Сбор нагрузок на фундамент
Сбор нагрузок на фундамент – это один из важных этапов проектирования. Правильно собранные нагрузки позволяют эффективно законструировать фундамент, который будет прочно держать все здание.
Для того чтобы понять, как выполняется сбор нагрузок на фундамент, я продемонстрирую небольшой пример. По моему мнению, данные по сбору лучше всего оформлять в табличной форме. Но для начала давайте пройдемся по азам теоретической части.
Виды нагрузок
Виды нагрузок можно разделить на два типа: постоянные и временные. В зависимости от условий строительства и назначения здания на фундамент может передаваться:
1. Постоянная нагрузка. Сюда относится собственный вес конструкций здания, собственный вес самого фундамента, давление от грунта на обрезах фундамента, а также боковое давление грунта и грунтовых вод.
2. Временная нагрузка, которая в зависимости от времени воздействия подразделяется на:
а) Длительная временная нагрузка, которая действует на фундамент достаточно долго. Сюда относят передачу нагрузки от оборудования, а также полезное давление от материалов (в складских помещениях) и прочих элементов наполнения помещения.
б) Кратковременная нагрузка, которая действует непродолжительное время. В этой категории находится полезная нагрузка на перекрытия от людей, в зависимости от назначения здания (поток в жилом здании и офисном помещении значительно отличается), нагрузки от кранов в промышленных зданиях, а также ветровые и снеговые нагрузки.
в) Особая нагрузка, которая возникает в особых случаях. Эта категория учитывает сейсмические нагрузки, аварийные ситуации, а также нагрузки от просадки здания в районах, где ведутся горные выработки.
Полноценно правильный расчет фундамента выполняется после сбора нагрузок на фундамент. При этом складываются наиболее неблагоприятные сочетания нагрузок, которые позволяют выявить поведение фундамента в максимально опасном положении.
Выполняя сбор нагрузок на фундамент необходимо все горизонтальные и вертикальные силы (кроме бокового давления грунта) приложить на обрезе фундамента.
Сбор нагрузок на фундамент. Пример
Конструктивная схема нашего здания представлена на картинке. Сооружение имеет несущие кирпичные стены по цифровым осям и самонесущие стены по буквенным. Монолитное перекрытие опирается только на стены по цифровым осям.
Самонесущая стена передает на фундамент только собственный вес, а вот несущие стены, кроме собственного веса, еще воспринимает давление от плит перекрытия и всего, что находится на плите. Возьмем плиту в пролете между осями 1 и 2. Она опирается только на две стены, поэтому вес от плиты будет равномерно передаваться: половина на стену по оси 1, а вторая половина на стену по оси 2. Аналогична ситуация с плитой в пролете осей 2 и 3. В итоге получается, что стена по оси 2 получает в два раза больше нагрузки от плиты перекрытия, чем стена по оси 1 и 3.
Выполняя сбор нагрузок на фундамент, следует понимать, что в зависимости от воспринимаемого давления, фундаменты будут отличаться по своей геометрии. Поэтому Определим, что фундамент под стены по осям 1 и 3 – будет первого типа, фундамент под стену по оси 2 – будет второго типа, а фундамент под стены по осям А и Б – будет третьего типа.
Теперь приступаем к сбору нагрузок от конструкций на 1 м2. Для правильного понимания процесса сбора, данные заносим в таблицу:
Нагрузка | Нормативная нагрузка, кг/м2 | Коэффициент надежности | Расчетная нагрузка, кг/м2 |
Сбор нагрузки на 1 м2 перекрытия первого этажа | |||
Постоянная нагрузка: 1) Монолитное ж/б перекрытие, толщиной 200мм, 2500 кг/м3 |
200*2,5=500 | 1,1 | 500*1,1=550 |
2) Звукоизоляция толщиной 50 мм, 25 кг/м3 | 50*25/1000=1,25 | 1,3 | 1,25*1,3=1,6 |
3) Цементно-песчаная стяжка, толщиной 20 мм, 1800 кг/м3 | 20*1800/1000=36 | 1,3 | 36*1,3=46,8 |
4) Керамическая плитка, толщиной 4 мм, 1800 кг/м3 | 4*1800/1000=7,2 | 1,3 | 7,2*1,3=9,4 |
Итого: | 544,45 | 607,8 | |
Временная нагрузка для жилых помещений 150 кг/м2 (СНиП 2.01.07-85* "Нагрузки и воздействия") |
150 | 1,3 | 150*1,3=195 |
Сбор нагрузки на 1 м2 перекрытия второго этажа | |||
Постоянная нагрузка: 1) Монолитное ж/б перекрытие, толщиной 200мм, 2500 кг/м3 |
200*2500/1000=500 | 1,1 | 500*1,1=550 |
2) Цементно-песчаная стяжка, толщиной 20 мм, 1800 кг/м3 | 20*1800/1000=36 | 1,3 | 36*1,3=46,8 |
3) Линолеум, толщиной 2 мм, 1800 кг/м3 | 2*1800/1000=3,6 | 1,3 | 3,6*1,3=4,7 |
Итого: | 539,6 | 622,5 | |
Временная нагрузка для чердака 70 кг/м2 | 70 | 1,3 | 70*1,3=91 |
Сбор нагрузки на 1 м2 покрытия | |||
Постоянная нагрузка: 1) Обрешетка из сосновой доски, толщиной 40 мм, 600 кг/м3 |
40*600/1000=24 | 1,1 | 24*1,1=26,4 |
2) Металлочерепица 5 кг/м2 | 5 | 1,1 | 5*1,1=5,5 |
3) Гидроизоляция 1,3 кг/м2 | 1,3 | 1,1 | 1,3*1,1=1,4 |
4) Стропильная нога сечением 60х120 мм, шаг стропил – 1.1м, сосна – 600 кг/м3 | 6*12*600/(1*11000)=3,9 | 1,1 | 3,9*1,1=4,3 |
Итого: | 34,2 | 37,6 | |
Временная нагрузка: Снеговая нагрузка 160 кг/м2 |
160 | 1,25 | 160*1,25=200 |
Нагрузка от 1 м2 внешних стен | |||
Постоянная нагрузка: 1) Стена из кирпича на тяжелом растворе, толщиной 510 мм, 1800 кг/м3 |
510*1800/1000=918 | 1,1 | 918*1,1=1009,8 |
2) Утеплитель, толщиной 60 мм, 55 кг/м3 | 60*55/1000=3,3 | 1,1 | 3,3*1,1=3,6 |
3) Внешняя и внутренняя штукатурка стены из цементно-песчаного раствора, толщиной 30 мм, 1900 кг/м3 | 2*30*1900/1000=114 | 1,1 | 102*1,1=125,4 |
Итого: | 1035,3 | 1138,8 | |
Нагрузка от 1 м2 внутренней стены | |||
Постоянная нагрузка: 1) Стена из кирпича на тяжелом растворе, толщиной 510 мм, 1800 кг/м3 |
510*1800/1000=918 | 1,1 | 918*1,1=1009,8 |
2) Штукатурка стены с двух сторон из цементно-песчаного раствора, толщиной 30 мм, 1900 кг/м3 | 2*30*1900/1000=114 | 1,1 | 114*1,1=125,4 |
Итого: | 1032 | 1135,2 | |
Сбор нагрузки на фундамент первого типа (1 п.м.) | |||
Постоянная нагрузка: 1) От веса стены, высотой 7.5м |
1035,3*7,5=7764,8 | 1138,8*7,5=8541 | |
2) От перекрытия над первым этажом (Пролет в чистоте 4.2-0.51-0.255=3.435м) | 544,45*3,435/2=935 | 607,8*3,435/2=1043,8 | |
3) От перекрытия над вторым этажом (Пролет в чистоте 4.2-0.51-0.255=3.435м) | 539,6*3,435/2=926,7 | 622,5*3,435/2=1069,1 | |
4) От конструкции покрытия (длина наклонного стропила 5.8м) | 34,2*5,8/2=99,2 | 37,6*5,8/2=109 | |
Итого: | 9725,7 | 10762,9 | |
Временная нагрузка: 1) На перекрытие над первым этажом |
150*3,435/2=257,6 | 195*3,435/2=334,9 | |
2) На перекрытие над вторым этажом | 70*3,435/2=120,2 | 91*3,435/2=156,3 | |
3) Снеговая нагрузка | 160*5,8/2=464 | 200*5,8/2=580 | |
Итого: | 841,8 | 1071,2 | |
Сбор нагрузки на фундамент второго типа (1 п.м.) | |||
Постоянная нагрузка: 1) От веса стены, высотой 7.5м |
1032*7,5=7740 | 1135,2*7,5=8514 | |
2) От двух перекрытий над первым этажом (Пролет в чистоте 4.2-0.51-0.255=3.435м) | 2*544,45*3,435/2=1870,2 | 2*607,8*3,435/2= 2087,8 | |
3) От двух перекрытий над вторым этажом (Пролет в чистоте 4.2-0.51-0.255=3.435м) | 2*539,6*3,435/2=1853,5 | 2*622,5*3,435/2=2138,2 | |
4) От конструкции покрытия (длина каждого наклонного стропила 5.8м) | 2*34,2*5,8/2=198,4 | 2*37,6*5,8/2=218,1 | |
5) От деревянной стойки, высотой 2.3 м, с шагом 1м, из сосны, 600 кг/м3 сечением 6х12см | 6*12*600/(1*10000)*2,3 =9,9 | 1,1 | 9,9*1,1=10,9 |
Итого: | 11672,0 | 12969,0 | |
Временная нагрузка: 1) На два перекрытия над первым этажом |
2*150*3,435/2=515,3 | 2*195*3,435/2=669,8 | |
2) На два перекрытия над вторым этажом | 2*70*3,435/2=240,5 | 2*91*3,435/2=312,6 | |
3) Снеговая нагрузка на два стропила (длина наклонного стропила 5,8м) | 2*160*5,8/2=928,0 | 2*200*5,8/2=1160,0 | |
Итого: | 1683,8 | 2142,4 | |
Сбор нагрузки на фундамент третьего типа (1 п.м.) | |||
Постоянная нагрузка: 1) От веса стены высотой 9.6 м |
1035,3*9,6=9938,9 | 1138,8*9,6= 10932,5 |
Теперь можно сказать, что сбор нагрузок на фундамент выполнен. Можно приступать к выполнению расчета фундамента на прочность, определять глубину заложения и расчетные геометрические размеры.
Пример сбора нагрузок на фундамент довольно простой, но он показывает основную схему действия. В случае возникновения дополнительных вопросов, мы на них с удовольствием ответим в комментариях. Тем, кому нужен файл с таблицей расчетов - можете скачать документ: Сбор нагрузок на фундамент.
© Стаття є власністю recenz.com.ua. Використання матеріалу дозволяється тільки зі встановленням активного зворотного посилання.
2 - это количество перекрытий. Фундамент второго типа под центральную стену воспринимает нагрузку от плиты, которая слева от стены и от плиты, которая справа от стены. А деление на 2 - это распределение нагрузки. Потому что с каждой плиты половина веса приходится на крайнюю стену, а половина веса на центральную.
1) 510 - размер стены в миллиметрах, а плотность (1800) указывается как киллограмы на метр кубический. Необходимо все данные привести к единой системе. Мы делим на 1000, чтобы размер 510 в миллиметрах привести в метры. Иначе эти данные можно записать как (0,51 м) * (1800 кг/м3). Здесь 0,51 это 510/1000.
2) По поводу второго Вашего вопроса, как раз готовится подробная статья на эту тему. В ближайшее время она станет доступной и я прикреплю сюда ссылку на нее. Буквально пару дней подождите. Вопрос требует исчерпывающего ответа и одним предложением в комментариях не ответить.
Quoting Ана:
заранее благодарен
с уважением Юрий Павлов
Скорее всего потому, что в данной конструкции крыша и перекрытия опираются на стены по оси 1, 2 и 3 и тут учитывается полный вес, соответственно этот вес на фундаменты по осям А и Б нет смысла учитывать.
RSS feed for comments to this post