Вы здесь: Реконструкция деревянного дома =>Расчет основания фундамент =>Нагрузка на основание Пример расчета

Нагрузка на основание, пример расчета

В качестве примера, ниже, приведен расчет нагрузок на основание фундамента деревянного дома этапы реконструкции которого описаны на этом станицах данного сайта Здание эксплуатируется тольно вв течение осенне-летнего сезона
Рассматриваются два варианта основного сочетания нагрузок при этом:
  1. при расчете оснований по второй группе предельных состояний (по деформациям) по условию (1) коэффициент надежности по нагрузке γf (см. приложение Б СП 20.13330.2011 и п. 5.2.2 СП 22.13330.2011) принимают - равным единице.
  2. для расчета деформаций морозного пучения грунта расчетная нагрузка на фундамент принимается с коэффициентом 0,9 по наиболее невыгодному сочетанию нагрузок и воздействий (см. 7.4.2 СП 25.13330.2012), включая выдергивающие (ветровые и т.п.);

Основное сочетание нагрузок

Постоянные нагрузки

Вес конструкций определяется как произведение плотности материала на объем конструкции и на величину земного ускорения (9.81 м/сек2). Плотность древесины в конструкциях зависит от влажности воздуха и температуры воэдуха, в которых эксплуатируется конструкция (см. таблицы №№ 1 и Г.1 СП 64.13330.2011). Плотность свежесрубленной древесины хвойных и мягких лиственных пород следует принимать равной 850 кг/м3. Объем круглых лесоматериалов при расчете элементов конструкций следует принимать по таблицам ГОСТ 2708-75 или вычислять с учетом сбега , равного 0,8 см на 1 м длины, а для лиственницы - 1 см на 1 м длины, как объем усеченного конуса
Вариант № 1
  • Определяем по таблице № 1 СП 131.13330.2012, что при максимальная влажность воздуха 75% и температуре 20 °С, влажность древесины составляет меньше 15%, а Класс условий эксплуатации - 2.
  • Поскольку дом не эксплуатируется в осенне-зимний период, плотность древесины хвойных пород в конструкциях принимается для условий эксплуатации № 3 (см. ниже вариант №2) по таблице 1 и составляет 600 кг/м3
  • Коэффициенты надежности по нагрузке для веса строительных конструкций γf = 1,0 (см. п. 5.22 СП 22 13330)
  • Объем пиломатериала хвойных пород в конструкциях - 10,55 м3
  • Вес рулонного кровельного покрытия - 117,8 кгс, γf = 1,0
  • Вес обшивки из ДВП - 213,41 кгс, γf = 1,0
  • Вес столбчатого фундамента - 1900•0,21•0,41•1,0•12 = 1672 кгс, γf = 1,0
Итого по варианту №1

Pd1 = 500•10,55•1,0 + 117,8•1,0 + 213,41•1,0 + 1672•1,0 = 7277,71 кгс* = 71,4 кН

*1000 кгс = 9,80665 кН
Вариант № 2
Во втором варианте изменения величины постоянной нагрузки связаны изменением влажности древесины конструкций и величины коэффициент надежности по нагрузке веса строительных конструкций γf (см 7.4 СП 20.13330.201). В осенне-зимний период реконструируемое здание не эксплуатируется и не отапливается, влажность воздуха в помещениях такая же, как и влажность наружного воздуха. Влажность наружного воздуха на участке строительства дома (недалеко от г. Дмитрова Московской области) по данным таблицы 3 СП 131.13330.2012 составляет 84% в наиболее холодный месяц года.
  • По рисунку Г.1 СП 64.13330.2012 при влажности воздуха 84%. «равновесная» влажность древесины составляет 20 % "Равновесную" влажность древесины допускается принимать в качестве "эксплуатационной" (см. таблицу 1 СП 64.13330.2011). Такую влажность имеют конструкции по 3 классу условий эксплуатации.
  • Плотность древесины хвойных пород в конструкциях для условий эксплуатации № 3 по таблице 1 составляет 600 кг/м3
  • Коэффициенты надежности по нагрузке для веса строительных конструкций γf = 0,9 (См. п. 6.8.6 СП 22.13330)
  • .
Итого по варианту №2

Pd2 = (600•10,55 + 117,3 + 213,41 + 1672)•0,9 = 7499,35 кгс* = 73,54 кН.


Длительные нагрузки


Нагрузки на перекрытия и снеговые нагрузки согласно СП 22.13330 считают при расчете оснований фундамента по деформациям длительными.
Нагрузки от людей на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий принимаются с пониженными нормативными значениями ql = 0,3 кПа (см. п.1.7.з и табл.3 СНиП 2.01.07-85*).

Вариант № 1

Нагрузки на перекрытие

  • При определении нагрузок от людей принимается сплошное загружения перекрытий деревянного зданий равномерно распределенной нагрузкой ql = 0,3 кПа.
  • Коэффициенты надежности по нагрузке γf = 1,0,
  • коэффициенты сочетания нагрузок - ψl1 = 1,0, ψl2 =0,95;
    1. Пощадь цокольного перекрытия - 18,5 м2
    2. , Pl1 = 0,3•18,5 = 5,56 кН;
    3. Пощадь пола мансарды - 11,7 м2
    4. Pl2 =0,3•11,7 = 3,52 кН.

Итого нагрузки на перекрытия

Plq = ψl1γfPl1 + ψl2γfPl2 = 1,0•1,0•5,56 + 0.95•1,0•3,52 = 8,9 кН


Вариант № 2
Согласно п.7.4.2 СП 25.13330.2012 расчетная нагрузка на фундамент, кН, принимаемается с коэффициентом 0,9 и составит

Plq2 = ψl1γfql1S2 + ψl2γfql2S2 = 1,0•0,9•0,3•18,5 + 0.95•0,9•0,3•11,7 = 8,0 кН

2

Снеговые нагрузки

Приведен расчет нагрузки на скат крыши с углом наклона 30°
  • Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия S0 определятся по формуле (10.1) СП 22.13330.2011
  • коэффициент, учитывающий снос снега с покрытий зданий под действием ветра cв = 1.0, прининятый в соответствии с п.10.9.в СП 20 13330.2011 для схемы Г.1 при скорости ветра V = 4 м/сек для Москвы по (см. СП 131.13330.2011 карте 2 приложение Ж)
  • термический коэффициент ct = 1.0      (10.6) СП 20 13330.2011
  • коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие μ = 1,0 (приложение Г.1 СП 20.13330.2011, здание с двускатными покрытиями, α = 27,5°)
  • расчетное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли Sg = 1,8 кПа (таблица 10.1, III- снеговой район, по карте 1 приложения Ж 1)
  • S0 = 0,7•1.0•1,0•1,0•1,8 = 1,26 кПа
  • Коэффициент надежности по снеговой нагрузке γf = 1,0
  • Площадь горизонтальной проекции покрытия Sxy = 6,67 м2

Снеговые нагрузки вариант №1

Pl3 = ψl31γfS0Sxy = 0,95•1,0•1,26•6,67 = 7,98 кН


Снеговые нагрузки вариант №2
Согласно п.7.4.2 СП 25.13330.2012 расчетная нагрузка принимаемается с коэффициентом 0,9 и составит

Pl3 = ψl31γfS0Sxy = 0,95•0,9•1,26•6,67 = 7,18 кН


Итого длительные нагрузки, 1-ый вариант

Pl1 = Plq + Pl3 = 8,9 + 7,98 = 16,88 кН.


Итого длительные нагрузки, 2-ый вариант,

Pl2 = Plq2 + Pl3 = 8,0 + 7,18 = 15,18 кН.

Кратковременые нагрузки

Ветровые нагрузки

(см.11 СП 20.13330.2011)

Нормативное значение ветровой нагрузки w задается в одном из двух вариантов. В первом случае, который будет рассмотрен в данном примере нагрузка w представляет собой совокупность:(см.11.1.1.а):
  1. нормального давления wв, приложенного к внешней поверхности сооружения или элемента;
  2. сил трения wf, направленных по касательной к внешней поверхности и отнесенных к площади ее горизонтальной (для шедовых или волнистых покрытий, покрытий с фонарями) или вертикальной проекции (для стен с лоджиями и подобных конструкций);
  3. нормального давления wi, приложенного к внутренним поверхностям сооружений с проницаемыми ограждениями, с открывающимися или постоянно открытыми проемами.
11.1.2 Нормативное значение ветровой нагрузки w следует определять следует определять как сумму средней wm и пульсационной wp составляющих

w = wm + wp. (11.1)

Пульсационная wp составляющая, силы трения wf и нормального давления wi в расчете данного примера не учитывается.

Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки wm (см.11.1.3) в зависимости от эквивалентной высоты zв над поверхностью земли следует определять по формуле

wm = w0•k(zв)•c (11.2)

    где w0 - нормативное значение ветрового давления (см. 11.1.4);
    k(zв) - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты (zв) (см. 11.1.5 и 11.1.6);
    c - аэродинамический коэффициент (см. 11.1.7).
Нормативное значение ветрового давления w0 (см. 11.1.4) принимается в зависимости от ветрового района по таблице 11.1
Таблица 11.1
Ветровые районы,(принимаемые
по карте 3 Приложение Ж)
Ia I II III IV V VI VII
w0, кПа 0,17 0,23 0,3 0,38 0,48 0,6 0,73 0,85

Расчет нормативного значение ветровой нагрузки

  • Определяем нормативное значение ветрового давления по таблице 11.1 для второго ветрового района (участок строительства - г. Дмитров Московской области).
  • w0 = 0,23 кПа

  • Эквивалентная высота zв определяется согласно п 11.1.5.СП 20.13330.2011 (см. разрез реконструируемого дома)

    zв = h = 5,3 м, при h ≤ b,

  • Коэффициент k(zв) определяется по таблице 11.2 или по формуле (11.4), в которых принимаются типы местности по п. 11.1.6 СП 20.13330.2011

    k(zв) = k10•(zв/10) = 0,65•(5,3/10)2•0,2 = 0,504 (11.4)

    Значения параметров k10 и α приняты по таблице 11.3 для местности типа B.
  • Аэродинамические коэффициенты cв по таблице Д.2 и рисунке Д.3 применяем для:
      боковых к направлению ветра стен - максимальное для всей поверхности, минус 1.15
      наветренних стен - 0,8
      подветренних стен - минус 0,5
  • Аэродинамический коэффициент для двухскатных покрытий принимаем по всей площади равным максимальному отрицательному значению cв = - 0,5 для уклона крыши β = 30° по таблице Д.3a и рисунку Д.3
  • Нормативное значение ветрового давления составляет

    wm = 0,23•0,504•cв = 0,115•cв кПа (11.2)


Вариант №1
  • Изменение краевого давления на подошву фундамента при воздействии ветра в рассматриваемом случае составляет менее 1% от давления веса конструкций и не учитывается в расчете.
  • Отрицательная ветровое давления, воздействующее на покрытие крыши не учитывается в расчете

    Pt1 = 0

  • Вариант №2

  • Согласно п.7.4.2 СП 25.13330.2012, в расчете основания фундамента реконструируемого деревянного дома учитываются выдергивающие ветровые нагрузки (Отрицательная ветровое давления, воздействующее на покрытие крыши)
  • Pt2 = ψt1•wm•β•S = - 1,0•0,5•cos(30°)•19,63 = - 8,5 кН.



    Итого :
    Значения основного сочетания нагрузок C1 (варианта №1) для расчета основания фундамента реконструируемого деревянного здания по деформациям:

    C1 = F1 = Pd1 + Pl1 + Pt1 = 71,4 + 16,88 = 88,26 кН

    Значения основного сочетания нагрузок C2 (вариант №2) для расчета деформаций морозного пучения грунта

    C2 = F2 = Pd2 + Pl2 + Pt2 = 73,54 + 15,18 - 8,5 = 88,66 кН.

    F1 и F2 - центральная нагрузка на основание фундамента.

    Наверх