Схема нагрузок на фундаменты оформление. Сбор нагрузок на фундамент. Как рассчитать, примеры. Пример выполнения вычислений

Перед тем как начать строительство фундамента,рекомендуется собрать все нагрузки на фундамент.

Для чего нужен расчет нагрузки на фундамент?Он нужен для дальнейшего расчета конструкции фундамента,его сечения и армирования. Чтобы не получилось так,что ваш фундамент оказался не способным выдержать вес всего того,что будет на нем в дальнейшем стоять.

Если вы конструктивно примете небольшое сечение фундамента,то большую нагрузку от верхней части дома придется выдерживать не бетону,а его арматуре.Ладно,если она заложена с запасом. А если вы решили сэкономить и на арматуре?! Тогда вас ждут большие проблемы.

Как рассчитать нагрузку на фундамент

Слово «собрать» все нагрузки как раз подсказывает,что надо суммировать по весу все,что будет сверху фундамента:

вес всех конструкций надземной части: цоколь, стены,крыша , перекрытие, пол,окна,двери
масса всего,что будет находиться на перекрытии: оборудования,мебель, люди,собаки.Считать с запасом,а то вдруг мебель начнете коллекционировать..
вес снега на крыше зимой в самый неблагоприятный месяц.То есть максимальная снеговая нагрузка

Есть два способа сбора нагрузок:

точный
укрупненный

Точный расчет возможен тогда,когда у вас есть проект .По разработанным чертежам железобетонных конструкций,кирпичной кладки и чертежам деревянных конструкций крыши с раскладкой кровельного материала можно сделать точный расчет.

Если у вас нет проекта,то тогда расчет нагрузок можно посчитать только укрупнено.То есть, подобрать вес конструкций приблизительно по тем нормативам,которые существуют в нормативах и учебниках по строительству.

Пример сбора нагрузок на фундамент

Какова нагрузка на фундамент у одноэтажного дома с мансардой

Допустим,на этапе расчета фундамента, у вас есть только планировка дома, эскизы фасадов и разрез.Эти исходные данные, в любом случае, у вас уже должны быть оформлены,хотя бы для архитектурного бюро,в котором вы получали разрешение на строительство.

Многие частные застройщики, в виду отсутствия денежных средств на оплату услуг профессиональных дизайнеров и проектировщиков, стараются нанимать квалифицированных подрядчиков, которые специализируются на каком-то виде строительных работ: делают только фундаменты или кладут только кирпичную кладку стен и т.д. В принципе,это выход из положения. Но,все же практические знания и умения подрядчиков нужно проверять,так как и они могут ошибаться из-за отсутствия проекта и индивидуальных условий строительства для каждого конкретного случая.

Итак,поскольку вы уже чертили или делали эскизы дома, то у вас в голове уже есть конструктивные мысли из чего будут сложены стены дома,какое будет перекрытие и какая кровля. Следовательно,можно уже собирать нагрузки на фундамент по укрупненным показателям.

Такой методикой можно рассчитать нагрузку на фундамент не только для дома,но и для бревенчатой бани.Естественно нагрузки от кирпичного дома и бревенчатой бани будут на порядок отличаться друг от друга.Соответственно,от того какая нагрузка от надземной части,такой и тип фундамента следует выбирать.Но,об этом в следующей статье.

Итак,рассмотрим сбор нагрузок на фундамент на конкретном примере строительства дома:

В данной таблице приведен вес одного квадратного метра конструкций зданий и сооружений:

По таблице можно суммировать вес всех конструкций дома

Теперь считаем вес всех конструкций дома,воспользовавшись усредненными показателями из таблицы.

Сбор нагрузок на фундамент – один из важных этапов проектирования. Он позволит подобрать оптимальный вариант фундамента с учетом особенностей почвы на участке, планировки будущего строения, его особенностей, этажности, материалов строительства и отделки. Это поможет увеличить срок службы здания и избежать его деформации.

Особенности

Сами по себе нагрузки на фундамент различаются по продолжительности воздействия и могут быть временными или постоянными. К постоянным нагрузкам относятся стены, перегородки, перекрытия, кровля. К временным можно отнести мебель, оборудование (относятся к подгруппе длительных нагрузок) и погодные условия – воздействие снега, ветра (кратковременные).

Прежде чем осуществлять сбор нагрузок, необходимо провести некоторые мероприятия, а именно:

составить подробный план будущей постройки, включить в него все простенки;
определиться, будет ли оборудован дом подвалом, и если будет – какова должна быть его глубина;
четко определить высоту цоколя и подобрать материалы, которые будут использоваться при его изготовлении;
определиться с утеплителем, гидроизоляцией, защитой от ветра, отделочными материалами – как внутренними, так и наружными, и с их толщиной.

Все это поможет наиболее точно рассчитать все нагрузки, а значит избежать перекоса, изгиба, просадки, выгиба, крена или смещения здания. Об увеличении срока эксплуатации, долговечности и надежности постройки не стоит упоминать – очевидно, что все эти показатели только выиграют при правильном проведении расчетов.

Кроме того, расчет нагрузки поможет правильно подобрать геометрические формы, подошву фундамента и ее площадь.

От чего зависит?

Нагрузка на фундамент – это сочетание ряда факторов.

К ним относится:

то, в каком регионе будет осуществляться строительство;
каков грунт на выбранном участке;
насколько глубоко залегают грунтовые воды;
из каких материалов будут выполняться элементы;
какова планировка будущего здания, сколько в нем будет этажей, какая будет кровля.

Важно правильно определить почву на участке будущего строительства , поскольку она оказывает непосредственное влияние на долговечность фундамента, на то, какому типу опорной конструкции лучше отдать предпочтение и на глубину закладки. Например, если на месте стройки глинистая, суглинистая почва или супесь, то фундамент нужно будет укладывать на ту глубину, на которую промерзает почва зимой. Если же грунт крупноблочный или песчаный – это делать необязательно.

Правильно определить тип почвы можно при помощи СП «Нагрузки и воздействия» – документ, который необходим при расчете веса строения. В нем содержится подробная информация о том, какие нагрузки испытывает фундамент и каким образом их определять. Карты в СНиП «Строительная климатология» также помогут определить тип грунта. Несмотря на то, что данный документ отменен, он может быть очень полезен в частном строительстве как материал для ознакомления.

Помимо глубины, важно правильно определить необходимую ширину опорной конструкции. Она зависит от типа фундамента. Ширина ленточного и столбчатого фундаментов определяется исходя из ширины стен. Опорная часть плитного фундамента должна выходить за наружные границы стен на десять сантиметров. Если фундамент свайный – сечение определяется при помощи расчета, а его верхнюю часть – ростверк – подбирают исходя из того, какая нагрузка будет оказываться на фундамент и какая планируется толщина стен.

Кроме того, необходимо учесть и собственный вес опорной конструкции, расчет которого производится с учетом глубины промерзания, уровня залегания грунтовых вод и наличия или отсутствия подвала.

Если подвал не предусмотрен, подошва фундамента должна располагаться не меньше чем на 50 сантиметров выше грунтовых вод. Если же предполагается наличие подвала – основание должно располагаться на 30-50 сантиметров ниже пола.

Также немаловажное значение имеют динамические нагрузки. Это подгруппа временных нагрузок, которые оказывают на фундамент мгновенное или периодическое воздействие. Всевозможные машины, двигатели, молоты (например, штамповочные) – примеры динамических нагрузок. Они оказывают довольное сложное воздействие как на саму опорную конструкцию, так и на почву под ней. Если предполагается, что фундамент будет испытывать подобные нагрузки, их нужно особо учесть при расчете.

Как рассчитать?

Нагрузка на фундамент определяется совокупностью нагрузок всех составных элементов здания. Чтобы правильно высчитать это значение, нужно посчитать нагрузку стен, кровли, перекрытий, воздействие природных факторов, например, снега, сложить все это вместе и сравнить с тем значением, которое считается допустимым.

Не стоит забывать и о типе почвы, который оказывает прямое влияние на то, какой тип фундамента предпочесть и на какую глубину его закладывать. Например, если на участке очень подвижные и неравномерно сжимаемые почвы, можно использовать фундаментную плиту.

Для того чтобы определение нагрузки было максимально точным, необходимо собрать следующую информацию:

Какова форма и размер будущего дома.
Какой высоты будет цоколь, из каких материалов его планируется делать, какова будет наружная его отделка.
Данные по наружным стенам здания. Нужно учесть высоту, площадь, занимаемую в стенах фронтонами, оконными и дверными проемами, из каких материалов они будут сложены, какие материалы будут использоваться при наружной и внутренней отделке.
Перегородки внутри здания. Определяют их длину, высоту, площадь, которая будет занята дверными проемами, материал, из которого перегородки будут выполнены, и каким образом будет осуществлена их отделка. Отдельно собираются данные по несущим и не несущим конструкциям.
Крыша. Учитывают тип кровли, ее длину, ширину, высоту, материал изготовления.
Расположение утеплителя – на перекрытии чердака или в пространстве между стропилами.
Перекрытие цоколя (пол на первом этаже). Какого типа оно будет, какую будет иметь стяжку.
Перекрытие между первым и вторым этажами – те же данные, что и у цокольного перекрытия.
Перекрытие между вторым и третьим этажом (если планируется многоэтажное здание).
Перекрытие чердака.

Все эти данные помогут произвести точный расчет нагрузок и определить, соответствует ли полученная величина требованиям, которые предъявляет ГОСТ, или нет.

Заранее составленная схема здания, на которой будут указаны размеры самого здания и всех конструкций, поможет в произведении расчетов. Кроме того, нужно учесть удельный вес материалов, из которых сооружены стены, перекрытия, перегородки и материалы отделки.

Вам поможет таблица, где приведено значение массы для материалов, наиболее часто используемых в строительстве.

Тип конструкции

Керамический или силикатный полнотелый кирпич толщиной 380 мм (1,5 штуки)	684 кг на м2
510 мм (2 шт)	918 кг на м2
640 мм (2,5 шт)	1152 кг на м2
770 мм (3 шт)	1386 кг на м2
Керамический пустотелый кирпич. Толщина – 380 мм	532 кг на м2
	714 кг на м2
	896 кг на м2
	1078 кг на м2
Силикатный пустотелый кирпич. Толщина – 380 мм	608 кг на м2
	816 кг на м2
	1024 кг на м2
	1232 кг на м2
Сосновый брус толщиной 200 мм	104 кг на м2
	156 кг на м2
Каркасный с утеплением 150 мм
Перегородки и внутренние стены
Керамический и силикатный полнотелый кирпич. Толщина 120 мм (250 мм)	216 (450) кг на м2
Керамический пустотелый кирпич. Толщина 120 (250) мм	168 (350) кг на м2

Гипсокартон. Толщина 80 мм без утеплителя (с утеплителем)	28 (34) кг на м2
Перекрытия
Сплошное железобетонное. Толщина 220 м. Стяжка – цементно-песчаная (30 мм)	625 кг на м2
Железобетонное из пустотных плит. Толщина 220 мм, стяжка – 30 мм	430 кг на м2
Деревянное. Высота балок 200 мм. С утеплителем, плотность которого не больше 100 кг на м3. Напольное покрытие – паркет, ламинат, линолеум, ковролин.	160 кг на м2

Керамическая черепица	120 кг на м2
Битумная черепица	70 кг на м2
Металлическая черепица	60 кг на м2

Далее нужно рассчитать, какую нагрузку оказывает отдельно тот или иной элемент конструкции. Например, кровля. Ее вес равномерно распределяется по тем сторонам фундамента, на которые опираются стропила. Если площадь проекции кровли поделить на площадь сторон, на которые оказывается нагрузка, и умножить на вес используемых материалов, получится искомое значение.

Чтобы определить, какую нагрузку оказывают стены, нужно их общий объем умножить на вес материалов и все это разделить на произведение длины и толщины фундамента.

Нагрузка, оказываемая перекрытиями, рассчитывается с учетом площади тех противоположных сторон основания, на которые они опираются. При этом нужно учитывать, что площадь перекрытий и площадь самого здания должны быть равны между собой. Здесь имеет значение также этажность здания и то, из какого материала выполнен пол на первом этаже – перекрытие подвала. Для расчета нагрузки нужно площадь каждого из перекрытий умножить на вес используемых материалов (см. таблицу) и разделить на площадь тех частей фундамента, на которые оказываются нагрузки.

Немаловажное значение имеют и нагрузки, оказываемые природными климатическими факторами – осадки, ветер и пр. Как пример – нагрузка от снега. Первоначально она сказывается на крыше и стенах, а через них – на фундаменте. Чтобы высчитать снеговую нагрузку, нужно определить, какую площадь занимает снежный покров. Берется величина, равная площади кровли.

Данное значение нужно разделить на площадь сторон основания, испытывающих нагрузку, и умножить на величину удельной снеговой нагрузки, которая определяется по карте.

Также нужно рассчитать и собственную нагрузку фундамента. Для этого берется его объем, умножается на плотность используемых при выполнении материалов, и делится на квадратный метр основания. Чтобы вычислить объем, нужно глубину залегания умножить на толщину, которая равна ширине стен.

Мы поговорили о сборе нагрузок для случая, когда основные несущие конструкции – это стены дома. Сейчас все чаще случается, что частные жилые дома строят каркасного типа: когда несущими являются колонны, опирающиеся на столбчатые фундаменты, и воспринимающие нагрузку от перекрытий, балок, стен, перегородок, полов, крыши – в общем, всего, что в доме запроектировано. Подход к сбору нагрузок в этом случае несколько иной.

Предположим, у нас есть двухэтажный дом (второй этаж – полумансардный) каркасного типа: столбчатые фундаменты с фундаментными балками (под стены 1 этажа), монолитные колонны, монолитные перекрытия (безбалочные, только по периметру – обвязочная балка), продольные монолитные балки на втором этаже – поддерживающие конструкции крыши; деревянная крыша, наружные стены – из газобетона, перегородки – кирпичные.

Постараемся собрать нагрузки для расчета:

1) столбчатого фундамента под центральную колонну (оси 2/Б);

2) столбчатого фундамента под угловую колонну (оси 1/В);

3) столбчатого фундамента под крайнюю колонну (оси 4/Г);

4) фундаментной балки.

Выберем город проектирования (для снеговой нагрузки) – пусть это будет Николаев.

Внимание! Сечения несущих элементов (толщина перекрытия, размеры стропильных ног, колонн, балок) взяты просто для примера, их размеры не подтверждены расчетом и могут значительно отличаться от принятых.

1. Нагрузка от 1 м 2 перекрытия над первым этажом.

Нагрузки	Коэффициент
Монолитная плита толщиной 200 мм (2500 кг/м 3)	200*2500/1000=500

звукоизолирующая стяжка толщиной 40 мм, 20 кг/м 3
выравнивающая стяжка толщиной 15 мм, 1800 кг/м 3
линолеум толщиной 2 мм, 1800 кг/м 3
	5 32	59 1
Временная нагрузка для жилых помещений - 150 кг/м 2 (ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия», таблица 6.2)		1501,3=195*

Нагрузки	Коэффициент
Обрешетка из сосновых досок, толщиной 50 мм, 600 кг/м 3
Металлочерепица - 5 кг/м 2
Стропильная нога сечением 10х20см, шаг стропил 1,2м, из соснового бруса 600 кг/м 3	1020600/(1,2* 10000)=10
Итого:
Потолок – гипсокартон 9,5мм – 7,5 кг/м 2
Утеплитель – минеральная вата, толщиной 200 мм, 135 кг/м 3
Итого:
Балка чердачного перекрытия сечением 5х15см, шаг балок 1,2м, из соснового бруса 600 кг/м 3	515600/(1,2* 10000)=3,8	3,81,1=4,2*
Снеговая нагрузка (ДБН В.1.2-2:2006, раздел 8 и приложение Е) - 87 кг/м 2 , коэффициент «мю» = 1,25		871,25=109*

Нагрузки	Коэффициент
Стена из газобетона на клее толщиной 300 мм, 400 кг/м 3	300*400/1000=120
Утеплитель из пенополистирола толщиной 80 мм, 50 кг/м 3
Штукатурка толщиной 20 мм, 1700 кг/м 3
Г ипсокартон 12,5мм – 9,5 кг/м 2

4 . Нагрузка от 1 м 2 кирпичной перегородки.

Нагрузки	Коэффициент
Перегородка из полнотелого кирпича на тяжелом растворе толщиной 120 мм, 1800 кг/м 3	120*1800/1000=216
Г ипсокартон 12,5мм с двух сторон – 9,5 кг/м 2

5 . Нагрузка от собственного веса железобетонных конструкций (на 1 пог. метр).

Нагрузки	Коэффициент
Колонна сечением 0,3х0,3м, 2500 кг/м 3	0,30,32500=225
Железобетонная балка под коньком и под стропильной ногой сечением 0,3х0,4м, 2500 кг/м 3	0,30,42500=300
Железобетонная обвязочная балка по периметру дома сечением 0,3х0,25м, 2500 кг/м 3	0,30,252500=188

Теперь необходимо перейти к сбору нагрузок на фундаменты. В отличие от нагрузки на ленточный фундамент, которая определяется на погонный метр, нагрузка на столбчатый фундамент собирается в килограммах (тоннах), так как по сути является сосредоточенной и передается в виде силы N от колонны – фундаменту.

Как перейти от равномерно распределенной нагрузки к сосредоточенной? Нужно умножить ее на площадь (для нагрузки, измеряемой в кг/м 2) или на длину (для нагрузки, измеряемой в кг/м). Так, на колонну, расположенную на пересечении осей «2» и «Б» нагрузка передается с прямоугольника, обозначенного на рисунке выше розовым цветом, размеры этого прямоугольника 2,75х3 м 2 . Как определить эти размеры? По горизонтали у нас есть два пролета между соседними колоннами: один 4,5 м, второй – 1,5 м. От каждого из этих пролетов половина нагрузки приходится на одну колонну, а половина – на другую. В итоге, для нашей колонны длина сбора нагрузки будет равна:

4,5/2 + 1,5/2 = 2,25 + 0,75 = 3 м.

Точно так же определяется длина сбора нагрузки в перпендикулярном направлении:

3/2 + 2,5/2 = 1,5 + 1,25 = 2,75 м.

Площадь сбора нагрузки для колонны по оси 2/Б равна: 3*2,75=8,25 м 2 .

Но для этой же колонны площадь сбора нагрузки от крыши уже будет другой, т.к. колонны по оси «3» на втором этаже уже нет (это видно на разрезе дома), и пролет справа от колонны возрастает до 4,5 м. В табличном расчете это будет учтено.

6. Определим нагрузку на столбчатый фундамент под колонну в центре здания (по оси «2/Б»).

Нагрузки
От собственного веса колонны общей высотой 7м
От собственного веса балки под коньком длиной 2,75м (см. чертеж)
От перекрытия над первым этажом (площадью 2,75*3,0=8,25м 2)
От конструкции крыши (суммарная длина наклонных стропил 2,6+2,6=5,2м; длина сбора нагрузки вдоль оси «2» 2,75м)	455,22,75 =644
От балок перекрытия чердака (площадь сбора нагрузки 4,5х2,75 м 2)
От утеплителя крыши и гипсокартона (площадь сбора нагрузки 4,5х2,75 м 2)
От веса перегородки (длина 2,75 м, высота 2,8 м)	2352,752,8=1810	2592,752,8=1995

На перекрытие над первым этажом (площадью 2,75*3,0=8,25м 2)
Снеговая нагрузка (суммарная длина наклонных стропил 2,6+2,6=5,2м; длина сбора нагрузки вдоль оси «2» 2,75м)	875,22,75=1244	1095,22,75=1559

Пояснения:

1. Высота колонны считается от верха фундамента до низа перекрытия плюс от верха перекрытия до низа балки под коньком.

2. При подсчете нагрузки от конструкций крыши нужно обращать внимание на площадь сбора нагрузки – для наклонных элементов площадь больше, для расположенных горизонтально – меньше. В данном случае стропильные ноги, металлочерепица и обрешетка расположены наклонно и имеют большую площадь, чем расположенные горизонтально деревянные чердачные балки, утеплитель и гипсокартон. Для двух других колонн будет иная ситуация.

3. Нагрузка от веса перегородки берется от той части перегородки, которая опирается на участок перекрытия, с которого собирается нагрузка (на рисунке заштрихован розовым). Т.к. в таблице 4 собиралась нагрузка от 1 кв. метра перегородки, то ее нужно умножить на высоту и длину перегородки.

7. Определим нагрузку на столбчатый фундамент под колонну по наружной стене (по оси «1/В»).

Нагрузки

От собственного веса балки под стропилом длиной 3,25м
От собственного веса обвязочной балки длиной 3,25м
От перекрытия над первым этажом (площадью 3,25*2,4=7,8м 2)
От конструкции крыши (длина наклонного стропила 3,23м; длина сбора нагрузки вдоль оси «1» 3,25м)	453,233,25 =472	503,233,25=525
От утеплителя крыши и гипсокартона (длина наклонного стропила 3,23м; длина сбора нагрузки вдоль оси «1» 3,25м)	353,233,25=368	443,233,25=462
От веса стены (длина 3,25 м, суммарная высота 4,2 м)	1703,254,2=2321	1873,254,2=2553
От веса перегородки (длина 3,25 м, средняя высота (1,55+2,75)/2=2,15 м)	2353,252,15=1642	2593,252,15=1810

На перекрытие над первым этажом (площадью 3,25*2,4=7,8м 2)
Снеговая нагрузка (длина наклонного стропила 3,23м; длина сбора нагрузки вдоль оси «1» 3,25м)	873,233,25=913	1093,233,25=1144

Пояснения:

1. Высота обвязочной балки считается до низа перекрытия, чтобы не учитывать один и тот же бетон дважды.

2. Утеплитель и гипсокартон в данном случае расположены наклонно, поэтому и площадь их берется соответственно.

3. Высота перегородки из-за наклонной крыши не одинаковая. Среднюю высоту находим как сумму наименьшей и наибольшей высот перегородки (на участке, с которого собирается нагрузка), деленную на два.

8. Определим нагрузку на столбчатый фундамент под угловую колонну (по оси «4/Г»).

Нагрузки
От собственного веса колонны общей высотой 4,2м
От собственного веса балки под стропилом длиной 2,15м
От собственного веса обвязочной балки суммарной длиной 2,15+1,65-0,3=3,5м
От перекрытия над первым этажом (площадью 2,15*1,65=3,6м 2)
От конструкции крыши (длина наклонного стропила 3,23м; длина сбора нагрузки вдоль оси «4» 2,15м)	453,232,15 =313	503,232,15=347
От утеплителя крыши и гипсокартона (длина наклонного стропила 3,23м; длина сбора нагрузки вдоль оси «4» 2,15м)	353,232,15=243	443,232,15=306
От веса стены вдоль оси «4» (длина 2,15-0,3=1,85 м, суммарная высота 4,2 м)	1701,854,2=1321	1871,854,2=1453
От веса стены вдоль оси «Г» (длина 1,65-0,3=1,35 м, суммарная высота 2,8+(1,57+2,32)/2=4,8 м)	1701,354,8=1102	1871,354,8=1212

На перекрытие над первым этажом (площадью 2,15*1,65=3,6м 2)
Снеговая нагрузка (длина наклонного стропила 3,23м; длина сбора нагрузки вдоль оси «4» 2,15м)	873,232,15=604	1093,232,15=757

Пояснения:

1. Балка под стропилом расположена только вдоль оси «4», вдоль оси «Г» ее нет, поэтому длина балки берется 2,15 м. В то время как обвязочная балка идет по периметру здания, и ее длину находим сложением участков 2,15 м и 1,65 м, за вычетом 0,3 м – размер стороны колонны (чтобы не дублировать один бетон дважды).

2. Суммарная высота стены вдоль оси «Г» находится, исходя из следующих данных: 2,8 м – высота кладки на первом этаже; 1,57 м – наименьшая высота стены на втором этаже на участке, с которого собирается нагрузка; 2,32 м - наибольшая высота стены на втором этаже на участке, с которого собирается нагрузка.

9. Определим нагрузку на 1 погонный метр фундаментной балки от стены из газобетона

От веса 1 пог. метра стены первого этажа (высота стены 2,8 м)

Нагрузки

Пояснение:

Т.к. дом каркасный, то несущими элементами в нем являются колонны, которые воспринимают нагрузку от крыши и перекрытия и передают ее на столбчатые фундаменты. Поэтому стены первого и второго этажа служат лишь заполнением и воспринимаются перекрытием и фундаментными балками как нагрузка, а сами при этом ничего не несут.

Итак, сбор нагрузки на фундамент завершен, да не совсем. Если колонны связаны с фундаментами шарнирно, то данных (вертикальных) нагрузок будет достаточно для расчета фундаментов. Если же связь колонн с фундаментами жесткая, то на фундамент от колонн будет передаваться не только вертикальная сила N (кг), но и изгибающие моменты в двух плоскостях Мх и Му (кг*м) и поперечные силы Qx и Qy (кг). Для их определения нужно посчитать колонны первого этажа и найти моменты и поперечные силы в нижнем сечении. В данном примере они будут небольшими, но все-таки будут, игнорировать их при расчете фундаментов нельзя.

В продолжение этого расчета читайте статью "Сбор ветровых нагрузок в каркасном доме" в ней мы приблизимся к определению моментов и поперечных сил для расчета фундамента.

Внимание! Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел "БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ" .

В комментариях к этой статье прошу задавать вопросы только по статье.

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:

Сюда относится собственный вес конструкций здания, собственный вес самого фундамента, давление от грунта на обрезах фундамента, а также боковое давление грунта и грунтовых вод.

, 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 - будет второго типа, а фундамент под стены по осям А и Б - будет третьего типа.

Теперь приступаем к сбору нагрузок от конструкций на 1 м 2 . Для правильного понимания процесса сбора, данные заносим в таблицу:

Коэффициент надежности
Сбор нагрузки на 1 м 2 перекрытия первого этажа
Постоянная нагрузка:	200*2,5=500	1,1	500*1,1=550
2) Звукоизоляция толщиной 50 мм, 25 кг/м 3	50*25/1000=1,25	1,3	1,25*1,3=1,6
3) Цементно-песчаная стяжка, толщиной 20 мм, 1800 кг/м 3	20*1800/1000=36	1,3	36*1,3=46,8
4) Керамическая плитка, толщиной 4 мм, 1800 кг/м 3	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/м 2 (СНиП 2.01.07-85* "Нагрузки и воздействия")	150	1,3	150*1,3=195
Сбор нагрузки на 1 м 2 перекрытия второго этажа
Постоянная нагрузка: 1) Монолитное ж/б перекрытие, толщиной 200мм, 2500 кг/м 3	200*2500/1000=500	1,1	500*1,1=550
2) Цементно-песчаная стяжка, толщиной 20 мм, 1800 кг/м 3	20*1800/1000=36	1,3	36*1,3=46,8
3) Линолеум, толщиной 2 мм, 1800 кг/м 3	2*1800/1000=3,6	1,3	3,6*1,3=4,7
Итого:	539,6		622,5
70	1,3	70*1,3=91
Сбор нагрузки на 1 м 2 покрытия
Постоянная нагрузка: 1) Обрешетка из сосновой доски, толщиной 40 мм, 600 кг/м 3	40*600/1000=24	1,1	24*1,1=26,4
2) Металлочерепица 5 кг/м 2	5	1,1	5*1,1=5,5
3) Гидроизоляция 1,3 кг/м 2	1,3	1,1	1,3*1,1=1,4
4) Стропильная нога сечением 60х120 мм, шаг стропил - 1.1м, сосна - 600 кг/м 3	612600/(1*11000)=3,9	1,1	3,9*1,1=4,3
Итого:	34,2		37,6
Временная нагрузка:	160	1,25	160*1,25=200
Постоянная нагрузка:	510*1800/1000=918	1,1	918*1,1=1009,8
2) Утеплитель, толщиной 60 мм, 55 кг/м 3	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/м 3	2301900/1000=114	1,1	102*1,1=125,4
Итого:	1035,3		1138,8
Постоянная нагрузка: 1) Стена из кирпича на тяжелом растворе, толщиной 510 мм, 1800 кг/м 3	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/м 3	2301900/1000=114	1,1	114*1,1=125,4
Итого:	1032		1135,2
Сбор нагрузки на фундамент первого типа (1 п.м.)
Постоянная нагрузка:	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
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)	2544,453,435/2=1870,2		2607,83,435/2= 2087,8
3) От двух перекрытий над вторым этажом (Пролет в чистоте 4.2-0.51-0.255=3.435м)	2539,63,435/2=1853,5		2622,53,435/2=2138,2
4) От конструкции покрытия (длина каждого наклонного стропила 5.8м)	234,25,8/2=198,4		237,65,8/2=218,1
5) От деревянной стойки, высотой 2.3 м, с шагом 1м, из сосны, 600 кг/м 3 сечением 6х12см	612600/(110000)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	21503,435/2=515,3		21953,435/2=669,8
2) На два перекрытия над вторым этажом	2703,435/2=240,5		2913,435/2=312,6
3) Снеговая нагрузка на два стропила (длина наклонного стропила 5,8м)	21605,8/2=928,0		22005,8/2=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: .

. Использование материала разрешается только с установлением активной обратной ссылки

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