Расчет нагрузки на фундамент: Как рассчитать нагрузку на фундамент?

Расчёт нагрузки на фундамент

В данной статье мы рассмотрим особенности расчета нагрузки на фундамент дома. Вы узнаете, зачем необходимо осуществлять данные расчеты и как сделать их самостоятельно. Будет детально изучена технология определения несущей способности грунта, вычисления массы здания и силы снеговых и ветровых воздействий, а также продемонстрирована последовательность таких расчетов на практике.

Оглавление:

• Зачем проводятся расчёты нагрузки на фундамент
• Правила проведения расчёта нагрузки на фундамент
• Расчёт нагрузки на ленточный фундамент
• Расчёт нагрузки на стоблчатый фундамент
• Расчёт нагрузки на свайный фундамент
• Порядок проведения вычисления и расчётов
• Собираем показатели грунта
• Определяем несущую способность грунта
• Расчёт нагрузки с учётом площади и региона дома
• Наши услуги

Нагрузка на фундамент — это допустимые цифровые значения, обозначающие несущую способность. Проведение точных расчётов сопряжено с выполнением геологических исследований и определением степени рыхлости грунта и насыщения его влагой.

 

Зачем проводятся расчёты нагрузки на фундамент

Расчет нагрузки, которую будет переносить фундамент в процессе эксплуатации, является ключевым этапом проектирования любого основания. Исходя из данных расчетов определяются необходимые несущие характеристики будущего фундамента, его типоразмер и опорная площадь.

Определяемые нагрузки веса здания, снегового и ветрового воздействия, а также эксплуатационного давления, также сопоставляются с несущей способностью грунта на строительной площадке, поскольку несущая способность почвы, в некоторых случаях, может быть меньшей, чем несущие свойства самого фундамента.

Рис: Возможный результат неправильного расчета нагрузок на фундамент дома

Ответственное отношение к проведению данных расчетов гарантирует, что фундамент под конкретное здание будет подобран правильно. В противном случае, вы рискуете построить дом на слишком слабом фундаменте, что приведет к его разрушению и деформации, либо обустроить фундамент с недостаточной опорной площадью, который под весом здания просто осядет в грунт.

Важно: определение нагрузок на фундамент и сопоставление их с несущей способностью грунта лучше всего доверить профессиональным проектировочным организациям, которые выполнят все расчеты согласно строительных норм. В случае, если вы решились сделать это самостоятельно, крайне важно досконально изучить методику проведения данных расчетов.

Общие правила проведения расчёта нагрузки на фундамент

Определяется нагрузка посредством использования переменных и постоянных величин:

• масса здания;
• вес основания;
• снеговые нагрузки на кровлю;
• ветряное давление на здание.

Общая масса здания вычисляется при сложении веса стен с перекрытиями, дверей с окнами, стропильной системы и кровли, а также крепежей, сантехники, декоративных элементов и количества людей, которые будут единовременно проживать в доме.

Расчёт нагрузки на ленточный фундамент

Определение нагрузки на ленточное основание начинается с подсчёта массы самой ленты, для чего используется следующая формула:

Pфл= V × q.

Расшифровка формулы:

V – объём стен;
q – плотность материала основания.

Необходимо произвести суммирование всех типов давления на фундамент, для чего можно воспользоваться следующей формулой: (Pд+Pфл+ Pсн+Pв)/ Sф.

Внимание! Важно, чтобы результат вычислений, выражающийся в удельной нагрузке, был меньше допустимых значений сопротивления почвы. Разница должна составлять порядка 25%, что необходимо для компенсации неточностей.

Получение точных сведений, возможно при учёте видов стен, надо определить, какие из них несущие и выполняют функцию удержания перекрытий, лестничных пролётов, стропил. Выявляются самонесущие стены, выполняющие функцию поддержания исключительно собственной массы. Исходя из этих данных, определяют под какую сторону закладывать стены определённой ширины, с обязательной проверкой допустимых значений.

Расчёты нагрузки в программе «APM Civil Engineering»

Расчёт нагрузки на столбчатый фундамент

Определение нагрузки на фундамент столбчатого типа, осуществляется по одной формуле. Здесь надо учитывать, что воздействие здания будет распределяться между всеми существующими опорами. Требуется умножить площадь сечения столба (Sс) на высоту (H). Результатом вычисления станет получение объёма, который следует перемножить с плотностью материала, используемого для возведения фундамента (q)и общим числом столбиков, заглубляемых в почву.

• Вычисления будут проводиться по следующей формуле: Pфc= Sс× H× q×N.
• Определить суммарное сечение, можно по следующей формуле: Sсо= Sс × N.

Вычислить величину нагрузки на сваи, можно разделив массу дома на его опорную площадь, что будет выглядеть следующим образом: P/Sсо.

Важно! Если при проведении расчётов выясняется, что грунтовое давление превышает допустимые значения, то следует изменить используемые параметры и прибегнуть к расширению опорной площади. Требуется увеличить число опор и сделать их большего диаметра, что поможет получить основание с нужными параметрами.

 

Расчёт нагрузки на свайный фундамент

Особенностью расчёта свайного основания, является необходимость выявления массы здания (P), которая делится на количество опор.

Внимание! Требуется подбирать сваи с нужными показателями длины и необходимыми прочностными характеристикам, принимая во внимание геологические характеристики грунта. Так как в процессе эксплуатации свайный фундамент несет те же нагрузки, что и остальные виды фундамента — от массы здания, полезного давления, снежного покрова и ветра.

Рассчитывать нагрузку на свайный фундамент необходимо для того, чтобы в дальнейшем при проектировании ее можно было сопоставить с максимально допустимой нагрузкой на грунт строительной площадки, и при необходимости увеличить число свай либо сечение используемых опор

Чтобы сопоставить допустимые нагрузки на свайный фундамент и грунт необходимо выполнить следующие расчеты:

• Определить вес здания и все сопутствующие нагрузки, просуммировать их и умножить на коэффициент запаса надежности;
• Определить опорную площадь одной сваи по формуле: «r2 * 3. 14″ (r- радиус сваи, 3,14 — константа), после чего вычислить общую опорную площадь основания, умножив полученную величину на количество свай в фундаменте;
• Рассчитать фактическую нагрузку на 1 см2 грунта: массу здания разделяем на опорную площадь фундамента;
• Полученную нагрузку сопоставить с нормативной допустимой нагрузкой на грунт.

Для примера: дом массой 95 тонн. (с учетом снеговых и ветровых нагрузок) строится на фундаменте из 50 буронабивных свай, общая опорная площадь которых составляет 35325 см2. Грунт на участке представлен твердыми глинистыми породами, которые выдерживают нагрузку в 3 кг/см2.

• Фактическая нагрузка на грунт: 95000/35325 = 2,69 кг/см2.

Как показывают расчеты, нагрузки от здания, передаваемые фундаментов на грунт, позволяют реализовывать данный проект в конкретных грунтовых условиях.

Важно! Если бы нагрузки были больше допустимых, потребовалось бы увеличить опорную площадь фундамента, увеличив количество свай либо их сечение.

 

Порядок проведения вычислений и расчётов

Независимо от типа основания, расчёты производятся в следующей последовательности:

• Необходимо выяснить параметры, касающиеся единицы длины опоры, помимо нагрузок от веса самого строения, которые состоят из массы стен, перекрытий и кровли, также определяется эксплуатационное давление, нагрузки от снегового покрова и ветровые нагрузки;
• Расчет массы фундамента. Основание дома также будет оказывать нагрузку на почву, которую необходимо высчитать и добавить к нагрузкам от массы здания. Чтобы сделать это, нужно исходя из габаритов (высоты, ширины и периметра) определить объем основания, и умножить его на объемную плотность бетона (массу одного кубометра).
• Расчет несущих характеристик почвы — для этого нужно определить тип грунта, и в соответствии с нормативными таблицами вычислить допустимую нагрузку на 1 кв.см. почвы.
• Cверка полученных данных с сопротивлением почвы – если возникает необходимость, то осуществляется корректировка площади опоры, например, в случае с ленточным основанием, увеличивается его толщина.  При обустройстве свайных или столбчатых оснований необходимо увеличить количество опор в фундаменте либо площадь их сечения;
• Измерение фундамента – определение размеров;
• Вычисление толщины подушки из песка, формируемой непосредственно под подошвой. Уплотняющая подсыпка из песка и гравия необходима для предотвращения усадки почвы под массой здания и для минимизации вертикальных сил пучения. В нормальных условиях ее толщина составляет 20 см (10 см песка и 10 см гравия), однако при строительстве тяжелых домов в пучинистом грунте она может быть увеличена до 50 см.

Необходимо учесть, что приведённые формулы расчёта нагрузки, будут актуальны исключительно в сфере малоэтажного строительства, то есть при возведении объектов высотой до 3-х этажей. Схема является упрощённой, так как учитывает только удельное сопротивление грунта, при необходимости прогнозирования сдвига грунтовых слоёв, следует обратиться за помощью к профессионалам. Желательно проводить расчёты дважды, чтобы наверняка определить нужные параметры, так как от этого зависит устойчивость здания.

Собираем показатели грунта

При проектировании фундамента необходимо проводить геодезический анализ грунта на строительной площадке, который позволяет определить три важных показателя — тип почвы, глубину ее промерзания и уровень расположения грунтовых вод.

Исходя из типа грунта вычисляется его несущая характеристика, которая используется при расчете опорной площади основания. Глубина промерзания почвы определяет уровень заглубления фундамента — при строительстве в условиях пучинистых грунтов фундамент необходимо закладывать ниже промерзающего пласта земли. На основании данных о грунтовых водах определяется необходимость обустройства дренажной системы и гидроизоляции фундамента.

Важно: вышеуказанные показатели грунта вы можете собрать самостоятельно, для этого вам потребуется лишь ручной бур и рулетка.

Рис: Структура грунтов на территории Московской области

Для сбора показателей необходимо с помощью ручного бура по периметру площадки под застройку сделать несколько скважин глубиной 2-2. 5 м. Одна скважина должна располагаться в центре участка, еще две — в центральных частях боковых контуров предполагаемого фундамента. Необходимость бурения нескольких скважин обуславливается тем, что на разных участках площадки может наблюдаться отличающийся уровень грунтовых вод.

В первую очередь нужно определить тип почвы: в процессе бурения возьмите изымаемый из скважины грунт (с глубины 2-ух меров) и скатайте его в плотный цилиндр, толщиной 1-2 сантиметра. Затем попытайтесь согнуть цилиндр.

• Если почва рыхлая и цилиндр из нее сформировать невозможно (она попросту рассыпается), вы имеете дело с песчаным грунтом;
• Цилиндр скатывается, но при этом он покрыт трещинами и разламывается при сгибающем воздействии, значит грунт на участке представлен супесями;
• Цилиндр плотный, но при сгибании ломается — легкий суглинок;
• Грунт хорошо скатывается, но при сгибании покрывается трещинами — тяжелый суглинок с большим содержанием глины;
• Почва легко скатывается, не трескается и не ломается при сгибании — глинистый грунт.

Далее необходимо определить показатель уровня грунтовых вод. Оставьте пробуренные скважины на ночь, чтобы они заполнились водой. На следующее утро возьмите деревянную рейку двухметровой длины и обмотайте ее бумагой, опустите рейку в скважину. По мокрому участку определите, на каком расстоянии от поверхности скважины расположена вода.

Рис: Пробная скважина для определения уровня грунтовых вод

Важно: определить фактический уровень промерзания почвы в домашних условиях невозможно. Для этого необходимо специализированное оборудование, при этом сам анализ выполняется на протяжении длительного времени наблюдения за конкретным участком.

Предлагаем вашему вниманию карту расчетной глубины промерзания почвы в разных регионах России, которую нужно использовать при самостоятельном проектировании фундамента.

Рис: Границы промерзания грунтов в разных регионах России

Определяем несущую способность грунта

Ориентировочную несущую способность грунта можно определить на основе проделанных ранее изысканий. Зная тип грунт на участке под застройку сопоставьте его с данными в нижеприведенной таблице.

Тип почвы	Несущая способность (расчетное сопротивление)	Тип почвы	Несущая способность (расчетное сопротивление
Супесь	От 2 до 3 кгс/см2	Щебенистая почва с пылевато-песчаным заполнителем	6 кгс/см2
Плотная глина	От 4 до 3 кгс/см2	Щебенистая почва с заполнителем из глины	От 4 до 4.5 кгс/см2
Среднеплотная глина	От 3 до 5 кгс/см2	Гравийная почва с песчаным заполнителем	5 кгс/см2
Влагонасыщенная глина	От 1 до 2 кгс/см2	Гравийная почва с заполнителем из глины	От 3. 6 до 6 кгс/см2
Пластичная глина	От 2 до 3 кгс/см2	Крупный песок	Среднеплотный — 5, высокоплотный — 6 кгс/см2
Суглинок	От 1.9 до 3 кгс/см2	Средний песок	Среднеплотный — 4, высокоплотный — 5 кгс/см2
Насыпной уплотненный грунт (песок, супеси, глина, суглинок, зола)	От 1.5 до 1.9 кгс/см2	Мелкий песок	Среднеплотный — 3, высокоплотный — кгс/см2
Сухая пылеватая почва	Среднеплотная — 2.5, высокоплотная — 3 кгс/см2	Водонасыщенный песок	Среднеплотный  — 2, высокоплотный — 3 кгс/см2
Влажная пылеватая почва	Среднеплотная — 1. 5, высокоплотная 2 кгс/см2	Водонасыщенная пылеватая почва	Среднеплотная — 1, высокоплотная — 1.5 кгс/см2

 

Таблица 1: Расчетное сопротивление разных видов грунтов

 

Важно! Для последующих расчетов необходимо брать минимальный показатель несущей способности почвы, в таком случае вы обеспечите запас дополнительного сопротивления грунта весу здания

Расчёт нагрузки с учётом площади и региона дома

Все нагрузки на фундамент состоят из двух величин — постоянных и переменных. К постоянным нагрузкам относится вес самого здания, к переменным — сила давления снегового покрова и ветра, величина которой зависит от региона, где ведется строительство.

Зная площадь дома и нормативный вес материалов, из которого он будет возводиться, можно рассчитать ориентировочную нагрузку на фундамент, исходящую от массы строения.

Для проведения расчетов воспользуйтесь следующими справочными таблицами:

Таблица 2: Расчетный вес стен

Таблица 3: Расчетный вес перекрытий

Таблица 4:  Расчетный вес кровли

 

Важно! Определив массу здания вам необходимо добавить к ней полезные нагрузки (вес людей, мебели), которые будет испытывать фундамент в процессе эксплуатации здания. Расчетная величина полезных нагрузок для жилищного строительства на каждый квадратный метр перекрытия составляет 100 кг.

Следующий этап расчетов — определение нагрузок от снегового покрова. Нормативная величина снеговой нагрузки различается в разных регионах России. Для расчета вам необходимо умножить площадь кровли здания на вес 1 м2 снега и коэффициент уклона крыши.

Таблица 5: Нагрузка от снегового покрова на фундамент здания

Осталось лишь рассчитать ветровую нагрузку на здание. Делается это по формуле:

• площадь здания * (N +15*высота здания); где N — расчетная ветровая нагрузка для разных регионов России, которую вы можете увидеть на нижеприведенной карте.

Рис: Карта ветровых нагрузок в разных регионах России

Важно! Определив все постоянные и переменные нагрузки вам необходимо их просуммировать, так вы получите совокупную нагрузку на фундамент здания. Для дальнейших расчетов ее необходимо умножить на коэффициент запаса надежности 1,5.

Наши услуги

Компания Установка Свай» занимается погружением железобетонных свай — забивка свай, лидерным бурением и поставкой свай для сооружения свайного фундамента. Если Вас интересует проведение работ, связанных с проектировкой, гео разведкой, либо возведение свайного фундамента, воспользуйтесь формой внизу сайта.

Полезные материалы

Несущая способность грунта

Такое свойство грунта как его несущая способность — это первоочередная информация, которую необходимо выяснить на подготовительном этапе строительства фундамента.

 

Испытания свай

При строительстве часто используют в качестве фундаментов сваи. Но прежде чем вводить такие элементы в работу, должна быть проведена проверка их на прочность.

 

Несущая способность свай

Несущая способность свайных конструкций – это определение величины нагрузки, которую она способная воспринимать с учётом деформации грунта под её основанием.

 

 

Как рассчитать нагрузку на фундамент

Хотите разместить рекламу ваших товаров или услуг на сайте cdelayremont.ru? Перейдите на страницу реклама, чтобы узнать о вариантах и условиях сотрудничества.

Прежде чем приступать к выбору основания для дома, необходимо составить проект постройки и провести расчеты нагрузки, которая будет оказываться на фундамент надземной частью здания. По своей сути расчет нагрузки на фундамент сводится к суммированию массы материалов, используемых при строительстве дома без основания, мебели и техники, которые будут впоследствии размещены внутри сооружения, нагрузки от проживающих в доме людей и сезонные нагрузки, например, от снежного покрова. Все это вместе и будет составлять общую нагрузку на основание дома.

Естественно, приведенные ниже расчеты фундамента являются усредненными и приближенными. Но это не мешает использовать их при выборе конкретного типа основания с подходящими характеристиками. Предположим, что нам необходимо рассчитать дом со следующими параметрами:

• одноэтажный дом;
• размер в плане – 10×6 м;
• имеется одна внутренняя стена посередине дома;
• высота этажа – 2,5 м;
• цокольное перекрытие по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м³;
• чердачное перекрытие по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м³;
• кровля – рубероидное покрытие и шифер;
• расположение дома – средняя полоса России

Приступаем к расчетам нагрузки от дома

Длина всех стен дома составит: (10+6)×2+6=38 м
Площадь стен при высоте этажа 2,5 метра: 38×2,5=95 м²
Площадь чердачного и цокольного перекрытия одинакова и составит: 10×6=60 м²
Площадь кровли с учетом 0,5 м выпусков по всем сторонам дома составит: 11×7=77 м²
Осталось только ознакомиться с данными таблицы, представленной ниже. Берем крайние верхние величины «на всякий случай» в целях безопасности.

Плюс ко всему стоит учитывать временные нагрузки, величина которых для северной части России самая большая – 190 кг/м² кровли, для средней полосы составляет около 100 кг/м², для южной – 50 кг/м²

Массы отдельных конструкций:
Масса стен: 95×270=25650 кг
Масса цокольного перекрытия: 60×150=9000 кг
Масса чердачного перекрытия: 60×100=6000 кг
Масса кровли: (50+50)×77=7700 кг
Нагрузка от снега: 100×77=7700 кг
Итого: 25650+9000+6000+7700+7700=56050 кг, округляем до 56 000 кг или 56 т.

Отталкиваясь от полученных данных можно проводить дальнейший расчет плитного фундамента или любого другого выбранного вами типа основания. К слову, это одна из самых простых расчетных частей, предшествующих строительству дома.

В следующих статьях мы продолжим знакомить вас с порядком проведения расчетов интересующих вас типов фундаментов. В частности, поговорим о том, как правильно провести расчет фундаментов мелкого заложения, столь популярных на сегодняшний день ввиду своей экономичности. Будут затронуты и другие важные проблемы.

Структурный дизайн | Нагрузка на колонну, балку и плиту

НОВОСТИ | ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ | ЛИСТ

Этот раздел был представлен в связи с требованием. Как правило, существует некоторая путаница в отношении расчета нагрузок для колонн и проектирования фундаментов.

Кроме того, ручная процедура проста.

Виды нагрузок на колонну

• Собственный вес колонны x количество этажей.
• Собственный вес балок на каждый последующий метр.
• Нагрузка на стены на каждый последующий метр.
• Суммарная нагрузка на плиту (динамическая нагрузка + статическая нагрузка + собственный вес).

Колонны подвержены даже изгибающим моментам, которые необходимо учитывать в последней конструкции. Наиболее оптимальным способом проектирования тонкой структуры является использование современного программного обеспечения для проектирования конструкций, такого как STAAD Pro или ETABS. Эти инструменты намного опережают ручные процедуры в отношении структурного проектирования и очень рекомендуются.

В профессиональной практике существуют определенные основные положения в отношении расчетов нагрузки на конструкцию.

В отношении колонн

Собственный вес бетона составляет около 2400 кг на каждый кубический метр, что равно 240 кН. Собственный вес стали составляет почти 8000 кг на каждый кубический метр. Хотя мы предполагаем огромный размер колонны 230 мм х 600 мм с 1% стали, а также стандартную высоту 3 метра, собственный вес колонны составляет почти 1000 кг на каждый этаж, что равно 10 кН. Поэтому при расчетах собственный вес колонны принимается в пределах от 10 до 15 кН для каждого этажа.

В отношении балок

Аналогичные расчеты, как указано выше. каждый метр бруса имеет размеры (230 мм х 450 мм) без учета толщины плиты. Следовательно, собственный вес может составлять почти 2,5 кН на каждый последующий метр.

По стенам

Плотность кирпича колеблется от 1500 до 2000 кг на каждый кубический метр. Для стены толщиной 6 дюймов, высотой 3 метра и длиной 1 метр нагрузка на каждый последующий метр может быть рассчитана как эквивалентная 0,150 x 1 x 3 x 2000 = 900 кг, что равно 9 кН/метр. Используя этот метод, можно рассчитать нагрузку на каждый погонный метр по отношению к типу кирпича.

Применительно к автоклавным газобетонным блокам типа Сипорекс или Аэрокон вес каждого кубометра составляет от 550 до 700 кг на каждый кубометр. За счет использования этих блоков в строительстве нагрузка на стену на каждый последующий метр может быть снижена до 4 кН/метр, что может привести к существенному снижению стоимости строительства.

По плите

Предположим, толщина плиты 125 мм.

В этот момент каждый квадратный метр плиты может иметь собственный вес 0,125 х 1 х 2400 = 300 кг, что равно 3 кН.

В этот момент предположим, что конечная нагрузка составляет 1 кН на каждый метр, а наложенная динамическая нагрузка составляет 2 кН на каждый метр. Таким образом, можно рассчитать нагрузку на плиту примерно в 6-7 кН на каждый квадратный метр.

Чтобы получить более подробную информацию, просмотрите следующий видеоурок.

Преподаватель: Институт подготовки инженеров-строителей

Рекомендуемые статьи :
Расчет нагрузки многоэтажных зданий
Как рассчитать нагрузку на колонну

Расчет нагрузок на перемычки и балки — Строительные технологии

Обратите внимание: Эта старая статья нашего бывшего преподавателя остается доступной на нашем сайте для архивных целей.

Некоторая информация, содержащаяся в нем, может быть устаревшей.

Понимание того, как нагрузки передаются через конструкцию и действуют на элементы конструкции, является первым шагом к определению размеров перемычек и балок. заголовки для обрамления окон и дверей в каждом доме, который они строят. Эти заголовки работают, чтобы выдерживать большинство жилых нагрузок и, по совпадению, удерживают верхние части окон на одинаковой высоте. Изящное решение, но является ли это эффективным и экономичным использованием материала? То же самое относится и к балкам, таким как коньковые балки и центральные балки. Слишком часто строители собирают 2-дюймовые пиломатериалы для поддержки нагрузки на крышу и пол, не рассматривая другие варианты. Вы не можете превзойти пиломатериалы для большинства небольших оконных переплетов, но по мере увеличения пролетов и нагрузок более прочные материалы являются лучшим выбором. Пиломатериалы ограничивают возможности дизайна, а в некоторых случаях просто не работают.

Parallam, Timberstrand, Laminated Veneer Lumber и Anthony Power Beam являются примерами альтернативных материалов, которые предоставляют строителям интересный выбор.

В этой серии статей, состоящей из двух частей, мы рассмотрим, как пиломатериалы и эти конструкционные материалы используются в качестве перемычек и балок. Часть I покажет вам, как проследить структурные нагрузки на коллекторы и балки. В части II будут рассмотрены процедуры определения размеров, характеристики и стоимость этих материалов для нескольких применений (см. «Определение размеров спроектированных балок и коллекторов» для части 2).

Выполнение работы

Работа коллекторов и балок проста. Они передают нагрузки сверху на фундамент снизу через сеть конструктивных элементов. Идея определения размеров коллекторов и балок проста: сложите вместе все временные и постоянные нагрузки, действующие на стержень, а затем выберите материал, который выдержит эту нагрузку. Балка должна быть достаточно прочной, чтобы не сломаться (значение Fb), и достаточно жесткой, чтобы не прогибаться под нагрузкой (значение E). Однако процесс определения размеров этих структурных элементов может быть сложным, если вы не инженер. Вот упрощенный подход, который поможет вам указать подходящий материал для многих приложений.

Первый шаг одинаков для пиломатериалов и конструктивных деревянных материалов: сложите все нагрузки, действующие на жатку или балку, а затем переведите эту нагрузку в термины , какую нагрузку будет ощущать каждый линейный фут жатки или балки

. На языке луча вы говорите: этот заголовок должен нести Х-фунтов на линейный фут. Этот перевод является ключом к любой проблеме определения размеров конструкции. Вооружившись этой информацией, вы можете определить минимальный размер, пролет или прочность балки (кредит Хулио). Размеры компонентов из инженерной древесины определяются с помощью таблиц пролетов, которые сопоставляют различные пролеты с фунтами на фут балки. Для пиломатериалов необходимо выполнить математические расчеты.

Нагрузки считаются либо распределенными , либо точечными нагрузками. Слой песка, равномерно распределенный по поверхности, является примером чистой распределенной нагрузки. Каждый квадратный метр поверхности испытывает одинаковую нагрузку. Живые и статические нагрузки, указанные в строительных нормах и правилах для крыш и полов, являются приближенными значениями распределенных нагрузок. Точечные нагрузки возникают, когда вес возлагается на одно место в конструкции, например на колонну. Нагрузка не распределяется поровну между опорной конструкцией. Анализ точечной нагрузки лучше оставить инженерам. Мы будем рассматривать только распределенные нагрузки. Это позволит нам подобрать размеры балок для наиболее распространенных применений.

Рисунок 1

Проследим распределенные нагрузки для нескольких разных домов. Предположим, что все они расположены в одном и том же климате, но имеют разные пути загрузки из-за того, как они построены. Эти примеры иллюстрируют, как распределенные нагрузки назначаются конструктивным элементам. Наши образцы домов находятся в районе, где снеговая нагрузка составляет 50 фунтов на квадратный фут площади крыши (рассматривайте снег как динамическую нагрузку).

Само собой разумеется, что в более теплом климате снеговая нагрузка, вероятно, будет меньше, поэтому вам необходимо проверить свою кодовую книгу на наличие постоянных и постоянных нагрузок в вашем регионе. Все нагрузки указаны в фунтах на квадратный фут горизонтальной проекции (площади опоры). (СМ. РИСУНОК 1) 9Рис. 2 статическая нагрузка (всего 65 фунтов на квадратный фут) на конструкцию система поддержки. Помните, эти нагрузки распределяются равномерно по всей поверхности крыши. Внешняя стена (и перемычки внутри) будут нести все нагрузки от середины дома (между опорными стенами) к внешней стороне дома (включая свес крыши). Расстояние в этом случае составляет 12 футов + 2 фута = 14 футов. Таким образом, каждый линейный фут стены должен нести нагрузки, создаваемые полосой шириной 1 фут в этой области 14 футов. С технической точки зрения, ширина притока стены составляет 14 футов. Из этого мы можем легко увидеть, что каждый линейный фут стены поддерживает:

Условия:

динамическая нагрузка (снег):	50 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 700 фунтов на линейный фут
статическая нагрузка на крышу:	15 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 210 фунтов на линейный фут
общая загрузка:	= 910 фунтов на погонный фут

Важно перечислять динамическую нагрузку, стационарную нагрузку и общую нагрузку отдельно, поскольку динамическая нагрузка используется для расчета жесткости, а общая нагрузка используется для расчета прочности.

Рисунок 3

Пример #2

Этот дом идентичен нашему первому примеру, за исключением того, что он построен из палочек. В результате динамическая нагрузка, статическая нагрузка и распределение усилий различны. В отличие от стропильной крыши, временная и статическая нагрузки стропил и потолочных балок должны учитываться как отдельные системы. Поскольку чердак можно использовать для хранения, временная нагрузка на мансардный этаж устанавливается в соответствии с нормами 20 фунтов на квадратный фут.

Условия:

динамическая нагрузка (снег):	50 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 700 фунтов на линейный фут
статическая нагрузка на крышу:	10 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 140 фунтов на линейный фут
динамическая нагрузка потолка:	20 фунтов на квадратный фут x 6 футов = 120 фунтов на линейный фут
статическая нагрузка на потолок:	10 фунтов на квадратный фут x 6 футов = 60 фунтов на линейный фут
общая загрузка:	= 1020 фунтов на погонный фут

Рисунок 4

Пример верхнего колонтитула №3

Опять же, этот дом имеет такую ​​же ширину, но имеет 2 уровня. На нижний коллектор действуют нагрузки от кровли, верхних стен и системы второго этажа. В Стандартах архитектурной графики вес внешней стены 2×6 указан как 16 фунтов на фут 9 .0265 2 . Таким образом, стена высотой 8 футов весит 8 футов x 16 фунтов/фут ² = 128 фунтов на линейный фут. Грузы, доставленные в жатку:

Условия:

динамическая нагрузка (снег):	50 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 700 фунтов на линейный фут
статическая нагрузка на крышу:	15 фунтов на квадратный фут x 14 футов = 210 фунтов на линейный фут
стена верхнего уровня:	= 128 фунтов на погонный фут
Временная нагрузка 2-го этажа:	30 фунтов на квадратный фут x 6 футов = 180 фунтов на линейный фут
Статическая нагрузка 2-го этажа:	10 фунтов на квадратный фут x 6 футов = 60 фунтов на линейный фут
общая загрузка:	= 1278 фунтов на погонный фут

Балки

Пример коньковой балки

Рисунок 5. На этом рисунке показаны 2 конструктивных элемента: коньковая балка и центральная балка. Оба имеют площадь притока 12 футов 0 дюймов. Нагрузка на фут балки определяется так же, как и для жаток.

Условия коньковой балки

динамическая нагрузка (снег):	50 фунтов на квадратный фут x 12 футов = 600 фунтов на линейный фут
статическая нагрузка на крышу:	10 фунтов на квадратный фут x 12 футов = 120 фунтов на линейный фут
общая загрузка:	= 720 фунтов на погонный фут

Пример балки

Центральная балка несет половину нагрузки на перекрытие, нагрузку на перегородку и половину нагрузки на второй этаж. Живая и статическая нагрузки указаны в строительных нормах. Вес перегородки указан в Стандартах архитектурной графики как 10 фунтов на квадратный фут.

B) Состояние балки первого этажа

Временная нагрузка 1-го этажа:	40 фунтов на квадратный фут x 12 футов = 480 фунтов на линейный фут
Статическая нагрузка 1-го этажа:	10 фунтов на квадратный фут x 12 футов = 120 фунтов на линейный фут
Перегородка высотой 8 футов:	= 80 фунтов на погонный фут
2-й этаж Временная нагрузка:	30 фунтов на квадратный фут x 12 футов = 360 фунтов на линейный фут
Статическая нагрузка 2-го этажа:	10 фунтов на квадратный фут x 12 футов = 120 фунтов на линейный фут
общая загрузка:	= 1160 фунтов на погонный фут

Вкратце

Эти примеры являются типичными для типов расчетов, которые вам придется выполнять для определения равномерной нагрузки, распределяемой на балку или коллектор. Вы должны установить, какую нагрузку получает каждый линейный фут жатки или балки. Следующим шагом является использование технической литературы любой из компаний, производящих инженерные деревянные компоненты, для определения размера пролета и балки. Все они соотносят допустимые пролеты для нагрузки на фут балки. Списки пролетов основаны на допустимом отклонении, динамической нагрузке и статической нагрузке, которые перечислены в вашей книге строительных норм и правил. В части 2 «Определение размеров инженерных перекрытий и балок» мы сравниваем стоимость и характеристики некоторых изделий из инженерной древесины с пиломатериалами.

Все иллюстрации предоставлены Journal of Light Construction.

Поиск:

Исследование в BCT

• MAJOR IN BCT (BS)
• ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ МС
• ИССЛЕДОВАНИЯ MS И PHD
• ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
• СВИДЕТЕЛЬСТВО О ВЫПУСКЕ

Присоединяйтесь к нашим информационным сессиям

Нет предстоящих событий.