Сбор нагрузок на фундамент

Представьте себе ситуацию, которая иногда встречается в наше время. Приходит человек в строительную компанию и говорит: "Я хочу заказать у вас строительство кирпичного двухэтажного дома с гаражом. Только у меня одно условие. Так как я располагаю небольшим бюджетом, не могли бы вы построить дом без фундамента, его все равно ведь не видно?" Как вы думаете, что ему могут ответить? С вероятностью в 99% ответ будет звучать так: "Извините, но это не возможно, ведь фундамент - это основа любого дома, без которой он просто развалится".

Действительно, фундаменты являются главными конструкциями практически для любого сооружения. И поэтому к ним должны предъявляться особые требования. В частности их подбор нужно производить исключительно по расчету, в котором учитывается будущий вес конструкций, опирающиеся на фундамент. Другими словами, необходимо произвести сбор нагрузок на фундамент.

Данная процедура выполняется согласно СНиП 2.01.07-85* (СП 20.13330.2011) "Актуализированная редакция" [1].

Общая нагрузка на фундамент складывается из следующих нагрузок:

1. Крыша и кровля.

Сюда входят вес конструкций крыши (стропила, обрешетка, железобетонная плита покрытия и т.д.), вес кровельного "пирога" (утеплитель, профнастил, металлочерепица, ондулин и т.д.), а также снеговая и ветровая нагрузки.

О том, как собирается нагрузка на кровлю, вы также можете найти на данном сайте.

Иногда к этим нагрузкам добавляется временная - вес человека в процессе обслуживания кровли, равная 100 кг/м².

2. Межэтажные перекрытия.

Данный раздел включает вес несущих элементов перекрытия (железобетонные плиты перекрытия, деревянные и металлические балки), вес элементов покрытия пола и отделки (доски, ламинат, линолеум, штукатурка потолка и т.д). Кроме этого, здесь необходимо учитывать временные нагрузки от перегородок, людей, мебели и т.д.

О том, как это делается, вы можете узнать из специальной статьи, где рассмотрены примеры сбора нагрузок на перекрытие.

3. Покрытие.

В том случае, если, например, ваш дом имеет холодный чердак, т.е. комнат для проживания там не предусматривается и утеплитель располагается не в крыше, а над последним этажом, то это нужно учесть в отдельной категории.

Обычно здесь учитывается вес несущих элементов перекрытия и теплоизоляционного материала (минплита, пенополистирол, керамзит и т.д.). Редко к ним прибавляется цементно-песчаная стяжка.

Временная нагрузка для чердачного помещения - 70 кг/м².

4. Подвальное перекрытие.

Если пол первого этажа опирается на стены, то его необходимо учитывать при сборе нагрузок на фундамент. В том случае, если пол устроен по грунту, то он передает нагрузку непосредственно на грунт, а не на фундамент. И, следовательно, его учитывать не нужно.

Данная нагрузка получается суммированием следующих масс: конструкции перекрытия (ж/б плита, балки и т.д.), "пирог" пола (ламинат, паркет, Ц/П стяжка, гидроизоляционные и теплоизоляционные материалы), временные нагрузки (перегородки, люди, мебель и т.д.).

Примечание: для того, чтобы перенести перечисленные выше нагрузки на фундамент необходимо знать грузовую площадь. Грузовая площадь - это нагрузка, которая воспринимается несущими конструкциями. Например, для здания с двумя несущими стенами, расположенными на расстоянии 5 метров друг от друга и, на которые опирается перекрытие, грузовая площадь для каждой стены будет равна 2,5м · 1м = 2,5м². Потом эта цифра умножается на нагрузку, выраженную в кг/м² для того, чтобы получить кг или, другими словами, получить тот вес, который должен восприниматься фундаментом. Если же вы хотите получить равномерно распределенную нагрузку (кг/м), то просто разделите эту величину на 1м.

В том же случае, если у вас 4 несущих стены при тех же условиях, то грузовая площадь на стены собирается следующим образом.

Ну, а если дом снабжен внутренними несущими стенами, то необходимо сложить 2 грузовых площади с каждого полупролета. Но об этом в примере ниже.

5. Вертикальные конструкции.

К таким конструкциям относятся несущие стены и колонны, а также, собственно, фундамент.

Далее рассмотрим пример сбора нагрузок на ленточный фундамент.

Пример сбора нагрузок на фундамент

Исходные данные:

Предполагается строительство жилого 2-х этажного дома с холодным чердаком и двухскатной крышей. Опирание крыши производится на две крайних стены и одну стену под коньком. Подвал не предусмотрен.

Место строительства - г. Нижегородская область.

Тип местности - поселок городского типа.

Размеры дома - 9,5х10 м по наружным граням фундамента.

Угол наклона крыши - 35°.

Высота здания - 9,93 м.

Фундамент - железобетонная монолитная лента шириной 500 и 400 мм и высотой 1 900 мм.

Цоколь - керамический кирпич, толщиной 500 и 400 мм и высотой 730 мм.

Наружные стены - газосиликат плотностью 500 кг/м³, толщина стеной 500 мм и высотой 6 850 мм.

Внутренние несущие стены - газосиликат плотностью 500 кг/м³, толщиной стены 400 м и высота 6 850 мм.

Перекрытия и крыша - деревянные.

Конструкции, которые могли бы задержать снег на крыше, не предусмотрены.

План фундамента.

Разрез дома, с действующими нагрузками.

Требуется:

Собрать нагрузки на центральную ленту фундамента, расположенную под внутренней несущей стеной, если грузовая площадь от перекрытия 4,05 м², а от крыши - 5,9 м².

Сбор нагрузок на внутреннюю несущую стену.

Определяем нагрузки, действующие на 1 м² грузовой площади (кг/м²) всех конструкций, нагрузка которых передается на фундамент.

Определяем нормативную и расчетную нагрузки на фундамент:

q_норм = 183,8кг/м² · 4,05м + 173,4кг/м² · 4,05м + 100,6кг/м² · 4,05м + 120,9кг/м² · 5,9м + 1000кг/м² · 1,9м + 640кг/м² · 0,73м + 200кг/м² · 6,85м + 140кг/м² · 5,9м + 15кг/м² · 2,95м = 7174,85 кг/м.

q_расч = 232,9кг/м² · 4,05м + 220,7кг/м² · 4,05м + 126,5кг/м² · 4,05м + 154,3кг/м² · 5,9м + 1100кг/м² · 1,9м + 704кг/м² · 0,73м + 220кг/м² · 6,85м + 196кг/м² · 5,9м + 21кг/м² · 2,95м = 8589,05 кг/м.