Leitfaden zur Fundamentberechnung: Fundamente, Platten und Traglasten
Erfahren Sie, wie Sie Fundamentanforderungen einschließlich Fundamentgrößen, Betonvolumen, Bodentragfähigkeit und Traglasten berechnen.
Arten von Wohngebäudefundamenten
Wohngebäudefundamente fallen in drei Hauptkategorien: Bodenplatte (Platte auf Niveau), Kriechkeller und Vollkeller. Eine Bodenplatte ist ein einziger Betonguss, der sowohl als Fundament als auch als Erdgeschossoberfläche dient. Ein Kriechkellerfundament verwendet Umfassungswände mit einem erhöhten Fußbodensystem über einem belüfteten oder konditionierten Raum. Ein Vollkeller erweitert die Umfassungswände, um einen bewohnbaren oder Lagerraum unter dem Geländeniveau zu schaffen. Die Wahl hängt von Klima, Bodenbedingungen, Topografie, lokaler Baupraxis und Budget ab.
Bodentragfähigkeit verstehen
Jedes Fundament ruht auf dem Boden, und der Boden muss stark genug sein, um das Gewicht des Gebäudes ohne übermäßige Setzung zu tragen. Die Bodentragfähigkeit wird in kN/m² (Kilonewton pro Quadratmeter) gemessen. Festes Grundgestein kann über 600 kN/m² tragen. Verdichteter Kies trägt etwa 150 bis 200 kN/m². Sandiger Boden trägt 100 bis 150 kN/m². Steifer Ton trägt 100 bis 200 kN/m². Weicher Ton oder unverdichtete Auffüllung kann nur 25 bis 50 kN/m² tragen. Ein geotechnischer Bericht testet den tatsächlichen Boden auf Ihrem Grundstück und gibt eine empfohlene Tragfähigkeit an.
Gebäudelasten berechnen
Die Gesamtlast auf ein Fundament umfasst die Eigenlast (das Gewicht der Konstruktion selbst) und die Nutzlast (Bewohner, Möbel und variable Lasten wie Schnee). Eine typische Wohngebäude-Holzrahmenwand wiegt etwa 0,5 bis 0,75 kN/m². Ein Wohngebäude-Deckensystem (Balken, Unterboden und Fertigboden) wiegt etwa 0,5 bis 0,75 kN/m². Das Dachsystem wiegt etwa 0,5 bis 1,0 kN/m² je nach Material. Nutzlasten werden durch die Bauordnung vorgegeben: 2,0 kN/m² für Wohnräume und 0,75 bis 3,5 kN/m² für Dachlasten je nach Klima und Dachneigung.
Streifenfundamente dimensionieren
Streifenfundamente verlaufen unter tragenden Wänden und verteilen die Wandlast über eine größere Bodenfläche. Die Fundamentbreite wird bestimmt, indem die lineare Gesamtlast (kN pro Laufmeter Wand) durch die Bodentragfähigkeit geteilt wird. Wenn eine Wand 30 kN pro Laufmeter trägt und der Boden 100 kN/m² trägt, muss das Fundament mindestens 30 cm breit sein (30 / 100 = 0,3 m). Mindestmaße für Wohngebäudefundamente sind typischerweise 30 cm breit und 15 cm tief für eingeschossige Gebäude. Die Fundamentdicke sollte mindestens gleich dem Überstand über die Wandfläche auf jeder Seite sein.
Einzel- und Stützenfundamente dimensionieren
Punktlasten von Stützen oder Pfosten erfordern einzelne Plattenfundamente. Berechnen Sie die Gesamtlast, die die Stütze trägt, indem Sie alle Eigen- und Nutzlasten aus dem Einzugsbereich addieren. Teilen Sie die Gesamtlast durch die Bodentragfähigkeit, um die erforderliche Fundamentfläche zu erhalten. Eine Stütze mit 40 kN Last auf einem Boden mit 100 kN/m² Tragfähigkeit benötigt eine Fundamentfläche von mindestens 0,4 m², was einem 63 x 63 cm großen quadratischen Fundament entspricht. Die Fundamentdicke beträgt typischerweise die Hälfte der Fundamentbreite minus die Hälfte der Stützenbreite, aber nicht weniger als 20 cm.
Fundamentwand-Berechnungen
Fundamentwände für Kriechkeller und Keller müssen sowohl vertikalen Lasten von oben als auch seitlichem Erddruck widerstehen. Die Wanddicke wird durch die Wandhöhe, die Art des Verfüllbodens und ob die Wand am oberen Ende durch die Deckenkonstruktion gehalten wird, bestimmt. Eine 20-cm-Betonwand reicht für die meisten Kriechkeller mit bis zu 1,50 m unbilanzierter Verfüllhöhe. Gegossene Betonwände können 20 cm dick sein für die meisten Wohnbauanwendungen. Höhere Wände oder schwere Tonböden erfordern möglicherweise 25- oder 30-cm-Wände oder horizontale Bewehrung.
Drainage und Abdichtung
Wasser ist der Hauptfeind von Fundamenten. Ein ordnungsgemäßes Fundamententwässerungssystem umfasst eine Drainage am Fundamentfuß (oft als Ringdrainage oder französische Drainage bezeichnet). Dies ist typischerweise ein perforiertes Rohr mit 10 cm Durchmesser, umgeben von gewaschenem Kies und mit Filtervlies abgedeckt. Die Drainage muss ein Gefälle von mindestens 1 % zu einem Pumpensumpf, einem Tagwasserauslass oder einem Regenwasseranschluss haben. Fundamentwände unter Gelände sollten eine Abdichtung erhalten. Vollständige Abdichtung (eine Kunststoff- oder Bitumenmembran) wird für Keller empfohlen. Ordnungsgemäßes Gefälle weg vom Fundament von mindestens 5 % in den ersten 3 Metern ist die erste Verteidigungslinie.
Bewehrung und Bewehrungsanforderungen
Beton ist druckfest, aber zugempfindlich, daher wird Stahlbewehrung hinzugefügt, um Zugkräfte aufzunehmen und Rissbildung zu kontrollieren. Streifenfundamente erfordern typischerweise mindestens zwei horizontale Bewehrungsstäbe (meist Durchmesser 10 oder 12 mm) über die gesamte Fundamentlänge, platziert im unteren Bereich mit 5 cm Betondeckung. Fundamentwände erfordern sowohl horizontale als auch vertikale Bewehrung. Ein gängiges Wohnbaumuster ist Bewehrungsstäbe im Abstand von 25 cm vertikal und 25 cm horizontal. Bodenplatten haben typischerweise Bewehrungsmatten oder Stäbe im Abstand von 15 bis 20 cm in beiden Richtungen, auf Abstandhaltern gelagert.