Как рассчитать ленточный фундамент для дома: программы для расчета арматуры и бетона

Грамотное устройство основания здания – залог его длительной и безопасной эксплуатации. Перед тем как правильно рассчитать ленточный железобетонный фундамент для дома, измеряют его геометрические данные. При наличии допущенных ошибок в проекте, образование трещин на стенах, деформация, скорое разрушение постройки неизбежны.

Инженерные вычисления проводят в несколько этапов. Для этого определяют:

• нагрузки на опору;

• сопротивление грунта;

• глубину заложения ленты;

• размеры подошвы.

Такие действия нужны, чтобы сделать возводимую конструкцию прочной и устойчивой. В этом деле не стоит доверять онлайн-калькуляторам – специфика конкретного строительства не учитывается, а поверхностная информация не даст точных результатов. Специалисты подходят к исследованиям комплексно, используя новейшие компьютерные разработки. Они делают расчет ленточного фундамента в программах, разработанных для проектирования и создания документации. Основное ПО:

• AutoCAD;

• ZWCAD (аналог ACAD по низкой цене);

• NanoCAD;

• VetCAD++;

• СПДС Железобетон;

• GEODirect.

Софт работает на основе действующих норм и правил, которые описаны в СНиП, СП и другой документации.

Разновидности ленточных типов оснований:

• монолитные – железобетонные;

• сборные, состоящие из отдельных бутовых, железобетонных блоков, кирпича.

Решение по применению материала принимают после проведения инженерно-геологических исследований земельного участка, определения размеров оснований.

Выбор типа фундамента

Какую лучше опору закладывать – плитную или ленточную? Первый вариант экономичнее второго, технология укладки проста и понятна. Однако существуют недостатки монолита:

• большой расход материалов – бетонной смеси и армирования;

• перепад высоты почти в 70 см от высочайшей точки до самой низкой;

• необходимо проведение террасирования территории – разбивка площади на участки с подпорными стенами.

Второй тип также устойчив и прочен. Перед тем как рассчитать глубину ленточного фундамента, необходимо проводить исследования грунтов, хотя степень промерзания не сильно влияет на долговечность постройки. Устройство такого основания имеет свои особенности:

• для сооружения дома на склоне нужно заглубить опорные элементы более, чем на полметра;

• для сохранности ровной плоскости делают выступы для минимизации затрат на спецтехнику, земляные работы и материалы.

Сбор нагрузок и определение ширины фундаментной ленты

Рассмотрим проведение расчетов на конкретном примере. Возьмем грузовую площадку площадью 4х1=4 кв.м. Собираем на 1 метр погонный следующие нагрузки:

1. Вес основания – 1.8 х 0.6 х 2500 = 2700 кг/м.

2. Перекрытия – 1.4 х 0,2 х 2500 х 2 = 4000 кг/м.

3. Наружных стен – 0.4 х 6 х(32 х 24) = 1843 кг/м.

4. Крыши – 4 х 50 = 200 кг/м.

5. Полезной (наличие мебели, присутствующих людей) – 200 х 4 х 2 = 1600 кг/м.

6. Снежная – 120 х 4 = 480 кг/м.

7. Ветряная - 67 х 6 = 402 кг/м.

Общая сумма величин равна 11225 кг/м. При этом закладывают коэффициент с увеличением на возможные ошибки – 1.2. тогда полная нагрузка составит 13.5 т/м.

Эти расчеты приведены с учетом закладки 2-х ж/б перекрытий. Расчет ширины (толщины) ленточного фундамента зависит от индивидуальных нагрузок конкретно взятой постройки.

Определение несущей способности грунта

Проведение вычислений делают в несколько этапов:

1. Установление этой характеристики (относительно табличных значений) на участке, где проектируется фундамент, начинают с геологических изысканий. В процессе отбирают и анализируют пробы почвы, которые берут из шурфов скважин.

2. Грунты классифицируют. Для этого используют методы – отмучивания или гранулометрический. С их помощью находят состав, и определяют название.

3. Далее изучают физические характеристики. Применяя метод режущего кольца, устанавливают плотность. Высушивая, взвешивая, определяют влажность. Скручиванием в жгут, испытанием балансирным конусом узнают консистенцию.

4. При надобности, делают дополнительные исследования в лаборатории.

Для точности установления типа почвы при наличии насыпных, мерзлых, других видов, обращайтесь в специализированные компании и геологические организации.

Армирование фундамента

Расчет количества арматуры для ленточного монолитного фундамента для дома проводят согласно требованиям СНиП и других документов.

Схема ж/б конструкции заложена в проекте. На основании этого:

• проводят вычисления сопротивляемости балки на изгиб – сжатие, скручивание;

• выбирают класс стального прута;

• определяют место ее заглубления;

• узнают марку бетона и т.д.

Эти данные заносят в специализированные программы, которые анализируют данные и выдают готовый результат.

Применение на практике армирования оснований опытом эксплуатации ж/б конструкций без точных расчетов не рекомендовано. В таких случаях для компенсации недочетов создают дополнительный запас прочности путем перерасхода материалов.

Конструирование длинной стены с перепадом

Это один из сложных элементов возведения домов. В СНиП четко оговорено, что фундамент должен располагаться на одном уровне. При невозможности устроить его на установленной отметке, проектируют уступы. Полый участок не должен быть менее 1.2 метров с разрывом заглубления менее 60 см.

В случае когда для экскаватора нет доступа (скальные местности, болотистые), грунт дорабатывают вручную, чтобы соблюсти требования действующего законодательства.

СП по расчету ленточного фундамента предполагает армирование узлов в уступах с их усилением. Для конструирования длинной стены применяют укладку стального прута зигзагом с анкерованием в бетоне не меньше, чем на 400 мм. Под опорные колонны также делают усиливающие фрагменты из арматуры с загибом, которые связывают хомутами.

Формула расчета ленточного фундамента под дом на прочность: нагрузка

Находим силу давления здания на ленту:

1. Общую массу постройки вычисляют суммированием веса всех конструкций и элементов, полезного и снегового.

2. Умножив длину цоколя на найденный показатель ширины, определяем площадь.

3. Нагрузку делим на площадь и получаем удельный вес на 1 кв.см.

Следуя формуле, приведем пример.

408000 кг + 4400 х 30 = 132000 кв.см. Делим значения и определяем, что на каждый квадратный сантиметр давление составляет 3,09 кг.

Далее узнаем, смогут ли грунты выдержать такую нагрузку. Существуют таблицы, в которых просчитаны значения. Нужно найти почву по ее свойствам, что определено инженерно-геологическими изысканиями, видим ее удельную способность к нагрузке.

В случае когда несущая способность почвы больше давления от здания, тогда расчеты проведены верно. Корректировки не нужны.

Заключение

При разработке проекта строительства, нужно знать, как правильно рассчитать расход и количество арматуры, сделать расчет объема бетона под основание и опалубку для ленточного фундамента на дом. Все это можно посчитать самостоятельно, однако, специалисты, которые занимаются этим профессионально, сделают это надежнее и быстрее.

Программы для проектирования

Чтобы исключить любые неточности и ошибки, приводящие к негативным последствиям (деформация, осадочность), профессионалы пользуются новыми компьютерными технологиями. Используя инженерный и расчетный софт, конструкторы, дизайнеры, инженеры, геодезисты, геологи профессионально справляются с задачами повышенной сложности, заодно облегчая себе труд.

Основное ПО – ZWCAD от компании ZWSOFT, которое, по сути, является аналогом ACAD. Программа многофункциональна, но стоит гораздо дешевле. При приобретении выбирайте версию, которая позволит дополнить ее модулями, надстройками, приложениями.

Зависимо от направленности применения, можно воспользоваться одной из трех доступных версий:

Стандартная. В ней можно просматривать, создавать и редактировать двумерные объекты (детали, планы, макеты) как командами, так и через палитру свойств. Включает следующие функции:

• правильное отображение CAD-объектов, выполненных в другом ПО;

• удобное создание и редактирование через использование инструментальных палитр;

• гибкое изменение настроек чертежа;

• открытие файлов, пересохранение в DWG, DXF, DWT как ранних так и актуальных версий;

• связь с приложениями через технологии COM, LISP, ACTIVEX.

До момента осуществления оплаты, покупатель бесплатно тестирует демо-версию.

Классик. Эта версия больше подойдет для несложных проектов. В ней есть достаточно большое количество инструментов для 2D/3D проектирования, однако не задействуются технологии,обеспечивающие быстродействие на современных ПК. Обновления к этому продукту компания-производитель больше не выпускает.

Professional. Разработана для сложных решений. Позволяет работать с объемными объектами, без ограничений расширить возможности стандартной CAD программы за счет надстроек и  визуализировать модели как частично, так и в общей сцене. Версия Pro содержит все функции Стандартной версии, и в дополнение к ней:

1. Разработка и подключение профессиональных приложений, использующих VBA/.Net/ZRX.

2. Создание, редактирование и  рендеринг 3d-объектов.

Дополнительные модули используют на разных этапах стройки, в том числе для расчета размеров и материалов для сборного ленточного фундамента, армирование и других вычислений.

Компания ЗВСОФТ предлагает пользователям СПДС GraphiCS для ZWCAD. Это ПО предназначено для усовершенствования автопроцесса расчетов, графического представления данных и оформления актов, пакетов исполнительной, технической и административной документации, учитывая законодательные требования. Многоплатформенная программа выпущена компанией CSoft Development.

Для автоматизации выполнения документации по планированию и выполнению работ в соответствии с требованиями Системы проектной документации для строительства (СПДС) создано программное обеспечение СПДС GraphiCS. Оно является встраиваемым предложением к ZWCAD+. Процесс формирования документации регулируется ГОСТом 21.1101-2013 «СПДС. Основные требования к проектной и рабочей документации», которым руководствуются в процессе строительства.

СПДС Железобетон – пакет программ для автоматизации оформления ТД, АД и ПД, функционирует вместе с модулем СПДС GraphiCS к ZWCAD. В версии представлены несколько категорий армированных изделий, простых и сложных конструкций ЖБИ. Хороший выбор инструментов позволяет пользователю получать актуальные спецификации любых элементов в табличном варианте. Также предусмотрена возможность ведения ведомостей использования материалов. Обложки, титульные листы актуальны законодательным установленным нормам, образцы штриховок дополнены. ПО устанавливают на графическую платформу основной программы ZWCAD+ 2015 Про и новые версии продукта ZWCAD 2018 Professional.

VetCAD++ – это набор утилит, помогающих в оформлении проектов и чертежей. Они созданы для автоматического выполнения СД, которые функционально расширяют возможности программ для проектирования ZWCAD Professional/AutoCAD, путем предоставления команд и функций для расчета арматуры и бетона, использованием библиотек готовых решений и конструкций и автоматическим формированием требуемых  таблиц. Применение этого пакета избавляет специалистов от ежедневных рутинных мероприятий во время оформления чертежей, спецификаций.