Фундамент

Как рассчитать нагрузку на фундамент

Расчет нагрузки на фундамент и грунт

При проектировании фундаментов для любых типов зданий учитываются все влияющие на правильную их работу условия. Принимают во внимание инженерно-геологические особенности участка строительства, конструкцию здания, влияние окружающей среды. Основная задача – обеспечить прочность и пригодность готового фундамента к длительной эксплуатации. Неправильный расчет становится причиной осадок, разрушения и появления трещин на фундаменте и самом здании. Рассмотрим подробнее как рассчитать нагрузку на фундамент, и что учитывают при расчете.

Принципы расчета фундаментов и типы нагрузок

Расчет фундамента включает в себя выбор типа и геометрических характеристик в зависимости от всех влияющих на работу конструкции факторов. Также определяют несущую способность грунта в привязке к весу дома. В первую очередь важно провести расчет нагрузки на фундамент. Она зависит от веса дома и некоторых других воздействий.

В общем, все воздействия на фундамент классифицируются по времени действия на:

Временные также разделяют на кратковременные, длительные и особые.

К постоянным относят собственный вес строительных конструкций, давление грунтовых масс на фундамент. Эти воздействия начинаются непосредственно с начала строительства и продолжаются весь срок эксплуатации строения.

Временные нагрузки воздействуют в некоторые периоды при возведении или эксплуатации здания. К ним относят:

длительные – вес оборудования, мебели, материалов;
кратковременные – транспортные нагрузки, снег, ветер.

При расчете все воздействия суммируются и распределяются на общую длину фундамента или количество свай.

Постоянные нагрузки

Постоянные нагрузки от конструкций рассчитывают с использованием таблиц, каталогов и паспортных данных в которых указывается масса или плотность конкретного элемента. В таблице рассмотрим плотности часто используемых строительных материалов.

Название материала	Плотность, кг/м3
Кладка из кирпича: полнотелого	1800
Силикатного	1900
Пустотелого	1300–1400
Бетоны: тяжелый	2200–2500
Ячеистый	400–1200
Асфальтобетон	2000–2200
Железобетон: на тяжелом бетоне	2500
Керамзитобетон	1600–1800
Шлакобетон	900–1200
Теплоизоляторы: Керамзит	500–900
Вата минеральная	200
Пенопласт	15–100
Плиты из минеральной ваты	300–500

Некоторые материалы рассчитывают исходя из их площади, а не плотности.

Название материала	Масса 1 м2
Плиты перекрытия ж/б: Ребристые длиной 6 м	170
Ребристые длиной 12 м	220
Пустотные	250
Кровельные и изоляционные материалы: Черепица	50
Рубероид	1,7
Асбестоцементные листы усиленного профиля	22
Покрытия пола: Ковры	6,0
Паркет штучный	10
ДСП 16 мм	4,8
Линолеум 3 мм	4

К примеру, 1 м2 кирпичной стены из полнотелого кирпича толщиной 380 мм обшитой пенопластом ПСБ-25 толщиной 10 см будет обладать таким весом: 0,38×1800 + 0,1×25 = 304+2,5=303,5 кг. Зная это значение высчитывают вес всех стен и перегородок в здании. Также собирают нагрузку от собственного веса перекрытий и крыши.

К постоянным нагрузкам также относят и собственный вес самого фундамента. Его рассчитывают исходя из материала строительства и геометрических размеров. Ширина фундамента выбирается исходя из толщины стен, но не менее 300 мм. Высота (глубина заложения) в большинстве случаев зависит от глубины промерзания. Для Московской области, к примеру, она составляет около 1,8 м. То есть, с учетом просвета над грунтом, это около 2 м. Если проектируется ленточный фундамент шириной 400 мм и высотой 2 м из бетонных блоков, то вес 1 м будет составлять 0,4× 2×2500=2000 кг. Если общая длина фундамента 50 м, то он создает общую нагрузку на грунт в 100 000 кг.

Обязательно используют коэффициенты надежности, которые составляют:

для металлоконструкций – 1,05;
бетонных материалов плотностью выше 1600 кг/м3, деревянных, армокаменных, каменных и железобетонных конструкций – 1,1;
бетонных плотностью меньше или равной 1600 кг/м3, выравнивающих слоев, засыпок, стяжек, отделочных слоев, выполненных на заводе – 1,2;
то же самое, но выполненных на строительной площадке – 1,3.

С учетом этого коэффициента фундамент, запроектированный выше, будет обладать общим весом в 100 000 × 1,1 = 110 000 кг.

Временные нагрузки

О снеге, который также относится к временным нагрузкам поговорим ниже отдельно. Другие временные воздействия на фундамент необходимо учитывать при проектировании. Их значения берутся из нормативных документов. Нет необходимости высчитывать вес каждого предмета мебели и распределять его по площади. Для жилых зданий в среднем можно принимать 150 кг/м2 равномерно распределенной нагрузки. Для чердаков принимают 70 кг/м2. Также учитывают коэффициенты надежности равный 1,3. То есть для дома в 150 м2 с чердаком в 20 м2 общее значение составляет 26000·1,3 = 33800 кг

Снеговые нагрузки

Снежный покров, который собирается на кровле в холодный период года, необходимо учитывать при расчете нагрузки на грунт. Количество снега в регионах отличается. Для проектирования используют нормативные значения веса снегового покрова, взятые из строительных правил. В СНиП территория разделена на снеговые районы и указана нормативная нагрузка в них:

I – 80 кг/м2;
II – 120 кг/м2;
III – 180 кг/м2;
IV – 240 кг/м2;
V – 320 кг/м2;
VI – 400 кг/м2;
VII – 480 кг/м2;
VIII – 560 кг/м2.

Расположение районов лучше смотреть на карте в нормативных документах. В общем, для европейской части южные регионы относят к I–II району (громе горной части, которая принадлежит VIII району), центральные области (в том числе Москва и Санкт-Петербург) к III, Тверь, Нижний Новгород, Казань к IV, север к V снеговому району.

Кроме этого учитывают и конструкцию крыши, ее уклон. Для этого применяют коэффициент перехода μ (мю). Он составляет:

при уклоне до 30° μ=1;
30–60° μ=0,7:
круче 60° – μ=0.

Имея все значения – площадь крыши, нормативные значения веса снежного покрова, уклон – высчитывают максимальную нагрузку на фундамент от снега: S=Sнорм · μ. При площади крыши 30 м2 с уклоном 30° в Москве общее значение будет: S=180×1×30 = 5400 кг.

Распределение веса на грунт

После сбора всех нагрузок от здания их необходимо суммировать для определения общего веса строения. Это лучше делать в табличном виде, отдельно записав вес покрытия, перекрытий, временных нагрузок, нагрузку от снега и стен. При проектировании дома важно добиться более равномерного распределения нагрузку на фундамент, иначе возможны просадки грунта.

Каждый грунт способен принять определенное воздействие. Оно зависит от его механических характеристик и состава. В среднем, приблизительный расчет ведут исходя из значения 2 кг/см2. Например рассмотрим такую ситуацию: общий вес дома с фундаментом – 150 000 кг. Фундамент ленточный длиной 40 м и шириной 40 см. Площадь опоры – 40×4000= 160000 см2. То есть нагрузка на грунт составит 150 000/160 000 = 0,94 кг/см2. Фундамент полностью удовлетворяет требованиям. Даже, при необходимости, возможно уменьшить его ширину до 30 см.

Распределение нагрузки на столбчатый фундамент проводится таким же образом. Этот же дом, весом 150 000 кг на 16 столбах сечением 40×40 см создаст нагрузку в 150 000/25600=5,9 кг/см2, что недопустимо. Требуется изменение типа фундамента, увеличение количества столбов или замена материалов на более легкие.

Конечно, есть и слабые грунты, несущая способность которых меньше средней. Это нужно учитывать и не пренебрегать инженерно-геологическими изысканиями на строительном участке.

Нагрузка на свайный фундамент рассчитывается исходя из количества свай. Каждый стержень в определенных условиях способен воспринять определенную нагрузку и передать ее грунту. Ее значения определяются типом свай и видом грунта. Висячие сваи передают нагрузку боковыми поверхностями с использованием силы трения. Стоячие – опираются на скальные породы, и способны воспринимать большие нагрузки. При покупке готовых свай у производителя обязательно узнают их несущую способность.

Определение допустимой несущей способности грунта проводят и лабораторными испытаниями во время инженерно-геологических изысканий.

Читайте также: Фундамент для беседки

Источник: stroikadialog.ru

Расчёт нагрузки на фундамент

Нагрузка на фундамент – это допустимые цифровые значения, обозначающие несущую способность. Проведение точных расчётов сопряжено с выполнением геологических исследований и определением степени рыхлости грунта и насыщения его влагой.

Зачем проводятся расчёты нагрузки на фундамент

Расчет нагрузки, которую будет переносить фундамент в процессе эксплуатации, является ключевым этапом проектирования любого основания. Исходя из данных расчетов определяются необходимые несущие характеристики будущего фундамента, его типоразмер и опорная площадь.

Определяемые нагрузки веса здания, снегового и ветрового воздействия, а также эксплуатационного давления, также сопоставляются с несущей способностью грунта на строительной площадке, поскольку несущая способность почвы, в некоторых случаях, может быть меньшей, чем несущие свойства самого фундамента.

Рис:Возможный результат неправильного расчета нагрузок на фундамент дома

Материал стен	кПа	Кгс/м3
С использованием утеплителя на деревянном каркасе или на каркасе из легкого профиля, обшитого листовым материалом	3	300
Брус или бревно	6	600
Стены газобетонные	6	600
Шлакоблоки	12	1200
Ракушечник	15	1500
Пустотелый кирпич	14	1400
Полнотелый кирпич	18	1800

Ответственное отношение к проведению данных расчетов гарантирует, что фундамент под конкретное здание будет подобран правильно. В противном случае, вы рискуете построить дом на слишком слабом фундаменте, что приведет к его разрушению и деформации, либо обустроить фундамент с недостаточной опорной площадью, который под весом здания просто осядет в грунт.
Общие правила проведения расчёта нагрузки на фундамент
Определяется нагрузка посредством использования переменных и постоянных величин:
масса здания;
вес основания;
снеговые нагрузки на кровлю;
ветряное давление на здание.
Общая масса здания вычисляется при сложении веса стен с перекрытиями, дверей с окнами, стропильной системы и кровли, а также крепежей, сантехники, декоративных элементов и количества людей, которые будут единовременно проживать в доме.
Расчёт нагрузки на ленточный фундамент
Определение нагрузки на ленточное основание начинается с подсчёта массы самой ленты, для чего используется следующая формула:
V– объём стен;q– плотность материала основания.
Необходимо произвести суммирование всех типов давления на фундамент, для чего можно воспользоваться следующей формулой:(Pд+Pфл+ Pсн+Pв)/ Sф.
Получение точных сведений, возможно при учёте видов стен, надо определить, какие из них несущие и выполняют функцию удержания перекрытий, лестничных пролётов, стропил. Выявляются самонесущие стены, выполняющие функцию поддержания исключительно собственной массы. Исходя из этих данных, определяют под какую сторону закладывать стены определённой ширины, с обязательной проверкой допустимых значений.
Расчёт нагрузки на столбчатый фундамент
Определение нагрузки на фундамент столбчатого типа, осуществляется по одной формуле. Здесь надо учитывать, что воздействие здания будет распределяться между всеми существующими опорами. Требуется умножить площадь сечения столба (Sс) на высоту (H). Результатом вычисления станет получение объёма, который следует перемножить с плотностью материала, используемого для возведения фундамента (q)и общим числом столбиков, заглубляемых в почву.
Вычисления будут проводиться по следующей формуле:Pфc= Sс× H× q×N.
Определить суммарное сечение, можно по следующей формуле:Sсо= Sс × N.
Вычислить величину нагрузки на сваи, можно разделив массу дома на его опорную площадь, что будет выглядеть следующим образом:P/Sсо.
Расчёт нагрузки на свайный фундамент
Особенностью расчёта свайного основания, является необходимость выявления массы здания (P), которая делится на количество опор.
Рассчитывать нагрузку на свайный фундамент необходимо для того, чтобы в дальнейшем при проектировании ее можно было сопоставить с максимально допустимой нагрузкой на грунт строительной площадки, и при необходимости увеличить число свай либо сечение используемых опор
Чтобы сопоставить допустимые нагрузки на свайный фундамент и грунт необходимо выполнить следующие расчеты:
Определить вес здания и все сопутствующие нагрузки, просуммировать их и умножить на коэффициент запаса надежности;
Определить опорную площадь одной сваи по формуле: “r2 * 3.14” (r- радиус сваи, 3,14 – константа), после чего вычислить общую опорную площадь основания, умножив полученную величину на количество свай в фундаменте;
Рассчитать фактическую нагрузку на 1 см2 грунта: массу здания разделяем на опорную площадь фундамента;
Полученную нагрузку сопоставить с нормативной допустимой нагрузкой на грунт.
Для примера: дом массой 95 тонн. (с учетом снеговых и ветровых нагрузок) строится на фундаменте из 50 буронабивных свай, общая опорная площадь которых составляет 35325 см2. Грунт на участке представлен твердыми глинистыми породами, которые выдерживают нагрузку в 3 кг/см2.
Фактическая нагрузка на грунт: 95000/35325 = 2,69 кг/см2.
Как показывают расчеты, нагрузки от здания, передаваемые фундаментов на грунт, позволяют реализовывать данный проект в конкретных грунтовых условиях.
Порядок проведения вычислений и расчётов
Независимо от типа основания, расчёты производятся в следующей последовательности:
Необходимо выяснить параметры, касающиеся единицы длины опоры, помимо нагрузок от веса самого строения, которые состоят из массы стен, перекрытий и кровли, также определяется эксплуатационное давление, нагрузки от снегового покрова и ветровые нагрузки;
Расчет массы фундамента. Основание дома также будет оказывать нагрузку на почву, которую необходимо высчитать и добавить к нагрузкам от массы здания. Чтобы сделать это, нужно исходя из габаритов (высоты, ширины и периметра) определить объем основания, и умножить его на объемную плотность бетона (массу одного кубометра).
Расчет несущих характеристик почвы – для этого нужно определить тип грунта, и в соответствии с нормативными таблицами вычислить допустимую нагрузку на 1 кв.см. почвы.
Cверка полученных данных с сопротивлением почвы – если возникает необходимость, то осуществляется корректировка площади опоры, например, в случае с ленточным основанием, увеличивается его толщина. При обустройстве свайных или столбчатых оснований необходимо увеличить количество опор в фундаменте либо площадь их сечения;
Измерение фундамента – определение размеров;
Вычисление толщины подушки из песка, формируемой непосредственно под подошвой. Уплотняющая подсыпка из песка и гравия необходима для предотвращения усадки почвы под массой здания и для минимизации вертикальных сил пучения. В нормальных условиях ее толщина составляет 20 см (10 см песка и 10 см гравия), однако при строительстве тяжелых домов в пучинистом грунте она может быть увеличена до 50 см.
Необходимо учесть, что приведённые формулы расчёта нагрузки, будут актуальны исключительно в сфере малоэтажного строительства, то есть при возведении объектов высотой до 3-х этажей. Схема является упрощённой, так как учитывает только удельное сопротивление грунта, при необходимости прогнозирования сдвига грунтовых слоёв, следуетобратиться за помощью к профессионалам. Желательно проводить расчёты дважды, чтобы наверняка определить нужные параметры, так как от этого зависит устойчивость здания.
Собираем показатели грунта
При проектировании фундамента необходимо проводить геодезический анализ грунта на строительной площадке, который позволяет определить три важных показателя – тип почвы, глубину ее промерзания и уровень расположения грунтовых вод.
Исходя из типа грунта вычисляется его несущая характеристика, которая используется при расчете опорной площади основания. Глубина промерзания почвы определяет уровень заглубления фундамента – при строительстве в условиях пучинистых грунтов фундамент необходимо закладывать ниже промерзающего пласта земли. На основании данных о грунтовых водах определяется необходимость обустройства дренажной системы и гидроизоляции фундамента.
Рис:Структура грунтов на территории Московской области
Для сбора показателей необходимо с помощью ручного бура по периметру площадки под застройку сделать несколько скважин глубиной 2-2.5 м. Одна скважина должна располагаться в центре участка, еще две – в центральных частях боковых контуров предполагаемого фундамента. Необходимость бурения нескольких скважин обуславливается тем, что на разных участках площадки может наблюдаться отличающийся уровень грунтовых вод.
В первую очередь нужно определить тип почвы: в процессе бурения возьмите изымаемый из скважины грунт (с глубины 2-ух меров) и скатайте его в плотный цилиндр, толщиной 1-2 сантиметра. Затем попытайтесь согнуть цилиндр.
Если почва рыхлая и цилиндр из нее сформировать невозможно (она попросту рассыпается), вы имеете дело с песчаным грунтом;
Цилиндр скатывается, но при этом он покрыт трещинами и разламывается при сгибающем воздействии, значит грунт на участке представлен супесями;
Цилиндр плотный, но при сгибании ломается – легкий суглинок;
Грунт хорошо скатывается, но при сгибании покрывается трещинами – тяжелый суглинок с большим содержанием глины;
Почва легко скатывается, не трескается и не ломается при сгибании – глинистый грунт.
Далее необходимо определить показатель уровня грунтовых вод. Оставьте пробуренные скважины на ночь, чтобы они заполнились водой. На следующее утро возьмите деревянную рейку двухметровой длины и обмотайте ее бумагой, опустите рейку в скважину. По мокрому участку определите, на каком расстоянии от поверхности скважины расположена вода.
Рис:Пробная скважина для определения уровня грунтовых вод
Предлагаем вашему вниманию карту расчетной глубины промерзания почвы в разных регионах России, которую нужно использовать при самостоятельном проектировании фундамента.
Определяем несущую способность грунта
Ориентировочную несущую способность грунта можно определить на основе проделанных ранее изысканий. Зная тип грунт на участке под застройку сопоставьте его с данными в нижеприведенной таблице.
Источник: ustanovkasvai.ru
Расчет нагрузки на фундамент. Расчет подошвы фундамента
Из статьи «Грунты в основании фундаментов» известно, что фундамент дома может опираться на грунт с разной несущей способностью.
Несущая способность грунта — это сила давления от веса здания, которую выдерживает грунт длительное время при допустимой деформации.
Несущая способность грунта характеризуется величиной расчетного сопротивления грунта — R,т/м 2.
Ширина подошвы фундамента — размерв.Толщина противопучинистой песчаной подушки — размерt.
Цель расчета – подобрать ширину подошвы фундамента (в) и толщину песчаной подушки между грунтом и фундаментом (t) так, чтобы удельное давление от веса здания было меньше расчетного сопротивления грунта.
Расчет ведем в следующей последовательности:
Выбираем размеры фундамента исходя из конструктивных соображений.
Определяем вес здания, приходящийся на один погонный метр длины стены.
По характеристикам грунта в основании фундамента определяем R – расчетное сопротивление грунта.
Расчитываем необходимую ширину подошвы фундамента на один погонный метр длины (площадь фундамента под 1 погонным метром стены).
Корректируем размеры фундамента по результатам расчета.
Определяем толщину песчаной подушки между грунтом и подошвой фундамента.
Для выполнения расчета удобно использовать программу – калькулятор (книга Excel), которую можно скачать по ссылке «Калькулятор – расчет фундамента».Со скачанным файлом калькулятора удобно работать в онлайн редакторе «Google Таблицы».
Скриншот страницы Excel — калькулятора расчета нагрузки на фундамент от веса здания.
На листе «Расчет» в разделе «1. Определение нагрузки от веса здания на 1 погонный метр подошвы фундамента» в первых столбцах вводим исходные данные по конструкции здания.
Данные берем из чертежей проекта. Для наглядности руководствуемся конструктивной схемой здания.
Затем заполняем столбцы «Удельная нагрузка конструкций». Нагрузки определяем из таблиц на листе «Справочник». При заполнении исходных данныхважно отличать вертикальные конструкции стен (нагрузка —т/м 3) от горизонтальных (нагрузка –т/м 2).Величина нагрузок конструктивных элементов здания принимается укрупненными блоками. Не учитывается вес отделки, оконные и дверные проемы не исключаются из расчета и т.п.
После ввода исходных данных программа выдает результат расчета – нагрузку на 1 погонный метр по каждой оси здания.
В разделе «2. Расчет ширины подошвы фундамента» вводятся исходные данные по грунту и песчаной подушке.
Расчетное сопротивление грунта определяется по таблицам на листе «Справочник». Для мелкозаглубленных фундаментов используется таблица «Расчетное сопротивление грунтаRна глубине заложения фундамента 0,3м.» Программа выдает результат расчета – ширину подошвы фундамента по каждой оси.
С учетом результатов расчета и конструктивных соображений в строке «Принимаем:» назначаем ширину подошвы. Принятые размеры вводим в исходные данные по фундаменту раздела 1. Программа пересчитывает нагрузки и ширину подошвы. Добиваемся, чтобы принятая ширина подошвы была не меньше расчетной величины.
В разделе «3. Расчет толщины песчаной подушки» производится расчет толщины песчаной подушкипо исходным данным, взятым из раздела 2. С учетом результатов расчета и конструктивных соображений в строке «Принимаем:» назначаем толщину подушки.
Источник: domekonom.su
Как рассчитать нагрузку на фундамент и грунт
Уже принято решение о строительстве дома и надо начинать практические действия – строить фундамент… Не торопитесь – посчитайте, это сильно сэкономит время, деньги, нервы.
Наша цель определить размер опорной площади фундамента и нагрузку на грунт через расчет нагрузки, которая будет действовать и на фундамент, и на грунт.
Профессионалы делают точные расчеты соответствующих нагрузок с помощью геологических изысканий и специальных программ. Сразу определимся, что, во-первых, наш расчет – приблизительный, но при самостоятельной постройке дома его будет вполне достаточно, а, во-вторых, нагрузка от дома распределена равномерно.
Расчет нагрузки на фундамент
Суммарная нагрузка составит сумму следующих величин:
постоянной — вес самого дома и его содержимого (оборудование, мебель и т.д.);
переменной – давление ветра и снежного покрова.
Для расчета воспользуемся справочными данными по удельному весу:
Средний удельный вес стен толщиной 150 мм, кг/м 2
Стены из бревен и бруса толщиной 140-180 мм
Из опилкобетона толщиной350 мм
Из керамзитобетона толщиной 350 мм
Из шлакобетона толщиной 400 мм
Из пустотелого кирпича толщиной, мм:
Из полнотелого кирпича сплошной кладки толщиной, мм:
Деревянные каркасно-панельные стены толщиной 150 ммс утеплителем
Средний удельный вес перекрытий, кг/м 2
Плиты перекрытия пустотные
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до500 кг/м 3
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до200 кг/м 3
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до500 кг/м 3
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до200 кг/м 3
Средний удельный вес кровли, кг/м 2
Кровля из шифера при уклоне 30 о
Рубероидное покрытие (два слоя) при уклоне 10 о
Кровля из гончарной черепицы при уклоне 45 о
Кровля из листовой стали при уклоне 27 о
Эксплуатационные нагрузки (инженерное оборудование,мебель и т.п.), кг/м 2
Для цокольного и межэтажного перекрытия
Для чердачного перекрытия
Нагрузка от снегового покрова, кг/м 2
Для средней полосы России
Для Севера России
Коэффициент влияния уклона крыши на снеговуюнагрузку
Пользуясь справочными данными, рассчитаем примерный вес двухэтажного дома 6 м х 10 м с двумя внутренними стенами 6 м и 10 м, высота этажа – 3 м.
1. Площадь стен:1.1. периметр дома: 6 + 10 +6 +10 = 32 м;1.2. площадь внешних стен: 32 * 3 (высота этаж) * 2 (количество этажей) = 192 м 2 ;1.3. длина внутренних стен: (10 + 6) * 2 = 32 м;1.4. площадь внутренних стен: 32 * 3 = 96 м 2 ;2. Площадь цоколя: 6 * 10 = 60 м 2 ;3. Площадь межэтажного перекрытия: 6 * 10 = 60 м 2 ;4. Площадь чердачного перекрытия: 6 * 10 = 60 м 2 ;5. Площадь кровли (на 50 см выступает за пределы стен): 7 * 11 = 77 м 2 ;Определим расчет приблизительной нагрузки на фундамент (расчет приведен для домов из 2-х разных материалов):
Стены внешние: полнотелый кирпич толщиной 510 мм;Стены внутренние: полнотелый кирпич толщиной 150 мм;Цокольное перекрытие: железобетонное;Межэтажное перекрытие: плиты перекрытия пустотные;Чердачное перекрытие: по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м 3Кровля: из шифера при уклоне 30 оМестоположение: средняя полоса России.
Стены внешние: брус толщиной 180 мм;Стены внутренние: брус толщиной 140 мм;Цокольное перекрытие: по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м 3 ;Межэтажное перекрытие: по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м 3 ;Чердачное перекрытие: по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м 3 ;Кровля: Кровля из листовой стали при уклоне 27 оМестоположение: средняя полоса России
Источник: podomostroim.ru
Расчет нагрузки на фундамент
Как рассчитать нагрузку на фундамент, можно понять, изучив имеющиеся на многих строительных сайтах программы расчета. Чтобы использовать эти программы, необходимо выполнить сбор всех усилий, передаваемых со всего дома.
Расчет нагрузки на фундамент следует выполнять для выбора конструкции основания под здание, несущая способность которого позволит выдерживать вес всего сооружения и передать его на грунт. Правильно посчитанная нагрузка на фундамент обеспечит равномерные осадки здания и надежную службу постройки на весь период эксплуатации.
Исследование грунтов
В первую очередь на площадке строительства выполняются инженерно-геологические изыскания. В ходе этих работ изучают характеристики грунтов, которые будут воспринимать вес от здания. Также при выполнении этих изысканий определают глубину промерзания и наличие грунтовых вод на участке, выделенном под строительство.
Важными характеристиками, которые необходимо определить во время инженерно-геологических изысканий, являются прочность и несжимаемость грунтов. Также необходимо учитывать, что грунт бывает пучинистым и непучинистым. В первом случае обязательно фундамент должен быть спроектирован с установкой его подошвы ниже уровня промерзания.
Это позволит избежать выпирания грунта и давления его на фундамент.
Если под домом находятся скальные, обломочные или песчаные грунты, то заглубление фундамента ниже глубины промерзания не требуется. При залегании под зданием глины, супеси, суглинков и других материалов, которые могут в зимний период увеличиваться в объемах подошва обязательно должна находиться ниже глубина промерзания.
Ее можно определить для требуемого района по СНиП или другим нормативным документам.
Виды нагрузок на фундамент
Нагрузка на фундамент — это расчет как постоянного, так и временного давления. Рассчитывать постоянные нагрузки необходимо с учетом используемого материала. Временные нагрузки определают по принадлежности тому или иному климатическому району в зависимости от того, где происходит строительство.
К постоянным величинам относятся нагрузки от:
Для правильного их определения необходимо предварительно назначить размеры дома, его этажность, определить конструктивные решения и применяемые на основании этих решений материалы.
К временным показателям относятся нагрузки, которые возникают периодично в зависимости от времени года или от погодных условий:
снеговая нагрузка;
ветровая нагрузка.
Расчет усилий передаваемых от стен
Для определения нагрузки от стен необходимо высчитать такие параметры, как количество этажей, их высота, размеры в плане.
То есть нужно знать длину, высоту и ширину всех стен в доме и путем перемножения этих данных определить общий объем стен, имеющихся в здании.
Далее объем здания умножают на удельный вес материала, используемого в качестве стен, согласно приведенной ниже таблице, и получают вес всех стен здания.
Затем вес здания делят на площадь опоры стен на фундамент. Перечисленные действия можно записать в следующем порядке:
Определяем площадь стен S=AxB, где S- площадь, A — ширина, В — высота.
Определяем объем стен V=SxT, где V-объем,S-площадь, T- толщина стен.
Определяем вес стен Q=Vxg, где Q-вес, V-объем, g — удельный вес материала стены.
Определяем удельную нагрузку,с которой стены здания давят на фундамент ( кг/м2) q=Q/s, где s-площадь опирания несущих конструкций на фундамент.
Материал стен кПа Кгс/м3
С использованием утеплителя на деревянном каркасе или на каркасе из легкого профиля, обшитого листовым материалом 3 300
Брус или бревно 6 600
Стены газобетонные 6 600
Шлакоблоки 12 1200
Ракушечник 15 1500
Пустотелый кирпич 14 1400
Полнотелый кирпич 18 1800
Расчет усилий, передаваемых от перекрытия
Перекрытия могут быть деревянными, монолитными, сборными из пустотных плит и металлическими. Расчет нагрузки на фундамент от перекрытий необходимо выполнить следующим образом: площадь перекрытия умножается на удельный вес материала,из которого оно изготовлено.
Удельный вес определяется по таблицам, имеющимся в СНиП и других нормативных документах, а также в документах, прилагаемых к материалам.
Нужно учитывать, что показатели веса одного кубического метра используемого материала могут отличаться в два раза, и больше. Так, например, вес одного кубического метра деревянного перекрытия, выполненного по деревянным балкам, составляет 100 кг, а такой же конструкции, но опирающейся на металлические балки — 200 кг. Вес 1 м3 пустотных железобетонных плит перекрытия будет равным 500 кг, а вес монолитного железобетонного перекрытия может быть равным от 1000 до 2500 кг.
Необходимо четко понимать, конструктивное решение, по которому будет выполнено перекрытие, и соответственно знать материалы, применяемые для выполнения этого решения.
Расчет усилий передаваемых от кровли
Нагрузка от кровли перераспределяется на несущее основание через те конструкции, на которые кровля опирается. Для четырехскатной кровли их четыре, а двускатная кровля передает давление по двум несущим элементам.
Для определения значения давления кровли на несущее основание требуется отношение площади ее проекции к площади основания,на которое передается нагрузка от кровли, умножить на удельный вес кровельных материалов.
Удельный вес различных видов кровли, так же как и характеристики других материалов, можно найти в справочной или нормативной документации. Отличия веса используемого кровельного материала от аналогов не так значительны, как отличия веса материала, используемого для устройства перекрытий. Вес одного кубического метра кровельного материала составляет от 30 до 80 кг в зависимости от того, что используется: рубероид или керамическая черепица.
Расчет усилий, передаваемых от снега
Давление от снега передается на фундамент для дома вместе с давлением от кровли и через те же участки. Площадь крыши делится на рабочую площадь фундамента и умножается на удельную нагрузку от снега, которую определают по карте снеговых нагрузок в зависимости от региона строительства.
Эту карту можно найти в СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия» Приложение 5, карта 1.
Расчет усилий от внутренней отделки и полезной нагрузки
На данном этапе необходимо рассчитать вес всего материала, использованного при внутренней отделке помещений, и массулюдей, оборудования и мебели, а затем сумму этих значений разделить на площадь.
Расчет усилий, передаваемых от фундамента на грунт
Нагрузку фундамента на грунт можно определить, зная его размеры и удельную плотность материала, из которого он изготовлен. Удельная плотность материалов, применяемых при устройстве несущих конструкций, приведена в нормативных документах. О том, как рассчитать нагрузку на фундамент, смотрите в этом видео:
Порядок расчета следующий:
Определяется объем фундамента умножением его высоты на толщину и на длину.
Вычисляется масса умножением объема на плотность.
Давление на грунт определяется делением массы на площадь основания несущей конструкции.
Расчет общего давления на грунт
Целью всех этих расчетов является подтверждение того, что усилия, передаваемые от здания на 1 см основания, не превышают предельно допустимого сопротивления грунта. Это значение можно определить, зная виды грунтов, залегающих под проектируемым сооружением.
Для того, чтобы дом в будущем не осел и не деформировался необходимо правильно рассчитать давление конструкции на грунт
Под действием давления здания на грунт происходит его сжатие и неравномерное оседание всего дома. В результате этого процесса в несущих конструкциях дома происходят деформации и появляются трещины.
Для предотвращения этих негативных последствий необходимо на стадии предпроектной подготовки правильно подбирать материал, учитывая его удельный вес, и выполнять качественный расчет давления несущих строительных конструкций на грунт основания.
Для получения общей предельной нагрузки и определения возможности устройства дома принятой конструкции суммируются все результаты сбора нагрузок и определяется ее большее значение, которое будет на тех участках, где передается давление с кровли.
Это максимальное значение должно быть меньше условного расчетного сопротивления грунта, определенного по СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений».
Источник: fundamentaya.ru