Нагрузка на фундамент: как собрать вес дома, снег и полезную нагрузку

Из чего складывается нагрузка

Постоянные нагрузки — вес стен, перекрытий, перегородок, кровли, самого фундамента и грунта на его уступах.

Временные нагрузки по СП 20.13330.2016:

• полезная нагрузка на перекрытие жилых помещений — 1,5 кПа, чердака — 0,7 кПа (табл. 8.3);
• перегородки — не меньше 0,5 кПа (п. 8.2.2);
• снег: вес снегового покрова Sg по району — от 0,5 кПа в I районе до 4,0 кПа в VIII (табл. 10.1), Москва — III район, 1,5 кПа. На скатах круче 30° снега меньше, круче 60° он не держится (прил. Б).

1 кПа — это примерно 100 кг на 1 м².

Сколько весят стены, перекрытия и кровля

• Кирпич полнотелый — около 1800 кг/м³; 1 м² стены 380 мм ≈ 6,7 кПа.
• Газобетон D500 — с эксплуатационной влажностью и швами около 600 кг/м³; 1 м² стены 300 мм ≈ 1,8 кПа.
• Брус — около 500 кг/м³; 1 м² стены 150 мм ≈ 0,75 кПа.
• Каркасная стена с утеплителем и обшивками — около 0,5 кПа на 1 м².
• Монолитная плита 200 мм — 5 кПа, плюс стяжка.
• Многопустотная плита 220 мм — около 3,2 кПа.
• Деревянное перекрытие — около 0,5 кПа.
• Кровля из металлочерепицы со стропилами и обрешёткой — около 0,25 кПа на 1 м² ската.

Каменный дом в 3–4 раза тяжелее каркасного того же размера, поэтому и фундамент ему нужен другой.

Нормативные и расчётные нагрузки

Нормативная нагрузка — это вес «как есть». Расчётная — нормативная, умноженная на коэффициент надёжности γf по СП 20.13330.2016:

• металл — 1,05; бетон плотнее 1600 кг/м³, железобетон, кирпич, дерево — 1,1 (табл. 7.1);
• бетоны до 1600 кг/м³, в том числе газобетон, и лёгкие слои заводского изготовления — 1,2, выполненные на площадке — 1,3;
• полезная нагрузка меньше 2 кПа — 1,3 (п. 8.2.2);
• снег — 1,4 (п. 10.12).

Если кратковременных нагрузок несколько, основная берётся полностью, вторая — с коэффициентом сочетания 0,9, остальные — 0,7 (п. 6.4).

Давление на грунт и осадку проверяют по второй группе предельных состояний — там коэффициенты надёжности по нагрузке равны 1. Расчётные нагрузки нужны для прочности: подбора арматуры ленты, плиты и ростверка.

Пример расчёта: 1 м ленты под дом из газобетона

Одноэтажный дом 10 × 10 м, стены из газобетона D500 толщиной 300 мм и высотой 3 м, холодный чердак на деревянных балках (балки опираются на наружные стены и среднюю несущую стену), двускатная кровля из металлочерепицы с уклоном 30°, свесы 0,5 м, III снеговой район. Считаем 1 м ленты под скатом — нормативные значения.

1. Стена: 6 кН/м³ × 0,3 × 3 = 5,4 кН/м. 2. Чердачное перекрытие, грузовая ширина 2,5 м: 0,5 × 2,5 = 1,25 кН/м. 3. Полезная на чердак: 0,7 × 2,5 × 0,9 = 1,6 кН/м. 4. Кровля, половина пролёта с свесом 5,5 м в плане: 0,25 ÷ cos 30° ≈ 0,29 кПа × 5,5 = 1,6 кН/м. 5. Снег: 1,5 × 5,5 = 8,25 кН/м. 6. Лента 0,4 × 1,2 м: 0,4 × 1,2 × 25 = 12 кН/м.

Итого: 5,4 + 1,25 + 1,6 + 1,6 + 8,25 + 12 ≈ 30 кН на 1 м, то есть около 3 т. Давление под подошвой шириной 0,4 м: 30 ÷ 0,4 = 75 кПа. Под фронтонными стенами нагрузка меньше — там нет кровли и снега, но есть треугольник фронтона.

Что делать с результатом

• Лента и плита. Давление под подошвой сравнивают с расчётным сопротивлением грунта R — см. несущая способность грунта. Если давление близко к R, уширяют подошву или переходят на плиту.
• Сваи. Нагрузку делят на число свай в зоне стены и сравнивают с допускаемой нагрузкой на сваю.
• Неравномерность. Нагрузка под скатами, фронтонами и внутренней стеной разная — поэтому проверяют каждую ленту, а не среднее по дому.
• Пристройки. Крыльцо, терраса и гараж нагружают основание иначе, чем дом, — их ставят на отдельный фундамент с деформационным швом.

Посчитать нагрузку для своего дома

Конструктор фундамента собирает нагрузки по зонам дома: материал и высоту стен, перекрытия, кровлю, снеговой район и полезные нагрузки. Сочетания для давления на грунт и для прочности считаются отдельно, у каждой составляющей видны значение, коэффициент и источник.