Решение задачи №1 к этапу 4.3

Задача: необходимо определить нагрузки на фундамент наружной (по оси «А») и внутренней (по оси «Б») стен двухэтажного жилого дома с цокольным этажом. Стены здания — из пустотелого керамического кирпича. Толщина наружных стен 1-го этажа 640 мм, 2-го — 510 мм. Толщина внутренних стен — 510 мм и 380 мм соответственно. Высота  этажа 3 м. Межэтажные и чердачные перекрытия — из железобетонных плит. Крыша — деревянная стропильная система.

Задачу можно решать как в кН/кв.м., так и в кг/кв.м.
1 кН/кв.м. = 101,9716212978 кг/кв.м.

При использовании Таблицы весов строительных материалов помните, для того, чтобы перевести табличное значение удельного веса в нагрузку, вам необходимо его умножить на высоту своего конструктивного элемента.
Например, удельный вес монолитного железобетона 2500 кг/куб.м. Если умножить это значение на высоту плиты перекрытия из этого материала, то получим:
2500 кг/куб.м. * 0,22 м = 550 кг/кв.м.

1 этаж 2 этаж

1-1

1) Собираем нагрузки на фундамент.

Постоянные нормативные нагрузки, кН/кв.м. (кг/кв.м.) от:

  • крыши или покрытия (гидроизоляция, настил, балки) га 1 кв.м. проекции — 1,8 (183,55);
  • чердачного перекрытия (плита, утеплитель) — 3,8 (387,49);
  • межэтажного перекрытия (только плита) — 3,6 (367,10);
  • перегородок на 1 кв.м. — 1,0 (101,97);
  • железобетонного карниза на 1 м. стены выше чердачного перекрытия — 2,5 (254,93);
  • кладки кирпичных стен — 18,0 (1835,49).

Временные нормативные нагрузки, кН/кв.м. (кг/кв.м.) от:

  • снега  — 1,0 (101,97);
  • чердачного перекрытия — 0,75 (76,48);
  • межэтажного перекрытия — 1,5 (152,95).
На заметку
Значение нормативной снеговой нагрузки необходимо умножить на коэффициент μ. Если на простой односкатной или двускатной крыше угол уклона покрытия больше 60˚ , то считается, что снега на такой крыше быть не может (μ=0). Он весь «скатится». Если угол уклона покрытия меньше 20˚ , то считается, что весь снег на такой крыше лежит тем же слоем, как и на земле (μ=1). Все остальные случаи приведены ниже:
Уклон крыши от 20˚ до 30˚ — 0,8
Уклон крыши от 30˚ до 40˚ — 0,6
Уклон крыши от 40˚ до 50˚ — 0,4
Уклон крыши от 50˚ до 60˚ — 0,2

2) Определяем нагрузки на наружную стену по оси «А»

Грузовая площадь между осями оконных проемов А = 2,53 * 2,8 = 7 кв.м. (где 2,53 м — расстояние между осями, а 2,8 м — половина расстояния в чистоте между стенами). Пересчитаем нагрузки с учетом грузовой площади:

Постоянные нормативные нагрузки, кН/кв.м. от:

  • крыши или покрытия (гидроизоляция, настил, балки) га 1 кв.м. проекции — 1,8 * 7 = 12,6 кН;
  • чердачного перекрытия (плита, утеплитель) — 3,8 * 7 = 26,6 кН;
  • межэтажного перекрытия (только плита) — 3,6 * 7 * 2 этажа = 50,4 кН;
  • перегородок на 1 кв.м. — 1,0 * 7 * 2 этажа = 14 кН;
  • железобетонного карниза на 1 м. стены выше чердачного перекрытия — 20,3 кН;
  • кладки кирпичных стен 2-го этажа — 0,51 (3 (высота этажа) * 2,53 — 1,58 (высота окна) * 0,8 (расстояние между окнами)) * 1 этаж * 18,0 = 58,2 кН;
  • кладки кирпичных стен 1-го этажа — 0,64 (3 (высота этажа) * 2,53 — 1,58 (высота окна) * 0,8 (расстояние между окнами)) * 1 этаж * 18,0 = 72,8 кН.

Итого: 58,2 + 72,8 + 12,6 + 26,6 + 50,4 + 14 + 20,3 = 254,9 кН

Временные нормативные нагрузки, кН/кв.м. (кг/кв.м.) от:

  • снега  — 1,0 * 7 = 7 кН;
  • чердачного перекрытия — 0,75 * 7 = 5,3 кН;
  • межэтажного перекрытия для 2-х этажей с коэффициентом Ψn1 = 0,63 (Ψn1 = 0,3 + 0,6/√2 (этажи)) — 1,5 * 2 * 7 * 0,63 = 13,23 кН;

Итого: 7 + 5,3 + 13,23 = 25,53 кН

Поскольку для рассматриваемого здания основным является расчет по деформациям, то принимаем коэффициент перегрузки γn = 1.

Расчетные нагрузки на 1 м наружной стены составят:

NIIп = (254,9/2,53) * 1 = 100,75 кН/м.

NIIв = (25,53/2,53) * 1 = 10,09 кН/м.

Важно!
Делим нагрузку на ширину грузовой площади 2,53 м, чтобы уйти от распределенной на 1 кв.м. нагрузки и придти к линейно распределенной вдоль стены ленточного фундамента.

3) Определяем нагрузки на наружную стену по оси «Б»

Грузовая площадь берется с двух сторон и составит (2,8 м + 2,8 м) * 1 м = 5,6 кв.м. (по длине здания берем 1 м, а по ширине — половину расстояния в чистоте между стенами в двух пролетах). Пересчитаем нагрузки с учетом грузовой площади:

Постоянные нормативные нагрузки, кН/кв.м. от:

  • крыши или покрытия (гидроизоляция, настил, балки) га 1 кв.м. проекции — 1,8 * 5,6 = 10,1 кН;
  • чердачного перекрытия (плита, утеплитель) — 3,8 * 5,6 = 21,28 кН;
  • межэтажного перекрытия (только плита) — 3,6 * 5,6 * 2 этажа = 40,32 кН;
  • перегородок на 1 кв.м. — 1,0 * 5,6 * 2 этажа = 11,2 кН;
  • кладки кирпичных стен 1-го этажа (объем дверных проемов условно принимаем 7,5% от объема всей кладки) — 0,51 м * 4,05 м (высота кладки первого этажа + высота кладки цокольного этажа) * 1 м * 18 кН/кв.м. * 0,925 (7,5% дверных проемов от кладки стен) = 34,4 кН;
  • кладки кирпичных стен 2-го этажа, включая чердак — 0,38 м * 4,84 м (высота второго этажа + высота чердачных стен) * 1 м * 18 * 0,925 = 30,62 кН.

Итого: 10,1 + 21,28 + 40,32 + 11,2 + 34,4 + 30,62 = 136,72 кН

Временные нормативные нагрузки, кН/кв.м. (кг/кв.м.) от:

  • снега  — 1,0 * 5,6 = 5,6 кН;
  • чердачного перекрытия — 0,75 * 5,6 = 4,2 кН;
  • межэтажного перекрытия для 2-х этажей с коэффициентом Ψn1 = 0,63 — 1,5 * 2 * 5,6* 0,63 = 10,58 кН;

Итого: 5,6 + 4,2 + 10,58 = 20,38 кН

Расчетные нагрузки на 1 м внутренней стены составят:

NIIп = (136,72/1,0) * 1 = 136,72 кН/м.

NIIв = (20,38/1,0) * 1 = 20,38 кН/м.

Важно!
Делим нагрузку на ширину грузовой площади 1,0 м, чтобы уйти от распределенной на 1 кв.м. нагрузки и придти к линейно распределенной вдоль стены ленточного фундамента.

Комментарии: