Последнее обновление 16.01.2025
Сбор нагрузок на фундамент. Как рассчитать, примеры
Статья рассказывает, как выполнить сбор нагрузок на фундамент, а также содержит примеры, как рассчитать нагрузки от каркасно-щитового дома с мансардой с размерами в плане 6х9 м.
Содержание
Классификация воздействий на фундамент
Нагрузки на основание бывают постоянные Pd и временные (длительные Pl,
кратковременные Pt, особые Ps).
Постоянные Pd – вес частей сооружений, в том числе несущих и ограждающих
строительных конструкций.
Длительные Pl – вес временных перегородок, подливок и подбетонок под
оборудование, вес стационарного оборудования, заполняющих его жидкостей, твердых тел и др.
Кратковременные Pt – воздействия от людей, животных, оборудования на
перекрытия, от подвижного подъемно-транспортного оборудования,
от транспортных средств и климатические (снеговая, ветровая и т.д.).
Особые Ps – сейсмическое, взрывное воздействие, воздействие от
столкновения транспортных средств с частями сооружения, воздействия, обусловленные пожаром или
деформациями основания, сопровождающимися коренным изменением структуры грунта.
Чтобы правильно рассчитать воздействие на фундамент, необходимо выполнить сбор всех
нагрузок. В примерах, приведенных в этой статье, учтены те виды воздействия, которые
принципиальны при расчете фундамента из винтовых свай для объектов ИЖС.
Постоянные нагрузки. Как рассчитать
вес частей сооружения?
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.
| Удельный вес стены, 1 м2 | |
| 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 перекрытий, 1 м2 | |
| 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 кровли, 1 м2 | |
| Кровля из листовой стали | 20-30 кг/м2 |
| Рубероидное покрытие | 30-50 кг/м2 |
| Кровля из шифера | 40-50 кг/м2 |
| Кровля из гончарной черепицы | 60-80 кг/м2 |
Таблица 1 — Справочные данные с усредненными значениями
удельного веса конструкций дома: стен, перекрытий, кровли.
Согласно п. 4.2. СП 20.13330 «Нагрузки и воздействия» расчетное значение нагрузки
определяется как произведение ее нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке
(γf) для веса
строительных конструкций, соответствующий рассматриваемому предельному состоянию:
| Конструкции сооружений и вид грунтов | Коэффициент надежности, γf |
| Конструкции | |
| Металлические | 1,05 |
| Бетонные (со средней плотностью свыше 1 600 кг/м), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные | 1,05 |
| 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 | 1,2 |
| на строительной площадке | 1,3 |
| Грунты: | |
| в природном залегании | 1,1 |
| на строительной площадке | 1,15 |
Таблица 2 — Таб. 8.2. СП 20.13330
Выполним необходимые 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 × h × удельный вес материала стен.
47 м × 4,5 м × 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 ×
удельный вес 1 м2.
92 м2 × 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 м2 × 0,1 т/м2 × 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
Таким образом, нагрузка от самого здания составит 32,2 т. Этот вес принят условно, без
вычета дверных и оконных проемов.
Кратковременные нагрузки
На перекрытия
Так как при проектировании и строительстве невозможно точно определить значение показателя
воздействия на перекрытия, к весу конструкции перекрытия добавляют нормативное значение
равномерно
распределенной нагрузки – Рt (таблица 8.3 СП 20.13330), действующей на 1
м2.
Пример:
Для жилых зданий она равна 1,5 кПа (150 кг/м2). При расчете получаем:
Sперекрытия ×
150 кг/м2 × количество перекрытий. Нагрузки от людей (животных,
мебели, оборудования) на перекрытия:
54 м2 × 150 кг/м2 × 2 = 16 200 кг = 16,2 т
Снеговая
Чтобы рассчитать климатические нагрузки на фундамент, нужно учесть снеговой район (вес
снегового покрова на 1 м2) и конструктив покрытия
здания (чем больше его уклон, тем меньше воздействие). Это требование раздела 10 СП
20.13330.
Карта снеговых районов Российской Федерации
200 кгс/м2
вес снегового покрова для центральной части Российской Федерации
250 кгс/м2
вес снегового покрова для значительной части Поволжья
350 кгс/м2
вес снегового покрова для отдельных районов Сибири
Пример:
Sкрыши × расчетный вес снегового покрова × коэффициент уклона
покрытия (принимаем равным 0,7 – для наиболее типовых покрытий с уклоном от 30°
до 45°) × коэффициент надежности по нагрузке (принимаем равным 1,4). Для
Центральной России, районов Поволжья и Сибири получаем соответственно:
92 м2 × 0,2 т/м2 × 0,7 × 1,4 = 18,0 т
92 м2 × 0,25 т/м2 × 0,7 × 1,4 = 22,5
т
92 м2 × 0,35 т/м2 × 0,7 × 1,4 = 31,6
т
Ветровая
Рассчитанная ветровая нагрузка может иметь отрицательное значение, это будет означать, что
вес надземной конструкции сократился. Поэтому иногда этим показателем пренебрегают.
Но если расчет выполняется для легкого сооружения, которое
характеризуется большой
парусностью, тот же показатель будет иметь принципиальное значение, так как из-за этого
может возрасти выдергивающее и горизонтальное воздействие на сваи.
В нашем примере расчетом ветровой нагрузки можно пренебречь.
Сбор нагрузок на фундамент
Чтобы посчитать нагрузки от здания в целом необходимо суммировать все полученные данные. При
этом вычисляется максимальная и минимальная нагрузка на фундамент, которая будет больше для
тех его
сторон, на которые опираются кровля и перекрытие и меньше для тех, на которые
опираются только перегородки.
Пример:
Суммарное воздействие на фундамент каркасно-щитового дома с мансардой с размерами в
плане 6х9 м:
32,2 т + 16,2 т + 22,5 т = 70,9 т
Расчет нагрузки на отдельную сваю выполняется путем определения грузовой площади на сваю или
путем определения погонной нагрузки на фундаменте.
Чтобы посчитать нагрузки от здания в целом необходимо суммировать все полученные данные. При
этом вычисляется максимальная и минимальная нагрузка на фундамент, которая будет больше для
тех его
сторон, на которые опираются кровля и перекрытие и меньше для тех, на которые
опираются только перегородки.
Пример:
Суммарное воздействие на фундамент каркасно-щитового дома с мансардой с размерами в
плане 6х9 м:
32,2 т + 16,2 т + 22,5 т = 70,9 т
Расчет нагрузки на отдельную сваю выполняется путем определения грузовой площади на сваю или
путем определения погонной нагрузки на фундаменте.
Автор статьи:
Хабиров Ришат Мавлитянович
