Сколько весит дерево: рассчитываем винтовой фундамент деревянного дома

Сколько весит 1 м3 дерева наиболее востребованных пород? Насколько трудно рассчитать объем и массу деревянного дома? Как использовать эти данные для расчета винтового фундамента? В этой статье мы ответим на вышеперечисленные вопросы и приведем некоторые справочные данные, которые упростят читателю вычисления.

Факторы

Начнем с небольшого лирического отступления. Такой величины, как вес 1 м3 дерева вообще, не существует.Плотность этого материала сильно зависит от конкретной породы древесины.

Мало того, даже для одной породы объемный вес дерева в т:м3крайне непостоянен. На него слишком сильно влияет влажность материала.

Справка: абсолютной влажностью древесины называется отношение массы содержащейся в ней воды к массе абсолютно сухого материала.
Влажность свежесрубленного ствола составляет от 50 до 100%.
Таким образом, при сушке вес 1м3 дерева может измениться почти вдвое.

Однако при строительстве считается хорошим тоном использовать древесину камерной сушки с нормированной (12-14%) влажностью.

Ее применение дает возможность:

• Минимизировать сроки усадки нового сруба. Обычно деревянный дом перед установкой окон, дверей и внутренней отделкой выстаивается не менее года; сухой материал позволяет сократить этот срок вдвое.
• Свести к минимуму деформацию стен, а, значит, падение качества их утепления из-за рассыхания швов.
• Наконец, древесина камерной сушки не трескается при усыхании, что дает заметный выигрыш в плане эстетики.

Разумеется, затраты времени и энергии на сушку сказываются на стоимости материала: цена сухого деревянного бруса на 25-30% выше, чем бруса естественной влажности.

Вернемся, однако, к интересующей нас теме — плотности дерева и ее роли в расчете основания дома.

Проблемы вычислений

Для расчета винтового фундамента — количества и типа опор, нам понадобится следующая информация:

• Общий объем деревянных конструкций.
• Средний удельный вес дерева — кг:м3 или т/м3.
• Несущая способность одной винтовой сваи.

Здесь есть две очевидных проблемы:

1. Рассчитать объем и вес стен сравнительно просто, а вот вычислить суммарную нагрузку на фундамент куда труднее. Она включает как минимум вес перекрытий, кровли, домашней утвари, снега на крыше и жильцов дома.
2. Расчетная нагрузка на сваю определяется не только диаметром ее ствола и лопастей, но и типом грунта: у разных почв разная несущая способность.

Первая проблема решается просто и изящно: давно подмечено, что при сбалансированной конструкции строения масса внешних стен составляет примерно 50% общей массы дома. Соответственно, приблизительный расчет веса деревянного дома можно выполнить, найдя вес вертикальных ограждающих конструкций и удвоив его.

С расчетной несущей способностью свай для разных грунтов чуть сложнее: здесь придется оперировать исключительно справочными данными. Мы постараемся облегчить жизнь читателю и приведем их здесь.

Справочные данные

Плотность древесины

Вот средний вес дерева — м3 при влажности 12%.

Порода	Масса 1 кубометра, кг
Пихта	390
Ель	450
Ольха	450 — 630
Осина	510
Сосна	520
Липа	530
Тополь	550
Каштан	560
Вишня	580
Тис	600
Орех	640
Клен, береза, бук	650
Лиственница	660
Дуб	690
Платан	700
Ясень	750
Слива	800
Яблоня	900
Самшит	960
Эбеновое дерево	1080

Подсказка: на сайтах многих поставщиков можно обнаружить калькулятор веса дерева в зависимости от его реальной влажности, а не только для нормированных условий.

Несущая способность свай

Источником информации для нас станет СНиП 2.02.03-85, описывающий строительство свайных фундаментов. В нем приводятся данные для свай наиболее ходовых размеров — 73/250 и 89/300 миллиметров (труба/лопасти). Расчетная глубина лопастей — 2 метра.

Грунт	Несущая способность сваи 73/250, кг	Несущая способность сваи 89/300, кг
Пескогравий	5800	8400
Среднекрупный песок	5400	7800
Мелкий полувлажный песок	2000	2800
Сухая супесь	1950	2800
Влажная супесь	980	1400
Сухой суглинок	1500	2100
Влажный суглинок	500	700

Пример расчета

Теперь, используя приведенные схемы и данные, давайте попробуем своими руками рассчитать количество винтовых свай для следующих условий:

• Сваи при заглублении в 2 метра имеют размеры 89/300 мм.

• Размер дома — 9х9 метров.
• Высота единственного этажа — 3 метра.
• Толщина стен — 20 сантиметров.
• Материал — сухая сосна.
• Грунт — супесчаный, с высоким уровнем грунтовых вод.

Инструкция по выполнению расчетов довольно проста:

1. Вычисляем объем наружных стен. Он равен (9*3*0,2)*4=21,6 м3.
2. Рассчитываем их массу для сухой сосны: 21,6*520=11232 кг.
3. Поскольку полная масса дома может быть грубо оценена как удвоенная масса стен, увеличиваем полученный вес вдвое: 11232*2=22464 кг.
4. Для оценки необходимого количества свай делим оценочную массу дома на несущую способность одной сваи: 22464/1400=16 (с округлением) штук.

Обратите внимание: сваи должны присутствовать не только под внешними стенами дома, но и под внутренними деревянными перегородками, и под наиболее длинными пролетами балок.

Заключение

Надеемся, что приведенные данные и методики расчетов помогут читателю в собственноручном проектировании фундамента под деревянное строение. Видео в этой статье, как обычно, предложит дополнительную информацию. Успехов!