С учетом проведенного анализа и конструктивных особенностей в строке «Принимаем:» устанавливаем ширину подошвы фундамента. Определенные размеры заносим в исходные данные по фундаменту раздела 1. Программа производит перерасчет нагрузок и ширины подошвы. Необходимо добиться того, чтобы установленная ширина подошвы не была меньше расчетной величины.
Сбор нагрузок на фундамент или сколько весит мой дом
Определение веса дома с учетом снеговой и эксплуатационной нагрузки на перекрытия (расчет вертикальных нагрузок для фундамента). Калькулятор разработан в соответствии с СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия (актуализированная версия СНиП 2.01.07-85).
Одноэтажный дом из газобетона размерами 10х12 метров с жилой мансардой.
Входные данные
- Конструктивная схема здания: пятистенка (с одной внутренней несущей стеной по длинной стороне строения)
- Размеры дома: 10×12 метров
- Количество этажей: 1 этаж с мансардой
- Снеговая зона Российской Федерации (для определения снеговой нагрузки): г.Санкт-Петербург – 3 район
- Материал кровли: металлочерепица
- Угол наклона крыши: 30°
- Конструктивная схема: схема 1 (с мансардой)
- Высота стен мансарды: 1,2 м
- Отделка фасадов мансарды: лицевой кирпич фактурный размером 250х60х65
- Материал наружных стен мансарды: газобетон марки D500, толщиной 400 мм
- Материал внутренних стен мансарды: отсутствует (конек поддерживается колоннами, которые не принимаются в расчет из-за их небольшого веса)
- Эксплуатационная нагрузка на перекрытия: 195 кг/м² – жилая мансарда
- Высота первого этажа: 3 м
- Отделка фасадов первого этажа: лицевой кирпич фактурный размером 250х60х65
- Материал наружных стен первого этажа: газобетон марки D500, толщиной 400 мм
- Материал перегородок этажа: газобетон D500, толщиной 300 мм
- Высота цокольной части: 0.4 м
- Материал цоколя: полнотелый кирпич (кладка из 2-х кирпичей), 510 мм
Габариты дома
Длина наружных стен: 2 * (10 + 12) = 44 м
Длина внутренней стены: 12 м
Общая длина всех стен: 44 + 12 = 56 м
Высота здания с учетом цоколя: Высота цокольной части + Высота стен первого этажа + Высота мансарды + Высота фронтонов = 0.4 + 3 + 1.2 + 2.9 = 7.5 м
Чтобы определить высоту фронтонов и площадь крыши, воспользуемся формулами тригонометрии.
Треугольник ABC – равнобедренный.
АС = 10 м (расстояние между осями АГ согласно расчетам)
ВС = AC * 1/2 * 1/cos(30°) = 10 * 0.5 * 1/0.87 = 5.7 м
BD = BC * sin(30°) = 5.7 * 0.5 = 2.9 м (высота фронтона)
Площадь треугольника ACB (также известная как площадь фронтона) вычисляется по формуле: ½ * BC * AC * sin(30°) = ½ * 5.7 * 10 * 0.5 = 14
Площадь кровли = 2 * BC * 12 (расстояние между осями равно 12) = 2 * 5.7 * 12 = 139 м²
Площадь наружных стен = (Высота цоколя + Высота первого 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 первого этажа) * Длина внутренних стен = (0.4 + 3) * 12 = 41 м² (В мансарде отсутствует внутренняя несущая стена. Конек поддерживают колонны, которые не учитываются в расчете из-за небольшого веса).
Общая площадь перекрытий = Длина дома * Ширина дома * (Количество этажей + 1) = 10 * 12 * (1 + 1) = 240 м²
Расчет нагрузок
Город застройки: Санкт-Петербург
Согласно карте снеговых районов России, Санкт-Петербург находится в третьем районе. Расчетная снеговая нагрузка для этого района составляет 180 кг/м².
Снежная нагрузка на крышу определяется по формуле: Расчетная снеговая нагрузка * Площадь кровли * Коэффициент (зависящий от угла наклона крыши) = 180 * 139 * 1 = 25 020 кг = 25 тонн
Стандарты, литература, программное обеспечение
Для более точного расчета я добавил дополнительные нагрузки, такие как стяжка пола и выравнивание стен. Если в вашем доме три уровня, а стяжка предусмотрена только для двух из них, то при толщине стяжки в 50 мм следует рассматривать величину 100 мм. По поводу выравнивания стен, полагаю, вопросов возникнуть не должно. Алгоритм вычисления следующий: площадь внутренних стен умножается на 2 (из-за выравнивания с обеих сторон) плюс площадь наружных стен (это даст небольшой запас на толщину стен, так как выравнивание происходит внутри дома, а не снаружи). Хочу акцентировать внимание на важном моменте. В калькуляторе элементы, которые не были учтены, рассчитываются с запасом. Объясню: в калькуляторе отсутствует понятие жилой площади. Эксплуатационная нагрузка на перекрытия, стяжка пола и масса перекрытий определяются по площади, равной площади дома в плане. Таким образом, если дом имеет размеры 10х12 м, нагрузки будут рассчитываться для площади 120 м². Калькулятор не учитывает окна и двери, хотя их масса меньше, чем у стен (особенно если они выполнены из кирпича или монолита). Поэтому при выборе коэффициента запаса прочности следует помнить, что некоторый запас уже имеется.
Я добавил полы по грунту для первого этажа. Есть небольшое уточнение: если кто-то будет производить расчет веса здания с учетом стяжки, общую толщину стяжки для всех перекрытий следует учитывать без стяжки полов по грунту.
Несмотря на возможные небольшие отличия, они будут незначительными. У двускатной крыши имеются фасады, тогда как у вальмовой крыши их нет. Площадь кровли и снеговая нагрузка при аналогичном угле наклона, как мне кажется, будут практически одинаковыми. Просто из конечного результата нужно вычесть вес фасадов (с учетом коэффициента запаса, если таковой использовался).
1. Я не обнаружил информации о полезной нагрузке для первого и второго этажей, только для мансарды. Это задумано так? «Таблица №29. Расчетные полезные нагрузки, действующие на перекрытия в соответствии со СНиП 2.01.07-85. Расчетное значение нагрузки (кг/м²): Здания и помещения — Квартиры жилых зданий, детские дошкольные учреждения, дома отдыха, административные здания, организации науки, классные помещения, бытовые помещения промышленных предприятий и общественных — Кабинеты и лаборатории научных, лечебных и образовательных учреждений — 240, общежития, гостиницы и т. п. — 195» (с), А. Дачник. 2. В книге А. Дачника упоминается о ветровой нагрузке на фундамент. «На практике ветровую нагрузку на фундамент ориентировочно рассчитывают по эмпирической формуле: Ветровая нагрузка = площадь здания × (40 + 15 × высота дома). Посчитаем ветровую нагрузку на фундамент нашего дома площадью 100 м² и высотой 7 метров: 100 × (40 + 15 × 7) = 14500 кг» (с.), А. Дачник. 3. Минимальная ширина ленточного фундамента рассчитывается следующим образом. «Дано: 1. Газобетонный дом размером 10 м на 10 м 2. Общая расчетная нагрузка от дома на грунт составляет 191 000 кгс 3. Общая длина фундамента по периметру дома с двумя внутренними лентами – 56 м 4. Несущая способность суглинка на участке – 1 кг/см². (В расчетах лучше использовать минимальные значения несущих способностей грунтов, если они недостоверны). Решение: 1. Переводим длину фундамента в сантиметры: 56 метров = 5600 см 2. Находим минимально необходимую ширину фундамента: Суммарную нагрузку делим на длину фундамента и несущую способность грунта: 191000 / 5600 / 1 = 34,1 см. Полученная минимально необходимая ширина мелкозаглубленного ленточного фундамента составляет 34,1 (35) см.» Ваши единицы измерения кН просто переводятся в кгс. Все вышеизложенное предлагаю воспринимать как конструктивные советы для калькулятора, а не как поиск недостатков системы. 🙂 Книга действительно ценная, информации там много. Я считаю этот материал абсолютно необходимым для изучения при проектировании собственного фундамента. При внесении корректив в калькулятор некоторые главы в книге можно будет пропустить. 🙂
Наш калькулятор также позволяет провести расчет объема (кубатуры) фундамента в кубометрах, чтобы вы заранее знали, сколько объем земляных работ необходимо будет выполнить.
Какие нагрузки следует учитывать
Все нагрузки, влияющие на фундамент, подразделяются на постоянные и временные.
Постоянные нагрузки
К постоянным нагрузкам относятся те, что вызваны весом всех конструктивных элементов здания – стен, перекрытий, кровли, несущих колонн и так далее. Кроме того, на грунт воздействует и масса самого фундамента.
В простых случаях для расчета веса дома может помочь калькулятор, доступный на многих строительных ресурсах. Однако лучше, если эту задачу выполнит квалифицированный проектировщик.
Для использования калькулятора необходимо ввести размеры всех конструкций и выбрать материалы, из которых они будут изготовлены. Источник: строим-тверь.рф
Постоянная нагрузка на фундамент формируется в результате веса следующих конструкций:
- крыши – включает массу стропил, обрешетки, утеплительного слоя и покрытия (профнастил, шифер, черепица и т.д.);
- несущих и самонесущих стен, постоянных перегородок, опорных колонн;
- дверных и оконных рам;
- конструкций лестниц;
- межэтажных перекрытий – состоящих из балок, плит, тепло- и звукоизоляционных материалов, бетонной стяжки и настила пола;
- перекрытия холодного чердака с учетом утепления;
- перекрытия подвала, при условии, что оно опирается на стены;
Важно знать! Если пол первого этажа представлен непосредственно грунтом, то его вес не берется в расчет, так как нагрузка от него на фундамент не передается.
Также необходимо учитывать собственный вес фундамента при расчете нагрузок.
Временные нагрузки
Временные нагрузки делятся на три категории: длительные, кратковременные и особые.
- К длительным нагрузкам следует относить вес временных перегородок, тяжелого оборудования и мебели.
- К кратковременным нагрузкам относятся вес людей и животных, которые постоянно находятся в доме, а также снеговая и ветровая нагрузки.
- К особым нагрузкам причисляют сейсмические, взрывные и другие редко возникающие нагрузки.
Методы расчета нагрузок
Определение постоянных нагрузок
Для выполнения расчета фундамента по нагрузкам, в первую очередь необходимо определить общий вес строения. Для этого требуется знать объемы используемых материалов и их плотность. Соответствующие данные можно найти в СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» и различных строительных справочниках. Проектировщики применяют эти источники для сбора информации о нагрузках на каждый элемент конструкции. Например, чтобы рассчитать вес деревянного перекрытия, нужно суммировать вес балок, верхнего и нижнего настила, утеплителя, покрытия пола и отделки потолка.
С целью упрощения расчетов можно использовать усредненные характеристики для различных конструкций в целом.
При расчете веса здания полученные значения не применяются в «чистом» виде, а должны быть умножены на коэффициент надежности по нагрузке. Этот коэффициент берется из СП (свод правил) 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».
Расчет временных нагрузок
Далее следует перейти к расчету временных нагрузок, которые включают нагрузки на перекрытия от мебели, бытовой техники, предметов интерьера, а также от людей и животных. Определить их с высокой точностью невозможно, поэтому используют нормативные значения из сводов правил. Эти данные можно найти в таблице 8.3, где указано, что нормативная равномерно распределенная нагрузка на межэтажные перекрытия принимается равной 150 кг/м². Для получения общей нагрузки на перекрытие необходимо умножить это значение на его площадь.
Для того чтобы рассчитать вес здания с достаточным запасом прочности, важно учесть временные нагрузки и на чердачные перекрытия. На таких поверхностях могут храниться различные материалы, а также находиться люди, занимающиеся ремонтом, и нормативное значение для них составляет 70 кг/м².
Исходя из указанных «входных» условий, можно перейти к рассмотрению типов фундаментов. Их классификация базируется на конструктивных особенностях и методах строительства. Наибольшей популярностью пользуются ленточные, монолитные, столбчатые, свайные основания, а также их сочетания.
Цены на винтовые сваи
Внешние стены и внутренние капитальные перегородки могут отличаться как по толщине, так и по материалу изготовления. Поэтому пользователю предоставляется возможность выбрать два варианта стен. Если в этом нет необходимости, достаточно оставить значение «0» в поле ввода площади.
В следующем разделе представляются поля для ввода параметров перекрытий, где также предусмотрены два варианта: для пола первого этажа и для чердачного перекрытия. Программа для расчета уже включает необходимые корректировки на эксплуатационные нагрузки перекрытий, такие как вес мебели и различных предметов интерьера, а также динамическое воздействие от жильцов дома и так далее.
Следующий раздел ввода данных касается параметров крыши. При выборе типа кровли будет автоматически учтена средняя масса стропильной системы. Кроме этого, зимой на крышу воздействует значительная нагрузка от снега. Чтобы правильно учесть этот фактор, необходимо указать регион по уровням снеговой нагрузки, основываясь на предложенной карте-схеме, а также углы наклона скатов кровли.
Карта-схема для определения своей зоны по среднестатистическому уровню снеговой нагрузки на кровлю
Сваи или столбы соединяются брусом обвязки либо ростверком. Если используется деревянная обвязка, то не будет большой ошибкой просто учитывать ее в площади стен. Однако, если планируется монтаж ростверка из металла или железобетонной ленты, то стоит дополнительно учитывать его в расчетах. При выборе этого метода расчета откроются дополнительные поля для ввода данных – длина ростверка и материал его изготовления.
Итоговый результат будет представлен в килограммах и тоннах. Получив это значение и зная несущий потенциал опоры, становится несложно определить необходимое количество свай или столбов.
