Как рассчитать объем в м3 фундамента: сколько бетона нужно на фундамент

Рассчитать объем бетона для фундамента

Сколько нужно бетона для заливки фундамента – один из самых популярных вопросов при проектировании строительных объектов любого назначения. Эта задача является поистине одним из фундаментальных условий успешного расчета, от которого зависит прочность и долговечность всего сооружения.

Важно помнить, что для каждого вида фундамента есть специально разработанные рецептуры раствора (марка бетона) и рекомендации по кубатуре.

Исходя из типа фундамента, который выбран и его конфигурации определяется путь расчета бетона на фундамент, при этом важными показателями при проектировании фундамента являются тип здания и особенности несущего грунта, поэтому в любом случае просчитывается фундамент на прочностные нагрузки. Для вычисления кубатуры заливаемого основания дома используются расчетные показатели габаритов проектируемого фундамента.

В случаях необходимости заливки неответственного фундамента для сверхлегких подсобных сооружений часто фундаментная опора отливается на основании практических навыков без точных расчетов по предельным нагрузкам от здания, т. е. канава и опалубка устанавливаются «на глазок». В таких случаях удобнее всего точно вымерять кубатуру по готовой установленной опалубке.

Иногда цифровые данные в проектной документации не совпадают с реальными измерениями объема, изготавливаемого фундамента, т.е. существует погрешность в установке опалубки. Даже небольшие отличия размеров могут сыграть значительную роль на показатель крепости фундамента, поэтому стараются устанавливать щиты опалубки с увеличением размера отливки, а при расчете необходимого объема бетона учитывают два коэффициента: отклонения геометрии и усадка раствора. Самым точным способом расчета бетона на фундамент является учет всех коэффициентов с вычетом объема инженерных коммуникаций.

Коррекционные коэффициенты для расчета объема бетона

Коэффициент усадки обязательно учитывается, т.к. любая бетонная смесь уменьшается в объеме при высыхании. Соответственно чем ниже содержание воды, тем меньше будет усадка. Поэтому любую формулу обязательно нужно откорректировать путем умножения показателя кубатуры на коэффициент усадки используемой марки бетона.
Близость залегания грунтовых вод и общий уровень влажности почвы влияет на использование определенной марки бетона.
Тип грунта является одним из самых важных показателей, который аргументирует выбор марки бетона для отливки и коррекцию габаритов фундамента (его усиление), который будет надежным основанием в данных условиях:

  • Пучинистость грунта – показатель уровня деформации грунта после циклов заморозки/оттаивания. Более подвержены эрозии грунты, которые способны сильно задерживать влагу.
  • Наиболее прочными являются скальные основания без трещин и пустот.
  • Крупнообломочные грунты сами по себе служат довольно прочным основанием и могут применяться в качестве «подушки» под фундамент.
  • Самые ненадежные основания, которые обязательно нуждаются в искусственной насыпи под фундамент или полной замене на прочный вид грунта: пучинистые обломочные грунты с мелкой фракцией, песчаные, суглинки, супесь, торфяные грунты.

 

Беря во внимание указанные факторы, негативно влияющие на фундамент и требующие усиления его конструкции, рассчитать количество бетона на фундамент окончательно можно только после просчета основания на предельные нагрузки с учетом грунтового воздействия.

Формулы предварительного расчета для разных типов фундамента

При выборе способа расчета объема бетона необходимо знать тип фундамента и иметь его точные геометрические расчеты:

  • Для плитного («плавающая плита») фундамента достаточно знать показатели площади здания и толщины плиты, которые перемножаются для получения объема отливки. В случаях, если фундамент имеет дополнительные ребра жесткости, то необходимо найти объем каждого ребра жесткости и прибавить их к общему объему плиты.
  • Свайный фундамент имеет самую широкую область применения, т.к. благодаря распределению веса и надежной установке свай есть возможность успешного возведения сооружений на сложных  пучинистых грунтах. Расчет бетона на фундамент из свай представляет собой вычисление объема одного столба с умножением на их количество. Самым проблематичным в расчете является вычисление объема сваи, т.к. форма может быть различной: параллелепипед, простой цилиндр, с пятой у основания, которая может быть цилиндрической, кубической или конической. 2, где R – это радиус сваи, половина его диаметра) основания столба умножается на его высоту.
  • Ленточный фундамент имеет большую популярность из-за простоты изготовления и расчета. Чтобы знать, как рассчитать бетон для фундамента такого типа, необходимо его «виртуально» разделить на отдельные «стены», объем которых вычисляется перемножением высоты, ширины и длины. Зная объем каждой стороны фундамента, общий объем необходимого бетона определяется их сложением.
  • Существуют и более сложные типы фундаментов (комбинированные). Расчет их объема производится суммированием объемов отдельных участков конструкции. В данном случае поможет воспоминания курса геометрии для вычисления различных фигур.

Поиск более точных показателей объема фундамента 

Математические расчеты объема фундамента обязательно будут отличаться от необходимого объема бетона, т.к. полученные показатели необходимо откорректировать:

  • Измеряются размеры установленной опалубки или изготовленной (в случаях отливки непосредственно в грунт) траншеи, отверстий под столбы. Отклонения показателей от расчетных обязуют произвести новый расчет по реальным размерам или использовать увеличивающий объем коэффициент. Он рассчитывается по отдельному элементу фундамента: к примеру, реальный объем одной стороны фундамента 12, а расчетный 10, то коэффициент получиться 1,2=12/10.
  • Любой бетон в процессе высыхания дает усадку, при этом на практике она не может превышать 10%. Чтобы правильно рассчитать количество бетона на фундамент, необходимо обязательно умножать объем фундамента на коэффициент 1,1.

Нехватка бетона при заливке опалубки – из-за нарушения целостности отливки настоящая катастрофа, поэтому принято всегда использовать максимальный объем, для чего расчетный объем фундамента умножается на коэффициент отклонения реальной формы (1,05 – 1,1) и умножается на коэффициент усадки бетона (обычно 1,1). К примеру: расчетный объем фундамента 50 м3, тогда 50*1,1*1,1=60,5 (м3). В итоге разница очень существенная, при этом для того, чтобы приобретаемый объем раствора обязательно вместился в опалубку, она изготавливается значительно выше расчетных размеров.  

1.4: Объем, толщина и плотность

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    189531
    • OpenStax
    • OpenStax

    Цели обучения

    • Расчет площади, объема, плотности и толщины и преобразование в различные единицы измерения.

    Производные единицы СИ

    Многие единицы можно получить из семи основных единиц СИ. Например, мы можем использовать базовую единицу длины для определения единицы объема, а базовые единицы массы и длины — для определения единицы плотности.

    Объем

    Объем — это мера объема пространства, занимаемого объектом. Стандартная единица объема в системе СИ определяется базовой единицей длины (рис. \(\PageIndex{3}\)). Стандартный объем кубический метр (м 3 ), куб с длиной ребра ровно один метр. Чтобы распределить кубический метр воды, мы могли бы построить кубический ящик с длиной ребра ровно один метр. В эту коробку поместится кубический метр воды или любого другого вещества.

    Более часто используемая единица объема получается из дециметра (0,1 м или 10 см). Куб с длиной ребра ровно в один дециметр содержит объем в один кубический дециметр (дм 3 ). Литр (л) — более распространенное название кубического дециметра. Один литр равен примерно 1,06 кварт. Кубический сантиметр (см 3 ) — объем куба с длиной ребра ровно один сантиметр. Аббревиатура cc (от c ubic c entimeter) часто используется медицинскими работниками. Кубический сантиметр также называется миллилитром (мл) и составляет 1/1000 литра.

    < Рисунок \(\PageIndex{3}\): (a) Относительные объемы показаны для кубов 1 м 3 , 1 дм 3 (1 л) и 1 см 3 (1 мл) (не в масштабе).
    (b) Диаметр десятицентовой монеты сравнивается с длиной ребра 1-сантиметровой 9-центовой монеты.0044 3 (1 мл) куб.

    Плотность

    Мы используем массу и объем вещества для определения его плотности. Таким образом, единицы плотности определяются базовыми единицами массы и длины.

    Плотность вещества есть отношение массы навески вещества к его объему. Единицей плотности в СИ является килограмм на кубический метр (кг/м 3 ). Однако во многих ситуациях это неудобная единица измерения, и мы часто используем граммы на кубический сантиметр (г/см 3 ) для плотности твердых веществ и жидкостей и граммов на литр (г/л) для газов. Хотя есть исключения, большинство жидкостей и твердых тел имеют плотность от 0,7 г/см 3 (плотность бензина) до 19 г/см 3 (плотность золота). Плотность воздуха около 1,2 г/л. В таблице \(\PageIndex{3}\) показаны плотности некоторых распространенных веществ.

    The values for solids are ice 0.92, oak wood 0.60 to 0.90, iron 7.9, copper 9.0, lead 11.3, silver 10.5, and gold 19.3. The values for liquids are water 1.0, ethanol 0.79, acetone 0.79, glycerin 1.26, olive oil 0.92, gasoline 0.70 to 0.77, and Mercury 13.6. The values for gases, which were measured when the gas was at 25 degrees Celsius and 1 atmosphere, are dry air 1.20, oxygen 1.31, nitrogen 1.14, carbon dioxide 1.80, helium 0.16, neon 0.83, and radon 9.1.»>
    Таблица \(\PageIndex{3}\): Плотности обычных веществ
    Твердые вещества Жидкости
    		Газы (при 25 °С и 1 атм)
    лед (при 0 °C) 0,92 г/см 3 вода 1,0 г/см 3 сухой воздух 1,20 г/л
    дуб (древесина) 0,60–0,90 г/см 3 этанол 0,79 г/см 3 кислород 1,31 г/л
    железо 7,9 г/см 3 ацетон 0,79 г/см 3 азот 1,14 г/л
    медь 9,0 г/см 3
    глицерин 1,26 г/см 3     		диоксид углерода 1,80 г/л
    свинец 11,3 г/см 3 оливковое масло 0,92 г/см 3 гелий 0,16 г/л
    серебро 10,5 г/см 3 бензин 0,70–0,77 г/см 3 неон 0,83 г/л
    золото 19,3 г/см 3 ртуть 13,6 г/см 3 радон 9,1 г/л

    Хотя существует множество способов определения плотности объекта, возможно, самый простой метод включает в себя отдельное определение массы и объема объекта, а затем деление массы образца на его объем.

    В следующем примере масса определяется непосредственно путем взвешивания, а объем определяется косвенно путем измерения длины.

    \[\mathrm{density=\dfrac{mass}{volume}}\]

    Пример \(\PageIndex{1}\)

    Расчет плотности Золото — в виде кирпичей, слитков и монет — веками использовалось в качестве валюты. Чтобы заставить людей платить за слиток золота, фактически не вкладывая в слиток золота, люди решили заполнить центры полых золотых слитков свинцом, чтобы обмануть покупателей, заставив их думать, что весь слиток состоит из золота. Не получается: свинец — вещество плотное, но плотность его не так велика, как у золота, 193}\]

    Упражнение \(\PageIndex{1}\)

    1. Чему равен с точностью до трех знаков после запятой объем куба (см
      3       ) с длиной ребра 0,843 см?
    2. Если куб в части (а) сделан из меди и имеет массу 5,34 г, какова плотность меди с точностью до двух знаков после запятой?
    Ответить на

    0,599 см 3 ;

    Ответ б

    8,91 г/см 3

    Пример \(\PageIndex{2}\): использование вытеснения воды для определения плотности

    Эта симуляция PhET иллюстрирует другой способ определения плотности с использованием вытеснения воды. Определите плотность красных и желтых блоков.

    Раствор

    Когда вы открываете симуляцию плотности и выбираете ту же массу, вы можете выбрать один из нескольких цветных блоков весом 5,00 кг, которые вы можете бросить в резервуар, содержащий 100,00 л воды. Желтый блок всплывает (он менее плотный, чем вода), и уровень воды поднимается до 105,00 л. Во время плавания желтый блок вытесняет 5,00 л воды, количество, равное весу блока. Красный блок тонет (плотнее воды, плотность которой = 1,00 кг/л), а уровень воды поднимается до 101,25 л.

    Таким образом, красный блок вытесняет 1,25 л воды, что равно объему блока. Плотность красного блока:

    \[\mathrm{плотность=\dfrac{масса}{объем}=\dfrac{5,00\: кг}{1,25\: L}=4,00\: кг/л}\]

    Обратите внимание: поскольку желтый блок не полностью погружен в воду, по этой информации нельзя определить его плотность. Но если вы держите желтый блок на дне резервуара, уровень воды поднимается до 110,00 л, что означает, что теперь она вытесняет 10,00 л воды, и ее плотность можно найти:

    \[\mathrm{плотность=\dfrac{масса}{объем}=\dfrac{5,00\: кг}{10,00\: L}=0,500\: кг/л}\]

    Упражнение \(\PageIndex{1}\)

    Удалите все блоки из воды и добавьте зеленый блок в резервуар с водой, поместив его примерно посередине резервуара.

    Определите плотность зеленого блока.

    Ответить

    2,00 кг/л

    Толщина

    Ширина объекта также иногда определяется как толщина (T). Обычно это происходит, когда ширина объекта значительно меньше других размеров. Для измерения толщины требуется инструмент с высокой точностью, такой как штангенциркуль. Однако, если вы знаете площадь, массу и плотность вещества, вы можете рассчитать толщину.

    Используйте эту формулу для расчета толщины: \(\mathrm{толщина=\dfrac{объем}{площадь}}\)

    Чтобы найти объем, вы должны изменить формулу плотности. \(\mathrm{volume=\dfrac{mass}{density}}\)

    Пример \(\PageIndex{2}\): Расчет толщины

    Кусок алюминиевой фольги имеет массу 0,018 г и 5,0 см с каждой стороны. Учитывая плотность алюминия 2,7 г/см3, какова толщина алюминия в см?

    Раствор

                                  \(\mathrm{толщина=\dfrac{объем}{площадь}}\) 92}=0,00027\: см}\]

    Резюме

     Ученые используют производные единицы измерения, такие как литры (для объема) и г/см 3 (для плотности). Толщина — это способ выразить ширину объекта, когда этот размер мал.

    Ключевые уравнения

    • \(\mathrm{density=\dfrac{mass}{volume}}\)
    • \(\mathrm{толщина=\dfrac{объем}{площадь}}\)

    Глоссарий

     
    плотность
    отношение массы к объему вещества или предмета
    литр (л)
    (также кубический дециметр) единица объема; 1 л = 1000 см 3
    миллилитр (мл)
    1/1000 литра; равен 1 см 3
    секунд(ы)
    Единица времени в системе СИ
    Единицы СИ (Международная система единиц)
    стандарты, закрепленные международным соглашением в Международной системе единиц ( Le Système International d’Unités )
    толщина
    другой способ выражения ширины объекта, который можно рассчитать, разделив объем объекта на площадь
    объем
    количество места, занимаемого объектом

    Авторы

    • Пол Флауэрс (Университет Северной Каролины, Пемброк), Клаус Теопольд (Университет Делавэра) и Ричард Лэнгли (Государственный университет Стивена Ф. Остина) с соавторами. Контент учебника, созданный OpenStax College, находится под лицензией Creative Commons Attribution License 4.0. Скачать бесплатно на http://cnx.org/contents/85abf193-2бд…[email protected]).

    • Кристи ВанРойен, Технологический институт Орегона

    Эта страница под названием 1.4: Volume, Thickness, and Density распространяется по незаявленной лицензии и была создана, изменена и/или курирована OpenStax.

    1. Наверх
      • Была ли эта статья полезной?
      1. Тип изделия
        Раздел или Страница
        Автор
        ОпенСтакс
      2. Теги
        1. плотность
        2. толщина
        3. том

      Калькулятор преобразования кубических футов в кубические метры

      Определение кубических футов:

      Кубический фут (знак ft 3 или cu ft) — неметрическая имперская и обычная единица объема США, используемая в Соединенных Штатах и ​​Соединенном Королевстве. Он определяется как объем куба со стороной в один фут (0,3048 м). Его вместимость составляет 28,3168 л (около 135 кубических метров).

      Кубический фут воды весит 62,37 фунта при температуре 60 градусов по Фаренгейту (16 градусов по Цельсию) (28,29 кг).

      Определение кубического метра:

      Кубический метр — это производная единица измерения объема в системе СИ. Он имеет символ СИ m 3 . Это объем куба с ребрами длиной один метр. Stère был альтернативным термином, который допускал различное использование с метрическими префиксами и до сих пор иногда используется для сухой меры (например, по отношению к дереву). Килолитр был еще одним возможным прозвищем, которое больше не используется регулярно.

      Что такое преобразование кубических футов в кубические метры?

      И кубический фут, и кубический метр являются мерами объема трехмерного объекта, хотя и в разных средах. Химические концентрации в воздухе представлены в кубических метрах, а не в кубических футах, которые являются стандартной единицей линейных измерений.

      Один кубический фут примерно равен 0,0283168466 кубических метров.

      1 кубический фут (фут 3 ) = 0,0283168466 кубический метр (м 3 )

      Как преобразовать кубический фут в кубический метр?

      Умножьте указанное значение в футах на 0,0283168466 кубических метров, чтобы преобразовать кубические футы в кубические метры. Умножьте 5 на 0,0283168466 кубических метров, чтобы преобразовать 5 кубических футов в кубические метры.

      5 кубических футов 5 умножить на 0,0283168466 кубических метров.

      5 футов3 равно 0,141584233 м 3 .

      Таким образом, преобразование 5 кубических футов в кубические метры дает 0,141584233 м 3 .

      Кубические футы в кубические метры Таблица преобразования

      Вот кубические футы в кубические метры для различных значений: 044 3 ) 0,001 0,0000283168 0,01 0,0002831685 0,1 0,0028316847 1 0,0283168466 2 0,056633 6932 3 0,0849505398 4 0,1132673864 9047 9 5 0,141584233 6 0,16996 7 0,1982179262 8 0,2265347727 9 0,2548516193 10 0,2831684659 50 1,4158423297 100 2,8316846593

      Решаемые примеры:

      Пример 1:

      Рассчитайте кубический метр, эквивалентный 0,062 кубических фута.

      Решение:

      Мы знаем, что один кубический фут равен примерно 0,0283168466 кубических метров.

      Следовательно,

      0,06 фута 3 равно 0,06 x 0,0283168466 м 3 .

      0,00169 м 3 Равен 0,06 фута 3 .

      В результате 0,06 кубических фута примерно равны 0,00169 кубических метров.

      Пример 2:

      Сколько кубических метров составляют 8 кубических футов?

      Решение:

      Для расчета: 8 кубических футов в кубических метрах.

      Например, 1 фут 3 = 0,0283168466 м 3

      8 футов 3 равно 8 x 0,0283168466 м3

      8 футов 3 равно 0,2265347727 м 3

      В результате 8 кубических футов примерно равны 0,2265347727 кубических метров.

      Пример 3:

      Преобразование кубических метров в кубические футы: 120 кубических футов

      Решение:

      Нам известно об этом.