. Максимальный шаг поперечной арматуры не должен превышать 600 мм (vk.com/postroim_svoi_dom). Поперечная арматура огибает продольную снаружи, образуя замкнутый прямоугольник, расстояния между попереч¬ными стержнями у каждой поверхности элемента должны быть не более 600 мм и не более удвоенной ширины грани элемента. 
На углах и пересечениях шаг поперечной арматуры уменьшаем вдвое, а также дополнительно усиливаем угловыми или П-образными элементами из продольной арматуры длиной 50 её диаметров. 
Песчаная подушка устраивается с послойным уплотнением через 20 см 
В качестве материала для устройства подушки (подсыпки) может быть использован песок гравелистый, крупный или средней крупности, мелкий щебень. 
В необходимых случаях для увеличения несущей способности основания целесообразно предусматривать устройство песчано-щебеночной подушки, состоящей из смеси песка крупного, средней крупности (40%), щебня или гравия (60%). 
При высоком уровне подземных вод и верховодке необходимо предусматривать меры к предохранению материала подушки от заиливания окружающим пучинистым грунтом. С этой целью следует обрабатывать грунт по контуру подушки различного вида вяжущими смазочными веществами или использовать полимерные материалы. 
Для дополнительного повышения надежности стоит выполнить утепление фундамента и грунта вблизи него для того, чтобы земля под зданием/домом не промерзала — vk.com/wall-72891995_241 . Такой способ защиты стоит относительно недорого, при этом значительно уменьшает, а в отдельных случаях полностью исключает промерзание грунта и воздействие сил морозного пучения на здание. 

#Расчет#универсального#мелкозаглубленного#ленточного#фундамента
#Построим#свой#дом

Глубина промерзания грунта (ГПГ) на участке строительства — одна из важных характеристик, которую необходимо узнать перед проектированием фундамента и последующим его строительством. ГПГ зависит от климатических условий, типа грунта, его плотности, а также наличия/отсутствия снежного покрова. В настоящее время на просторах всемирной паутины присутствует огромное количество таблиц и карт сезонного промерзания грунта, причем не редко значения ГПГ, для некоторых территорий, имеют немного отличные друг от друга значения. В большинстве случаев, такое незначительное отличие обусловлено изменением климатических условий в определенных регионах. Просматривая такие таблицы/карты возникает вопрос : какую величину глубины промерзания выбрать за расчетную, для своего города? 
К великой радости строителя, глубину промерзания грунта можно определить самостоятельно, выполнив достаточно простой расчет vk.com/postroim_svoi_dom, см. п.2.124 (2.27) пособия по проектированию оснований зданий и сооружений к СНиП 2.02.01-83 . 

Величина ГПГ определяется по следующей формуле: 
h=√М*k ; 
где h — глубина промерзания грунта, метр; 
М — сумма абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в конкретно взятом районе,◦С; 
k — коэффициент, равный: 

для суглинков и глин – 0,23; для супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28; для песков гравелистых, крупных и средней крупности –0,30; для крупнообломочных грунтов – 0,34. 
То есть квадратный корень из суммы абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в конкретно взятом районе (М), умноженный на коэффициент (k). 

Пример расчета глубины промерзания.

Согласно таблице 5.1 СНиП 23-01-99* (СП 131.13330.2012) для Вологды таблица среднемесячных температур за год выглядит так: 

Январь -11,6; Февраль -10,7 Март -5,4 Апрель 2,4 Май 10,0 Июнь 15,0 Июль 17,2 Август 15,3 Сентябрь 9,4 Октябрь 3,2 Ноябрь -2,9 Декабрь -7,9 

Применяя формулу h=√М*k, суммируем все абсолютные значения месяцев с отрицательными температурами и получаем число «М» равное 38,5. Извлекаем квадратный корень из этого числа и получаем 6,20. Далее умножаем 6,20 на коэффициент k=0,23 (для суглинков и глин — vk.com/wall-72891995_533) и в итоге имеем 1,43. 

h=√38,5 * 0,23 => h=1.43 

То есть нормативная глубина промерзания грунта по СНиП в Вологде, в условиях суглинков и глин, составляет 1 метр 43 сантиметра. Соответственно, например, для песков крупных, она составит 6,20*0,3=1,86 м. 
Дело в том, что этот коэффициент возрастает по причине укрупнения частиц грунта – ведь чем они крупнее, тем больше расстояние между ними и тем глубже промерзает грунт в итоге. А для глинистых грунтов это еще влияет на их пучинистость. Чем больше воды накапливается между частицами, тем выше морозное пучение таких грунтов, ведь вода расширяется при замерзании. 

Пример расчета г.Санкт-Петербург.

Январь -7 ,8 ; Февраль- 7 ,8 ; Март — 3 ,9 ; ноябрь — 0 ,3 ; декабрь — 5 ,0 

h = √24,8*0,23= 4,98*0,23=1,14 м; для супесей и суглинков 
h = 4,98*0,28 ≈ 1,4 м ; для супесей и мелких песков 
h = 4,98*0,3 ≈ 1,5 м для крупных и средних песков. 
Здесь следует отметить, что расчетная глубина промерзания грунта h (vk.com/postroim_svoi_dom), это максимальное значение его промерзания для уплотненных грунтов, при отсутствии снегового покрова . Но тем не менее сообщество Построим свой дом, настоятельно рекомендует придерживаться расчетных значений. В жилом отапливаемом здании фактическая глубина промерзания грунта (hж) будет меньше, с учетом поправочного коэффициента. (hж=h*k). 

#Расчёт#глубины#промерзания#по#СНиП
#Построим#свой#дом

В процессе обучения на инженерно строительном факультете, многолетнего стажа работы производителем работ по строительству, а так же строительства собственного дома, у меня накопился достаточный теоретический и практический материал, который может быть полезен тем, кого интересует строительство. Изучая строительную литературу и опыт других людей, я не только узнавал полезные вещи , но и часто сталкивался с различными ошибками в строительстве. Сегодня на просторах всемирной паутины можно найти ответ на любой вопрос, но вот будет ли этот ответ правильным остается загадкой. Не знакомый со строительными дисциплинами человек, рискует совершить ошибку, полагаясь, к примеру, на стандартные таблицы и схемы устройства фундамента, перекрытия, стропильной системы и т.д. А ведь все это можно просчитать самостоятельно, для каждого конкретного случая, несмотря на общие таблицы. Достоверность некоторых обобщенных таблиц у меня вообще вызывает сомнение, ведь даже на моем курсе, среди будущих инженеров-строителей, все расчетные задания по строительной механике, сопромату и др. проф предметам, кроме меня могли решить еще 3-4 человека из 100, и это было государственное высшее учебное заведение с очень высокой квалификацией преподавателей. Чтобы не потерять свои расчеты, я принял решение, разместить материал в интернет сети, создав сообщество «Построим свой дом», вначале оно было закрытым, но позже возникло желание поделиться своими материалами. Размещая свои расчеты, теоретический материал и фотографии из личного архива в свободный доступ через сеть интернет, я сохраняю за собой авторское право. Все желающие могут воспользоваться моими расчетами, записями и фото, репост нижеуказанных расчетов приветствуется, копирование только с указанием ссылки на источник. 

Авторские расчеты сообщества «Построим свой дом». 

# Пример расчёта МЗЛФ — vk.com/wall-72891995_305 # 
# Расчёт универсального ленточного фундамента — //vk.com/wall-72891995_556 # 
# Расчёт стропильной системы двухскатной крыши. — vk.com/wall-72891995_334 # 
# Расчёт междуэтажного деревянного перекрытия — vk.com/wall-72891995_415 # 
# Расчёт чердачного перекрытия — vk.com/wall-72891995_379 # 
# Расчёт монолитного перекрытия — vk.com/wall-72891995_273 # 
# Расчёт железобетонной перемычки — vk.com/wall-72891995_272 # 
# Расчет армопояса — vk.com/wall-72891995_446 # 
# Пример расчёта теплоизолированного ленточного фундамента — //vk.com/wall-72891995_642 # 
# Расчёт глубины промерзания — //vk.com/wall-72891995_628 # 
# Расчёт обрешетки — //vk.com/wall-72891995_561 # 
# Расчёт односкатной крыши — vk.com/wall-72891995_256 # 

Выборочные записи сообщества «Построим свой дом».

# Круглая печь в металлическом футляре — //vk.com/wall-72891995_607 # 
# Кладка наружных и внутренних стен из газосиликатных/газобетонных блоков — //vk.com/wall-72891995_630 # 
# Основные ошибки при строительстве зданий из газосиликатных/газобетонных блоков — //vk.com/wall-72891995_566 # 
# Теплоизолированный ленточный фундамент (ТЛФ) — //vk.com/wall-72891995_641 # 
# Деревянные полы — vk.com/wall-72891995_483 # 
# Геология своими руками — vk.com/wall-72891995_533 # 
# Как определить уровень грунтовых вод? — vk.com/wall-72891995_432 # 
# Несущая способность грунта — vk.com/wall-72891995_442 # 
# Армирование ленточного фундамента — vk.com/wall-72891995_250 # 
# Песчаная подушка — //vk.com/wall-72891995_664 # 
# Ширина ленточного фундамента — vk.com/wall-72891995_288 # 
# Свайно-ростверковый фундамент — vk.com/wall-72891995_286 # 
# Основные ошибки при устройстве фундаментов малоэтажных зданий — vk.com/wall-72891995_261 # 
# Конструкции мелкозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах — vk.com/wall-72891995_260 # 
# Ленточный фундамент для каркасного дома — vk.com/wall-72891995_477 # 
# Лестница в частном доме — vk.com/wall-72891995_459 # 
# Домашнее яблочное вино своими руками — vk.com/wall-72891995_457 # 
# Оптимальный размер оконных проемов — vk.com/wall-72891995_476 # 
# Установка пластиковых окон — vk.com/wall-72891995_433 # 
# Дымовая труба — vk.com/wall-72891995_410 # 
# Мауэрлат — vk.com/wall-72891995_409 # 
# Полы по грунту — vk.com/wall-72891995_315 # 
# Водоснабжение частного дома — vk.com/wall-72891995_314 # 
# Скважина своими руками — vk.com/wall-72891995_462 # 
# Армопояс для газобетона — vk.com/wall-72891995_325 # 
# Виды перекрытий в частном доме — vk.com/wall-72891995_310 # 
# Просадочные грунты — vk.com/wall-72891995_485 # 
# Из чего построить стены дома? — vk.com/wall-72891995_297 # 
# Отделка фасада -vk.com/wall-72891995_301 # 
# Электропроводка в частном доме — vk.com/wall-72891995_421 # 
# Расчёт вентиляции — vk.com/wall-72891995_420 # 
# Естественная вентиляция — vk.com/wall-72891995_219 # 
# Отопление частного дома — vk.com/wall-72891995_496 # 
Репосты вышеуказанных авторских расчетов и записей приветствуются. 
Копирование возможно только с указанием ссылки на источник. 

Одним из основных конструктивных элементов частного дома является перекрытие. Перекрытие — основа для будущего пола и потолка. И как любой конструктивный элемент частного дома, обязано обладать прочностью, в течение всего эксплуатационного срока службы. Самым надежным и долговечным, является перекрытие из железобетона. А плита перекрытия своими руками – посильная задача, для большинства частных застройщиков. 
Впервые, на практике, с производством железобетонных плит не в заводских условиях, а на открытой стройплощадке, ваш админ сообщества Построим свой дом столкнулся во время работы в строительной Датско-Канадской компании. Где в полевых условиях, была подготовлена площадка для производства ЖБК. Выглядело все довольно просто: на выравненную поверхность грунта отсыпали и выравнивали слой песка и щебенки, подсыпка была необходима, так как производство было в поле, в прямом смысле этого слова. Далее укладывали деревянные бруски, на которые крепили деревянный настил. На площадке устанавливали опалубку по необходимому размеру будущих ж/б плит, на дно и боковые стенки укладывали полиэтилен, далее вязали армокаркас, с выводом монтажных петель и укладывали в опалубку бетон из местного завода. Во время укладки бетон вибрировали, потом выравнивали поверхность с помощью деревянной доски, поставленной на ребро . После укладки бетона поверхность плиты накрывали все тем же полиэтиленом. Через 1-1,5 недели такие плиты спокойно поднимали краном, и монтировали…правда использовали их в качестве стеновых панелей с последующим наружным утеплением. Но при грамотном расчете армирования, точном расположении арматуры в плите и качественном бетоне, не вижу проблем для использования таких плит в качестве перекрытия. По аналогии устройства монолитного перекрытия своими руками — //vk.com/wall-72891995_273 , только с заливкой на отдельной площадке и последующим монтажом краном. 

Итак, технологию производства Ж/Б плиты перекрытия своими руками я вкратцах описал, осталось определиться с толщиной бетона, а также количеством и расположением арматуры в плите. 

Расчет толщины плиты перекрытия. 

Толщина плиты зависит от размеров пролета. Обычно она высчитывается из соотношения 1:30. Для примера, при длине пролета 6м, то толщина плиты будет 20 см из бетона класса не менее В20. На каждом метре плиты перекрытия на расстоянии 4 см от низа перекрытия (не более 4см!!!) должно быть 5 стержней арматуры Alll d14мм (шаг 20 см), это основная рабочая арматура. Верхняя арматура будет необходима лишь в начале и конце плиты на расстоянии в четверть пролета (но фактически закладывать по всей длине, как и нижнюю), так как в случае опирания кладки второго этажа на ж/б плиты имеем отрицательные моменты в начале и конце пролета. Отрицательные моменты имеют меньшие значения чем максимальный момент в центре пролета поэтому верхняя рабочая арматура Alll d12мм (шаг 20 см)…более подробно про методику расчета жбк можно почитать в закрепленной записи на стене сообщества — //vk.com/wall-72891995_273. 
Из моего расчета на пролет 6 метров имеем следующие результаты: Толщина плиты — 20см. 
Арматура в нижней части плиты — Alll не менее d14мм, шаг не более 20 см, центр арматуры не более 4 см от нижнего края. 
Арматура в верхней части плиты — Alll не менее d12мм, шаг не более 20 см, центр арматуры не более 4 см от верхнего края. 

Недавно в нашем сообществе «Построим свой дом» был опубликован вопрос от участника, желающего самостоятельно изготовить плиты перекрытия. Максимальный размер пролета в доме, который он строит 4,2 м. 
Рассмотрим и этот частный случай. 

Пример расчёта ж/б плиты перекрытия. 

Требуется рассчитать плиту перекрытия на пролет L=4,2 м. 
Толщина плиты перекрытия h=L/30=420/30= 14см. 
Расчёт. 
Так как по факту ж/б плита перекрытия может иметь как свободное опирание на стены, так и жесткое защемление, в целях безопасности участников сообщества Построим свой дом, расчет максимальных изгибающих моментов я буду производить по двум схемам опирания плит перекрытия(жесткой заделке и свободного опирания), и выбирать максимальные изгибающие моменты каждого сечения. Т.е. максимальный момент по центру пролета, я выберу по схеме свободного опирания плиты — М = qL²/8, , а моменты по краям плиты по схеме жесткого защемления -М = qL²/12, . 

Получаем: 
Мн = qL²/8, значения изгибающего момента, для определения площади рабочей арматуры нижнего пояса. 
Мв = qL²/12, значения изгибающего момента, для определения площади рабочей арматуры верхнего пояса. 
где q — распределенная нагрузка на каждый метр монолитного перекрытия. 
q = собственный вес монолитного перекрытия + эксплуатационная нагрузка 
q = 400 кг/м²×1м + 2500кг/м³×1м×0,14м = 400кг/м + 350 кг/м = 750 кг/м 
h0=10см — расстояние от центра сечения арматуры до края сжатой зоны ж/б перекрытия 
Расчётное сопротивление сжатию для бетона класса В20 — Rпр (Rb) = 117 кгс/см2 (11,5 МПа). 

b = 1 м , тоже значение что и в моих предыдущих расчетах в группе построим свой дом //vk.com/wall-72891995_213 Расчетное сопротивление растяжению для арматуры класса А-III — Ra = 3600 кгс/см2 (355 МПа). 

Мн = 750×4,2²/8= 1654 кг•м 
Мв = 750×4,2²/12= 1103 кг•м 
А0(н) = M/b×h0²×Rпр = 1654/(1×0,1²×1150000) = 0,1438 
А0(в) = M/b×h0²×Rпр = 1103/(1×0,1²×1150000) = 0,0959 
По вспомогательной таблице к записи находим η(н) = 0,921 и ξ(н) = 0,156 ; η(в) = 0,95 и ξ(в) = 0,1 (vk.com/postroim_svoi_dom ). 

Для проектирования оптимальных по стоимости железобетонных изделий рекомендуется принимать: 
μ% = 1÷2%, ξ = 0.3÷0.4 — для балок 
μ% = 0.3÷0.6%, ξ = 0.1÷0.15 — для плит перекрытия 
Требуемая площадь сечения арматуры: 
Fa(н) = M/η×h0×Ra = 1654/(0,921×0,1×36000000) = 0,0005 м2 = 5 см2. 
Fa(в) = M/η×h0×Ra = 1103/(0,95×0,1×36000000) = 0,00032 м2 = 3,2 см2 
По таблице к записи в сообществе «Построим свой дом» подбираем диаметр арматуры

верхнего и нижнего пояса с шагом 20см. 
Верхняя арматура Alll d10мм, шаг 20см (5 стержней на метр ширины). 
Нижняя арматура Alll d12мм, шаг 20см (5 стержней на метр ширины). 
Центр сечения арматуры нижнего пояса находится на расстоянии 4 см (не более!) от низа перекрытия. 
Центр сечения арматуры верхнего пояса находится на расстоянии 4 см (не более!) от верха перекрытия. 
Fa(н.факт)= 5,65см² 
Fa ≤ Fa(факт) 
5 см² < 5,65 см² 
Fa(в.факт)= 3,93см² 
Fa ≤ Fa(факт) 
3,2 см² < 3,93 см² 
Условие выполняется. 

Коэффициент армирования — 
μ = Fa/b×h, 
Процент армирования — μ% = 100×μ 
μ% = 100×5,65/100×14= 0,404 % 
0,385% находится в рекомендуемых пределах для плит (0,3-0,6). 
Проверка соблюдения граничных условий: 
ξ ≤ ξR 
ξR = ξ0/{1+σа/400(1+ξ0/1,1)} 
ξ0 = a — 0.008Rпр, 
где Rпр принимается в МПа; коэффициент а = 0.85 для тяжелого бетона и а = 0.8 для бетона на пористых заполнителях. 
ξ0 = 0.85 — 0.008·11,5 = 0,758 
ξR = ξ0/{1+σа/400(1+ξ0/1,1)} 
ξR = 0.758/(1 + 365/400(1 + 0.758/1.1)) = 0,2984 
0,156 < 0,2984 
Граничное условие выполнено. 

Проверка прочности по касательным напряжениям. 

Так как поперечное армирование в плите перекрытия (хомуты или вертикальные стержни) мы не предусматривали, то следует проверить прочность монолитного перекрытия по касательным напряжениям : 

Qmax ≤ 2.5×Rbt×b×ho , 
где Qmax — максимальное значение поперечной силы (определяется по эпюре поперечных сил). При нашей расчетной схеме Qmax = ql/2 = 750·4,2/2 = 1575 кг; 
Rbt — расчетное сопротивление бетона растяжению //vk.com/wall-72891995_272, для класса бетона B20 Rbt = 9,18 кгс/см2; 
1575 кг < 2,5×9,18×100×10= 22950 кг 
Q ≤ 1.5Rbt×b×h0²/с 
или 
Qmax ≤ 0.5Rbt×b×ho + 3ho×q , 
где Q — поперечная сила в конце наклонного сечения, начинающегося от опоры; значение с принимается не более сmax = 3ho. При нашей расчетной схеме значение Q на расстоянии 3×10 = 30 см или 0,3м от опоры составит Q = ql/2 — 0,48q = 1575 — 750·0,3= 1350 кг; 
1350 кг < 1.5·9,18·100·10²/30 = 4590 кг 

Условия прочности по касательным напряжениям выполняется и в этом случае расчёта поперечной арматуры по сечениям, наклонным к продольной оси, не требуется. 

Вывод: 
Из расчета на пролет 4,2 метра имеем следующие результаты: 
Толщина плиты — 14см. 
Арматура в нижней части плиты — Alll не менее d12мм, шаг не более 20 см, центр арматуры не более 4 см от нижнего края. 
Арматура в верхней части плиты — Alll не менее d10мм, шаг не более 20 см, центр арматуры не более 4 см от верхнего края. 

Читайте также пример расчёта деревянного перекрытия — //vk.com/wall-72891995_17
Пример расчёта стропильной системы — //vk.com/wall-72891995_96
Расчёт обрешетки — //vk.com/wall-72891995_213
Расчёт односкатной крыши — //vk.com/wall-72891995_256
Расчёт железобетонной перемычки — //vk.com/wall-72891995_272

#Построим_свой_дом