Сбор нагрузок на фундамент кирпичная стена. Пример выполнения сбора нагрузок на фундамент крайней стены. Сбор нагрузок на фундамент. Пример

Когда дело доходит до постройки нового дома, стоит задуматься о качестве и виде фундамента. Ведь именно он является главной частью и надежной основой. Фундамент не только укрепляет дом, но и поддерживает его стены. Когда при возведении этой части здания возникают ошибки, можно даже не надеяться на долговечную службу. Буквально через несколько лет сильной нагрузки на стены вы сможете заметить необратимые последствия и дефекты. Суть фундамента заключается в том, чтобы минимизировать воздействие здания на грунт, на котором оно расположено. Если отнестись к постройке фундамента легкомысленно, дом начнет перекашиваться и уходить в землю.

Именно поэтому так важно перед началом возведения дома тщательно провести все расчеты сбора нагрузки на фундамент, примеры которых приведены ниже. Все данные стоит несколько раз перепроверить, ведь именно от них и будет зависеть успешность результата.

Какие виды нагрузок могут повлиять на фундамент

На сбор нагрузки на фундамент (пример приведен в статье) влияют самые разные виды нагрузок. Они бывают как временными, так и постоянными. Здесь все зависит от того, что именно будет присутствовать в вашем доме на постоянной основе. Так или иначе, все это можно распределить на четыре группы:

• Общая масса элементов дома, которые несут главную нагрузку на здание.
• Также есть так называемые полезные нагрузки. Это те предметы, которые люди привыкли регулярно менять на более новые. Наверное, вы уже догадались, что таковыми предметами являются детали интерьера. Также к этому пункту можно отнести и присутствие машины в доме. Если вы собираетесь сооружать гараж, вместо одной из комнат, вес и размер машины довольно важен. Кроме того, учитываются все инструменты и садовые принадлежности, которые будет вмещать в себя гараж.
• Непосредственные нагрузки на фундамент. Таковым является основание самого дома.
• Нагрузки, которые имеют динамический характер. Это природные явления: сила ветра, размер дождевых и снежных осадков.

Подсчитывание дополнительных факторов

Для того чтобы точно рассчитать пример сбора нагрузок на фундамент под колонну, нужно быть точно уверенным даже в самых мизерных деталях. Конечно, сделать это можно только после составления полного плана дома, где будут учитываться все размеры и объемы. Когда вы только начинаете проектировать всю постройку, можно примерно решить с расположением и видом фундаментной основы. И только после завершения данных действий можно переходить к сбору нагрузок.

Итак, какие же факторы действительно важны:

• Нужно примерно рассчитать количество людей, которые будут проживать в вашем доме.
• Точно знать список и количество материалов, которые будут использованы для постройки и отделки здания.
• Конечно, не менее важным фактором является размер самого дома.
• Подсчет оборудования.
• Климатические условия, которые приемлемы для вашего участка.
• Ну и сам грунт, на котором будет возводиться дом.

Как лучше проводить подсчет предполагаемой нагрузки

Для того чтобы посчитать пример сбора нагрузок на фундамент многоэтажного дома, которые будут воздействовать, нужно приложить немало усилий и знаний. Лучше всего доверить это дело специалистам. Если же вы решили заниматься этим самостоятельно, не стоит сразу же создавать панику и думать, что это нереальная задача. Если внимательно просмотреть и учесть все нюансы, идеальные цифры получить маловероятно, но вот результат с наименьшим отклонением - вполне возможно.

Таким образом, вы всегда сможете оставить столь нужные деньги на нечто более весомое. Для того чтобы получить наиболее правильную и точную цифру, вам нужно только прикинуть приблизительный сбор нагрузки и умножить все на коэффициент приблизительности.

Как определить качество грунта

Если вы хотите приблизить расчеты к совершенству, нужно учитывать такой важный фактор, как характеристика грунта, на котором будет возводиться здание. Иначе сбор нагрузок на (пример для расчета начинается с обчисления стен) не будет достоверным. Для того чтобы рассмотреть все детали, нужно вспомнить о четырех характеристиках земельного участка:

• может ли он выдержать дом;
• уровни усадки;
• насколько глубоко промерзает в холодные времена года;
• на какой глубине проходят грунтовые воды.

Несущая способность грунта

Самый первый пункт - это показатель того, насколько земля выдерживает нагрузку, которую будет создавать будущее здание. Если грунт готов к сопротивлению и имеет довольно плотную основу, есть возможность не растягивать фундамент по поверхности участка. Все напрямую зависит от несущей способности земли.

Значение, которое вы получаете, нужно приравнять к среднему показателю - 3 кг. Благодаря отношению к этим данным вы и получите данные о несущей способности земли и сборе нагрузки на фундамент. Пример расчетов будет представлен ниже.

Уровни усадки

Что собой являют уровни усадки грунта? Это его плотность и способность к утрамбовке. Данный уровень определяет то, насколько земля устойчива к воздействию нагрузок и деформации верхнего слоя. Если грунт довольно прочный, можно быть уверенным в том, что он со временем не начнет проваливаться и перекашивать стены здания. Чем меньше значение усадки, тем надежнее является грунт.

Уровень промерзания

То, насколько глубоко грунт может промерзнуть, также очень важно. Ведь при понижении температуры грунтовые шары начинают расширяться, приподнимая отдельные части фундамента. Именно это приводит к обратному воздействию при его разрушении. То есть в случае с уровнем усадки фундамент проваливается, разрушая стены, а здесь он поднимается, также нанося ущерб дому.

Уровень грунтовых вод

Показатель того, насколько глубоко проходят грунтовые воды, влияет сразу на три предыдущих фактора. Если вода находится слишком близко, она разрушает все способности грунта к утрамбовке и переноске нагрузок. Первое, что происходит, - это понижение несущей способности. Все земельные шары находятся под постоянным воздействием окружающей среды и не имеют возможности удерживать слишком тяжелые конструкции. Они подвергают фундамент обвалам. А вот из-за того, что вода стает причиной смягчения и податливости почвы, грунт начинает расширяться. С последствиями этой реакции вы уже знакомы.

Как по примеру рассчитать давление, оказываемое на фундамент

Для того чтобы вам стало более понятным применение всех пунктов, мы попробуем наглядно показать все тонкости и нюансы при расчете. Самое популярное и наиболее простое - одноэтажный дом с мансардой. (пример в таблице Excel подсчитать можно самостоятельно) зависит от площади строения и является для каждой планировки разным.

Всю информацию мы брали из подробного плана жилых домов, в котором были указаны размерности и используемые стройматериалы:

• дом состоит из одного этажа и мансарды;
• примерный размер дома 16 х 16 метров;
• расстояние между перекрытием - 2 метра;
• толщина стен, которые были сделаны из бревен, - около 50 сантиметров;
• также стены имеют облицовочное покрытие из пустотелого кирпича, толщина которого равна 15 сантиметрам;
• пол для мансарды был сделан из тех же материалов, которые использовались для цокольного этажа;
• основание крыши было отделано шифером.

Как же получить результаты

• Площадь, рассчитанная для перекрытия, составляет около 15 х 15 метров, что в итоге равняется 225 м 2 .
• Площадь, рассчитанная под несущие стены, равняется 180 квадратных метров. В данном результате были взяты во внимание и двери, и окна.
• Мансарда имеет площадь в 70 квадратных метров.
• Если высчитать сумму площади стен, то она будет составлять 295 квадратных метров.
• А вот площадь кровли составляет 225 квадратных метров.

Приравнивание полученного результата

Итак, мы сделали подсчеты всех площадей и материалов, которые будут использоваться при возведении дома, то есть провели сбор нагрузок на фундамент (пример таблицы представлен ниже).

Чтобы получить окончательный результат, проделываем следующее:

• Находим примерный вес стен, собранных из бревен. Нужно воспроизвести несущие стены, толщину и среднюю массу на один кубический метр: 180 х 0,5 х 600 = 54 тонны.
• Далее получаем массу кирпича, используемого для облицовки стен. Нужно выразить всю площадь стен, которая далее умножается на ширину кладки и табличную плотность выбранного кирпича: 295 х 0,15 х 1400 = 62 тонны.
• Чтобы найти массу перекрытий как цокольного этажа, так и мансарды, нужно перемножить их суммарную площадь на табличную плотность выбранной плиты: 225 х 500 = 113 тонн.
• Чтобы узнать вес кровли, нужно умножить ее площадь на среднюю массу выбранного покрытия: 225 х 50 = 12 тонн.

Теперь осталось лишь все сложить. В результате 240 тонн будет нагружать возведенный фундамент.

Особенности фундамента

Остается один немаловажный фактор при расчетах - тип фундамента. Его обычно распределяют на пять главных видов:

• Ленточные фундаменты. Когда вы подсчитываете сбор нагрузок на ленточный фундамент (пример расчетов был приведен выше), то результат нужно поделить на длину выбранной ленты. Это один из самых простых вариантов расчета.
• Плитные фундаменты. А вот с этим вариантом придется повозиться. Нужно найти массу нагрузки, которая будет воздействовать на каждый квадратный метр плитки. И ее уже потом делят на размер всей фундаментной основы.
• Столбчатые и свайные фундаменты. Первым делом, как и с ленточной основой, определяется сбор нагрузок на столбчатый фундамент (пример рассматривать не будем, поскольку он идентичен). Полученный результат нужно поделить на общую длину всех несущих стен, где будут устанавливать сваи. Если расстояние между частями фундамента получается слишком коротким или слишком длинным, следует изменить сечение опор и подсчитать все данные заново. Как мы видим, это самый сложный и трудоемкий процесс.

Кровля, кг/м 2	Шифер	50
	Профнастил	30
	Ондулин	30
	Металлочерепица	30
	Цементно-песчаная черепица	80
	Наплавляемые материалы	40
Перекрытие, кг/м 2	Ж/Б пустотелые плиты	500
	Деревянные балки с утеплителем 200кг/м3	150
	Деревянные балки с утеплителем 500кг/м3	300
	Стальные балки с утеплителем 200кг/м3	200
	Стальные балки с утеплителем 500кг/м3	350
Стены, кг/м 2	Кирпич полнотелый	1800
	Кирпич пустотелый	1400
	Газоблок	600
	Шлакоблок	1200
	Бревенчастые	600
	С обшивкой	300

Для того чтобы удачно построить дом, нужно иметь много терпения и упорства. Это столько труда, но ведь какой приятный сюрприз вас ждет в конце пути! Вы просто обязаны понимать, что сбор нагрузки на фундамент, пример которого представлен выше, - это начало, это самое главная составляющая вашего будущего уютного дома. Это может значить только то, что именно эта часть требует наибольшего внимания. Чтобы справиться с этой задачей, не нужно иметь огромную кучу денег для вызова специалистов. Не опускайте рук и верьте в удачу, и у вас получится рассчитать все самостоятельно. Если вы не великий математик, не забывайте и о том, что в каждом доме всегда можно найти калькулятор или же устройство, выполняющее его функции.

Мероприятия, предшествующие определению нагрузки на фундамент

При строительстве дома вначале закладывается фундамент, через который на грунт передаются нагрузки от всего строения. Нагрузка на фундамент определяет стабильность, надежность и долговечность всего здания, поэтому, приступая к устройству фундамента, нужно соблюсти все технологические процессы. Правильный расчет нагрузки на фундамент позволяет избежать трещин и разрушений и обеспечить равномерную осадку зданий.

В основе всех домов лежит фундамент. От качества его строительства зависит стабильность, надежность и долговечность всего здания в целом.

Перед началом строительства дома нельзя обойтись без геологических работ на месте планируемого строительства, исследования грунт. К важным показателям относится показатель глубины залегания грунтовых вод и сезонного промерзания почвы. Эти показатели меняются в зависимости от регионов строительства. В московском регионе грунт промерзает на глубину 1,6 метра, на Юге России может быть менее 1 метра.

Показатели грунта, важные для прочности фундамента

Основанием фундамента служит грунт. Самыми прочными считаются скальные породы.

Для грунта, который является основанием под строение, наиболее важны два показателя - прочность и несжимаемость.

Самые прочные - полускальные и скальные породы. Поэтому при устройстве фундамента деревянных домов котлованов не делают, а ограничиваются тем, что снимают просадочный верхний слой грунта.

Если дом закладывается в условиях непучинистых грунтов при их промерзании до 2 и более метров, следует рассчитать глубину котлована под фундамент в соответствии с расчетной глубиной промерзания почвы. Исключение - дома, которые эксплуатируются постоянно, но и при этом под фундамент роют котлован с глубиной не менее 0,5 метров.

С позиций промерзания следует учесть, что грунт бывает непучинистый и пучинистый (дисперсный).

Таблица видов грунтов и нагрузки на них.

Дисперсный грунт промерзает в морозные зимние месяцы, что вызывает деформации и изменения основания фундамента из-за нагрузок.

Поэтому основание котлована делают на уровне, который располагается ниже, чем глубина промерзания.

Если грунт непучинистый, деформация не происходит, но тем не менее можно несколько уменьшить осадку с помощью практически не сжимаемого материала (крупного строительного песка, в который вмешивается рыхлая горная порода - гравий) под основание.

Определение несущей способности грунта

Около 15-20 % затрат от строительства дома занимает обустройство фундамента.

Устройство фундамента любого дома составляет от 15 до 20% затрат на общую стоимость строительства. Причем чем глубже фундамент закладывается в грунт, тем выше стоимость проводимых строительных работ. Эта причина довольно часто заставляет большинство застройщиков поднимать подошву фундамента ближе к поверхности грунта. В таком случае необходимо правильно рассчитать возможности несущей способности грунтов. Расчет начинается после сбора и анализа информации о пористости грунта, которая обусловлена его сопротивлением и степенью влажности.

Важный показатель, который стоит брать в расчет - сейсмичность.

Одновременно возникающее давление вследствие статической нагрузки и вибрации снижает прочность грунта, вызывает псевдожидкое состояние. Расчетное сопротивление грунтов в зоне сейсмичности обычно увеличивают в 1,5 раза, что влечет за собой соответствующее увеличение площади фундамента строения.

Классификация нагрузок на фундамент здания

Схема классификации нагрузок на фундамент.

Все нагрузки условно делят на постоянные и временные.

• вес всего здания, включая массу фундамента дома;
• эксплуатационные нагрузки (вес людей, мебели, оборудования).

Временные нагрузки чаще всего возникают сезонно:

• снеговая нагрузка, определяемая углом ската кровли и регионом строительства дома;
• ветровая нагрузка, зависящая от месторасположения строения: лесная или открытая местность, городская черта.

Расчет временных нагрузок проводится с учетом района строительства.

Расчет нагрузки с учетом площади основания

Таблица значений удельного сопротивления для различных грунтов.

Главное условие - нагрузка на 1 см грунта не должна быть выше критического значения сопротивления. Расчет сопротивления производят в зависимости от вида грунта:

• для гравелистых или крупных песков он составляет от 3,5 до 4, 5 кг/см 2 ;
• для песков средней крупности - от 2,5 до 3,5 кг/см 2 ;
• твердой глинистой почвы - от 3,0 до 6,0 кг/см 2 ;
• мелких влажных песков - в пределах 2,0 - 3,0 кг/см 2 ;
• пластичной глинистой почвы - от 1,0 до 3,0 кг/см 2 ;
• мелких очень влажных песков - 2,0 -2,5 кг/см 2 ;
• гальки, гравия, щебня - от 5,0 до 6,0 кг/см 2 .

Давление на грунт под воздействием постоянных и временных нагрузок приводит к его сжатию. В результате этого начинается опускание фундамента, зачастую неравномерное, что приводит к появлению трещин и деформаций. Часто это следствие того, что было неправильно рассчитано давление нагрузок строительных конструкций.

Поэтому уже на стадии планирования строительства и калькуляции расходов нужно правильно подбирать материалы, в частности, учитывать удельный вес материалов, определяющих нагрузку.

Для бутового камня этот показатель определяется в пределах от 1600 до 1800 кг/м 3 , бутобетона и кирпича - в пределах 1800-2200 кг/м 3 , железобетона - кг/м 3 .

Таблица удельного веса стен из разных материалов.

Важно учитывать удельный вес стен, тоже определяемый материалами. Для деревянных каркасно-панельных стен удельный вес составляет от 30 до 50 кг/м 2 , для брусчатых, бревенчатых - от 70 до кг/м 2 .

При расчете чердачных перекрытий учитывают, что они могут оказывать давление в пределах 150-200 кг/м 2 . Цокольные перекрытия могут иметь различный удельный вес, в зависимости от материалов он колеблется от 100 до 300 кг/м 2 . Для железобетонных монолитных перекрытий показатель еще выше - до 500 кг/м 2 .

Допустимые деформации строений и их превышение

Таблица показателей деформации зданий и сооружений.

Допустимые деформации жилого дома учитываются заранее, когда производится расчет общей нагрузки на основание.

Осадки, деформации фундаментов - неизбежное явление, величина которого регламентируется предельными значениями деформаций Приложением 4 СНиП 2.02.01-8.

Нарушение строительных норм наряду с неравномерной осадкой дома приводит к изменению положения дома или деформациям строения.

К распространенным деформациям дома относятся:

Прогиб и выгиб, возникающие при неравномерности осадки строения. При прогибе опасной зоной считается фундамент, при выгибе самой опасной становится кровля сооружения.

Сдвиг может быть результатом существенной просадки основания с одной стороны. Самый опасный участок - стена, располагающаяся в средней зоне.

Формы деформаций сооружений.

Крен происходит у зданий достаточно большой высоты, для которых характерна высокая степень изгибной жесткости. С ростом крена возрастает опасность разрушения здания.

Перекос возникает как следствие неравномерной осадки дома, которая приходится на определенный участок длинной стороны здания.

Горизонтальное смещение возникает, как правило, в районе фундамента или стен подвала чрезмерной горизонтальной загруженности.

При правильном расчете допустимых деформаций основания для гражданских многоэтажных и одноэтажных зданий максимальная осадка оснований должна находиться в пределах 8-12 см в зависимости от материалов каркаса.

Причины и способы устранения неравномерных осадок оснований

Схема причин деформации зданий.

Сложная деформация сооружения может наступить вследствие следующих причин:

• нарушение систем отопления, канализации, в том числе ливневой, водоснабжения, вызывающее вымывание грунта из-под основания дома;
• неоднородное основание, представленное пластами разной толщины или плотности;
• наличие подземных выработок;
• изменение уровня производственных или грунтовых подземных вод;
• повышение пористости грунта из-за перемещения его частиц при подмывании водяными потоками;
• избыточное увлажнение какой-либо части основания;
• излишнее удаление грунта при устройстве фундамента (выравнивающая подсыпка, заменяющая его, имеет более низкую прочность);
• наличие неравномерной нагрузки на основание;
• постройка отдельных частей здания в разные периоды времени;
• наличие в основании материалов, которые поддаются гниению (древесина, корни деревьев);
• уплотнение грунта, связанное с возрастанием веса в течение процесса эксплуатации дома;

Не допустить неравномерные осадки возможно с помощью следующих изменений:

• придать дому, отдельным частям строительный подъем, соответствующий величине возможной осадки;
• увеличить изгибную жесткость короткого дома, а также уменьшить изгибную жесткость длинного дома;
• построить компенсирующий фундамент;
• провести горизонтальное армирование всех стен;
• при проектировании дома следует предусмотреть необходимость равномерной передачи всей нагрузки здания на основание;
• устроить осадочные и деформационные швы;
• проводить профилактику систем канализации, водоснабжения, а также осуществляющих отвод дождевой воды.

Принятые меры позволят увеличить прочность и долговечность дома.

Технологические особенности столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент устраивается по принципу свайного. Столбчатый фундамент придает всему каркасу устойчивость и повышает способность противостоять разрушительным воздействиям.

Схема устройства столбчатого фундамента.

Главная особенность конструкции - установка системы столбов в точках строения, которые наиболее подвержены нагрузке, например, в его углах, местах соединения стеновых панелей. Это позволяет стабилизировать все здание.

Располагают столбы в местах, требующих особого внимания из-за возможных проблем с устойчивостью и безопасностью конструкции. При расчете фундамента столбчатого типа включается установка ростверка - армированного пояса и элементов монтажа (обвязочных балок и рандбалок). Благодаря ростверку предотвращается смещение фундамента в горизонтальной плоскости, давление равномерно распределяется по системе столбов.

В качестве материала для столбчатого фундамента чаще всего используют монолитный железобетон.

Пример расчета нагрузок на столбчатый фундамент

При определении несущей способности фундамента учитываются следующие показатели:

• периметр стен - 12,0х6,0 м;
• два этажа;
• стены из газоблоков плотностью D600 и толщиной 40 см;
• полы на 1-ом этаже по грунту, насыпные;
• перекрытие между этажами - железобетонные плиты;
• крыша черепичная, скатная (угол 45°), по деревянным лагам;
• грунт - пластичная глина;
• сечение верхней части столба - 40х40 сантиметров;
• сечение нижней части (подошвы) столба - 80х80 сантиметров;
• промежуток между двумя столбами - 2,0 м.

Чтобы конструкция фундамента противостояла морозному пучению, ей придают наружную наклонную поверхность. В верхней части фундамент будет шириной 0,4 метра, а к подошве расширяется до 0,5 метров.

При расчете общей нагрузки на 1 м длины подошвы фундамента учитывают нормативную нагрузку от снега, перекрытий, стен дома, кровли и строительного материала.

Если допустить, что общая нагрузка составила 4380 кгс, следует умножить ее на 2 метра (расстояние между устанавливаемыми столбами), получится 8760 кгс. К полученному результату следует добавить массу одного столба.

Столбчатый фундамент будут иметь объем для данной конструкции 0,25 м 3 . По таблице определяется плотность для железобетона - 2500 кг/м 3 . Вес фундамента будет равен 625 кгс (0,25 м 3 х2500 кг/м 3).

Опорная поверхность каждого из столбов - 80 см х 80 см = 6400 см 2 . Зная показатель, определяющий несущую способность грунта (в нашем случае - 1,5 гкс/ м 2) , можно рассчитать предельные нагрузки всего фундамента на нижележащий грунт: 6400 см 2 х 1,5 гкс/ м 2 = 9600 кгс. Этот показатель больше 9385 кгс - расчетных нагрузок, поэтому рассчитанный столбчатый фундамент будет надежной опорой всей конструкции дома.

Расчет нагрузки на фундамент: показатели грунта, удельный вес материалов

При расчете нагрузки на фундамент учитывают показатели грунта и свойства материалов. Нужно правильно подбирать материалы, вести расчет нагрузки с учетом площади основания.

Калькулятор Вес-Дома-Онлайн v.1.0

Расчет веса дома с учетом снеговой и эксплуатационной нагрузки на перекрытия (расчет вертикальных нагрузок на фундамент). Калькулятор реализован на основе СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия (актуал. версия СНиП 2.01.07-85).

Пример расчета

Дом из газобетона размерами 10х12м одноэтажный с жилой мансардой.

Входные данные

• Конструктивная схема здания: пятистенок (с одной внутренней несущей стеной по длинной стороне дома)
• Размер дома: 10х12м
• Количество этажей: 1 этаж + мансарда
• Снеговой район РФ (для определения снеговой нагрузки): г.Санкт-Петербург – 3 район
• Материал кровли: металлочерепица
• Угол наклона крыши: 30⁰
• Конструктивная схема: схема 1 (мансарда)
• Высота стен мансарды: 1.2м
• Отделка фасадов мансарды: кирпич лицевой фактурный 250х60х65
• Материал наружных стен мансарды: газобетон D500, 400мм
• Материал внутренних стен мансарды: не участвует (конек подпирают колоны, которые в расчете не участвуют из-за малого веса)
• Эксплуатационная нагрузка на перекрытия: 195кг/м2 – жилая мансарда
• Высота первого этажа: 3м
• Отделка фасадов 1 этажа: кирпич лицевой фактурный 250х60х65
• Материал наружных стен 1 этажа: газобетон D500, 400мм
• Материал внутренних стен этажа: газобетон D500, 300мм
• Высота цоколя: 0.4м
• Материал цоколя: кирпич полнотелый (кладка в 2 кирпича), 510мм

Размеры дома

Длина наружных стен: 2 * (10 + 12) = 44 м

Длина внутренней стены: 12 м

Общая длина стен: 44 + 12 = 56 м

Высота дома с учетом цоколя = Высота стен цоколя + Высота стен 1-го этажа + Высота стен мансарды + Высота фронтонов = 0.4 + 3 + 1.2 + 2.9 = 7.5 м

Для нахождения высоты фронтонов и площади кровли воспользуемся формулами из тригонометрии.

АВС – равнобедренный треугольник

АВ=ВС – неизвестно

АС = 10 м (в калькуляторе расстояние между осями АГ)

Угол ВАС = Угол ВСА = 30⁰

ВС = AC * ½ * 1/ cos(30⁰) = 10 * 1/2 * 1/0.87 = 5.7 м

BD = BC * sin(30⁰) = 5.7 * 0.5 = 2.9 м (высота фронтона)

Площадь треугольника АВС (площадь фронтона) = ½ * BC * AC * sin(30⁰) = ½ * 5.7 * 10 * 0.5 = 14

Площадь кровли = 2 * BC * 12 (в калькуляторе расстояние между осями 12) = 2 * 5.7 * 12 = 139 м2

Площадь наружных стен = (Высота цоколя + Высота 1-го этажа + Высота стен мансарды) * Длину наружных стен + Площадь двух фронтонов = (0.4 + 3 + 1.2) * 44 + 2 * 14 = 230 м2

Площадь внутренних стен = (Высота цоколя + Высота 1-го этажа) * Длина внутренних стен = (0.4 + 3) * 12 = 41м2 (Мансарда без внутренней несущей стены. Конек подпирают колоны, которые в расчете не участвуют из-за малого веса).

Общая площадь перекрытий = Длина дома * Ширина дома * (Кол-во этажей + 1) = 10 * 12 * (1 + 1) = 240 м2

Расчет нагрузок

Крыша

Город застройки: Санкт-Петербург

По карте снеговых районов РФ город Санкт-Петербург относится к 3 району. Расчетная снеговая нагрузка для данного района составляет 180 кг/м2.

Снеговая нагрузка на крышу = Расчетная снеговая нагрузка * Площадь кровли * Коэффициент (зависит от угла наклона крыши) = 180 * 139 * 1 = 25 020 кг = 25 т

(коэффициент, зависящий от уклона кровли. При 60 градусов снеговая нагрузка не учитывается. До 30 градусов коэфф = 1, от 31-59 градусов коэфф. рассчитывается интерполяцией)

Масса кровли = Площадь кровли * Масса материала кровли = 139 * 30 = 4 170 кг = 4 т

Общая нагрузка на стены чердака = Снеговая нагрузка на крышу + Масса кровли = 25 + 4 = 29 т

Важно! Удельные нагрузки материалов показаны в конце данного примера.

Мансарда (чердак)

Масса наружных стен = (Площадь стен мансарды + Площадь стен фронтонов) * (Масса материала наружных стен + Масса материала фасада) = (1.2 * 44 + 28) * (210 + 130) = 27 472 кг = 27 т

Масса внутренних стен = 0

Масса чердачного перекрытия = Площадь чердачного перекрытия * Масса материала перекрытия = 10 * 12 * 350 = 42 000 кг = 42 т

Общая нагрузка на стены 1-го этажа = Общая нагрузка на стены чердака + Масса наружных стен мансарды + Масса чердачного перекрытия + Эксплуатационная нагрузка перекрытия = 29 + 27 + 42 + 23 = 121 т

1 этаж

Масса наружных стен 1-го этажа = Площадь наружных стен * (Масса материала наружных стен + Масса материала фасада) = 3 *44 * (210 + 130) = 44 880 кг = 45 т

Масса внутренних стен 1-го этажа = Площадь внутренних стен * Масса материала внутренних стен = 3 * 12 * 160 = 5 760кг = 6 т

Масса перекрытия цоколя = Площадь перекрытия * Масса материала перекрытия = 10 * 12 * 350 = 42 000 кг = 42 т

Эксплуатационная нагрузка перекрытия = Расчетная эксплуатационная нагрузка * Площадь перекрытия = 195 * 120 = 23 400 кг = 23 т

Общая нагрузка на стены 1-го этажа = Общая нагрузка на стены 1-го этажа + Масса наружных стен 1-го этажа + Масса внутренних стен 1-го этажа + Масса перекрытия цоколя + Эксплуатационная нагрузка перекрытия = 121 + 45 + 6 + 42 + 23 = 237 т

Цоколь

Масса цоколя = Площадь цоколя * Масса материала цоколя = 0.4 * (44 + 12) * 1330 = 29 792 кг = 30 т

Общая нагрузка на фундамент = Общая нагрузка на стены 1-го этажа + Масса цоколя = 237 + 30 = 267 т

Вес дома с учетом нагрузок

Общая нагрузка на фундамент с учетом коэффициента запаса = 267 *1.3 = 347 т

Погонный вес дома при равномерно распределенной нагрузке на фундамент = Общая нагрузка на фундамент с учетом коэффициента запаса / Общая длина стен = 347 / 56 = 6,2 т/м.п. = 62 кН/м

При выборе расчета нагрузок по несущим стенам (пятистенок – 2 наружных несущих + 1 внутренняя несущая) получились следующие результаты:

Погонный вес наружных несущих стен (оси А и Г в калькуляторе) = Площадь 1-ой наружной несущей стены цоколя * Масса материал стены цоколя + Площадь 1-ой наружной несущей стены * (Масса материала стены + Масса материала фасада) + ¼ * Общая нагрузка на стены чердака + ¼ * (Масса материала чердачного перекрытия + Эксплуатационная нагрузка чердачного перекрытия) + ¼ * Общая нагрузка на стены чердака + ¼ * (Масса материала перекрытия цоколя + Эксплуатационная нагрузка перекрытия цоколя) = (0.4 * 12 * 1.33) + (3 + 1.2) * 12 * (0.210 + 0.130) + ¼ * 29 + ¼ * (42 + 23) + + ¼ * (42 + 23) = 6.4 + 17.2 + 7.25 + 16.25 + 16.25 = 63т = 5.2 т/м.п. = 52 кН

Основная задача фундамента - это передача нагрузки от строения к почве. Поэтому сбор нагрузок на фундамент - одна из важнейших задач, которая должна быть решена еще перед началом строительства здания.

Что нужно учитывать при расчете нагрузки

Правильность расчета - это одна из ключевых ступеней в строительстве, которая должна быть решена. При проведении неверных расчетов, скорее всего, под давлением нагрузок фундамент просто осядет и "уйдет под землю". При расчете и сборе нагрузок на фундамент нужно учитывать, что существует две категории - временные и постоянные нагрузки.

• Первое - это, конечно же, вес непосредственно самого здания. Суммарный вес строения складывается из нескольких составляющих. Первая составляющая - это суммарный вес перекрытий здания для пола, крыши, межэтажных и т. д. Вторая составляющая - это вес всех его стен, как несущих, так и внутренних. Третья составляющая - это вес коммуникаций, которые прокладываются внутри дома (канализация, отопление, водопровод). Четвертая и последняя составляющая - это вес отделочных элементов дома.
• Также при сборе нагрузок на фундамент нужно учитывать вес, который называют полезной нагрузкой строения. В этом пункте имеется в виду все внутреннее устройство (мебель, приборы, жители и т. д.) дома.
• Третий тип нагрузок - это временные, к которым чаще всего относят появившиеся вследствие погодных условий дополнительные нагрузки. К таковым относят слой снега, нагрузки при сильном ветре и т. д.

Пример сбора нагрузок на фундамент

Для того чтобы точно рассчитать все нагрузки, которые будут приходиться на фундамент, необходимо располагать точным планом проектировки здания, а также знать, из каких материалов будет строиться здание. Для того чтобы более наглядно описать процесс сбора нагрузок на фундамент, будет рассмотрен вариант строительства дома с обитаемоей мансандрой, который будет располагаться в Уральском регионе Российской Федерации.

• Одноэтажный дом с обитаемой мансандрой.
• Размер дома составит 10 на 10 метров.
• Высота между перекрытиями (полом и потолком) будет составлять 2,5 метра.
• для дома будут возводиться из газобетонных блоков, толщина которых равна 38 см. Также с наружной стороны здания эти блоки будут покрыты облицовочным пустотелым кирпичом толищной 12 см.
• Внутри дома будет проходить одна несущая стена, ширина которой составит 38 см.
• Над цоколем дома будет располагаться пустое перекрытие из железобетонного материала. Из этого же материала будет обустроено и перекрытие для чердака.
• Крыша будет стропильного типа, а кровля будет выполнена из профнастила.

Расчет нагрузок на фундамент

После того как был произведен сбор нагрузок на фундамент дома, можно приступать к расчету.

• Первое, что необходимо рассчитать, - это общую площадь всех перекрытий. Размер дома 10 на 10 метров, значит, общая площадь будет составлять 100 кв. м (10*10).
• Далее можно приступать к расчету общей площади стен. В эту величину входят также и места под проемы для дверей и окон. Для первого этажа формула расчета будет выглядить так - 2,5*4*10=100 кв. м. Так как дом с обитаемой мансандрой, то выполнялся сбор нагрузок на фундамент с учетом этой постройки. Для этого этажа площадь будет равна 65 кв. м. После расчетов обе величины складываются и получается, что общая площадь стен для строения составляет 165 кв. м.
• Далее необходимо рассчитать общую площадь для крыши здания. Она будет составлять 130 кв. м. - 1,3*10*10.

После проведения этих расчетов необходимо воспользоваться таблицей сбора нагрузок на фундамент, в которой представлены усредненные значения для тех материалов, которые будут использоваться при возведении здания.

Ленточный фундамент

Так как существует несколько типов фундамента, который можно использовать при строительстве объекта, будут рассмотрены и несколько вариантов. Первый вариант - это сбор нагрузок на ленточный фундамент. В перечень нагрузок будет входить масса всех элементов, использующихся при строительстве здания.

1. Масса стен внешних и внутренних. Рассчитывается суммарная площадь без учета проемов для окон и дверей.
2. Площадь для перекрытий пола и материалов, из которых он будет возводиться.
3. Площадь потолка и потолочного перекрытия.
4. Площадь стропильной системы для крыши и вес материалов для кровли.
5. Площадь лестниц и других внутренних элементов дома, а также вес материала, из которого они будут сделаны.
6. Также необходимо добавить вес материалов, которые используются для крепежа при строительстве, для обустройства цоколя, тепловой и воздушной изоляции, а также для облицовки внутренних и/или внешних стен дома.

Эти несколько пунктов являются для любого строения, которое будет возводиться на опоре ленточного типа.

Методы расчета при ленточном фундаменте

Производить расчет ленточного фундамента можно двумя способами. Первый способ предполагает расчет по несущей способности грунта под подошвой фундамента, а второй - по деформации все того же грунта. Так как рекомендуется использовать именно первый способ для расчетов, то он и будет рассмотрен. Всем известно, что непосредственное строительство начинается с фундамента, однако проектировка этого участка осуществляется в последнюю очередь. Это происходит из-за того, что основная цель этой конструкции - передать нагрузку от дома к почве. А сбор нагрузок на фундамент можно осуществить лишь после того, как будет известен подробный план будущего строения. Непосредственно расчет фундамента можно условно разбить на 3 этапа:

• Первый этап - это определение нагрузки на фундамент.
• Второй этап - это выбор характеристик для ленты.
• Третий этап - это корректировка параметров в зависимости от условий эксплуатации.

Фундамент под колонну

При строительстве домов могут использоваться колонны в качестве опор. Однако проводить расчет для такого типа несущей конструкции довольно сложно. Вся сложность расчета заключается в том, что сбор нагрузок на фундамент колонны осуществить самостоятельно довольно трудно. Для этого необходимо иметь специальное строительное образование и определенные навыки. Для того чтобы решить вопрос о расчете нагрузки на фундамент колонны, необходимо располагать следующими данными:

• Первый параметр, который необходимо учесть, касается погодных условий. Необходимо определить климатические условия в регионе, в котором проводится строительство. Кроме того, важным параметром будет являться тип и мощность ветров, а также периодичность прохождения дождей и их сила.
• На втором этапе необходимо сделать геодезическую карту. Нужно учесть протекание грунтовых вод, их сезонное сдвижение, а также тип, структуру и толщину подземных пород.
• На третьем этапе, естественно, нужно рассчитать нагрузку на колонны, исходящую от самого здания, то есть вес будущей постройки.
• На основе ранее полученных данных необходимо правильно подобрать марку бетона по характеристикам, прочности и составу.

Как провести расчет фундамента для колонны

При расчете фундамента для колонны подразумевается расчет нагрузки на квадратный сантиметр площади этого фундамента. Другими словами, для того, чтобы рассчитать необходимый фундамент для колонны, нужно знать все о здании, грунте и грунтовых водах, которые протекают поблизости. Необходимо собрать всю эту информацию, систематизировать ее, и на основе полученных результатов можно будет провести полный расчет нагрузок на фундамент под колонну. Для того чтобы иметь всю необходимую информацию, нужно сделать следующее:

1. Необходимо иметь полный проект здания со всеми коммуникациями, которые будут проходить внутри здания, а также знать, какие материалы будут применяться для строительства здания.
2. Необходимо рассчитать полную площадь одной опоры для строения.
3. Необходимо собрать все параметры здания и на их основе рассчитать то давление, которое будет оказывать строение на опору колонного типа.

Обрез фундамента

Обрез фундамента - это верхняя часть несущей бетонной конструкции, на которую приходится основное давление от строения. Существует определенная последовательность, по которой необходимо проводить сбор нагрузок на обрез фундамента, а также их дальнейший расчет. Для того чтобы определить нагрузку на обрез, необходимо иметь план типового этажа здания, если это многоэтажный дом, или же типовой план подвала, если строение имеет лишь один этаж. Кроме того, необходимо иметь план продольных и поперечных разрезов здания. К примеру, для того чтобы рассчитать нагрузку на обрез фундамента в десятиэтажном здании, необходимо знать следующее:

• Вес, толщину и высоту кирпичной стены.
• Вес многопустотных которые используются в качестве перекрытий, а также умножить это количество на количество этажей.
• Вес перегородок, умноженный на количество этажей.
• Также необходимо добавить вес кровли, вес гидроизоляции и пароизоляции.

Выводы

Как можно было заметить, для того, чтобы рассчитать нагрузку на фундамент любого типа, необходимо располагать всеми данными о здании, а также знать множество формул для расчета.

Однако в настоящее время эта задача несколько упрощена тем, что существуют электронные калькуляторы, которые выполняют все расчеты вместо людей. Но для их правильной и продуктивной работы необходимо загрузить в устройство все сведения о здании, о материале, из которого оно будет возводиться, и т. д.

Представьте себе ситуацию, которая иногда встречается в наше время. Приходит человек в строительную компанию и говорит: "Я хочу заказать у вас строительство кирпичного двухэтажного дома с гаражом. Только у меня одно условие. Так как я располагаю небольшим бюджетом, не могли бы вы построить дом без фундамента, его все равно ведь не видно?" Как вы думаете, что ему могут ответить? С вероятностью в 99% ответ будет звучать так: "Извините, но это не возможно, ведь фундамент - это основа любого дома , без которой он просто развалится".

Действительно, фундаменты являются главными конструкциями практически для любого сооружения. И поэтому к ним должны предъявляться особые требования. В частности их подбор нужно производить исключительно по расчету, в котором учитывается будущий вес конструкций, опирающиеся на фундамент. Другими словами, необходимо произвести сбор нагрузок на фундамент .

Данная процедура выполняется согласно СНиП 2.01.07-85* (СП 20.13330.2011) "Актуализированная редакция" .

Общая нагрузка на фундамент складывается из следующих нагрузок:

1. Крыша и кровля.

Сюда входят вес конструкций крыши (стропила, обрешетка, железобетонная плита покрытия и т.д.), вес кровельного "пирога" (утеплитель, профнастил, металлочерепица, ондулин и т.д.), а также снеговая и ветровая нагрузки.

3. Покрытие.

В том случае, если, например, ваш дом имеет холодный чердак, т.е. комнат для проживания там не предусматривается и утеплитель располагается не в крыше, а над последним этажом, то это нужно учесть в отдельной категории.

Обычно здесь учитывается вес несущих элементов перекрытия и теплоизоляционного материала (минплита, пенополистирол, керамзит и т.д.). Редко к ним прибавляется цементно-песчаная стяжка.

Временная нагрузка для чердачного помещения - 70 кг/м 2 .

4. Подвальное перекрытие.

Если пол первого этажа опирается на стены, то его необходимо учитывать при сборе нагрузок на фундамент. В том случае, если пол устроен по грунту, то он передает нагрузку непосредственно на грунт, а не на фундамент. И, следовательно, его учитывать не нужно.

Данная нагрузка получается суммированием следующих масс: конструкции перекрытия (ж/б плита, балки и т.д.), "пирог" пола (ламинат, паркет, Ц/П стяжка, гидроизоляционные и теплоизоляционные материалы), временные нагрузки (перегородки, люди, мебель и т.д.).

Примечание: для того, чтобы перенести перечисленные выше нагрузки на фундамент необходимо знать грузовую площадь. Грузовая площадь - это нагрузка, которая воспринимается несущими конструкциями. Например, для здания с двумя несущими стенами, расположенными на расстоянии 5 метров друг от друга и, на которые опирается перекрытие, грузовая площадь для каждой стены будет равна 2,5м · 1м = 2,5м 2 . Потом эта цифра умножается на нагрузку, выраженную в кг/м 2 для того, чтобы получить кг или, другими словами, получить тот вес, который должен восприниматься фундаментом. Если же вы хотите получить равномерно распределенную нагрузку (кг/м), то просто разделите эту величину на 1м.

В том же случае, если у вас 4 несущих стены при тех же условиях, то грузовая площадь на стены собирается следующим образом.

Ну, а если дом снабжен внутренними несущими стенами, то необходимо сложить 2 грузовых площади с каждого полупролета. Но об этом в примере ниже.

5. Вертикальные конструкции.

К таким конструкциям относятся несущие стены и колонны, а также, собственно, фундамент.

Пример сбора нагрузок на фундамент

Исходные данные:

Предполагается строительство жилого 2-х этажного дома с холодным чердаком и двухскатной крышей. Опирание крыши производится на две крайних стены и одну стену под коньком. Подвал не предусмотрен.

Место строительства - г. Нижегородская область.

Тип местности - поселок городского типа.

Размеры дома - 9,5х10 м по наружным граням фундамента.

Угол наклона крыши - 35°.

Высота здания - 9,93 м.

Фундамент - железобетонная монолитная лента шириной 500 и 400 мм и высотой 1 900 мм.

Цоколь - керамический кирпич, толщиной 500 и 400 мм и высотой 730 мм.

Наружные стены - газосиликат плотностью 500 кг/м 3 , толщина стеной 500 мм и высотой 6 850 мм.

Внутренние несущие стены - газосиликат плотностью 500 кг/м 3 , толщиной стены 400 м и высота 6 850 мм.

Перекрытия и крыша - деревянные.

Конструкции, которые могли бы задержать снег на крыше, не предусмотрены.

План фундамента.

Требуется:

Собрать нагрузки на центральную ленту фундамента, расположенную под внутренней несущей стеной, если грузовая площадь от перекрытия 4,05 м 2 , а от крыши - 5,9 м 2 .

Сбор нагрузок на внутреннюю несущую стену.

Определяем нагрузки, действующие на 1 м 2 грузовой площади (кг/м 2) всех конструкций, нагрузка которых передается на фундамент.

Вид нагрузки	Норм.	Коэф.	Расч.
Постоянные нагрузки: Временные нагрузки: Жилые помещения	13,5 кг/м2 3,6 кг/м2		15,4 кг/м2 4,7 кг/м2
ИТОГО	183,8 кг/м2		232,9 кг/м2
Нагрузка от перекрытия 1-го этажа (q 2)
Постоянные нагрузки: Нижняя обшивка из досок t=16мм (ель ρ=450кг/м3) Доски пола t=36мм (ель ρ=450кг/м3) Временные нагрузки: Жилые помещения	7,2 кг/м2		7,9 кг/м2
ИТОГО	173,4 кг/м2		220,7 кг/м2
Нагрузка от перекрытия 2-го этажа (q 3)
Постоянные нагрузки: Нижняя обшивка из досок t=30мм (ель ρ=450кг/м3) Утеплитель t=180мм (пенопласт ρ=20кг/м3) Верхняя обшивка из досок t=30мм (ель ρ=450кг/м3) Временные нагрузки: Чердачные помещения	13,5 кг/м2 3,6 кг/м2 13,5 кг/м2		15,4 кг/м2 4,7 кг/м2 15,4 кг/м2
ИТОГО	100,6 кг/м2		126,5 кг/м2
Постоянные нагрузки: Внутренняя обшивка из досок t=16мм (ель ρ=450 кг/м3) Стропила (ель ρ=450кг/м3) Обрешетка (ель ρ=450кг/м3) Гибкая черепица (ρ=1 400кг/м3) Временные нагрузки: Обслуживание крыши	7,2 кг/м2		7,9 кг/м2
ИТОГО	120,9 кг/м2		154,3 кг/м2
Вес фундамента (q 5)
Постоянные нагрузки: Вес ж/б ленты шириной 400мм (железобетон ρ=2 500 кг/м3)	1 000 кг/м2		1 100 кг/м2
ИТОГО	1 000 кг/м2		1 100 кг/м2
Вес керамического кирпича (q 6)
Постоянные нагрузки: Вес керамического кирпича 400мм (ρ=1600 кг/м3)	640 кг/м2		704 кг/м2
ИТОГО	640 кг/м2		704 кг/м2
Все газосиликаных блоков (q 7)
Постоянные нагрузки: Вес газосиликат 400мм (ρ=500 кг/м3)
ИТОГО	200 кг/м2		220 кг/м2
Снег (q 8)
Временные нагрузки:
ИТОГО	140 кг/м2		196 кг/м2
Ветер (q 9)
Временные нагрузки:
ИТОГО	15 кг/м2		21 кг/м2

Определяем нормативную и расчетную нагрузки на фундамент:

q норм = 183,8кг/м 2 · 4,05м + 173,4кг/м 2 · 4,05м + 100,6кг/м 2 · 4,05м + 120,9кг/м 2 · 5,9м + 1000кг/м 2 · 1,9м + 640кг/м 2 · 0,73м + 200кг/м 2 · 6,85м + 140кг/м 2 · 5,9м + 15кг/м 2 · 2,95м = 7174,85 кг/м .

q расч = 232,9кг/м 2 · 4,05м + 220,7кг/м 2 · 4,05м + 126,5кг/м 2 · 4,05м + 154,3кг/м 2 · 5,9м + 1100кг/м 2 · 1,9м + 704кг/м 2 · 0,73м + 220кг/м 2 · 6,85м + 196кг/м 2 · 5,9м + 21кг/м 2 · 2,95м = 8589,05 кг/м .