Сбор нагрузок на фундамент онлайн калькулятор: Расчет нагрузки на фундамент

Содержание

Расчет нагрузки на фундамент — калькулятор веса дома.

Высота цоколя, (м) =

Материал цоколя: Кирпич полнотелый, 250 ммКирпич полнотелый, 380 ммКирпич полнотелый, 510 ммКирпич полнотелый, 640 ммКирпич полнотелый, 770 ммМонолитный железобетон, 200 ммМонолитный железобетон, 300 ммМонолитный железобетон, 400 ммМонолитный железобетон, 500 ммМонолитный железобетон, 600 ммМонолитный железобетон, 700 ммМонолитный железобетон, 800 мм

Материал наружной отделки цоколя: — Не учитывать —Виниловый сайдингДекоративная штукатуркаДоски из фиброцементаИскусственный каменьКирпич лицевой 250х120х65Кирпич лицевой фактурный 250х60х65Клинкерная фасадная плиткаФасадные панели (цокольный сайдинг)

Наружные стены дома:

Высота наружных стен дома, (м) =

Суммарная площадь фронтонов дома, (м²) =

Суммарная площадь оконных и дверных проёмов в наружных стенах, (м²) =

Материал наружных стен дома: Арболит D600, 300 ммАрболит D600, 400 ммБрус 150х150Брус 200х200Газо-, пенобетон D300, 300 ммГазо-, пенобетон D400, 200 ммГазо-, пенобетон D400, 300 ммГазо-, пенобетон D400, 400 ммГазо-, пенобетон D500, 200 ммГазо-, пенобетон D500, 300 ммГазо-, пенобетон D500, 400 ммГазо-, пенобетон D600, 200 ммГазо-, пенобетон D600, 300 ммГазо-, пенобетон D600, 400 ммГазо-, пенобетон D800, 200 ммГазо-, пенобетон D800, 300 ммГазо-, пенобетон D800, 400 ммКаркасные стены, 150 ммКирпич полнотелый, 250 ммКирпич полнотелый, 380 ммКирпич полнотелый, 510 ммКирпич пустотелый, 250 ммКирпич пустотелый, 380 ммКирпич пустотелый, 510 ммЛСТК, 200 ммМонолитный бетон, 150 ммМонолитный бетон, 200 ммОцилиндрованное бревно, 220 ммОцилиндрованное бревно, 240 ммОцилиндрованное бревно, 260 ммОцилиндрованное бревно, 280 ммПоризованные керамические блоки, 250 ммПоризованные керамические блоки, 380 ммПоризованные керамические блоки, 440 ммПоризованные керамические блоки, 510 ммСтены из СИП-панелей, 174 мм

Материал отделки фасада дома: — Не учитывать —Виниловый сайдингДекоративная штукатуркаДоски из фиброцементаИскусственный каменьКирпич лицевой 250х120х65Кирпич лицевой фактурный 250х60х65Клинкерная фасадная плиткаФасадные панели (цокольный сайдинг)

Материал внутренней отделки наружных стен: — Не учитывать —ГВЛ до 12,5 ммГипсокартон до 12,5 ммДеревянная вагонкаШтукатурка до 10 ммШтукатурка до 20 ммШтукатурка до 30 мм

Внутренние перегородки дома:

Несущие перегородки:

Общая длина несущих перегородок, (м) =

Высота несущих перегородок, (м) =

Общая площадь дверных проёмов в несущих перегородках, (м²) =

Материал несущих перегородок: Арболит D600, 300 ммАрболит D600, 400 ммБрус 150х150Брус 200х200Газо-, пенобетон D300, 300 ммГазо-, пенобетон D400, 200 ммГазо-, пенобетон D400, 300 ммГазо-, пенобетон D400, 400 ммГазо-, пенобетон D500, 200 ммГазо-, пенобетон D500, 300 ммГазо-, пенобетон D500, 400 ммГазо-, пенобетон D600, 200 ммГазо-, пенобетон D600, 300 ммГазо-, пенобетон D600, 400 ммГазо-, пенобетон D800, 200 ммГазо-, пенобетон D800, 300 ммГазо-, пенобетон D800, 400 ммКаркасные стены, 150 ммКирпич полнотелый, 250 ммКирпич полнотелый, 380 ммКирпич полнотелый, 510 ммКирпич пустотелый, 250 ммКирпич пустотелый, 380 ммКирпич пустотелый, 510 ммЛСТК, 200 ммМонолитный бетон, 150 ммМонолитный бетон, 200 ммОцилиндрованное бревно, 220 ммОцилиндрованное бревно, 240 ммОцилиндрованное бревно, 260 ммОцилиндрованное бревно, 280 ммПоризованные керамические блоки, 250 ммПоризованные керамические блоки, 380 ммПоризованные керамические блоки, 440 ммПоризованные керамические блоки, 510 ммСтены из СИП-панелей, 174 мм

Отделка несущих перегородок: — Не учитывать —ГВЛ до 12,5 ммГипсокартон до 12,5 ммДеревянная вагонкаШтукатурка до 10 ммШтукатурка до 20 ммШтукатурка до 30 мм

Не несущие перегородки:

Общая длина не несущих перегородок, (м) =

Высота не несущих перегородок, (м) =

Общая площадь дверных проёмов в не несущих перегородках, (м²) =

Материал не несущих перегородок: Арболит D600, 300 ммАрболит D600, 400 ммБрус 150х150Брус 200х200Газо-, пенобетон D300, 300 ммГазо-, пенобетон D400, 200 ммГазо-, пенобетон D400, 300 ммГазо-, пенобетон D400, 400 ммГазо-, пенобетон D500, 200 ммГазо-, пенобетон D500, 300 ммГазо-, пенобетон D500, 400 ммГазо-, пенобетон D600, 200 ммГазо-, пенобетон D600, 300 ммГазо-, пенобетон D600, 400 ммГазо-, пенобетон D800, 200 ммГазо-, пенобетон D800, 300 ммГазо-, пенобетон D800, 400 ммКаркасные стены, 150 ммКирпич полнотелый, 250 ммКирпич полнотелый, 380 ммКирпич полнотелый, 510 ммКирпич пустотелый, 250 ммКирпич пустотелый, 380 ммКирпич пустотелый, 510 ммЛСТК, 200 ммМонолитный бетон, 150 ммМонолитный бетон, 200 ммОцилиндрованное бревно, 220 ммОцилиндрованное бревно, 240 ммОцилиндрованное бревно, 260 ммОцилиндрованное бревно, 280 ммПоризованные керамические блоки, 250 ммПоризованные керамические блоки, 380 ммПоризованные керамические блоки, 440 ммПоризованные керамические блоки, 510 ммСтены из СИП-панелей, 174 мм

Отделка не несущих перегородок: — Не учитывать —ГВЛ до 12,5 ммГипсокартон до 12,5 ммДеревянная вагонкаШтукатурка до 10 ммШтукатурка до 20 ммШтукатурка до 30 мм

Выберите вид Вашей крыши:

Односкатная
Двухскатная
Ломаная
Вальмовая
Шатровая
Другая сложная форма

Материал кровли: МеталлочерепицаПрофнастилЛистовое оцинкованное железо с фальцамиШиферОндулинМягкая (гибкая) черепицаЦементная или керамическая черепицаКомпозитная черепицаДвойной слой рубероида

Утеплитель расположен:

между стропилами
на чердачном перекрытии

Для определения снеговой нагрузки на крышу дома, используя карту веса снегового покрова:

Выберите номер Вашего снегового региона: 1 район 2 район 3 район 4 район 5 район 6 район 7 район 8 район

Для увеличения изображения кликните по нему!

Цокольное перекрытие:

Тип перекрытия (пол первого этажа): Утеплённое по деревянным балкамПлиты бетонные многопустотные, 220 ммПлиты бетонные многопустотные облегченные, 160 ммМонолитное железобетонное либо полы по грунту, 200 ммМонолитное железобетонное либо полы по грунту, 150 мм

Стяжка на полу первого этажа: Стяжка отсутствуетСухая стяжка с элементами пола из ГВЛЦементно-песчаная стяжка до 50 ммЦементно-песчаная стяжка до 100 мм

Межэтажное перекрытие между 1-м и 2-м этажами:

Тип перекрытия (пол второго этажа): Перекрытие отсутствуетУтеплённое по деревянным балкамПлиты бетонные многопустотные, 220 ммПлиты бетонные многопустотные облегченные, 160 ммМонолитное железобетонное, 200 ммМонолитное железобетонное, 150 мм

Стяжка на полу второго этажа: Стяжка отсутствуетСухая стяжка с элементами пола из ГВЛЦементно-песчаная стяжка до 50 ммЦементно-песчаная стяжка до 100 мм

Межэтажное перекрытие между 2-м и 3-м этажами:

Тип перекрытия (пол третьего этажа): Перекрытие отсутствуетУтеплённое по деревянным балкамПлиты бетонные многопустотные, 220 ммПлиты бетонные многопустотные облегченные, 160 ммМонолитное железобетонное, 200 ммМонолитное железобетонное, 150 мм

Стяжка на полу третьего этажа: Стяжка отсутствуетСухая стяжка с элементами пола из ГВЛЦементно-песчаная стяжка до 50 ммЦементно-песчаная стяжка до 100 мм

Чердачное перекрытие:

Тип чердачного перекрытия: Перекрытие отсутствуетУтеплённое по деревянным балкамПлиты бетонные многопустотные, 220 ммПлиты бетонные многопустотные облегченные, 160 ммМонолитное железобетонное, 200 ммМонолитное железобетонное, 150 мм

Как рассчитать нагрузку на фундамент: калькулятор онлайн

Фундамент является основной частью любого здания, без него постройка не сможет выдержать влияние окружающей среды. Но не многие знают, как рассчитать нагрузку на фундамент.

Придумано большое количество формул для подобных расчетов, но для них необходима детальная информация о планируемой постройке и не каждый новичок сможет собрать все данные.

В данной статье будет рассмотрено, как правильно определить расчет нагрузки на фундамент дома и какая информация для этого понадобится.

Суть расчета нагрузки

Для расчета нагрузки необходимо собрать как можно больше информации

Основное давление на грунт оказывает не фундамент, а само помещение, так как даже тяжеловесная плита весит меньше, чем разные стены в постройке.

Основание также оказывает воздействие на почву за счет своего веса и сопротивления движению грунта.

Дополнительно всегда учитывают сопротивление разным водам, так как она оказывает сильное давление на боковые стенки фундамента. Расчет нагрузки на грунт от фундамента невозможен без сбора основной информации.

К этой информации относятся следующие данные:

масса самой постройки;
вес планируемого фундамента и его разновидность;
качественные параметры грунта;
климатические условия окружающей среды и строение почвы;
масса применяемых стройматериалов.

После анализа всех факторов становится очевидно, что проект основания возможен только после осуществления всех необходимых расчетов. При условии, что будут соблюдены все вышеперечисленные факторы, получится соорудить надежный и прочный фундамент.

Масса постройки

Масса постройки складывается из веса всех используемых материалов

Многие специалисты знают, что для расчета массы здания хватит информации о несущих поверхностях и перекрытиях, но все немного сложнее.

Масса возведенной постройки это вес всех строительных материалов, используемых при строении несущих и промежуточных стен, а также их способности выдержать вес перекрытий и крыши при возможном выпадении снега. Масса постройки состоит из:

Веса несущих поверхностей, перегородок и перекрытий.
Массы крыши с учетом всех дополнительных материалов, которые обеспечивают прочность помещению при сильных порывах ветра.
Вес коммуникаций и канализации.

Вес строительных изделий для основания, которые позволяют ему выдерживать влияние влаги и грунтовые сдвиги.
Внутреннее обустройство здания. Зачастую берется показатель от 1 до 5 % от веса несущих конструкций.

Исходя из этого, выполнить расчет массы самой постройки можно только по проекту. Причем рассчитать массу правильно технически невозможно.

Нагрузка на фундамент

Наибольшую нагрузку оказывает постоянное давление самого строения

Это понятие включает в себя следующие параметры:

постоянное давление от самой постройки;
временная нагрузка, которую оказывают климат. Это может быть сильный ветер, дождь или снег на крыше;
нагрузка от установленного внутри помещения оборудования. Этот показатель зачастую не учитывают, но при детальных подсчетах берется коэффициент в 1,05.

Специалисты в проектировании крайне серьезно относятся к нахождению площади опоры. Здесь осуществляется сбор информации о характеристиках грунта, а также типа армирования основания. Учитывать эти факторы нужно обязательно, так как именно они влияют на выбор вида основания.

Нагрузка на грунт от фундамента включает в себя следующие факторы:

глубина оснований;
давление кровли;
давление от снежных образований;
давление от перекрытий;
нагрузка несущих стен.

Глубина фундамента

Глубина монтажа фундамента во многом зависит от параметров грунта. Понадобится применить информацию из следующей таблицы.

При учете, что глубина создания фундамента должна быть выше отметки промерзания грунта, зачастую принимается значение в 140 см. Ниже этой отметки отпускаться не рекомендуется вне зависимости от вида грунта.

Нагрузка от кровли

Крыша со сложными скатами потребует более сложных расчетов

Давление всегда оказывается на несущие поверхности и перекрытия, если балки имеют свойство распространять нагрузку на остальные участки. Для простой двухскатной крыши с незначительными наклонениями предусматривают 2 одинаковые деревянные стороны, при этом их давление в равной степени распределяется между несущими поверхностями.

Здесь понадобится вычислить площадь проекции крыши на горизонтальной плоскости, после умножить ее на удельный вес строительных изделий, которые использовались для установки крыши. Схема расчета выглядит следующим образом:

Вычисление площади проекции. При площади здания дома в 75 м², проекция будет полностью соответствовать этой отметке.
Длина базиса. Рассчитывается исходя из суммы 2 максимально длинных поверхностей, которые служат в качестве опоры для крыши.
Площадь базиса.
Покрытие кровли и угол наклона крыши.

Расчет давления от снежных образований

Обязательно расчитайте снеговую нагрузку и усильте кровлю при необходимости

Если крыша имеет большой угол наклона и оборудована защитой от осадков, то давление от них будет сведено к минимуму.

Многие специалисты не рассчитывают этот фактор, но если угол наклона крыши меньше 10° или она плоская, тогда придется брать его во внимание.

Понадобится обязательно рассчитать снеговую нагрузку и усилить чердачную постройку. Подробнее смотрите в этом видео:

Нагрузка от перекрытий

Нагрузка от перекрытий зависит от количества этажей

Перекрытие опирается на несущие поверхности, но на них также возможно будет оказываться давление. Процесс расчета при этом не имеет особых отличий, только понадобится учитывать параметры перекрытий и материал, из которого они были изготовлены.

Размеры перекрытия равняются площади этажа, так что для таких подсчетов понадобится информация о количестве этажей, оборудовании цоколя и материал, из которого выполнено перекрытие. Нагрузку высчитываем следующим образом:

Расчет проводится для площади перекрытия в 80 м². В помещение их 2, одно изготовлено из железобетона, а второе – на основе дерева.
Деревянные перекрытия расчитываются иначе, чем железобетонные
Вес железобетонного перекрытия составляет 80 х 500=40000 кг. При этом 500 – это удельная масса 1 м² железобетона.
Чтобы посчитать массу деревянной перегородки, нужно: 80 х 200=16000 кг.
Исходя из вышеперечисленных результатов, суммарная нагрузка на 1 м² составит (40000+16000)/8=7000 кг/м².

Нагрузка основания на грунт

Этот этап является ключевым при расчете фундамента на несущую способность. Он влияет на выбор типа фундамента, а также помогает проверить устойчивость конструкции к разным воздействиям. Подробнее смотрите в этом видео:

Нагрузка высчитывается путем умножения объема основания на плотность применяемого изделия, полученное число делится на площадь фундамента.

Высчитать нагрузку фундамента гораздо легче, чем может показаться. При возникновении затруднений рекомендуется применить онлайн-калькулятор, который поможет в выполнении расчетов. При этом определение давления на грунт позволит избежать большого количества затруднений во время постройки деревянного дома.

Как рассчитать нагрузку на фундамент + пример, таблица

Содержание статьи

Перед строительством дома важно грамотно запроектировать его несущие конструкции. Расчет нагрузки на фундамент позволит обеспечить надежность опор под здание. Его проводят перед подбором фундамента после определения характеристик грунта.

Какие воздействия испытывает фундамент и их определение

Самый главный документ при определении веса конструкций дома — СП «Нагрузки и воздействия». Именно он регламентирует, какие нагрузки приходятся на фундамент и как их определить. По этому документу можно разделить нагрузки на следующие типы:

постоянные;
временные.

Временные в свою очередь делятся на длительные и кратковременные. К постоянным относят те, которые не исчезают при эксплуатации дома (вес стен, перегородок, перекрытий, кровли, фундамента). Временные длительные — это масса мебели и оборудования, кратковременные — снег и ветер.

Постоянные нагрузки

Чтобы рассчитать постоянные нагрузки, потребуется знать:

размеры элементов дома;
материал, из которого они изготовлены;
коэффициенты надежности по нагрузке.

Совет! Для начала рекомендуется нарисовать схему дома, на которой будут нанесены габариты здания, размеры его конструкций. Далее можно воспользоваться таблицей, в которой приведены массы для основных материалов и конструкций.

Тип конструкции	Масса
Стены
Из керамического и силикатного полнотелого кирпича толщиной 380 мм (1,5 кирпича)	684 кг/м²
То же толщиной 510 мм (2 кирпича)	918 кг/м²
То же толщиной 640 мм (2,5 кирпича)	1152 кг/м²
То же толщиной 770 мм (3 кирпича)	1386 кг/м²
Из керамического пустотелого кирпича толщиной 380 мм	532 кг/м²
То же 510 мм	714 кг/м²
То же 640 мм	896 кг/м²
То же 770 мм	1078 кг/м²
Из силикатного пустотелого кирпича толщиной 380 мм	608 кг/м²
То же 510 мм	816 кг/м²
То же 640 мм	1024 кг/м²
То же 770 мм	1232 кг/м²
Из бруса (сосна) толщиной 200 мм	104 кг/м²
То же толщиной 300 мм	156 кг/м²
Каркасные с утеплением толщиной 150 мм	50 кг/м²
Перегородки и внутренние стены
Из керамического и силикатного кирпича (полнотелого) толщиной 120 мм	216 кг/м²
То же толщиной 250 мм	450 кг/м²
Из керамического кирпича пустотелого толщиной 120 мм (250 мм)	168 (350) кг/м²
Из силикатного кирпича пустотелого толщиной 120 мм (250 мм)	192 (400) кг/м²
Из гипсокартона 80 мм без утеплителя	28 кг/м²
Из гипсокартона 80 мм с утеплителем	34 кг/м²
Перекрытия
Железобетонные сплошные толщиной 220 мм с цементно-песчаной стяжкой 30 мм	625 кг/м²
Железобетонные из пустотных плит 220 мм со стяжкой 30 мм	430 кг/м²
Деревянное по балкам высотой 200 мм с условием укладки утеплителя плотностью не более 100 кг/м³ (при меньших значениях обеспечивается запас по прочности, поскольку самостоятельные расчеты не имеют высокой точности) с укладкой в качестве напольного покрытия паркета, ламината, линолеума или ковролина	160 кг/м²
Кровля
С покрытием из керамической черепицы	120 кг/м²
Из битумной черепицы	70 кг/м²
Из металлической черепицы	60 кг/м²

Также потребуется рассчитать собственную массу фундамента дома. Перед этим нужно определиться с глубиной его заложения. Она зависит от следующих факторов:

глубина промерзания почвы;
уровень расположения грунтовых вод;
наличие подвала.

При залегании на участке крупнообломочных и песчаных грунтов (средний, крупный) можно не углублять подошву дома на величину промерзания. Для глин, суглинков, супесей и других неустойчивых оснований, необходима закладка на глубину промерзания грунта в зимний период. Определить ее можно по формуле в СП «Основания и фундаменты» или по картам в СНиП «Строительная климатология» (этот документ сейчас отменен, но в частном строительстве может быть использован в ознакомительных целях).

При определении залегания подошвы фундамента дома важно контролировать, чтобы она располагалась на расстоянии не менее 50 см от уровня грунтовых вод. Если в здании предусмотрен подвал, то отметка основания принимается на 30-50 см ниже отметки пола помещения.

Определившись с глубиной промерзания, потребуется подобрать ширину фундамента. Для ленточного и столбчатого ее принимают в зависимости от толщины стены здания и нагрузки. Для плитного назначают так, чтобы опорная часть выходила за пределы наружных стен на 10 см. Для свай сечение назначается расчетом, а ростверк подбирается в зависимости от нагрузки и толщины стен. Можно воспользоваться рекомендациями по определению из таблицы ниже.

Тип фундамента	Способ определения массы
Ленточный железобетонный	Умножают ширину ленты на ее высоту и протяженность. Полученный объем нужно перемножить на плотность железобетона — 2500 кг/м³. Рекомендуем: Расчет ленточного фундамента.
Плитный железобетонный	Умножают ширину и длину здания (к каждому размеру прибавляют по 20 см на выступы на границы наружных стен), далее выполняют умножение на толщину и плотность железобетона. Рекомендуем: Расчет плитного фундамента по нагрузке.
Столбчатый железобетонный	Площадь сечения умножают на высоту и плотность железобетона. Полученное значение нужно помножить на количество опор. При этом вычисляют массу ростверка. Если у элементов фундамента имеется уширение, его также необходимо учесть в расчетах объема. Рекомендуем: Расчет столбчатого фундамента.
Свайный буронабивной	То же, что и в предыдущем пункте, но нужно учесть массу ростверка. Если ростверк изготавливается из железобетона, то его объем перемножают на 2500 кг/м³, если из древесины (сосны), то на 520 кг/м³. При изготовлении ростверка из металлопроката потребуется ознакомиться с сортаментом или паспортом на изделия, в которых указывается масса одного погонного метра. Рекомендуем: Расчет буронабивных свай.
Свайный винтовой	Для каждой сваи изготовитель указывает массу. Нужно умножить на количество элементов и прибавить массу ростверка (см. предыдущий пункт). Рекомендуем: Расчет винтовых свай.

На этом расчет нагрузки на фундамент не заканчивается. Для каждой конструкции в массе нужно учесть коэффициент надежности по нагрузке. Его значение для различных материалов приведено в СП «Нагрузки и воздействия». Для металла он будет равен 1,05, для дерева — 1,1, для железобетона и армокаменных конструкций заводского производства — 1,2, для железобетона, который изготавливается непосредственно на стройплощадке — 1,3.

Временные нагрузки

Проще всего здесь разобраться с полезной. Для жилых зданий она равняется 150 кг/м2 (определяется исходя из площади перекрытия). Коэффициент надежности в этом случае будет равен 1,2.

Снеговая зависит от района строительства. Чтобы определить снеговой район потребуется СП «Строительная климатология». Далее по номеру района находят величину нагрузки в СП «Нагрузки и воздействия». Коэффициент надежности равен 1,4. Если уклон кровли более 60 градусов, то снеговую нагрузку не учитывают.

Определение значения для расчета

При расчете фундамента дома потребуется не общая его масса, а та нагрузка, которая приходится на определенный участок. Действия здесь зависят от типа опорной конструкции здания.

Тип фундамента	Действия при расчете
Ленточный	Для расчета ленточного фундамента по несущей способности нужна нагрузка на погонный метр, исходя из нее рассчитывается площадь подошвы для нормальной передачи массы дома на основание, исходя из несущей способности грунта (точное значение несущей способности грунта можно узнать только с помощью геологических изысканий). Полученную в сборе нагрузок массу нужно разделить на длину ленты. При этом учитываются и фундаменты под внутренние несущие стены. Это самый простой способ. Для более подробного вычисления потребуется воспользоваться методом грузовых площадей. Для этого определяют площадь, с которой передается нагрузка на определенный участок. Это трудоемкий вариант, поэтому при строительстве частного дома можно воспользоваться первым, более простым, способом.
Плитный	Потребуется найти массу, приходящуюся на каждый квадратный метр плиты. Найденную нагрузку делят на площадь фундамента.
Столбчатый и свайный	Обычно в частном домостроении заранее задают сечение свай и потом подбирают их количество. Чтобы рассчитать расстояние между опорами с учетом выбранного сечения и несущей способности грунта, нужно найти нагрузку, как в случае с ленточным фундаментом. Делят массу дома на длину несущих стен, под которые будут установлены сваи. Если шаг фундаментов получится слишком большим или маленьким, то сечение опор меняют и выполняют расчет заново.

Пример выполнения вычислений

Удобнее всего сбор нагрузок на фундамент дома делать в табличной форме. Пример рассмотрен для следующих исходных данных:

дом двухэтажный, высота этажа 3 м с размерами в плане 6 на 6 метров;
фундамент ленточный железобетонный монолитный шириной 600 мм и высотой 2000 мм;
стены из кирпича полнотелого толщиной 510 мм;
перекрытия монолитные железобетонные толщиной 220 мм с цементно-песчаной стяжкой толщиной 30 мм;
кровля вальмовая (4 ската, значит, наружные стены по всем сторонам дома будут одинаковой высоты) с покрытием из металлической черепицы с уклоном 45 градусов;
одна внутренняя стена посередине дома из кирпича толщиной 250 мм;
общая длина гипсокартонных перегородок без утепления толщиной 80 мм 10 метров.
снеговой район строительства ll, нагрузка 120 кг/м2 кровли.

Далее рассмотрен пример расчета в табличной форме.

Определение нагрузки	Коэффициент надежности	Расчетное значение, тонн
Фундамент 0,6 м * 2 м * (6 м * 4 + 6 м) = 36 м³ — объем фундамента 36 м³*2500 кг/м³ = 90000 кг = 90 тонн	1,3	117
Наружные стены 6 м * 4 шт = 24 м — протяженность стен 24 м * 3 м = 72 м² -площадь в пределах одного этажа (72 м²* 2) *918 кг/м² — 132192 кг = 133 тонны — масса стен двух этажей	1,2	159,6
Внутренние стены 6 м * 2 шт * 3 м = 36 м²площадь стен на протяжении двух этажей 36 м²* 450 кг/м² = 16200 кг = 16,2 тонн — масса	1,2	19,4
Перекрытия 6 м * 6 м = 36 м² — площадь перекрытий 36 м²625 кг/м² = 22500 кг = 22, 5 тонн — масса одного перекрытия 22,5 т 3 = 67,5 тонн — масса подвального, междуэтажного и чердачного перекрытий	1,2	81
Перегородки 10 м * 2,7 м (здесь берется не высота этажа, а высота помещения) = 27 м² — площадь 27 м²* 28 кг/м² = 756 кг = 0,76 т	1,2	0,9
Кровля (6 м * 6 м)/cos 45ᵒ (угла наклона кровли) = (6 * 6)/0,7 = 51,5 м² — площадь кровли 51,5 м²* 60 кг/м² = 3090 кг — 3,1 тонн — масса	1,2	3,7
Полезная нагрузка 36м²* 150 кг/м²* 3 = 16200 кг = 16,2 тонн (площадь перекрытий и их количество взяты из предыдущих расчетов)	1,2	19,4
Снеговая 51,5 м²* 120 кг/м² = 6180 кг = 6,18 тонн (площадь кровля взята из предыдущих расчетов)	1,4	8,7

Чтобы понять пример, эту таблицу нужно смотреть совместно с той, в которой приведены массы конструкций.

Далее необходимо сложить все полученные значения. Итого нагрузка для данного примера на фундамент с учетом собственного веса составляет 409,7 тонн. Чтобы найти нагрузку на один погонный метр ленты, необходимо разделить полученное значение на протяженность фундамента (посчитано в первой строке таблицы в скобках): 409,7 тонн /30 м = 13,66 т/м.п. Это значение берут для расчета.

При нахождении массы дома важно выполнять действия внимательно. Лучше всего уделить этому этапу проектирования достаточное количество времени. Если совершить ошибку в этой части расчетов, потом возможно придется переделывать весь расчет по несущей способности, а это дополнительные затраты времени и сил. По завершении сбора нагрузок рекомендуется перепроверить его, для исключения опечаток и неточностей.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Хорошая реклама

Расчет нагрузки на фундамент — Самая лучшая система расчета нагрузки

Расчет нагрузки на фундамент необходим для правильного выбора его геометрических размеров и площади подошвы фундамента. В конечном итоге, от правильного расчета фундамента зависит прочность и долговечность всего здания. Расчет сводится к определению нагрузки на квадратный метр грунта и сравнению его с допустимыми значениями.

Для расчета необходимо знать:

Регион, в котором строится здание;
Тип почвы и глубину залегания грунтовых вод;
Материал, из которого будут выполнены конструктивные элементы здания;
Планировку здания, этажность, тип кровли.

Исходя из требуемых данных, расчет фундамента или его окончательная проверка производится после проектирования строения.

Попробуем рассчитать нагрузку на фундамент для одноэтажного дома, выполненного из полнотелого кирпича сплошной кладки, с толщиной стен 40 см. Габариты дома – 10х8 метров. Перекрытие подвального помещения – железобетонные плиты, перекрытие 1 этажа – деревянное по стальным балкам. Крыша двускатная, покрытая металлочерепицей, с уклоном 25 градусов. Регион – Подмосковье, тип грунта – влажные суглинки с коэффициентом пористости 0,5. Фундамент выполняется из мелкозернистого бетона, толщина стенки фундамента для расчета равна толщине стены.

Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения зависит от глубины промерзания и типа грунта. В таблице приведены справочные величины глубины промерзания грунта в различных регионах.

Таблица 1 – Справочные данные о глубине промерзания грунта

Справочная таблица для определения глубины заложения фундамента по регионам

Глубина заложения фундамента в общем случае должна быть больше глубины промерзания, но есть исключения, обусловленные типом грунта, они указаны в таблице 2.

Таблица 2 – Зависимость глубины заложения фундамента от типа грунта

Зависимость глубины заложения фундамента от типа грунта

Глубина заложения фундамента необходима для последующего расчета нагрузки на почву и определения его размеров.

Определяем глубину промерзания грунта по таблице 1. Для Москвы она составляет 140 см. По таблице 2 находим тип почвы – суглинки. Глубина заложения должна быть не менее расчетной глубины промерзания. Исходя из этого глубина заложения фундамента для дома выбирается 1,4 метра.

Расчет нагрузки кровли

Нагрузка кровли распределяется между теми сторонами фундамента, на которые через стены опирается стропильная система. Для обычной двускатной крыши это обычно две противоположные стороны фундамента, для четырехскатной – все четыре стороны. Распределенная нагрузка кровли определяется по площади проекции крыши, отнесенной к площади нагруженных сторон фундамента, и умноженной на удельный вес материала.

Таблица 3 – Удельный вес разных видов кровли

Справочная таблица – Удельный вес разных видов кровли

Определяем площадь проекции кровли. Габариты дома – 10х8 метров, площадь проекции двускатной крыши равна площади дома: 10·8=80 м².
Длина фундамента равна сумме двух длинных его сторон, так как двускатная крыша опирается на две длинные противоположные стороны. Поэтому длину нагруженного фундамента определяем как 10·2=20 м.
Площадь нагруженного кровлей фундамента толщиной 0,4 м: 20·0,4=8 м².
Тип покрытия – металлочерепица, угол уклона – 25 градусов, значит расчетная нагрузка по таблице 3 равна 30 кг/м².
Нагрузка кровли на фундамент равна 80/8·30 = 300 кг/м².

Расчет снеговой нагрузки

Снеговая нагрузка передается на фундамент через кровлю и стены, поэтому нагружены оказываются те же стороны фундамента, что и при расчете крыши. Вычисляется площадь снежного покрова, равная площади крыши. Полученное значение делят на площадь нагруженных сторон фундамента и умножают на удельную снеговую нагрузку, определенную по карте.

Таблица – расчет снеговой нагрузки на фундамент

Длина ската для крыши с уклоном в 25 градусов равна (8/2)/cos25° = 4,4 м.
Площадь крыши равна длине конька умноженной на длину ската (4,4·10)·2=88 м².
Снеговая нагрузка для Подмосковья по карте равна 126 кг/м². Умножаем ее на площадь крыши и делим на площадь нагруженной части фундамента 88·126/8=1386 кг/м².

Расчет нагрузки перекрытий

Перекрытия, как и крыша, опираются обычно на две противоположные стороны фундамента, поэтому расчет ведется с учетом площади этих сторон. Площадь перекрытий равна площади здания. Для расчета нагрузки перекрытий нужно учитывать количество этажей и перекрытие подвала, то есть пол первого этажа.

Площадь каждого перекрытия умножают на удельный вес материала из таблицы 4 и делят на площадь нагруженной части фундамента.

Таблица 4 – Удельный вес перекрытий

Таблица расчет веса перекрытий и их нагрузка на фундамент

Площадь перекрытий равна площади дома – 80 м². В доме два перекрытия: одно из железобетона и одно – деревянное по стальным балкам.
Умножаем площадь железобетонного перекрытия на удельный вес из таблицы 4: 80·500=40000 кг.
Умножаем площадь деревянного перекрытия на удельный вес из таблицы 4: 80·200=16000 кг.
Суммируем их и находим нагрузку на 1 м² нагружаемой части фундамента: (40000+16000)/8=7000 кг/м².

Расчет нагрузки стен

Нагрузка стен определяется как объем стен, умноженный на удельный вес из таблицы 5, полученный результат делят на длину всех сторон фундамента, умноженную на его толщину.

Таблица 5 – Удельный вес материалов стен

Таблица – Удельный вес стен

Площадь стен равна высоте здания, умноженной на периметр дома: 3·(10·2+8·2)=108 м².
Объем стен – это площадь, умноженная на толщину, он равен 108·0,4=43,2 м³.
Находим вес стен, умножив объем на удельный вес материала из таблицы 5: 43,2·1800=77760 кг.
Площадь всех сторон фундамента равна периметру, умноженному на толщину: (10·2+8·2)·0,4=14,4 м².
Удельная нагрузка стен на фундамент равна 77760/14,4=5400 кг.

Предварительный расчет нагрузки фундамента на грунт

Нагрузку фундамента на грунт расчитывают как произведение объема фундамента на удельную плотность материала, из которого он выполнен, разделенное на 1 м² площади его основания. Объем можно найти как произведение глубины заложения на толщину фундамента. Толщину фундамента принимают при предварительном расчете равной толщине стен.

Таблица 6 – Удельная плотность материалов фундамента

Таблица – удельная плотность материало для грунта

Площадь фундамента – 14,4 м², глубина заложения – 1,4 м. Объем фундамента равен 14,4·1,4=20,2 м³.
Масса фундамента из мелкозернистого бетона равна: 20,2·1800=36360 кг.
Нагрузка на грунт: 36360/14,4=2525 кг/м².

Расчет общей нагрузки на 1 м

² грунта

Результаты предыдущих расчетов суммируются, при этом вычисляется максимальная нагрузка на фундамент, которая будет больше для тех его сторон, на которые опирается крыша.

Условное расчетное сопротивление грунта R₀ определяют по таблицам СНиП 2.02.01—83 «Основания зданий и сооружений».

Суммируем вес крыши, снеговую нагрузку, вес перекрытий и стен, а также фундамента на грунт: 300+1386+7000+5400+2525=16 611 кг/м²=17 т/м².
Определяем условное расчетное сопротивление грунта по таблицам СНиП 2.02.01—83. Для влажных суглинков с коэффициентом пористости 0,5 R₀ составляет 2,5 кг/см², или 25 т/м².

Из расчета видно, что нагрузка на грунт находится в пределах допустимой.

Сбор нагрузок на фундамент. Как рассчитать, примеры

Чтобы посчитать вес строения, нужно знать только удельный вес материалов и их объемы. Такие данные с легкостью могут предоставить поставщики строительных материалов.

При выполнении расчетов можно также использовать усредненные значения удельного веса конструкций. Для удобства они приведены в таблице 2.

Таблица 2 — Справочные данные с усредненными значениями удельного веса конструкций дома: стен, перекрытий, кровли.

Удельный вес 1 м² стены
Каркасные стены толщиной 200 мм с утеплителем	40-70 кг/м²
Стены из бревен и бруса	70-100 кг/м²
Кирпичные стены толщиной 150 мм	200-270 кг/м²
Железобетон толщиной 150 мм	300-350 кг/м²
Удельный вес 1 м² перекрытий
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м³	70-100 кг/м²
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем плотностью до 500 кг/м³	150-200 кг/м²
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 200 кг/м³	100-150 кг/м²
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем, плотностью до 500 кг/м³	200-300 кг/м²
Железобетонное	500 кг/м²
Удельный вес 1 м² кровли
Кровля из листовой стали	20-30 кг/м²
Рубероидное покрытие	30-50 кг/м²
Кровля из шифера	40-50 кг/м²
Кровля из гончарное черепицы	60-80 кг/м²

Согласно п. 4.2. СП 20.13330.2011 расчетное значение нагрузки определяется как произведение ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке (γ_f) для веса строительных конструкций, соответствующий рассматриваемому предельному состоянию:

Таблица 3 — Таб. 7.1 СП 20.13330.2011

Конструкции сооружений и вид грунтов

Коэффициент надежности, γ_f

Конструкции

Металлические

Бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные

Бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м, изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т.п.), выполняемые:

в заводских условиях

на строительной площадке

Грунты:

В природном залегании

На строительной площадке

1,05

1,1

1,2

1,3

1,1

1,15

Выполним расчеты на примере каркасно-щитового дома с мансардой с размерами в плане 6х9 м:

Чтобы посчитать вес от стен дома необходимо вычислить их периметр. Периметр наружных стен + внутренние стены: Р=47 м, среднюю высоту стен примем h=4,5 м. Тогда вес от конструкции стен будет равен: Р х h х удельный вес материала стен.

47 м х 4,5 м х 70 кг/м² = 14 805 кг = 14,8 т.

Далее посчитаем вес крыши. Принимаем, что вес крыши (деревянная стропильная система с покрытием из металлочерепицы) равен 40 кг/м² (суммарный вес металлочерепицы, обрешетки, стропилы). Тогда вес крыши будет равен:S крыши х удельный вес 1 м².

92 м ² х 40 кг/м²= 3 680 кг = 3,7 т.

Также необходимо посчитать вес от перекрытий. Принимаем, что вес деревянного пола вместе с утеплителем будет равен 100 кг/м². Тогда вес от перекрытий будет равен:S перекрытия*удельный вес*количество.

54 м²х 0,1 т/м² х 2 = 10,8 т.

После того как выполнены все необходимые расчеты, полученный вес сооружения умножаем на коэффициент надежности, о котором мы говорили ранее (в расчете для каркасно-щитового дома коэффициент принимаем равным 1,1 – для деревянных конструкций):

29,3 т х 1,1 = 32,2 т

Нагрузка от самого здания составит 32,2 т. Этот вес принят условно, без вычета дверных и оконных проемов.

Вес каркасного дома 6х8: сколько весит деревянный дом

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).

Источники данных: 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

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 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 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

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:

С учетом коэффициента запаса = Погонный вес наружных стен * Коэффициент запаса прочности = 5.2 *1.3 = 6.8 т/м.п. = 68 кН

С учетом коэффициента запаса = Погонный вес внутренней несущей стены * Коэффициента запаса прочности = 7.6 *1.3 = 9.9 т/м.п. = 99 кН

Удельные нагрузки материалов

Кровля

Материал	Удельная нагрузка, кг/м2
Металлочерепица	30
Профнастил, листовая сталь	45
Шифер (асбестоцементная кровля)	40
Керамическая черепица	65
Цементно-песчанная черепица	65
Рубероидное покрытие	35
Гибкая (мягкая) черепица	40
Битумный лист	30
Композитная черепица	30

Фасад

Материал	Удельная нагрузка, кг/м2
Кирпич лицевой 250х120х65	180
Кирпич лицевой фактурный 250х60х65	130
Клинкерная фасадная плитка	30
Доски из фиброцемента	25
Искусственный камень	60
Природный камень	40
Декоративная штукатурка	15
Виниловый сайдинг	15
Фасадные панели	15

Стены

Материал	Удельная нагрузка, кг/м2
Оцилиндрованное бревно, 220мм	140
Оцилиндрованное бревно, 240мм	155
Оцилиндрованное бревно, 260мм	170
Оцилиндрованное бревно, 280мм	185
Брус 150х150, 150мм	120
Брус 200х200, 200мм	150
Каркасные стены, 150мм	50
СИП-панели, 174мм	30
ЛСТК, 200мм	170
Кирпич полнотелый, 250мм	540
Кирпич полнотелый, 380мм	810
Кирпич полнотелый, 510мм	1330
Кирпич пустотелый (30%), 250мм	410
Кирпич пустотелый (30%), 380мм	630
Кирпич пустотелый (30%), 510мм	1090
Поризованные блоки (теплая керамика), 250мм	240
Поризованные блоки (теплая керамика), 380мм	340
Поризованные блоки (теплая керамика), 440мм	380
Поризованные блоки (теплая керамика), 510мм	450
Газобетон D300, 300мм	100
Газобетон, пенобетон D400, 200мм	90
Газобетон, пенобетон D400, 300мм	130
Газобетон, пенобетон D400, 400мм	170
Газобетон, пенобетон D500, 200мм	110
Газобетон, пенобетон D500, 300мм	160
Газобетон, пенобетон D500, 400мм	210
Газобетон, пенобетон D600, 200мм	130
Газобетон, пенобетон D600, 300мм	190
Газобетон, пенобетон D600, 400мм	250
Пенобетон D800, 200мм	170
Пенобетон D800, 300мм	250
Пенобетон D800, 400мм	330
Арболит D600, 300мм	190
Арболит D600, 400мм	250
Керамзитобетонный блок полнотелый, 200мм	280
Керамзитобетонный блок полнотелый, 300мм	420
Керамзитобетонный блок полнотелый, 400мм	560
Керамзитобетонный блок полнотелый, 500мм	700
Керамзитобетонный блок полнотелый, 600мм	840
Керамзитобетонный блок пустотелый, 100мм	100
Керамзитобетонный блок пустотелый, 200мм	200
Керамзитобетонный блок пустотелый, 300мм	300
Керамзитобетонный блок пустотелый, 400мм	400
Керамзитобетонный блок пустотелый, 500мм	500
Керамзитобетонный блок пустотелый, 600мм	600
Монолитная стена, 150мм	380
Монолитная стена, 200мм	500

Перекрытие

Материал	Удельная нагрузка, кг/м2
Железобетонное монолитное, 200мм	500
Железобетонное монолитное, 150мм	375
Плиты перекрытия бетонные многопустотные, 220мм	350
Плиты перекрытия бетонные многопустотные (облегченные), 160мм	260
Плиты перекрытия бетонные сплошные, 160мм	400
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем до 200 кг/м3	85
Чердачное по деревянным балкам с утеплителем до 500 кг/м3	175
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем до 200 кг/м3	125
Цокольное по деревянным балкам с утеплителем до 500 кг/м3	250

Цоколь

Материал	Удельная нагрузка, кг/м2
Кирпич полнотелый, 250мм	460
Кирпич полнотелый, 380мм	810
Кирпич полнотелый, 510мм	1330
Кирпич полнотелый, 640мм	1600
Кирпич полнотелый, 770мм	1870
Железобетонное монолитное, 200мм	500
Железобетонное монолитное, 300мм	750
Железобетонное монолитное, 400мм	1000
Железобетонное монолитное, 500мм	1250
Железобетонное монолитное, 600мм	1500
Железобетонное монолитное, 700мм	1750
Железобетонное монолитное, 800мм	2000

Стяжка

Материал	Удельная нагрузка, кг/м2
ЦПС стяжка, 50мм	100
ЦПС стяжка, 100мм	200
ЦПС стяжка, 150мм	300
ЦПС стяжка, 200мм	400
ЦПС стяжка, 250мм	500
ЦПС стяжка, 300мм	600

Выравнивание стен

Материал	Удельная нагрузка, кг/м2
Штукатурка, 10мм	20
Штукатурка, 20мм	40
Штукатурка, 30мм	60
Штукатурка, 40мм	80
Штукатурка, 50мм	100
Гипсокартон, 12мм	10

Для определения расчетных значений нагрузок необходимо умножить значения удельных нагрузок на коэффициент надежности по нагрузки согласно СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».

В данном калькуляторе расчетные значения взяты только для снеговой и эксплуатационной нагрузки на перекрытия. Вес большинства материалов дома был изначально взят с запасом.

Для учета веса отделочных материалов, утеплителей, крепежей и других неучтенных элементов и нагрузок необходимо выбрать коэффициент запаса (последний пункт в калькуляторе).

ГОСТы, книги, программы

ГОСТы

СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» (актуал. версия СНиП 2.01.07-85)
СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»

Строительные калькуляторы

Калькулятор Бетон-Онлайн v.1.0 — расчет состава бетона.
Калькулятор Раствор-Онлайн v.1.0 — расчет состава раствора для кладочных работ.
Калькулятор Лента-Онлайн v.1.0 — проектирование ленточного фундамента.
Калькулятор ГрунтСопр-Онлайн v.1.0 — расчет сопротивления грунта основания.
Калькулятор ГПГ-Онлайн v.1.0 — расчет нормативной и расчетной глубины промерзания грунта.
Калькулятор МЗЛФ-Онлайн v.1.0 — расчет мелкозаглубленного ленточного фундамента (МЗЛФ).
Калькулятор Армирование-Ленты-Онлайн v.1.0 — расчет армирования ленточного фундамента.

Зачем нужно знать вес каркасного дома

Точный вес каркасного дома — критично важный параметр, позволяющий определить передаваемую строением нагрузку на грунт, что дает возможность правильно выбрать тип и параметры фундамента.

Но среднестатистическому домовладельцу знание того, сколько весит его каркасный дом, кроме удовлетворения любопытства, не даст ничего. Расчет фундамента производится на основании многих факторов, где масса дома — лишь один из них.

Для профессионалов — специалистов, занимающихся проектированием зданий, главным нормативным документом, именуемым «Основания зданий и сооружений», является СНиП 2.02.01−83. Это 62 страницы рекомендаций, формул, описаний, таблиц, сносок и прочего «интереснейшего» чтива.

Даже, если допустить гипотетическую вероятность, что кто-то его осилит, то этого все равно будет мало. Для правильного расчета фундамента необходимо знать несущую способность грунта, глубину залегания грунтовых вод, величину сил морозного пучения, глубину промерзания и многое другое. Нужны геологические изыскания.

Результат «неправильного» фундамента — покосившаяся веранда, крыльцо с перекосом, с трудом закрывающиеся окна и двери. Выполненный с ошибками фундамент очень трудно исправить. Затраты нередко достигают половины стоимости строительства.

Впрочем, невзначай озвучив перед строительной бригадой «точный» вес своего каркасного дома, можно заручиться их уважением и некоторой гарантией того, что они побояться «халтурить» хотя бы на этапе заливки фундамента, зная, что в любой момент будут разоблачены. Вывод: знание веса дома — не такая уж и бесполезная информация для будущего хозяина.

Как просто рассчитать вес каркасного дома?

Точный способ рассчитать вес каркасного дома — взвесить по отдельности все его детали и составные части, после чего суммировать массы. К сожалению, он не самый простой в реализации. Но принцип ясен.

Понятно, что никто не будет взвешивать по отдельности каждый гвоздь. Поэтому для удобства и простоты расчетов используется элементарный алгоритм, предполагающий суммирование масс основных составляющих конструкции дома: стены, перекрытия цоколя, чердачного перекрытия, крыши.

Сюда же добавляется максимальная предположительная масса снежного покрова, формирующегося зимой на кровле. Также учитывается вес дверей и окон. Эти данные несложно отыскать в сопроводительной документации к изделиям. Кроме того, после проведения подсчетов к полученному весу добавляется 15% от его значения. Это делается с целью компенсации возможных неточностей.

Максимальный вес квадратного метра стены каркасного дом с учетом теплоизоляции 150 мм составляет 35−40 кг. Перекрытий — до 200 кг. Крыши, в зависимости от используемого кровельного материала, — 50−100 кг. Этот показатель можно рассчитать точнее, если учитывать, что один квадратный метр шифера весит в среднем 12 кг, металлочерепицы — 4 кг, керамической черепицы — 55 кг, полимерной — 4 кг, керамопласта — 6 кг.

Таким образом, зная квадратуру стен и кровли, общую площадь дома, количество оконных и дверных конструкций, несложно с достаточной точностью рассчитать полный вес каркасного дома.

В СНиП 2.01.07−85 прописано среднее значение массы одного квадратного метра конструкции каркасного дома — 150 кг. Уже этого вполне достаточно для приблизительного расчета веса строения.

В нашем каталоге представлено более 130 проектов каркасных домов

У нас собственное производство. Более десятка бригад, все рабочие — славяне.

Также рекомендуем прочитать:

Нужен ли хозблок в бане?

Традиционно баня включает четыре обязательных помещения: предбанник, помывочную, парную и комнату отдыха. На протяжении десятилетий или даже столетий реализовывались именно такие проекты, без всяких излишеств.

Брус из зимнего или летнего леса?

Одна из важных характеристик, объективно отражающая качественные и эксплуатационные свойства древесины, — уровень влажности. В прямой зависимости от данного показателя находятся величина и скорость усадки бруса, активность микроорганизмов, вероятность …

Дома из бруса 100×150 мм: особенности, преимущества, характеристики

Профилированный брус 100×150 мм входит в число наиболее востребованных материалов, используемых в малоэтажном строительстве. Имея близкую по значению со стандартным глиняным кирпичом 65×120×250 мм ширину, деревянный брус 100×150 мм демонстрирует в разы …

15.03.2018Владимир Баженов

Одним из параметров постройки является вес. Причем расчет его выполняется предварительно, ещё на этапе выбора материалов. Это касается домов всех видов, вне зависимости от типа постройки – в том числе и каркасного.

Зачем знать вес каркасного дома?

Строительство подразумевает использование фундамента. Для каркасного дома возможно применение следующих их видов:

ленточного;
свайного;
из специальных плит.

Причем каждый вид фундамента имеет особенности применения – связанные с эксплуатацией, а также распределением нагрузки на него. Ленточный фундамент представляет собой бетонную подушку из цемента марки М300. Габаритные размеры, величина заглубления существенно различаются. Все зависит именно от веса самого строения. Аналогичным образом дела обстоят с фундаментом свайным, плитным. При строительстве каркасного дома необходимо правильно рассчитать нагрузку, вес.

В противном случае возникают сложности:

неравномерная усадка строения;
постепенное погружение дома в землю;
нарушение целостности конструкции – следствием станет ухудшение теплоизоляции дома.

Только после расчета веса дома можно будет получить информацию о том, какой именно фундамент будет использован. При определении подходящего учитывается тип грунта — где будет строиться каркасный дом.

Как рассчитывается вес каркасного дома?

Возможно самостоятельно рассчитать вес каркасного дома. Сложность подобного расчета заключается в количестве материалов, которые используются для возведения конструкции. В среднем параметр составит от 50 до 60 кг на каждый квадратный метр площади. К результатам расчета прибавляется 15-20% от полученного. Это позволит избежать неучтенных масс. При вычислении проще использовать табличные данные:

вес 1 м2 стены каркасного типа – от 30 до 50 кг/м2;
удельный вес 1м2 перекрытий из древесины с утеплителем 500 кг/м2 – 150 кг/м2;
удельный вес 1 м2 кровли – от 30 до 50 кг/м2.

Проще всего разобраться с расчетом веса дома каркасного типа на простом примере. Например, при строительстве здания 6×6 метров двух этажей суммарная площадь составить 36×2 = 72 м2. Высота потолка обоих этажей равна 2.5 метра. Необходимо рассчитать длину внешних стен – (6+6)×2 = 24 метра. Важно не забыть о наличии внутренней стены, выступающей в роли перегородки – ещё плюс 6 метров. Суммарная длина составит 30 м. Длина же стен на двух этажах будет равна 30 м + 30 м = 60 м.

Следующим шагом вычисляется площадь стен – понадобиться умножить высоту потолка на их длину (60 м × 2.5 м). Площадь перекрытия цоколя составит 36 м2. Аналогичная площадь и у чердачного перекрытия. Важно учесть, что кровля почти всегда выступает за границу стен дома. Примерно на 0.5 м с каждой из сторон. Соответственно, площадь кровли составит больше площади этажа дома – 49 м2. Результаты расчета веса дома каркасного типа:

суммарный вес всех стен вместе с перегородкой – 7.5 тонны;
цокольные перекрытия – 5.4 тонны;
чердак – 3.6 тонны;
вес кровли – 1.4 тонны.

Суммарный вес составит 17.9 т. К этому параметру следует добавить запас на случай выпадения снега – как минимум 4.9 т. В сумме суммарный вес каркасного дома с запасом составит приблизительно 22.8 т. Исходя из этого параметра уже происходит выбор типа фундамента. Процесс расчета усредненный, важно учитывать запас в 20% от обозначенного результата.

Сколько весит сруб: оценочный расчет веса сруба

Вступление

Вопрос, сколько весит сруб, не является прозаичным и ответ на него имеет чисто практическое значение. Во-первых, вес сруба важен для доставки сруба. Во-вторых, знание веса сруба будут не лишними при его разгрузке и заказе крана для его сборки.

Однако, для доставки и разгрузки вес сруба не так важен, как для выбора и строительства типа фундамента. В любом расчете фундамента основной характеристикой для расчета является планируемая нагрузка на фундамент, и вес сруба составит основную часть этой нагрузки.

Сколько весит сруб — как рассчитывается вес сруба

Давайте вспомним, какие товарные характеристики есть у сруба. Прежде всего, это

влажность древесины сруба (%) и
объем сруба (куб.метр).

Причем, вес сруба меняется с влажностью древесины сруба и вес сруба привязан к его объему.

Вес сруба по древесине (влажность 60-70%)

1 куб березы весит 1 тонну;
1 куб осины весит 1100 кг;
1 куб сосны весит около 880 кг.
1 куб ели весит около 810-830 кг.

Вес сруба по типу сруба (влажности)

Все срубы можно разделить на срубы нормальной влажности и сухие срубы.

Срубы нормальной влажности 60-70% это срубы:

Срубы ручной рубки;
Срубы из оцилиндрованного бревна;
Срубы из не профилированного бруса нормальной влажности.

Сухие срубы это:

Срубы из высушенного профильного бруса весят на 30% меньше, чем срубы из древесины нормальной влажности.

Связь между объемом сруба и его весом

1 куб соснового бруса весит около 880 кг. Поэтому для расчета его веса умножаем его объем на коэффициент: 0,9.
1 куб елового сруба рассчитываем по коэффициенту 0,8.
Объем сруба из сухого бруса рассчитывается с коэффициентом 0,5-0,55.

Публикации по теме:

Проект дома 12 на 14
Проекты домов 12х14Особенности проектов домов 12х14 мПредставляем вашему вниманию проекты домов 12х14, площадь которых варьируется…
Вес пеноблоков
Вес и размеры 1 шт пеноблока 600х300х200Пенобетон популярен в качестве строительного материала среди застройщиков. Вес…
Отопление каркасного дома
Жизнь в каркасном доме: как сэкономить на отоплении электричеством?Комфортный и теплый дом, в котором не…

План фундаментной плиты, сбор нагрузок на плиту

Одной из причин такого наплевательского отношения к компьютерам, существующим теориям и методикам расчета, программному обеспечению и прочим достижениям современной науки и техники являются небольшие размеры дома, ведь мы все-таки не завод собрались строить. А потому некоторый запас по прочности, получаемый при упрощенном расчете, и соответственно перерасход материалов могут обойтись дешевле, чем заказ расчета у специалистов.

Пример расчета монолитной фундаментной плиты

Далее будет рассматриваться расчет сплошного фундамента для некоего условного дома размерами 8.8х13.2 м, у которого также есть внутренние стены. Таким образом требуется рассчитать не просто некоторую плиту, опертую по контуру, а некую статически неопределимую конструкцию с дополнительными опорами посредине. При этом план первого этажа выглядит так:

Рисунок 345.1. Примерный план 1 этажа для расчета фундаментной плиты.

Несколько необходимых пояснений:

План 2 этажа не приводится, предполагается, что он приблизительно такой же как и план 1 этажа. Отметка верха фундаментной плиты -0.400 м. Отметка пола 1 этажа +0.100 м. Таким образом подземная часть стен (или часть фундамента под стены) составляет 0.5 м (конструктивные аспекты устройства фундамента под стены в данной статье не рассматриваются). Пол 1 этажа — доски по лагам, перекрытие 1 и 2 этажа — металлические балки (см. рис. 345.1.б). Поэтому при расчете монолитной плиты используется приведенный план 1 этажа (рис. 345.1.в) на котором показаны нагрузки от стен на фундамент с учетом перераспределения нагрузок, при условии, что под дверными проемами фундамент под стены также делается. В итоге под оконными проемами с учетом того, что расстояние от низа проема до верха фундаментной плиты составляет 0.8 (от пола до подоконника) + 0.5 = 1.3 м, нагрузку от стен можно принимать равномерно распределенной по всей длине стены.

Все стены дома планируются из газобетона D600, толщина всех стен составляет 40 см. Над перекрытием 2 этажа планируется двухскатная кровля из профнастила по деревянным стропилам. Предполагаемое место строительства — живописное село под Киевом. Бурение скважин и прочие мероприятия, связанные с геологоразведкой, не планируются. Ожидаемый уровень грунтовых вод в весеннее время -0.500 м, определен опять таки не бурением скважин, а по рассказам жителей села, у которых весной затапливает подвалы.

Так как геологов в селе никогда не видели, тем не менее даже глинобитные хаты, простоявшие лет 100, в селе имеются, то даже если основанием дома будет самая пористая глина, расчетное сопротивление грунта составит R_o = 1 кг/см² (согласно таблицы 3, приложения 3 к СНиП 2.02.01-83* «Основания и сооружения»).

Конечно, можно воспользоваться формулами, приведенными в том же СНиП, и вычислить расчетное сопротивление грунта более точно, но с учетом того, что основание определено нами на глаз (как минимальное из возможных), не будем слишком углубляться в теорию оснований и сооружений, а перейдем к расчету плиты. Даже если действительное сопротивление грунта будет в 2 или даже в 3 раза больше, ничего страшного в этом нет, только дом будет стоять еще дольше.

Сбор нагрузок на фундамент

1.1 При ориентировочной толщине плиты 30 см плоская равномерно распределенная нагрузка на грунт от веса плиты составит:

q_{фунд.плиты} = 2500х1.2х0.3 = 900 кг/м² (0.09 кг/см²)

где 2500 — объемный вес железобетона, принимаемый для расчета при проценте армирования до 1% (вряд ли у нашей плиты процент армирования будет больше)

1.2 — коэффициент надежности по нагрузке

1.2. Нагрузку от пола 1 этажа (доски по лагам, выставленным на каменные столбики) можно считать условно равномерно распределенной, так как столбиков будет много, к тому же в теле фундамента плиты нагрузка от столбиков будет дополнительно перераспределяться. Таким образом расчетная нагрузка от пола 1 этажа составит:

q_пол1эт. = 500х1.2 = 600 кг/м² (0.06 кг/см²)

где 500 — нагрузка на пол и собственный вес пола

Общая равномерно распределенная нагрузка составит:

q_ф = 900 + 600 = 1500 кг/м²

Все остальные нагрузки будут рассматриваться как линейные равномерно распределенные, так как будут передаваться через стены на фундаментную плиту. А при рассмотрении метра ширины или длины плиты нагрузки, передаваемые стенами, могут рассматриваться, как сосредоточенные.

2.1. Нагрузка от подземной части стен (бетон) на расчетный метр ширины или длины плиты составит:

Q_{фунд.части стен} = 2500х1.2х0.5х0.5 = 750 кг

2.2. Нагрузка от стен из газобетонных блоков марки D600 при общей высоте стен 6 м составит:

Q_стен = 600х1.3х6х0.4 = 1872 кг

В данном случае коэффициент надежности по нагрузке (γ =1.3) дополнительно учитывает отделку стен внутри и снаружи здания.

2.3.1. Нагрузка от перекрытий на наружные стены составит:

Q_{нар.стен} = 600х1.2х3 + 300х1.2х3 = 3240 кг

где 600 = 400 + 200 — нагрузка на перекрытие 1 этажа (200 — возможный вес конструкции перекрытия)

300 = 150 + 150 — нагрузка на перекрытие 2 этажа (чердачное перекрытие)

2.3.2. Нагрузка от перекрытий на внутреннюю стену составит:

Q_{вн.стены} = (600 + 300)1.2х6 = 6480 кг

Снеговая нагрузка для Киева — 160 кг/м². Вес кровли и стропильной системы — около 20 кг/м². При этом распределение снеговой нагрузки и веса стропильной системы будет зависеть от конструктивного решения стропильной системы. В данной статье эти вопросы не рассматриваются, более подробно с принципами расчета стропильных систем можно ознакомиться здесь. При устройстве стропильной системы с подкосами большая часть этой нагузки будет передаваться внутренней стене (если таковая имеется), на которую опирается лежень и подкосы. Однако в нашем случае (см. рис. 345.1.в) в большом помещении такой внутренней стены нет, а стена в правой части здания имеет достаточно широкий дверной проем. В итоге нагрузка на стены, как наружные так и внутренние, в правой и левой частях дома будет разной. Распределение нагрузок на стены мы сделаем на основании следующего примера. Конечно с точки зрения расчетов было бы проще планировать дом с симметричными правой и левой частью, однако с точки зрения бытовых удобств план дома может быть еще более сложным, чем показано на рис. 345.1.

3.1.1. Для всего здания нагрузка от кровли на наружные стены (на рис.345.1.в) показаны более светлым цветом) составит:

Q_{кровли на нар.стены} = (160 + 20)х1.2х4.5х0.25 = 243 кг

где 4.5 — длина горизонтальной проекции стропил, м.

0.25 — коэффициент, учитывающий перераспределение нагрузки при стропильной системе с подкосами.

3.1.2. Для левой части здания нагрузка от кровли на наружную и внутреннюю стены (на рис.345.1.в) показаны более темным цветом) составит:

Q^л_{кровли на стены} = (160 + 20)х1.2х4.5х0.75/2 = 364.5 кг

где 0.75 — коэффициент, учитывающий перераспределение нагрузки при стропильной системе с подкосами

2 — коэффициент, учитывающий распределение нагрузки на 2 стены

3.1.3. Для правой части здания нагрузка от кровли на внутреннюю стену (с большим дверным проемом) составит:

Q^п_{кровли на вн.стену} = (160 + 20)х1.2х4.5х0.75 = 729 кг

Теперь можно приступать к расчету фундаментной плиты, но сначала не мешает ознакомиться с основными положениями, принимаемыми при подобном расчете.

Инженерные онлайн-калькуляторы и инструменты для работы с уравнениями Бесплатно

Для всех калькуляторов требуется браузер с поддержкой JAVA. Дополнительная информация

Примечание:

Многие ссылки сначала открывают веб-страницу уравнений. Найдите ссылку «Калькуляторы», чтобы открыть фактическое приложение калькулятора.
В настоящее время не все веб-страницы открыты для калькулятора, однако соответствующий калькулятор появится в ближайшем будущем.
Если у вас есть предложения по инженерному калькулятору, воспользуйтесь формой обратной связи Engineers Edge -> Отзыв

** СОВЕТ: Для поиска на этой веб-странице выберите «ctrl + F», затем введите ключевое слово во всплывающем окне. **

Меню структурных прогибов и напряжений

Уравнения и калькуляторы нагружения упругих каркасов на прогиб и противодействие для

Формулы реакции и прогиба и калькулятор для плоского нагружения упругих рам

Уравнения и калькуляторы прогиба пластин и напряжений

Калькулятор расчета консольных балок с фиксированными штифтами

Приложения общего назначения и математические калькуляторы

Формулы для круглых колец, момента, кольцевой нагрузки, радиального сдвига и деформации

Круговой кольцевой момент, кольцевая нагрузка и уравнения и калькулятор радиального сдвига # 21 Per.Формулы Роркса для формул напряжений и деформаций для круглых колец Раздел 9, Справочная информация, условия нагружения и нагружения. Формулы моментов, нагрузок и деформаций и некоторых выбранных числовых значений. Кольцо вращается с угловой скоростью ω рад / с вокруг оси, перпендикулярной плоскости кольца. Обратите внимание на требование симметрии поперечного сечения.

Свойства сечения Выбранные формы

Конструктор цилиндрических зубчатых колес и сборок Конструктор прямозубых цилиндрических зубчатых колес и сборок рассчитывает и моделирует отдельные цилиндрические зубчатые колеса и сборку зубчатых колес.Загрузки файлов доступны с премиум-аккаунтом.

Разработка и проектирование систем зубчатых передач и зубчатых передач

Преобразование шага зубчатого колеса Следующие диаграммы преобразуют размерные данные шага зубчатого колеса в следующее: Модуль диаметрального шага Круговой шаг
Уравнение для фактора Льюиса Уравнение для фактора Льюиса получается, если зуб рассматривается как простой кантилевер и контакт зуба происходит на кончике, как показано выше.
Формула проектирования шлицевых соединений Стандарт ISO 5480 применяется к шлицевым соединениям с эвольвентными шлицами на основе контрольных диаметров для соединения ступиц и валов..

Теплообменная техника

Калькуляторы для проектирования электротехнической электроники

IEEE 1584-2018 Уравнения и калькуляторы

Производство

Калькуляторы простых механических рычагов

Конструкция пружины

Уравнения и анализ трения

Гражданское строительство

Расчет напряжения / прочности при установке болта и резьбы

Тензодатчик

Анализ допусков с использованием геометрических размеров допусков GD&T и других принципов

Дизайн управления движением

Конструкция сосуда высокого давления и конструкции цилиндрической формы Расчетные и инженерные уравнения и калькуляторы

Напряжение и прогиб цилиндра усеченного конуса за счет равномерного нагружения на горизонтальной проекционной площади; тангенциальная опора верхнего края.Уравнение и калькулятор. Пер. Формулы Роркса для напряжений и деформаций для мембранных напряжений и деформаций в тонкостенных сосудах высокого давления.

Жидкости

Допуск на изгиб листового металла

Пластиковая защелка

Конверсии, жидкости, крутящий момент, общие

Решения для треугольников / тригонометрии

Финансы и прочее.

Калькуляторы сварочного проектирования и инженерных данных Главное меню

Инженерная физика

Расчет интенсивности нагрузки на фундамент при расчетах

Интенсивность нагрузки на фундамент при расчете по формуле

load_intensity = (Осадка в фундаменте * Коэффициент, зависящий от внутреннего трения) * (1+ (2 * Глубина опоры) / Ширина основания) + ((Осадка в основании * Коэффициент зависит от сцепления) / Ширина основания)
q = (P * C ₁) * (1+ (2 * d) / B) + ((P * C ₂) / B)

Что такое интенсивность нагрузки?

Фундаменты распределяют нагрузки надстройки на большую площадь, так что интенсивность нагрузки на ее основании (т.е. общая нагрузка, деленная на общую площадь) не превышает допустимую несущую способность грунта.

Как рассчитать интенсивность нагрузки на фундамент при расчетах?

Интенсивность нагрузки на фундамент при заданном осадке в калькуляторе используется load_intensity = (Осадка в фундаменте * Коэффициент, зависящий от внутреннего трения) * (1+ (2 * Глубина основания) / Ширина основания) + ((Осадка в основании * Зависит от коэффициента по сцеплению) / Ширина основания) для расчета интенсивности нагрузки. Формула «Интенсивность нагрузки на фундамент при заданной осадке» определяется как нагрузка, приложенная на единицу площади почвы.Интенсивность нагрузки и обозначается символом q .

Как рассчитать интенсивность нагрузки на фундамент при расчете с помощью этого онлайн-калькулятора? Чтобы использовать этот онлайн-калькулятор для расчета интенсивности нагрузки на фундамент при заданной осадке, введите осадку в фундаменте (P) , коэффициент, зависящий от внутреннего трения (C ₁) , глубину опоры (d) , ширину Основание (B) и Коэффициент, зависящий от когезии (C ₂) и нажмите кнопку вычисления.Вот как можно объяснить расчет интенсивности нагрузки на фундамент при заданном расчете с заданными входными значениями -> 0,084127 = (0,005 * 10) * (1+ (2 * 15) / 2) + ((0,005 * 10) / 2) .

Калькулятор нагрузки HVAC — Highseer

Простой в использовании инструмент HVAC для расчета необходимой тепловой мощности (в БТЕ)

Этот инструмент основан на методе квадратных футов с добавлением вычислений для наиболее важных включенных значений, таких как изоляция, окна и другие факторы.

Система предварительно настроена на внутреннюю температуру 72 градуса и наружную температуру 95 градусов.

Выберите свой регион и введите высоту зоны, а также площадь (длина умноженная на ширину). В инструменте предварительно установлены различные коэффициенты с наиболее часто используемыми значениями, но их можно изменить по желанию, нажав кнопку «Дополнительные факторы», чтобы открыть эти дополнительные поля.

Поскольку большинство кондиционеров поставляются с шагом ½ тонны (6000 БТЕ / час), эта система должна быть достаточно близка к фактическим единицам, которые будут использоваться.

Примечание : Этот инструмент предоставляется строго как быстрый метод вычисления общих условий размера и стоимости. Методы квадратного фута считаются практическим правилом для использования в быстрых вычислениях. Точную тепловую нагрузку можно определить с помощью анализа полной тепловой нагрузки.

Заявление об отказе от ответственности

Рекомендуемые нагрузки в БТЕ были определены добросовестно и предназначены только для общих информационных целей. Мы не несем ответственности и не гарантируем полноту, надежность или точность этой информации.В некоторых приложениях может быть несколько других уникальных факторов, которые существенно влияют на эти значения или даже искажают их. Вы всегда должны консультироваться с лицензированным инженером-проектировщиком для получения наиболее точных измерений и значений, которые могут быть действительно получены только после того, как будет проведена тщательная проверка рабочей площадки и определены все связанные факторы.

Разрешить сценарии!

ЕСЛИ ВЫ ВИДИТЕ ЖЕЛТУЮ ПОЛОСКУ ПОД АДРЕСНОЙ БЛОКОЙ, ВЫ ДОЛЖНЫ НАЖАТЬ ЕГО, ЧТОБЫ РАЗРЕШИТЬ СЦЕНАРИИ. Этот сценарий не причинит вреда вашему компьютеру и не регистрирует никакой информации о вас. Для использования этого калькулятора в вашем браузере должен быть включен JavaScript.

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{добавить в коллекцию.description.length}} / 500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$ item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}
{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}
{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$ select.selected.display}}
{{article.content_lang.display}}
{{l10n_strings.АВТОР}}
{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}
{{$ select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}} Расчетные модули
> Фундаменты> Комбинированные опоры
Нужно больше? Задайте нам вопрос
Этот модуль обеспечивает анализ прямоугольного фундамента с двумя приложенными осевыми, моментными и поперечными нагрузками. Также можно указать перекрывающие нагрузки, которые будут применяться к площади поверхности основания (за исключением областей, покрытых двумя опорами).Модуль позволяет вам позиционировать приложение нагрузок на опору по мере необходимости и обеспечивает автоматический расчет допустимого увеличения давления на грунт на основе размеров опоры и / или глубины под поверхностью.
Модуль проверяет давление грунта при рабочей нагрузке, устойчивость при опрокидывании, устойчивость при скольжении, устойчивость при подъеме, изгиб слева и справа каждой опоры, односторонний сдвиг в точке ‘d’ от каждой из опор и пробивной сдвиг по периметру, расположенному ‘d / 2 фута от пьедестала лица.Модуль не оценивает опору на прогиб вокруг оси длины.
Общий
f’c
Прочность бетона на сжатие в течение 28 суток.
fy
Предел текучести арматуры.
Ec
Модуль упругости бетона.
Плотность бетона
Плотность бетона используется для расчета собственного веса опор и фундамента, когда выбраны эти параметры.
Значения Phi
Введите значения уменьшения емкости, которые будут применяться к Vn и Mn.
Включите вес опоры как постоянную нагрузку
Щелкните [Да], чтобы модуль рассчитал вес основания и применил его как нагрузку, направленную вниз. Собственная масса основания будет умножена на коэффициент статической нагрузки в каждой комбинации нагрузок.
Включите вес опоры как собственный груз
Нажмите [Да], чтобы модуль рассчитал вес опор и применил его как нагрузку, направленную вниз.Собственный вес опоры будет умножен на коэффициент статической нагрузки в каждой комбинации нагрузок.
Мин. Соотношение стали — температура / усадка
Введите минимальное соотношение температуры / усадки стали, рассчитанное с использованием толщины фундамента. Это вызовет предупреждающее сообщение, если секция недостаточно усилена.
Минимальный коэффициент безопасности при опрокидывании
Введите минимально допустимое отношение момента сопротивления к моменту опрокидывания.Если фактическое передаточное число меньше указанного минимального передаточного числа, появится сообщение о том, что устойчивость при опрокидывании не удовлетворена.
Минимальный запас прочности при скольжении
Введите минимально допустимое отношение силы сопротивления к силе скольжения. Если фактическое передаточное число меньше указанного минимального передаточного числа, будет выдано сообщение о том, что устойчивость скольжения не удовлетворена.
Допустимые значения для почвы
Допустимая грунтовая опора
Введите допустимое давление на грунт, которому грунт может противостоять.Это сопротивление рабочей нагрузке, которое будет сравниваться с расчетным давлением грунта при рабочей нагрузке (нагрузки не учитываются при расчете прочности).
Увеличить подшипник за счет веса опоры
Щелкните [Да], чтобы модуль рассчитал вес одного квадратного фута (вид сверху) основания и прибавил его к допустимому значению несущей способности почвы. Это позволяет избежать ущерба грунту из-за собственного веса основания и полезно в ситуациях, когда в инженерно-геологическом отчете указаны допустимые значения чистого давления в опоре.
Пассивное сопротивление скольжению грунта
Введите значение пассивного сопротивления грунта сопротивлению скольжению. Это значение будет использоваться для определения компонента сопротивления скольжению, создаваемого пассивным давлением почвы. Затем сопротивление скольжению из-за пассивного давления добавляется к сопротивлению скольжению из-за трения, чтобы определить общее сопротивление скольжению для каждой комбинации нагрузок.
Коэффициент трения грунт / бетон
Введите коэффициент трения между почвой и основанием для использования при расчетах сопротивления скольжению.
Увеличение подшипника почвы
В этом разделе можно указать некоторые размеры, превышение которых автоматически увеличит допустимое давление на грунт.
Глубина основания основания под поверхностью почвы: Расстояние от низа основания до верха почвы. Это значение используется для определения допустимого увеличения давления на грунт и сопротивления пассивному скольжению грунта, но не используется в других расчетах в этом модуле.
Увеличивается в зависимости от глубины основания: Предоставляет метод автоматического увеличения базового допустимого давления на грунт на основе глубины основания ниже некоторой контрольной глубины. Собирает следующие параметры:
Допустимое увеличение давления на фут: Определяет величину, на которую базовое допустимое давление на грунт может быть увеличено для каждого фута глубины ниже некоторой контрольной глубины.
Когда основание опоры ниже: Определяет необходимую глубину, чтобы начать реализацию постепенного увеличения допустимого давления на грунт на основе глубины опоры.
Пример: Предположим следующее: Базовое допустимое давление на грунт = 3 тыс.фунтов. Основание основания находится на уровне 6 футов-0 дюймов ниже поверхности почвы. В геотехническом отчете указывается, что увеличение опорного давления на 0,15 тыс.футов допускается для каждого фута глубины, когда основание находится глубже, чем на 4 фута ниже поверхности почвы. Поскольку вы указали, что опора находится на 6 футов ниже поверхности почвы, модуль автоматически рассчитает скорректированное допустимое давление на грунт, равное 3 тыс.футов + (6 ‘- 4’) * 0,15 тыс.футов = 3.30 тыс. Фунтов
Увеличение на основе размера фундамента в плане: Предоставляет метод автоматического увеличения базового допустимого давления на грунт на основе размеров фундамента, превышающих некоторый справочный размер. Собирает следующие параметры:
Допустимое увеличение давления на фут: Определяет величину, на которую может быть увеличено базовое допустимое давление на грунт для каждого фута шириной или длиной, превышающей некоторый контрольный размер.
Когда максимальная длина или ширина больше, чем: Указывает требуемый размер, чтобы начать реализацию постепенного увеличения допустимого давления на грунт на основе размера основания.
Пример: Предположим следующее: Базовое допустимое давление на грунт = 3 тыс.фунтов. Размеры опоры 12 футов 0 дюймов x 6 футов 0 дюймов. В геотехническом отчете указывается, что увеличение несущего давления грунта на 0,15 тыс.футов допускается для каждого фута, если наибольший размер основания в плане превышает 4 фута.Модуль автоматически рассчитает скорректированное допустимое давление на грунт, равное 3 тыс. Фунтов / футов + (12 футов — 4 футов) * 0,15 тыс. Фунтов / футов = 4,2 тыс. Фунтов / футов.
Примечание. Увеличение в зависимости от глубины опоры и размеров в плане суммируется.
Размер опоры и арматура
Вкладка «Размеры»
Проекция слева, Расстояние между колоннами, Проекция справа: Определите размеры фундамента в направлении длины.
Footing Width: Определите размер в направлении ширины.
Толщина основания: Определите общую толщину основания.
Размеры пьедестала: Если бетонные пьедесталы опираются на основание, их размеры можно указать здесь. Предполагается, что пьедесталы имеют квадратную форму и центрируются по ширине основания.
Примечание. Любые приложенные перекрывающие нагрузки не будут учитываться в области, занимаемой пьедесталами.
Усиливающий язычок
Арматура, параллельная размеру «Длина», может быть определена отдельно для левой и правой проекций фундамента и для области между колоннами. Поля ввода предназначены для отдельного определения верхних и нижних полос.
Примечание. Предполагается, что стержни полностью разрабатываются в тех местах, где они требуются. Ответственность за подтверждение этого предположения лежит на инженере.Программа не учитывает длину развертки арматуры.
Прикладные нагрузки
Вкладка «Приложенные нагрузки» содержит вложенные вкладки для столбца №1 (столбец слева), столбца №2 (столбец справа) и перегрузки. Две вкладки нагрузки колонны предлагают поля ввода для вертикальных нагрузок, момента относительно оси ширины и сдвига в направлении длины. Вкладка Overburden предоставляет поля ввода для равномерного вертикального давления, которое будет применяться ко всей площади поверхности основания, за исключением областей, занятых основаниями.
Сочетания нагрузок
Вкладка «Комбинации нагрузок» используется для определения комбинаций нагрузок, которые будут использоваться в расчете. Вкладка «Комбинации сервисов» управляет комбинациями нагрузок, которые используются для проверки работоспособности подшипников грунта, опрокидывания, скольжения и подъема. Вкладка «Факторизованные комбинации» управляет комбинациями нагрузок, которые используются для проверки прочности на изгиб, односторонний сдвиг и двухсторонний пробивной сдвиг.
Эти вкладки позволяют пользователю выбирать из наборов комбинаций нагрузок, которые поставляются с программой, или выбирать из пользовательских наборов комбинаций нагрузок, которые были созданы и сохранены на машине пользователя. Также можно разблокировать выбранный набор комбинаций нагрузок и внести изменения в факторы непосредственно в этом представлении. Пользователь может контролировать, какие комбинации запускать, а какие игнорировать. Коэффициент увеличения грунта может применяться к сочетанию нагрузок на основе сочетания нагрузок, как это разрешено инженерно-геологическим отчетом.
Наконец, эта вкладка позволяет пользователю указать, должна ли программа рассматривать алгебраический знак указанных коэффициентов нагрузки при ветровых и сейсмических нагрузках как обратимые или нет. Это может быть удобным способом убедиться, что эти нагрузки исследуются как действующие как в положительном, так и в отрицательном направлении, если это предусмотрено конструкцией. Однако обратите внимание, что если этот параметр выбран, изменение алгебраического знака будет применяться ко ВСЕМ ветровым нагрузкам и / или ВСЕМ сейсмическим нагрузкам, включая горизонтальные И вертикальные нагрузки.
Расчеты
Вкладка результатов
На этой вкладке суммируются управляющие значения (наивысший коэффициент использования) для каждого проектного соображения из всех комбинаций нагрузок, которые были запущены. Для комбинации управляющих нагрузок он представляет Приложенную нагрузку, Допустимую или доступную сопротивляющуюся нагрузку, отношение приложенной нагрузки к нагрузке и управляющую комбинацию нагрузок, которая обеспечивает это регулирующее отношение.
Вкладка «Давление на грунт»
Для каждой комбинации служебных нагрузок на этой вкладке представлена общая вертикальная нагрузка, результирующий эксцентриситет, давление грунта на левом и правом концах основания, допустимое давление грунта и отношение фактического давления грунта к допустимому.
Вкладка устойчивости при опрокидывании и скольжении
Для каждой комбинации служебной нагрузки на этой вкладке представлены опрокидывающий момент, момент сопротивления и отношение момента сопротивления к моменту опрокидывания у левого и правого краев основания.Он также сообщает о силе скольжения, силе сопротивления и отношении силы сопротивления к силе скольжения.
Обратите внимание, что программа настроена на индивидуальный поиск опрокидывающих сил и сил сопротивления. Например, возьмем ситуацию, когда основание подвергается равным и противоположным сдвигам на заданной высоте. Здравый смысл подсказывает, что эти силы нейтрализуют друг друга, и опора не испытывает никакого опрокидывающего момента от них. Но программа рассматривает одну из двух равных и противоположных сил как опрокидывающую силу, а другую — как силу сопротивления.Таким образом, для этих двух сил сообщается чистый опрокидывающий момент, но момент сопротивления ТАКЖЕ учитывает влияние противоположной нагрузки, поэтому учет, используемый для определения коэффициента опрокидывания, является правильным.
Упор для изгиба опоры
На этой вкладке представлены результаты расчета изгиба для сочетания нагрузок на основе сочетания нагрузок с небольшими приращениями по длине основания.
Упор для опоры на ножки
На этой вкладке представлены результаты расчета одностороннего и двустороннего сдвига для сочетания нагрузок на основе сочетания нагрузок.
Вкладка «Эскиз»
На этой вкладке представлены вид в плане и продольный разрез фундамента с обозначениями арматурных стержней и общими размерами.
Полезная площадь | Несущая способность фундамента | GEO5
Эффективная площадь
class = «h2″>
При решении проблемы с внецентренно нагруженными фундаментами программа предлагает два варианта работы с эффективными размерами площади фундамента:
Предполагается прямоугольная форма полезной площади
Предполагается общая форма полезной площади
Прямоугольная форма
В таких случаях используется упрощенное решение.В случае осевого эксцентриситета (изгибающий момент действует только в одной плоскости) анализ предполагает равномерное распределение контактного напряжения σ , приложенного только по части фундамента l ₁, что в два раза меньше эксцентриситета e по сравнению с общая длина l.
Определение полезной площади при осевом эксцентриситете
Предполагается, что эффективная площадь (b _* l ₁) предназначена для расчета контактного напряжения, так что мы имеем:
В случае общей эксцентрической нагрузки (фундамент нагружается вертикальной силой V и изгибом моменты M ₁ и M ₂ нагрузка заменяется одной силой с заданными эксцентриситетами:
Размер зоны воздействия следует из условия, что сила V должна действовать эксцентрично:
Общая форма контактного напряжения
В случае эксцентрической нагрузки полезная площадь определяется из предположения, что результирующая сила V должна действовать в центре тяжести сжимаемой области.Теоретически правильное решение представлено на рис.
Определение контактного напряжения для общего эксцентриситета — общая форма
Из-за значительной сложности определения точного положения нейтральной оси, которое, в свою очередь, имеет решающее значение при вычислении эффективной площади, программа следует решению, предложенному Хайтером и Андерсом ¹⁾, где эффективные площади выводятся с помощью помощь графиков.
¹⁾ Highter, W.H. — Андерс, Дж. К. Определение размеров опор, подверженных эксцентрическим нагрузкам, Журнал геотехнической инженерии.ASCE, Vol. 111, № GT5, стр 659 — 665.
Проектирование мостов — Урок — TeachEngineering
(1 Рейтинг)
Быстрый просмотр
Уровень оценки: 8 (6-8)
Требуемое время: 15 минут
Зависимость урока: Нет
Тематические области: Физические науки
Поделиться:
Резюме
Студенты узнают о типах возможных нагрузок, о том, как рассчитать предельные сочетания нагрузок, и исследуют различные размеры балок (балок) и колонн (опор) простой конструкции моста.Они изучают шаги, которые инженеры используют для проектирования мостов, самостоятельно выполняя сопутствующие действия по созданию прототипа своей собственной конструкции. Студенты начнут понимать проблему и узнают, как определять потенциальные нагрузки моста, вычислять максимально возможную нагрузку и рассчитывать количество материала, необходимого для сопротивления нагрузкам. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).
Инженерное соединение
Инженеры, проектирующие конструкции, должны полностью понимать проблему, которую необходимо решить, которая включает в себя сложность объекта и потребности клиентов.Для обеспечения безопасности и долговечности инженеры рассматривают различные типы нагрузок, способы их применения и места. Инженеры часто стремятся создать максимально прочную и легкую конструкцию с наивысшим соотношением прочности и веса.
Цели обучения
После этого урока учащиеся должны уметь:
Перечислите несколько примеров нагрузок, которые могут повлиять на мост.
Объясните, почему при проектировании мостов важно знать о различных нагрузках или силах.
Опишите процесс, который инженер использует для проектирования моста, включая определение нагрузок, расчет максимальной нагрузки и расчет количества материала, способного выдержать нагрузки.
Образовательные стандарты
Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).
Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов Achievement Standards Network (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).
В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .
NGSS: научные стандарты нового поколения — наука
Общие основные государственные стандарты — математика
Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология
ГОСТ Предложите выравнивание, не указанное выше
Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?
Рабочие листы и приложения
Посетите [www.teachengineering.org/lessons/view/cub_brid_lesson02], чтобы распечатать или загрузить.
Больше подобной учебной программы
Предварительные знания
Учащиеся должны быть знакомы с типами мостов, представленными в первом уроке модуля «Мосты», включая площадь, а также сжимающие и растягивающие силы.
Введение / Мотивация
Мы знаем, что мосты играют важную роль в нашей повседневной жизни.Мы знаем, что они являются важными компонентами городов и дорог между группами людей. Некоторые мосты просты и понятны; другие удивительно сложны. Какие мосты, которые вы знаете, можно назвать простыми? (Возможные ответы: переход через ручей, мосты через ручьи.) Какие мосты, которые вы знаете, можно считать более сложными? (Возможные ответы: мост Золотые Ворота, другие большие мосты, мосты, которые обеспечивают движение как автомагистралей, так и поездов.) Что делает одни мосты простыми, а другие сложными? (Возможные ответы: их размер, различное назначение, условия окружающей среды, факторы окружающей среды, требования к содержанию материалов и т. Д.)
Одним из удивительных примеров того, как мосты соединяют людей с другими группами населения и местами как по социальным, так и по коммерческим причинам, является мост Sky Gate, соединяющий людей с международным аэропортом Кансай в Японии, расположенным в заливе Осака.
Все началось, когда близлежащие аэропорты Осаки и Токио были не в состоянии удовлетворить спрос и не могли быть расширены. Чтобы решить эту проблему, жители Японии взялись за один из самых сложных инженерных проектов, которые когда-либо видел мир. Поскольку у них не было земли для нового аэропорта, они решили создать международный аэропорт Кансай, построив целый остров! На этом новом искусственном острове они построили терминал аэропорта и взлетно-посадочные полосы.Затем им понадобился мост для доступа к нему. Мост Sky Gate, простирающийся на 3,7 км от материка в Осаке до аэропорта в океанской бухте, является одним из самых длинных мостов с фермой в мире и имеет верхнюю палубу для автомобильного транспорта и нижнюю внутреннюю палубу для железнодорожных линий.
Спутниковый снимок моста Небесные ворота в аэропорт Кансай в заливе Осака, Япония. Авторское право
Copyright © 2003 Earth Observatory, NASA http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3?img_id=16451.
Считающийся чудом современной инженерной мысли, аэропорт и мост открылись в 1994 году.Четыре месяца спустя он пережил землетрясение магнитудой 6,7 с незначительными повреждениями. Поскольку территория аэропорта построена на плотной почве, она опускается на 2-4 см в год — еще одно условие, которое инженеры должны учитывать при постоянной безопасности и техническом обслуживании аэропорта и моста.
Построить мост размером с Мост Небесных Врат непросто. Вы когда-нибудь задумывались, как инженеры на самом деле проектируют мост целиком? Мосты часто проектируются по частям. Каждая опора (колонны) и балка (балки) должны соответствовать определенным критериям успешности всего моста.Инженеры-конструкторы проходят несколько этапов, прежде чем даже придумают идеи для своих окончательных проектов.
Прежде всего, инженеры должны полностью разобраться в проблеме. Для этого задают много вопросов. Какие вопросы могут задать инженеры? (Возможные ответы: насколько прочной вам понадобится мост? Какие материалы вы бы использовали? Как бы вы закрепили фундамент пирса? Какие природные явления может выдержать ваш мост?)
Затем инженеры должны определить, какие типы нагрузок или сил они ожидают от моста.Грузы могут включать в себя движение поездов, грузовиков, велосипедов, людей и автомобилей. Другие нагрузки могут быть из окружающей среды. Например, мосты во Флориде должны выдерживать ураганы. Итак, инженеры учитывают такие нагрузки, как ветер, ураганы, торнадо, снег, землетрясения, стремительный поток речной воды, а иногда и стоячую воду. Можете ли вы подумать о каких-либо других нагрузках, которые могут воздействовать на мост любого типа?
Следующий шаг — определить, могут ли эти нагрузки возникать одновременно, и какая комбинация нагрузок обеспечивает максимально возможное усилие (напряжение) на мосту.Например, поезд, пересекающий мост, и землетрясение в районе моста могут произойти одновременно. Однако многие транспортные средства, пересекающие мост, и торнадо, проходящие рядом с мостом, вероятно, не произойдут одновременно.
После расчета наибольшей ожидаемой силы из всех возможных комбинаций нагрузок инженеры используют математические уравнения для расчета количества материала, необходимого для сопротивления нагрузкам в этой конструкции. (Для простоты мы не будем рассматривать, как эти силы действуют на мост; достаточно просто знать, что они действительно действуют на мост.)
После рассмотрения всех этих расчетов инженеры проводят мозговой штурм по различным конструктивным идеям, которые учитывали бы ожидаемые нагрузки и количество необходимого материала. Они разбили свою конструкцию на более мелкие части и работают над критериями проектирования для всех компонентов моста.
Предпосылки и концепции урока для учителей
Для проектирования безопасных мостовых конструкций процесс инженерного проектирования включает следующие этапы: 1) полное понимание проблемы, 2) определение потенциальных нагрузок моста, 3) объединение этих нагрузок для определения максимальной потенциальной нагрузки и 4) математические вычисления. отношения, чтобы определить, сколько конкретного материала необходимо, чтобы выдержать максимальную нагрузку.
Понимание проблемы
Один из самых важных шагов в процессе проектирования — понять проблему. В противном случае тяжелая работа над дизайном может оказаться пустой тратой. Например, при проектировании моста, если группа инженеров-проектировщиков не понимает назначения моста, их конструкция может быть совершенно неуместной для решения проблемы. Если им велят спроектировать мост через реку, не зная больше, они могут спроектировать мост для поезда.Но если мост должен был быть предназначен только для пешеходов и велосипедистов, он, вероятно, был бы сильно спроектирован и излишне дорогим (или наоборот). Итак, чтобы проект был подходящим, эффективным и экономичным, команда разработчиков должна сначала полностью понять проблему, прежде чем предпринимать какие-либо действия.
Определение нагрузки
Определение потенциальных нагрузок или сил, которые, как ожидается, будут действовать на мост, зависит от его местоположения и назначения. Инженеры рассматривают три основных типа нагрузок: постоянные нагрузки, временные нагрузки и нагрузки окружающей среды:
Собственные нагрузки включают в себя вес самого моста, а также любой другой постоянный объект, прикрепленный к мосту, например кабины для взимания платы за проезд, дорожные знаки, ограждения, ворота или бетонное дорожное покрытие.
Живые нагрузки — это временные нагрузки, действующие на мост, такие как автомобили, грузовики, поезда или пешеходы.
Экологические нагрузки — это временные нагрузки, которые действуют на мост и вызваны погодными или другими факторами окружающей среды, такими как ветер от ураганов, торнадо или сильных порывов ветра; снег; и землетрясения. Сбор дождевой воды также может быть важным фактором, если не предусмотрен надлежащий дренаж.
Значения этих нагрузок зависят от использования и расположения моста.Примеры: Колонны и балки многоуровневого моста, предназначенного для поездов, транспортных средств и пешеходов, должны выдерживать комбинированную нагрузку, которую используют все три моста одновременно. Ожидаемая снеговая нагрузка на мост в Колорадо будет намного выше, чем в Джорджии. Мост в Южной Каролине должен быть спроектирован так, чтобы выдерживать землетрясения и ураганные ветровые нагрузки, а тот же мост в Небраске должен быть рассчитан на ветровые нагрузки торнадо.
Сочетания нагрузок
При проектировании моста важным этапом является сочетание нагрузок для конкретного моста.Инженеры используют несколько методов для выполнения этой задачи. Двумя наиболее популярными методами являются методы UBC и ASCE.
Единый строительный кодекс (UBC), стандарт строительных норм, принятый во многих штатах, определяет пять различных комбинаций нагрузок. В этом методе комбинация нагрузок, которая дает наибольшую нагрузку или наиболее критический эффект, используется для планирования проектирования. Пять комбинаций нагрузок UBC:
Статическая нагрузка + динамическая нагрузка + снеговая нагрузка
Постоянная нагрузка + динамическая нагрузка + ветровая нагрузка (или землетрясение)
Постоянная нагрузка + Живая нагрузка + Ветровая нагрузка + (Снеговая нагрузка ÷ 2)
Постоянная нагрузка + Живая нагрузка + Снеговая нагрузка + (Ветровая нагрузка ÷ 2)
Собственная нагрузка + динамическая нагрузка + снеговая нагрузка + землетрясение
Американское общество инженеров-строителей (ASCE) определяет шесть различных комбинаций нагрузок.Как и в случае с методом UBC, комбинация нагрузок, которая дает наибольшую нагрузку или наиболее критический эффект, используется для планирования проектирования. Однако расчет нагрузки для ASCE более сложен, чем для UBC. Для целей этого урока и связанного с ним упражнения Load It Up !, мы будем использовать пять комбинаций нагрузок UBC.
Определение размера элемента
Рис. 1. Сила, действующая на колонну. Авторское право
Copyright © 2007 ITL Program, Колледж инженерии, Университет Колорадо в Боулдере
После того, как инженер определяет самую высокую или наиболее критическую комбинацию нагрузок, он определяет размер стержней.Элемент моста — это любая отдельная основная часть конструкции моста, например колонны (опоры) или балки (балки). Размеры колонны и балки рассчитываются независимо.
Чтобы определить размер колонны, инженеры выполняют расчеты с использованием прочности материалов, которые были предварительно определены в ходе испытаний. На рисунке 1 показана нагрузка, действующая на колонну. Эта сила представляет собой наивысшую или наиболее критическую комбинацию нагрузок сверху. Эта нагрузка действует на площадь поперечного сечения колонны.
Напряжение от этой нагрузки составляет σ = Сила ÷ Площадь. На Рисунке 1 площадь неизвестна, следовательно, неизвестно напряжение. Следовательно, использование прочности материала на растяжение и сжатие используется для определения размера элемента, и уравнение принимает вид Сила = Fy x Площадь, где сила является самой высокой или наиболее критической комбинацией нагрузок. Fy может быть пределом прочности материала на разрыв или сжатием. Для обычной строительной стали это значение обычно составляет 50 000 фунтов / дюйм ². Для бетона это значение обычно находится в диапазоне от 3500 фунтов / дюйм ² до 5000 фунтов / дюйм ² для сжатия.Обычно инженеры предполагают, что предел прочности бетона на разрыв равен нулю. Следовательно, решение для площади: Area = Force ÷ Fy. Важно соблюдать единообразие единиц измерения: сила измеряется в фунтах (фунтах), а Fy — в фунтах на квадратный дюйм (фунт / дюйм ²). Площадь легко вычисляется и измеряется в квадратных дюймах (в ²).
Рис. 2. Сила, действующая на балку. Авторское право
Copyright © 2007 ITL Program, Колледж инженерии, Университет Колорадо в Боулдере
Чтобы определить размер балки, инженеры выполняют дополнительные вычисления.На рисунке 2 изображена балка, на которую действует нагрузка. Эта нагрузка представляет собой наиболее высокую или наиболее критическую комбинацию нагрузок, действующих на верхнюю часть балки в середине пролета. Сжимающие силы обычно действуют на верхнюю часть балки, а растягивающие силы действуют на нижнюю часть балки из-за этой конкретной нагрузки. В этом примере уравнение для вычисления площади становится немного сложнее, чем для размера столбца. С единственной нагрузкой, действующей в середине пролета балки, уравнение: Сила x Длина ÷ 4 = F _y x Z _x.Как и раньше, сила равна фунтам (фунтам) комбинации максимальной или наиболее критической нагрузки. Длина — это обычно известная общая длина балки. Обычно единицы длины выражаются в футах (футах) и часто конвертируются в дюймы. F _y — это предел прочности на разрыв или сжатие материала, как описано выше. Z _x — коэффициент, который включает размеры площади поперечного сечения элемента. Следовательно, Z _x = (Сила x Длина) ÷ (F _y x 4), где Z _x имеет единицы измерения в кубических дюймах (в ³).
Рис. 3. Пример поперечного сечения балки: (слева направо) сплошной прямоугольник, I-образная форма и полый прямоугольник. Copyright
Copyright © 2007 Дениз В. Карлсон, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере
Для каждой формы балки предусмотрены собственные расчеты площади поперечного сечения. Большинство балок в железобетонных зданиях на самом деле имеют прямоугольное поперечное сечение, но лучшая конструкция поперечного сечения — это двутавровая балка для одного направления изгиба (вверх и вниз).Для двух направлений движения хорошо работает коробка или полая прямоугольная балка (см. Рисунок 3).
Сопутствующие мероприятия
Закрытие урока
Найдите минутку и подумайте обо всех мостах, которые вы знаете вокруг своего дома и сообщества. Возможно, вы видите их на проезжей части, велосипедных дорожках или пешеходных дорожках. Подумайте о тех, у которых есть опоры (колонны) и балки (балки).На что они похожи? Вы можете вспомнить размеры опор и балок? (Тема для обсуждения: учащиеся могут вспомнить, что они заметили, что опоры и балки пешеходных и велосипедных мостов намного меньше, чем опоры для движения по шоссе или железной дороге.)
Какие есть примеры типов нагрузки? (Возможные ответы: автомобили, люди, снег, дождь, ветер, вес моста, его перил и знаков и т. Д.) Почему нагрузки влияют на то, как инженер спроектировал мост? (Ответ: инженеры должны выяснить все нагрузки, которые могут повлиять на мосты, прежде чем они начнут их проектировать.) Если бы вы были инженером, как бы вы спроектировали мост, чтобы убедиться, что он безопасен? (Вопросы для обсуждения: во-первых, полностью понять проблему, которую необходимо решить с мостом, его требования и назначение. Затем выясните все возможные типы нагрузок [сил], которые мост может выдержать. Затем рассчитайте максимально возможную нагрузку на мост. возможно, придется выдержать за один раз. Затем определите количество необходимого строительного материала, способного выдержать эту прогнозируемую нагрузку.)
Словарь / Определения
мозговой штурм: метод совместного решения проблем, при котором все члены группы быстро и спонтанно вносят множество идей.
прочность на сжатие: величина сжимающего напряжения, которому материал может противостоять перед разрушением.
площадь поперечного сечения: «срез» или вид сверху формы (например, балки или опоры).
дизайн: (глагол) Планировать в систематической, часто графической форме. Создавать для определенной цели или эффекта. Создайте мост. (существительное) Хорошо продуманный план.
инженер: человек, который применяет свое понимание науки и математики для создания вещей на благо человечества и нашего мира.
инженерия: применение научных и математических принципов в практических целях, таких как проектирование, производство и эксплуатация эффективных и экономичных конструкций, машин, процессов и систем.
инженерное проектирование: процесс разработки системы, компонента или процесса для удовлетворения желаемых потребностей. (Источник: Accreditation Board for Engineering and Technology, Inc.)
сила: толкание или тяга к объекту, например сжатие или растяжение.
ферма: «Балка» моста; обычно горизонтальный член.
нагрузка: любая из сил, которым рассчитана противодействие конструкции, включая любую неподвижную и неизменную силу (статическая нагрузка), любую нагрузку от ветра или землетрясения (нагрузка окружающей среды) и любую другую движущуюся или временную силу (временная нагрузка).
элемент: отдельный уголок, балка, пластина или сборная деталь, предназначенные для того, чтобы стать неотъемлемой частью собранной рамы или конструкции.
причал: «Колонна» моста; обычно вертикальный член.
предел прочности при растяжении: величина растягивающего напряжения, которому материал может противостоять перед разрушением.
Оценка
Оценка перед уроком
Рисование пар : Разделите класс на команды по три ученика в каждой. Попросите каждую команду инженеров нарисовать мост, чтобы переправить поезд через реку шириной 100 метров.Попросите их описать тип моста и то, где на него действуют сжимающие и растягивающие силы.
Оценка после введения
Завершите проект / презентацию : Попросите студенческие команды вернуться к проектированию мостов после предварительной оценки и подумать о потенциальных нагрузках на их мост, учитывая только что обсужденные этапы процесса инженерного проектирования. Попросите их нарисовать нагрузки и направление, в котором они будут действовать на мосту. Какая, по их мнению, будет самая высокая комбинация нагрузок (сколько из этих нагрузок может произойти одновременно)? Затем попросите одну или две инженерные команды добровольно представить классу детали конструкции моста.
Итоги урока Оценка
copyright
Copyright © 2004 Microsoft Corporation, One Microsoft Way, Redmond, WA 98052-6399 USA. Все права защищены.
Human Bridge : Предложите учащимся использовать себя в качестве необработанного строительного материала для создания моста, охватывающего класс и достаточно прочного, чтобы по нему могла пройти кошка. Поощряйте их проявлять творческий подход и проектировать так, как они хотят, с требованием, чтобы каждый человек находился в непосредственном контакте с другим учеником.В скольких местах вы можете определить напряжение и сжатие? Как бы вы изменили конструкцию, если бы человеческий мост был достаточно прочным, чтобы по нему мог пройти ребенок? Какие еще нагрузки могут действовать на ваш мост?
Заключительное обсуждение : Завершите урок и оцените понимание учащимися целей обучения, проведя обсуждение в классе, используя вопросы, приведенные в разделе «Завершение урока».
Домашнее задание
Рабочий лист по математике : Назначьте учащимся прилагаемый рабочий лист комбинаций нагрузок в качестве домашнего задания.После использования пяти комбинаций нагрузок UBC для расчета максимальной или наиболее критической нагрузки на первой странице они используют эту информацию для решения трех проблем на последующих страницах, определяя требуемый размер элементов моста заданных форм и материалов. Три проблемных вопроса становятся все сложнее: младшие школьники должны ответить только на задачу 1; старшеклассникам следует выполнить задачи 1 и 2; Студентам-математикам следует выполнить все три задачи.
Мероприятия по продлению урока
Попросите учащихся построить и проверить несущую способность мостов из бальзового дерева.Для начала загляните на сайт Питера Л. Фогеля о конкурсе на строительство моста через Бальсовый мост: http://www.balsabridge.com/
Аварии случаются! Поручите студентам исследовать и сообщить о том, что пошло не так, когда стальная балка с виадука на шоссе упала на движущееся транспортное средство. Прочтите отчет о дорожно-транспортных происшествиях на шоссе Национального совета по безопасности на транспорте за май 2004 г. с фотографиями. См. Реферат NTSB HAB-06/01, Столкновение пассажирского транспортного средства с упавшей балкой подвесного моста по адресу: http://www.ntsb.gov/news/events/2006/golden_co/presentations.html
Предложите классу принять участие в ежегодном конкурсе дизайна моста Вест-Пойнт. Получите доступ к превосходному и бесплатному загружаемому программному обеспечению для проектирования мостов и другим образовательным ресурсам на веб-сайте Военной академии США в Вест-Пойнте: bridgecontest.usma.edu/
Дополнительная поддержка мультимедиа
Используйте онлайн-программное обеспечение Bridge Designer (загрузка не требуется!), Предоставленное Virtual Laboratories, Школа инженерии Уайтинга, Университет Джона Хопкинса: http: // engineering.jhu.edu/ei/bridge-designer/
использованная литература
Комитет 318 ACI
, Требования строительных норм для конструкционного бетона (ACI 318-02) и комментарий (ACI 318R-02): Стандарт ACI . Фармингтон-Хиллз, Мичиган: Американский институт бетона, 2002 г.
Комитет AISC по руководствам и учебникам, Руководство по стальным конструкциям: расчет факторов нагрузки и сопротивления . Третье издание.Американский институт стальных конструкций, 2001 г.
Hibbeler, R.C. Механика материалов . Третье издание. Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Prentice Hall, 1997.
Аэропорт Кансай. Отдел новостей обсерватории Земли, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства.
Единый строительный кодекс. Международная конференция строителей: Уиттиер, Калифорния, 1991 г.
авторское право
© 2007 Регенты Университета Колорадо
Авторы
Джонатан С.Гуд; Джо Фридрихсен; Натали Мах; Кристофер Валенти; Денали Лендер; Дениз В. Карлсон; Малинда Шефер Зарске
Программа поддержки
Комплексная программа преподавания и обучения и лаборатория, Университет Колорадо в Боулдере
Благодарности
Содержание этой учебной программы по цифровой библиотеке было разработано за счет грантов Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.