Сбор нагрузок на фундамент или сколько весит мой дом
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
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
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 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
С учетом коэффициента запаса = Погонный вес наружных стен * Коэффициент запаса прочности = 5.2 *1.3 = 6.8 т/м.п. = 68 кН
Погонный вес внутренней несущей стены (оси Б) = Площадь внутренней несущей стены цоколя * Масса материала стены цоколя +Площадь несущей стены * Масса материала внутренней несущей стены * Высота несущей стены + ½ * Общая нагрузка на стены чердака + ½ * (Масса материала чердачного перекрытия + Эксплуатационная нагрузка чердачного перекрытия) + ½ * Общая нагрузка на стены чердака + ½ * (Масса материала перекрытия цоколя + Эксплуатационная нагрузка перекрытия цоколя) = 0.4 * 12 * 1.33 + 3 * 12 * 0.16 + ½ * 29 + ½ * (42 + 23) + ½ * (42 + 23) = 6.4 + 5.76 + 14.5 + 32.5 + 32.5 = 92 т = 7.6 т/м.п. = 76 кН
С учетом коэффициента запаса = Погонный вес внутренней несущей стены * Коэффициента запаса прочности = 7.6 *1.3 = 9.9 т/м.п. = 99 кН
Источник
Расчет фундаментов
Решающими факторами при выборе типа фундамента и глубины его заложения должны стать: вид грунта, глубина промерзания, уровень грунтовых вод и нагрузки, которые будут действовать на фундамент в процессе его эксплуатации. В зависимости от этих нагрузок подбирают площадь основания фундамента и глубину его заложения. Нагрузки бывают временными и постоянными.
К постоянными нагрузками относят:
- вес строительных конструкций (самих фундаментов, стен и перекрытий, в том числе и кровли);
- эксплуатационные нагрузки (вес мебели, оборудования и проживающих людей и т.д.).
К временным нагрузкам относят:
- вес снежного покрова, присущего для данного региона;
- ветровые нагрузки.
Площадь основания фундамента выбирают из такого расчета, чтобы на каждый ее квадратный сантиметр приходилась нагрузка, не превышающая критическое значение. Расчетное сопротивление грунтов выбирают, исходя из таблицы 8.
Таблица 8. Значения расчетных сопротивлений основных видов
Следует отметить, что при строительстве дома и в первые годы его эксплуатации грунты сжимаются под действием прилагаемых нагрузок. В результате этого фундамент опускается на определенную величину, называемую осадкой. Большие, а главное, неравномерные осадки являются основной причиной трещин, деформаций и других разрушений здания. Несущую способность основания определяют величиной нагрузки, при которой не превышена установленная нормативами осадка.
Нагрузки от строительных конструкций рассчитывают, исходя из удельного веса материалов, используемых для их сооружения. Для этого проще всего воспользоваться нижеприведенными таблицами.
| Таблица 9. Удельный вес 1 м3 фундамента | |
| Материал фундамента | Удельный вес, кг/м3 |
| Бутовый камень | 1600-1800 |
| Бутобетон, кирпич | 1880-2200 |
| Бетон, железобетон | 2200-2500 |
| Таблица 10. Удельный вес 1 м2 стен | |
| Тип стен | Удельный вес, кг/м2 |
| Деревянные каркасно-панельные толщиной 150 мм с утеплителем | 30-50 |
| Бревенчатые, брусчатые | 70-100 |
| Таблица 11. Удельный вес 1 м2 перекрытий | |
| Тип перекрытий | Удельный вес, кг/м2 |
| Чердачное, по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м3 | 70-100 |
| То же, с плотностью утеплителя до 500 кг/м3 | 150-200 |
| Цокольное, по деревянным балкам с плотностью утеплителя до 200 кг/м3 | 100-150 |
| То же, с плотностью утеплителя до 500 кг/м3 | 200-300 |
| Железобетонное монолитное | 500 |
| Плиты перекрытия бетонные пустотные | |
| Таблица 12. Нагрузка от элементов крыши | |
| Вид кровли | Нагрузка, кг/м2 |
| Кровля из листовой стали | 20-30 |
| Рубероидное покрытие (2 слоя) | 30-50 |
| Кровля из асбестоцементных листов | 40-50 |
| Кровля из черепицы гончарной | 60-80 |
| Таблица 13. Нагрузки от снегового покрова | |
| Регион застройки | Величина нагрузки, кг/м2 |
| Для средней полосы России | 100 |
| Для Юга России | 50 |
| Для Севера России | 190 |
Глубина заложения фундамента. Грунт, являющийся основанием для фундамента дома, должен обладать достаточной прочностью и несжимаемостью. Однако этим требованиям отвечают далеко не все грунты.
В скальных и полускальных породах котлованы под деревянные дома не делают, ограничиваясь снятием просадочного верхнего слоя грунта.
В непучинистых грунтах при достаточно большом (2 м и более) промерзании глубину заложения фундаментов выбирают не менее расчетной глубины промерзания грунта. Но в любом случае эта глубина должна быть не менее 0,5 м.
Зимой, в зависимости от природно-климатических условий, грунты промерзают на различную глубину. Промерзание грунтов приводит к вспучиванию пучинистых грунтов, которые впоследствии оседают неравномерно, что может вызвать появление трещин в фундаментах и стенах. Для исключения этих негативных явлений необходимо заложить фундамент ниже точки промерзания грунта. В большинстве регионов РФ глубина промерзания грунта лежит в пределах 1,2 м, поэтому достаточно заложить фундамент на глубину 1,5 м. Под жилым домом, который эксплуатируют постоянно, грунт не промерзает. Поэтому если между заложением фундамента и заселением дома не будет холодного периода (строительство завершают в сезон весна — осень), то глубину промерзания грунта можно не брать в расчет. Однако при этом следует учитывать, что основанием фундамента должен быть слежавшийся материковый грунт и глубина заложения фундаментов не должна быть меньше 0,5 — 0,7 м. Для уменьшения осадки слой относительно рыхлого грунта, залегающего непосредственно под фундаментом, часто заменяют более плотным, а значит, менее сжимаемым. В этом случае делают подушку из крупно- или среднезернистого песка без глинистых примесей. ‘Засыпанный песок уплотняют трамбовками.
Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:
Источник