Сбор нагрузок на фундамент ленточный пример: Сбор нагрузок на фундамент пример

Содержание

Сбор нагрузок на фундамент пример

Сбор нагрузок на фундамент пример. Введение.

Сбор нагрузок разберем на примере. Для расчета ленточного фундамента понадобится собрать нагрузки ото всех конструкций — от крыши до стен.

В чем заключается сбор нагрузки? Начнем с того, что ширина подошвы фундамента непосредственно зависит от величины нагрузки от конструкций. Поэтому первый шаг — это анализ того, сколько типов фундаментных лент мы назначим.

В нашем примере мы рассмотрим двухэтажный дом без подвала с несущими стенами вдоль цифровых осей. На эти стены опираются сборные плиты перекрытия над первым этажом и монолитное перекрытие над вторым этажом, также на них опираются стропила деревянной кровли. Вдоль буквенных осей — самонесущие стены.

Сбор нагрузок на свайный фундамент пример.

Каким образом собирается нагрузка? Если стена самонесущая, то считается просто вес одного погонного метра этой стены (окна и двери условно не учитываем). Если стена является несущей, и на нее опираются перекрытие, конструкции крыши или лестница, то к весу самой стены прибавляется еще и нагрузки от половины пролета перекрытия (крыши). Площадь, с которой собирается нагрузка называется грузовой площадью. Допустим, расстояние между двумя несущими стенами 4 метра. Нагрузку мы собираем на 1 погонный метр. Одна половина пролета придется на одну стену, вторая — на вторую. Значит, грузовая площадь для каждой стены от этого перекрытия равна 4*½ = 2 м 2. Если на стену опирается перекрытие с двух сторон, то эти две грузовые площади нужно складывать.

На рисунке показана схема дома и грузовые площади для каждой стены.

Нагрузка на стены по оси «1» и «3» одинаковая, это будет первый тип фундамента. Нагрузка на стену по оси «2» значительно больше, чем на наружные стены (во-первых, в два раза больше нагрузка от перекрытий и крыши, во-вторых, сама стена по оси «2» выше), это будет второй тип фундамента. И третий тип — нагрузка от самонесущих стен по осям «А» и «Б».

После того, как определились с количеством типов фундаментов, определим нагрузки от конструкций.

1. Нагрузка на 1 м 2 перекрытия над первым этажом.

Сбор нагрузок на фундамент: порядок выполнения расчетов, особенности и рекомендации.

Основная задача фундамента — это передача нагрузки от строения к почве. Поэтому сбор нагрузок на фундамент — одна из важнейших задач, которая должна быть решена еще перед началом строительства здания.

Сбор нагрузок на фундамент пример.

Что нужно учитывать при расчете нагрузки.

Правильность расчета — это одна из ключевых ступеней в строительстве, которая должна быть решена. При проведении неверных расчетов, скорее всего, под давлением нагрузок фундамент просто осядет и «уйдет под землю». При расчете и сборе нагрузок на фундамент нужно учитывать, что существует две категории — временные и постоянные нагрузки.

Первое — это, конечно же, вес непосредственно самого здания. Суммарный вес строения складывается из нескольких составляющих. Первая составляющая — это суммарный вес перекрытий здания для пола, крыши, межэтажных и т. д. Вторая составляющая — это вес всех его стен, как несущих, так и внутренних. Третья составляющая — это вес коммуникаций, которые прокладываются внутри дома (канализация, отопление, водопровод). Четвертая и последняя составляющая — это вес отделочных элементов дома.
Также при сборе нагрузок на фундамент нужно учитывать вес, который называют полезной нагрузкой строения. В этом пункте имеется в виду все внутреннее устройство (мебель, приборы, жители и т. д.) дома.
Третий тип нагрузок — это временные, к которым чаще всего относят появившиеся вследствие погодных условий дополнительные нагрузки. К таковым относят слой снега, нагрузки при сильном ветре и т. д.

Сбор нагрузок на фундамент пример таблица.

Пример сбора нагрузок на фундамент.

Для того чтобы точно рассчитать все нагрузки, которые будут приходиться на фундамент, необходимо располагать точным планом проектировки здания, а также знать, из каких материалов будет строиться здание. Для того чтобы более наглядно описать процесс сбора нагрузок на фундамент, будет рассмотрен вариант строительства дома с обитаемоей мансандрой, который будет располагаться в Уральском регионе Российской Федерации.

Одноэтажный дом с обитаемой мансандрой.
Размер дома составит 10 на 10 метров.
Высота между перекрытиями (полом и потолком) будет составлять 2,5 метра.
Наружные стены для дома будут возводиться из газобетонных блоков, толщина которых равна 38 см. Также с наружной стороны здания эти блоки будут покрыты облицовочным пустотелым кирпичом толищной 12 см.
Внутри дома будет проходить одна несущая стена, ширина которой составит 38 см.
Над цоколем дома будет располагаться пустое перекрытие из железобетонного материала. Из этого же материала будет обустроено и перекрытие для чердака.
Крыша будет стропильного типа, а кровля будет выполнена из профнастила.

Сбор нагрузок на ленточный фундамент пример.

Расчет нагрузок на фундамент.

После того как был произведен сбор нагрузок на фундамент дома, можно приступать к расчету.

Первое, что необходимо рассчитать, — это общую площадь всех перекрытий. Размер дома 10 на 10 метров, значит, общая площадь будет составлять 100 кв. м (10*10).
Далее можно приступать к расчету общей площади стен. В эту величину входят также и места под проемы для дверей и окон. Для первого этажа формула расчета будет выглядить так — 2,5*4*10=100 кв. м. Так как дом с обитаемой мансандрой, то выполнялся сбор нагрузок на фундамент с учетом этой постройки. Для этого этажа площадь будет равна 65 кв. м. После расчетов обе величины складываются и получается, что общая площадь стен для строения составляет 165 кв. м.
Далее необходимо рассчитать общую площадь для крыши здания. Она будет составлять 130 кв. м. — 1,3*10*10.

После проведения этих расчетов необходимо воспользоваться таблицей сбора нагрузок на фундамент, в которой представлены усредненные значения для тех материалов, которые будут использоваться при возведении здания.

Сбор нагрузок на фундамент пример таблица.

Ленточный фундамент.

Так как существует несколько типов фундамента, который можно использовать при строительстве объекта, будут рассмотрены и несколько вариантов. Первый вариант — это сбор нагрузок на ленточный фундамент. В перечень нагрузок будет входить масса всех элементов, использующихся при строительстве здания.

Масса стен внешних и внутренних. Рассчитывается суммарная площадь без учета проемов для окон и дверей.
Площадь для перекрытий пола и материалов, из которых он будет возводиться.
Площадь потолка и потолочного перекрытия.
Площадь стропильной системы для крыши и вес материалов для кровли.
Площадь лестниц и других внутренних элементов дома, а также вес материала, из которого они будут сделаны.
Также необходимо добавить вес материалов, которые используются для крепежа при строительстве, для обустройства цоколя, тепловой и воздушной изоляции, а также для облицовки внутренних и/или внешних стен дома.

Эти несколько пунктов являются примером сбора нагрузок на фундамент для любого строения, которое будет возводиться на опоре ленточного типа.

Сбор нагрузок на фундамент пример ЖБ цех.

Методы расчета при ленточном фундаменте.

Производить расчет ленточного фундамента можно двумя способами. Первый способ предполагает расчет по несущей способности грунта под подошвой фундамента, а второй — по деформации все того же грунта. Так как рекомендуется использовать именно первый способ для расчетов, то он и будет рассмотрен. Всем известно, что непосредственное строительство начинается с фундамента, однако проектировка этого участка осуществляется в последнюю очередь. Это происходит из-за того, что основная цель этой конструкции — передать нагрузку от дома к почве. А сбор нагрузок на фундамент можно осуществить лишь после того, как будет известен подробный план будущего строения. Непосредственно расчет фундамента можно условно разбить на 3 этапа:

Первый этап — это определение нагрузки на фундамент.
Второй этап — это выбор характеристик для ленты.
Третий этап — это корректировка параметров в зависимости от условий эксплуатации.

Фундамент под колонну.

При строительстве домов могут использоваться колонны в качестве опор. Однако проводить расчет для такого типа несущей конструкции довольно сложно. Вся сложность расчета заключается в том, что сбор нагрузок на фундамент колонны осуществить самостоятельно довольно трудно. Для этого необходимо иметь специальное строительное образование и определенные навыки. Для того чтобы решить вопрос о расчете нагрузки на фундамент колонны, необходимо располагать следующими данными:

Сбор нагрузок на столбчатый фундамент пример.

Первый параметр, который необходимо учесть, касается погодных условий. Необходимо определить климатические условия в регионе, в котором проводится строительство. Кроме того, важным параметром будет являться тип и мощность ветров, а также периодичность прохождения дождей и их сила.
На втором этапе необходимо сделать геодезическую карту. Нужно учесть протекание грунтовых вод, их сезонное сдвижение, а также тип, структуру и толщину подземных пород.
На третьем этапе, естественно, нужно рассчитать нагрузку на колонны, исходящую от самого здания, то есть вес будущей постройки.
На основе ранее полученных данных необходимо правильно подобрать марку бетона по характеристикам, прочности и составу.

Сбор нагрузок на колонну фундамента пример.

Как провести расчет фундамента для колонны.

При расчете фундамента для колонны подразумевается расчет нагрузки на квадратный сантиметр площади этого фундамента. Другими словами, для того, чтобы рассчитать необходимый фундамент для колонны, нужно знать все о здании, грунте и грунтовых водах, которые протекают поблизости. Необходимо собрать всю эту информацию, систематизировать ее, и на основе полученных результатов можно будет провести полный расчет нагрузок на фундамент под колонну. Для того чтобы иметь всю необходимую информацию, нужно сделать следующее:

Необходимо иметь полный проект здания со всеми коммуникациями, которые будут проходить внутри здания, а также знать, какие материалы будут применяться для строительства здания.
Необходимо рассчитать полную площадь одной опоры для строения.
Необходимо собрать все параметры здания и на их основе рассчитать то давление, которое будет оказывать строение на опору колонного типа.

Обрез фундамента.

Обрез фундамента — это верхняя часть несущей бетонной конструкции, на которую приходится основное давление от строения. Существует определенная последовательность, по которой необходимо проводить сбор нагрузок на обрез фундамента, а также их дальнейший расчет. Для того чтобы определить нагрузку на обрез, необходимо иметь план типового этажа здания, если это многоэтажный дом, или же типовой план подвала, если строение имеет лишь один этаж. Кроме того, необходимо иметь план продольных и поперечных разрезов здания. К примеру, для того чтобы рассчитать нагрузку на обрез фундамента в десятиэтажном здании, необходимо знать следующее:

Вес, толщину и высоту кирпичной стены.
Вес многопустотных железобетонных плит, которые используются в качестве перекрытий, а также умножить это количество на количество этажей.
Вес перегородок, умноженный на количество этажей.
Также необходимо добавить вес кровли, вес гидроизоляции и пароизоляции.

Сбор нагрузок на фундамент.

Как можно было заметить, для того, чтобы рассчитать нагрузку на фундамент любого типа, необходимо располагать всеми данными о здании, а также знать множество формул для расчета.

Сбор нагрузок на фундамент.

Однако в настоящее время эта задача несколько упрощена тем, что существуют электронные калькуляторы, которые выполняют все расчеты вместо людей. Но для их правильной и продуктивной работы необходимо загрузить в устройство все сведения о здании, о материале, из которого оно будет возводиться, и т. д.

Сбор нагрузок на фундамент.

Сбор нагрузок на плитный фундамент пример.

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:

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/м 2 .

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 .

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/м 2 .

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 = 2,5м 2. Потом эта цифра умножается на нагрузку, выраженную в кг/м 2 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.

Грузовая площадь фундамента.

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

Грузовая площадь для сбора нагрузок на фундамент.

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 — 9,5×10 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/м 3. толщина стеной 500 мм и высотой 6 850 мм.

Внутренние несущие стены — газосиликат плотностью 500 кг/м 3. толщиной стены 400 м и высота 6 850 мм.

Перекрытия и крыша — деревянные.

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

Сбор нагрузок на фундамент каркасного здания пример.

Разрез дома, с действующими нагрузками.

Сбор нагрузок на ленточный фундамент пример.

Требуется:

Собрать нагрузки на центральную ленту фундамента, расположенную под внутренней несущей стеной, если грузовая площадь от перекрытия 4,05 м 2. а от крыши — 5,9 м 2 .

Сбор нагрузок на внутреннюю несущую стену.

Определяем нагрузки, действующие на 1 м 2 грузовой площади (кг/м 2 ) всех конструкций, нагрузка которых передается на фундамент.

Рекомендация: Хорошая обзорная статья, из нее узнаете о том как сделать сбор примерный расчет нагрузок на фундамент. Вы можете изучить для общего развития, чтобы знать как происходит сбор нагрузок. Но если у вас нет опыта и практики, чтобы не потерять свои деньги, вы должны обратиться к профессионалам, т.е. к работающим инженерам или проектировщикам. Не нужно бездумно рисковать своим строением!

Сбор нагрузок на фундамент: пример расчета, таблица

Схема ленточного фундамента

На стадии проектирования строительства жилого дома для правильного определения геометрических размеров фундамента в обязательном порядке выполняется сбор нагрузок, действующих на конструкции здания. От того, насколько точно будет выполнен расчет, зависит общая несущая способность дома или сооружения, его долговечность и прочность. По результатам расчетных данных подбирается площадь фундамента, его конфигурация, глубина расположения нижней отметки. Существуют нормативные строительные документы (СНиП), в которых четко описан принцип составления сбора нагрузок и их предельно допустимые значения.

Разновидность нагрузок

Конструкция фундамента находится под влиянием постоянных и временных нагрузок, значение которых зависит от многих факторов: климатического района застройки, видов грунтов основания, строительных материалов для основных конструкций стен, крыши, перекрытий.

Постоянные нагрузки

К постоянным видам нагрузок относятся:

Собственный вес конструкций здания.

Расчетные показатели давления грунтов на боковую поверхность ленточного фундамента.
Давление от грунтовых вод.

При выполнении расчетов усилия от постоянного веса считаются самым серьезным видом нагрузки.

Временная нагрузка

Конструкция здания может подвергаться периодическим временным нагрузкам, таким как:

Снеговая, показатель которой зависит от толщины снежного покрова в каждом конкретном регионе.
Ветровая, определяемая по таблице усредненных показателей розы ветров в данной местности.
Сейсмическая (для районов с повышенной сейсмичностью).
От веса мебели в помещениях и перемещения людей.

Показатели временных нагрузок можно найти в ДБН В.1.2-2 2006 «Нагрузки и воздействия» в разделе 6 по таблице 6.2.

Учет необходимых параметров

Влияние грунтового основания на фундамент

Для обеспечения надежности несущего основания необходимо грамотно и правильно произвести подсчет всех нагрузок от усилий и внешних факторов, влияющих на проектируемое здание.

Для успешного выполнения сбора нагрузок необходимо предусмотреть следующие параметры:

Климатические условия места под застройку.
Тип почвенных грунтов и их структурные особенности.
Уровень горизонтальной линии грунтовых вод.
Особенности конструкции здания, объема и вида материалов для строительства здания.
Вид кровельной конструкции с материалами.

Все эти факторы служат исходными данными составления расчетной несущей способности ленточного фундамента.

Расчет несущего основания

Схема устройства ленточного фундамента

Расчет несущей способности ленточного фундамента можно производить двумя способами. Первый способ с применением сложных формул и точных расчетных показателей используют архитекторы и конструкторы при составлении проектной документации на строительство дома. Второй способ – более простой и понятный, рассчитанный на широкий круг желающих для самостоятельного подбора площади фундаментов. Этот вид расчета основан на использование таблиц с усредненными коэффициентами видов постоянных и временных нагрузок.

Глубина залегания

При проведении расчетов по сбору нагрузок на фундамент рекомендуется найти суммарный вес элементов конструкции и определить глубину залегания подошвы ленточной конструкции. Чтобы вычислить необходимую глубину залегания низа ленточного фундамента необходимо определить глубину промерзания грунта и сделать структурный анализ почвы. Для каждого региона существует свой показатель промерзания почвы, выведенный на основе длительных наблюдений и многолетнего опыта.

В строительстве принято закладывать ленточный фундамент на отметке ниже точки промерзания грунта.

Определение нижней отметки

Таблица 1. Глубина замерзания грунтов по регионам страны

Чтобы легче было понимать принцип сбора исходных данных, рекомендуется обратить внимание на конкретный примерный расчет сбора нагрузок на несущую фундаментную конструкцию с помощью таблиц усредненных коэффициентов.

Например, требуется найти проектную отметку расположения подошвы фундамента жилого дома, расположенного в городе Курск.

Таблица 2. Уровень промерзания почвы

Таблица помогает вычислить проектную глубину, на которой целесообразно размещать ленточный фундамент. Для выбранного участка строительства с глинистыми грунтами типа «супесь» искомое значение расположения нижней точки ленты фундамента равняет 3/4 табличного значения уровня промерзания грунтов.

Путем несложных арифметических вычислений определяется величина показателя:

120 см х 3/4 =120 см х 0,75 =90 см

Эта цифра показывает минимальную глубину заложения надежного фундамента, которая исключает риски деформации несущих конструкций из-за сезонных циклов замерзания и оттаивания почвы. По желанию застройщика, можно сделать и более заглубленный фундамент. Но и расчетной глубины, равной 90 см, будет вполне достаточно, чтобы получился прочный и надежный жилой дом.

Сбор нагрузок от кровельной конструкции

Расчетный коэффициент материала кровли для сбора кровельной нагрузки

Кровельная нагрузка от собственного веса равномерно распределяется на несущие стены дома. Например, если жилой дом оборудован стандартной классической двухскатной крышей, в этом случае она будет опираться на две боковые противоположные крайние стены. Для определения кровельной нагрузки такого вида кровли следует произвести необходимый расчет, который удобно представить в табличном виде:

Пример сбора кровельной нагрузки:

№	Наименование	Значение
1	Длина стороны крыши	10 м
2	Площадь кровли	100 м2
3	Материал покрытия	Черепица
4	Коэффициент из таблицы	70 кг/м2
5	Расчет кровельной нагрузки	100м2 /10м х70 кг/м 2 =700 кг/м2

Суммарный вес от крыши на ленточный фундамент составит: 700 кг/м 2.

Усилия от снежной нагрузки

В зимнее время толщина снежного покрова может достигать максимального размера, который составляет 250–450 мм.

Вначале необходимо найти показатель снеговой нагрузки по табличным данным карты среднего снежного покрова.

Таблица 3. Карта для определения показателя снеговой нагрузки

Так как снег равномерно распределяется по всей площади крыши, то показатель снеговой нагрузки напрямую зависит от площади кровли.

В примерном расчете кровля 2-х скатная с уклоном в 45 градусов. Длину одного ската крыши с уклоном 45 градусов определяем по формуле:

Длина cката = (Длина кровли /количество скатов кровли): косинус 45 градусов.
Если подставить в расчет конкретные цифры примера, то получится следующие значения:
Длина cката = (10 м / 2): 0,525 = 9,52 м.

Теперь необходимо вычислить площадь кровли, которая зависит от длины ската, конька кровли и количества скатов крыши:

Площадь кровли = Длина cката х длина конька х количество скатов.

В нашем примере расчетная площадь кровли составляет:

S кровли=9, 52 метра х 10м х 2 =190, 4 м 2.

По справочной таблице 3 снеговой нагрузки находим средний коэффициент снеговой нагрузки для города Курск. Табличное значение составляет 126 кг/м 2.

Чтобы определить нагрузку от веса снега на ленточный фундамент необходимо знать площадь нагруженных стен фундамента: Р снега = (S кровли х коэффициент таблицы): S стен нагруженных фундаментов.

Крыша в нашем примере имеет два ската, значит, снеговую нагрузку воспринимают две стороны ленточного фундамента, длина которых составляет 10 м. Ширина ленточного фундамента 500 мм. Значит, площадь нагружаемых стен фундамента составляет:

(10м +10 м) : 0,5 м=10 м2.

В нашем примере снеговая нагрузка на фундамент составляет:

Р снега = (190,4 м2 х126 кг/м2): 10 м2=2399 кг.

Для удобства и наглядности все расчетные показатели удобно свести в таблицу, в которой видна вся цепочка промежуточных расчетов:

№	Длина ската (уклон 45 град)	9,52 м
1	Площадь крыши	190,4 м 2
2	Снег, коэффициент для Курска	126 кг/м 2
3	Количество скатов	2
4	Площадь нагружаемых стен фундамента	10м 2
5	Снеговая нагрузка	2399 кг

Расчетная снеговая нагрузка на конструкцию ленточного фундамента составляет 2399 кг.

Нагрузки от веса этажного перекрытия

Усилие в виде давления от веса перекрытий дома передается на несущие стены и фундамент, поэтому расчет этажных нагрузок находится в прямой зависимости от их суммарной площади.

Таблица 4. Усредненный вес перекрытия

В нашем примере, в жилом доме имеется два перекрытия – одно из деревянного массива, а второе монолитная железобетонная плита. По табличным данным 4 определяем искомые показатели и производим дальнейшие расчеты.

Нагрузка от перекрытия 1, выполненного из сборных железобетонных элементов:

Площадь перекрытия = 10 м х 10 м = 100 м .

По таблице 4 находится коэффициент веса железобетонных плит перекрытия, равный 500кг/м 2.

Вычисляем нагрузку от веса перекрытия: 100м2 х 500 кг/м 2=50000 кг.

Нагрузку от перекрытия 2 из деревянных конструкций определяем аналогичным путем: Площадь перекрытия=10 м х10 м=100м2.

Коэффициент веса деревянных конструкций по табличным данным равен 150 кг/м2. Расчетная нагрузка от деревянного перекрытия составляет: 100м2 ж150 кг/м 2 =150000 кг

Суммарный вес нагрузок от перекрытия составляет: 50000 кг +150000 кг=65000 кг

Площадь нагружаемых стен фундамента составляет 10м2 (расчет снеговой нагрузки).

Зная это значение, можно найти нагрузку от веса перекрытий на 1 м2 площади фундамента: 65000 кг: 10 м2=6500 кг

Суммарный вес перекрытий 6500 кг на 1 м 2.

Нагрузки от стен дома

Чтобы вычислить показатель от собственного веса стен дома необходимо знать их объем и общий вес, который зависит от вида применяемого материала для кладки стен. Составляется таблица, в которой легко и наглядно можно увидеть весь путь подсчета данных.

Таблица 5. Усреднённый вес стен.

Для расчета нагрузки от собственного веса стен здания необходимо выполнить следующие вычисления. Вначале определяем площадь стен здания. В нашем примере длина каждой стены составляет 10 м, высота 3 м. Находим периметр стен: Р = (10+10+10+10) м х 3 м=120 м2.

Для дальнейших расчетов потребуется значение объема стен здания. При толщине наружных стен 0,4 м объем стен составит:

V= 120 м2 х 0,4 м=48 м3. В качестве материала для стен используется пустотелый кирпич. В таблице усредненных показателей находим значение веса кирпича, равный 1400 кг/м3.Используя значение этого коэффициента и объема стен можно найти общую стеновую нагрузку: 48 м3 х1400 кг/м3=67200 кг.

Ширина ленточного фундамента составляет 500 мм. Периметр стен фундамента составляет 40 м.

Площадь стен фундамента:40 м х0,5 м=20м2.

Определяем стеновую нагрузку на 1 м2 фундамента: 67200 кг: 20 м2=3360 кг.

Результаты вычислений заносим в таблицу:

Сторона здания	10 м
Периметр	40 м	Коэффициент по таблице для кирпича	1400 кг/м3
Высота стен	3 м	Общий вес стен из кирпича	67200 кг
Площадь стен	120 м2	Площадь стен фундамента при ширине 500 мм	20 м2
Объем стен при толщине стен 400 мм	48 м2	Расчетная нагрузка на 1 м2 фундамента	3360 кг

Сбор дополнительных усилий

Этот показатель учитывает собственный вес конструкции фундамента, который в виде равномерных нагрузок передается непосредственно на грунтовое основание. Для определения этого значения, необходимо знать объем фундамента и удельную плотность строительных материалов, из которых он изготовлен.

Таблица 6.Усредненный показатель плотности материалов

Для вычисления нагрузки от собственного веса ленточного фундамента используем значения предыдущих расчетов площади стен фундамента 20 м2 и отметки залегания фундамента 0,9 м. Определяем объем ленточного фундамента: 20 м2 х 0,9 м=18 м3.

По таблице усредненных показателей плотности материалов находим значение плотности фундамента из бетона на гранитном щебне, который равен 2300 кг/м3.Для определения нагрузки от собственного веса фундамента используем полученный объем стен фундамента и табличный коэффициент: 18 м2 х 2300 кг/м3 =41400 кг.

Чтобы узнать расчетную нагрузку на 1 м2 фундамента используется общая нагрузка от веса фундамента и площадь стен фундамента: 41400 кг: 20 м2=2079 кг/м2

Данные заносим в таблицу

№	Площадь фундамента	20 м2
1	Отметка залегания низа фундамента	0,9 м
2	Объем фундамента	18 м3
3	Коэффициент плотности бетона	2300 кг/м3
4	Общая нагрузка на грунт	41300 кг
5	Расчетная нагрузка на 1 м2 фундамента	2065 кг/м2

Общая суммарная нагрузка на грунт составит 2065 кг/кв.м.

Видеопример расчета фундамента:

После учета показателей нагрузок от расчетных усилий на ленточный фундамент, принимается окончательное решение по габаритам конструкции опорной части жилого дома. При этом важно не превышать предельно допустимую суммарную нагрузку, которую способен выдержать фундамент.

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».

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.

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.

3. Покрытие.

Временная нагрузка для чердачного помещения — 70 кг/м².

4. Подвальное перекрытие.

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.

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:

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.

Вид нагрузки	Норм.	Коэф.	Расч.
Нагрузка от пола 1-го этажа (q₁)
Постоянные нагрузки: — нижняя обшивка из досок t=30мм (ель ρ=450кг/м3) — утеплитель t=180мм (пенопласт ρ=20кг/м3) — доски пола t=36мм (ель ρ=450кг/м3) Временные нагрузки: — жилые помещения	13,5 кг/м2 3,6 кг/м2 16,2 кг/м2 150 кг/м2	1,1 1,3 1,1 1,3	15,4 кг/м2 4,7 кг/м2 17,8 кг/м2 195 кг/м2
ИТОГО	183,8 кг/м2		232,9 кг/м2
Нагрузка от перекрытия 1-го этажа (q₂)
Постоянные нагрузки: — нижняя обшивка из досок t=16мм (ель ρ=450кг/м3) — доски пола t=36мм (ель ρ=450кг/м3) Временные нагрузки: — жилые помещения	7,2 кг/м2 16,2 кг/м2 150 кг/м2	1,1 1,1 1,3	7,9 кг/м2 17,8 кг/м2 195 кг/м2
ИТОГО	173,4 кг/м2		220,7 кг/м2
Нагрузка от перекрытия 2-го этажа (q₃)
Постоянные нагрузки: — нижняя обшивка из досок t=30мм (ель ρ=450кг/м3) — утеплитель t=180мм (пенопласт ρ=20кг/м3) — верхняя обшивка из досок t=30мм (ель ρ=450кг/м3) Временные нагрузки: — чердачные помещения	13,5 кг/м2 3,6 кг/м2 13,5 кг/м2 70 кг/м2	1,1 1,3 1,1 1,3	15,4 кг/м2 4,7 кг/м2 15,4 кг/м2 91 кг/м2
ИТОГО	100,6 кг/м2		126,5 кг/м2
Нагрузка от конструкций крыши (q₄)
Постоянные нагрузки: — внутренняя обшивка из досок t=16мм (ель ρ=450 кг/м3) — стропила (ель ρ=450кг/м3) — обрешетка (ель ρ=450кг/м3) — гибкая черепица (ρ=1 400кг/м3) Временные нагрузки: — обслуживание крыши	7,2 кг/м2 3,4 кг/м2 3,3 кг/м2 7 кг/м2 100 кг/м2	1,1 1,1 1,1 1,3 1,3	7,9 кг/м2 3,7 кг/м2 3,6 кг/м2 9,1 кг/м2 130 кг/м2
ИТОГО	120,9 кг/м2		154,3 кг/м2
Вес фундамента (q₅)
Постоянные нагрузки: — вес ж/б ленты шириной 400мм (железобетон ρ=2 500 кг/м3)	1 000 кг/м2	1,1	1 100 кг/м2
ИТОГО	1 000 кг/м2		1 100 кг/м2
Вес керамического кирпича (q₆)
Постоянные нагрузки: — вес керамического кирпича 400мм (ρ=1600 кг/м3)	640 кг/м2	1,1	704 кг/м2
ИТОГО	640 кг/м2		704 кг/м2
Все газосиликаных блоков (q₇)
Постоянные нагрузки: — вес газосиликат 400мм (ρ=500 кг/м3)	200 кг/м2	1,1	220 кг/м2
ИТОГО	200 кг/м2		220 кг/м2
Снег (q₈)
Временные нагрузки: — снег	140 кг/м2	1,4	196 кг/м2
ИТОГО	140 кг/м2		196 кг/м2
Ветер (q₉)
Временные нагрузки: — ветер	15 кг/м2	1,4	21 кг/м2
ИТОГО	15 кг/м2		21 кг/м2

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.

Сбор нагрузок на фундамент: пример подробного расчета

На этапе планирования важным мероприятием является сбор нагрузок на фундамент. От точности произведенных измерений зависит надежность и долговечность как основания, так и всего сооружения. Все математические расчеты выполняются в четком соответствии с требованиями руководящих документов и нормативов. Для успешной реализации этого мероприятия нелишним будет предварительно изучить СНиПы и обратиться за советом к специалистам.

Необходимость проведения и его условия

Подсчет необходим для выявления создаваемой нагрузки на 1 кв.м. грунта в соответствии с допустимыми показателями.

Грамотный сбор нагрузок – залог надежности основания

Успешная реализация названного мероприятия предусматривает необходимый учет следующих параметров:

условия климата;
тип почвы и его особенности;
границы грунтовых вод;
конструктивные особенности здания и количество используемого материала;
планировку сооружения и вид кровельной системы.

С учетом всех перечисленных характеристик расчет основания и проверка соответствия выполняется после утверждения проекта сооружения.

Выполнение расчета

Для проведения правильного сбора нагрузки следует осуществить расчет веса каждого элемента конструкции и установить глубину размещения опорной конструкции.

Глубина размещения

Данный показатель строится на основании глубины промерзания почвы и ее структурного анализа. Для каждого региона исследуемое значение индивидуальное и складывается на основе многолетнего опыта метеорологов.

По общему принципу основание должно с запасом находиться глубже границ промерзания грунта, однако, из любого правила имеются некоторые исключения. Искомый показатель потребуется впоследствии для установления допустимой нагрузки и определения площади основания.

Для увеличения наглядности следует привести пример на основе ленточного типа. Будем определять глубину размещения фундамента для участка, расположенного в г. Смоленск и имеющего тип почвы – супесь. По первой таблице находим интересующий нас город и сличаем показатель.

Для названного населенного пункта он составляет 120 см. По второй таблице устанавливаем глубину размещения для требуемого вида почвы, этот показатель равен не менее ¾ расчетной глубины промерзания грунта, но не менее 0,7 м, таким образом, получаем значение в 80 см, удовлетворяющее всем заявленным условиям.

Кровельная нагрузка

Представленный вид нагрузки посредством стен сооружения, на которых размещается кровельная система, равномерно распределяется между сторонами основания. Для классической крыши, имеющей два ската, это две противоположные боковые стены. В варианте четырехскатной кровли вес распределяется на все четыре грани.

Требуемый показатель устанавливается по площади проекционных линий кровли, отнесенных к площади сторон основания, подверженных нагрузке, и умноженные на общую массу строительного материала, которую можно вычислить согласно приложенной таблице.

Пример:

Площадь проекционных линий при размерах постройки 10×10 равняется 100 кв.м.
При двухскатной крыше длина сторон основания высчитывается по количеству опорных стен, в нашем случае их 2, таким образом, получаем 10×2=20 м.
Площадь сторон основания, подверженных нагрузке, при толщине фундамента в 0,5 м равняется 0,5х20 = 10 кв.м.
Тип кровли – керамическая или цементно-песчаная черепица при уклоне в 45º, следовательно, нагрузка по приложенной таблице равняется 80 кг/ кв.м.
Общая нагрузка крыши на основание – 100/10×80 = 800 кг/ кв.м.

Вычисление снеговой нагрузки

Снег создает давление на основание через крышу и опорные стены, в связи с этим расчет нагрузки, создаваемой снегом, включает в себя усилия кровли на фундамент. Единственное, что требуется дополнительно установить – площадь давления снега. Искомый показатель равняется площади обустроенной кровли.

Для получения итогового значения площадь кровли следует разделить на площадь опорных стен основания и помножить на средний показатель снеговой нагрузки, согласно таблице.

Пример:

Длина ската кровли в 45º равна 10/2/0,525 = 9,52 м
Площадь кровли равняется длине коньковой части, помноженной на длину ската (9,52х10) х 2 = 190,4 кв.м.
Нагрузка снега для Смоленска составляет 126 кг/ кв.м. Помножаем данное значение на площадь кровли и делим на площадь нагруженных стен основания (190,4х126/10 = 2399,04 кг/кв.м.).

Определение нагрузок, создаваемых перекрытиями

Давление перекрытий осуществляется также как и у кровли на опорные стенки фундамента, в связи с этим расчет нагрузки ведется в прямой взаимосвязи с их площадью. Для определения нагрузки первым делом стоит вычислить площадь промежуточных элементов всех этажей с учетом половой плиты.

Площадь одного перекрытия помножается на общую массу материала, заложенного в ее основу, значение которого можно определить по таблице, и полученное значение делят на площадь нагруженных стенок основания.

Пример:

Площадь перекрытий каждого из этажей равна площади сооружения – 100 кв.м. В здании, для примера, пара перекрытий: одна – железобетонная, вторая – деревянная по металлическим (стальным) направляющим.

Умножаем площадь каждого из перекрытий на их удельный вес. Получаем: 100 х 200 = 20000 кг и 100 х 500 = 50000 кг.
Суммируем представленные показатели. вычисляем нагрузку на квадратный метр: (20000 + 50000) / 10 = 7000 кг/кв.м.

Вычисление нагрузок, создаваемых стенами

Представленный показатель для ленточного типа вычисляется как произведение общего объема стенных элементов и их общего веса, которые необходимо разделить на произведение длины сторон основания и его толщины.

Площадь каждой из стен равна произведению высоты сооружения и периметра дома: 3 х (10 х 2 + 10 х 2) = 120 кв.м.
Вычисляем их объем: произведение площади и толщины (120 х 0,5 = 60 м куб.).
Определяем общий вес, отыскав произведение объема и массы материала, указанного в таблице: 60 х 1400 = 84 000 кг.
Устанавливаем площадь опорных сторон, которая равна произведению периметра основания и его толщины: (10 х 2 + 10 х 2) х 0,5 = 20 кв.м.
Нагрузка, создаваемая стенами: 84 000/20 = 4 200 кг/кв.м.

Промежуточные подсчеты нагрузки основания на грунт

Общий показатель нагрузки, создаваемой ленточной опорой на почву, высчитывается следующим образом: объем фундамента умножается на плотность материала, заложенного в его первооснову, и делится на квадратный метр площади основания. Объем при этом следует вычислять как произведение глубины размещения на толщину слоя опоры.

Как правило, на этапе предварительных вычислений последний показатель принимается, как толщина боковых стен.

Площадь основания – 20 кв.м., глубина размещения – 80 см, объем основания 20 х 0,8 = 16 м куб.
Вес основания, выполненного из железобетона, равен: 16 х 2500 = 40 000 кг.
Общая нагрузка на грунт: 40 000/20 = 2 000 кг/ кв.м.

Определение удельной нагрузки на 1 кв.м. почвы

В завершение находим сумму всех выполненных результатов, не забывая вычислить допустимую нагрузку на фундамент. Вместе с этим стоит учитывать, что давление, создаваемое стенами с кровельной системой на опору, будет выше своих рядом расположенных собратьев.

Посмотрите видео, как провести полный расчет давления на основание дома.

Фиксированный показатель сопротивляемости почвы вычисляем по таблицам, указанных в СНиП 2.02.01-83 и описываемых правила изготовления фундаментов зданий и построек.

Находим сумму масс, создаваемых всеми элементами сооружения, в том числе и основания: 800 + 2399,04 + 7 000 + 4 200 + 2 000 = 16 399,04 = 16,5 т/кв.м.
Определяем показатель сопротивляемости почвы, для супесей с коэффициентом пористости 0,7 составляет 17,5 т/ кв.м.

Из полученных расчетов можно сделать вывод о том, что давление, создаваемое выбранной для примера постройкой, располагается в рамках допустимой границы.

Заключение

Как можно заметить из примера, выполнение расчетов нагрузки не такое уж сложное мероприятие. Для успешного его выполнения необходимо четко следовать требованиям нормативных документов и придерживаться определенного ряда правил.

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.

определение, как посчитать, примеры расчетов

Непомерная нагрузка на фундамент приведет к разрушению всей постройки. Поэтому в процессе проектирования конструкции дома нужно уделить особое внимание расчету (сбору) нагрузок, действующих на фундамент строения.

И в этой статье мы познакомим вас с процессом вычисления самых заметных нагрузок, оказывающих влияние и на габариты, и на конструкцию основания для жилого дома или коммерческого строения. Но вначале мы дадим немного теории, рассказав о разновидностях нагрузок проецируемых на фундамент со стороны строения и грунта и о типах деформаций конструкции основания спровоцированных этими нагрузками.

Разновидности нагрузок

Сбор нагрузок на фундамент формируется под влиянием следующих факторов:

Веса самого строения: от кровли до нижнего венца (или первого ряда кирпичей/блоков), возведенного по уже существующему проекту.
Эксплуатационной нагрузки — веса всех предметов интерьера, жильцов, отделочных материалов, меблировки, внутренних коммуникаций, бытовой техники и прочего содержимого жилища.
Веса самого фундамента: от пяты до ростверка со всеми сопутствующими элементами – отделкой, гидроизоляцией, утеплением и так далее.
Динамической нагрузки – предполагаемого веса снежного покрова и силы давления ветра на стены и кровлю строения.

Точное определение суммы нагрузок, а равно и каждой составляющей сбора, относится к достаточно затруднительным операциям.

Поэтому большинство вышеприведенных параметров считают исходя из объемов стройматериалов и площади пола, кровли и стен строения, умножая эти данные на соответствующие коэффициенты.

К счастью для проектантов вычисление веса дома и основания строения, а равно и эксплуатационной, и динамической нагрузок, производится путем ввода исходных данных в специальную программу – калькулятор фундамента.

Характеристики опорного грунта

Помимо конструкционного, эксплуатационного и динамического веса, проводя расчет нагрузки на фундамент, следует учесть такие характеристики и качества опорного грунта, как:

Усадку грунта под пятой основания. Этот параметр определяется по степени деформации почвы под весом нагруженной ленты или опоры. И чем выше плотность грунта, тем меньше его усадка.
Глубину промерзания почвы. Этот параметр влияет на нагрузку, возникающую вследствие деформаций пучения грунта. Расширяющийся под влиянием низких температур грунт выталкивает заглубленный в него фундамент.
Несущую способность грунта. Этот параметр определяет сопротивляемость почвы внешним нагрузкам. Высокая несущая способность позволяет уменьшить площадь подошвы основания.

Впрочем, перед тем, как посчитать нагрузку на фундамент со стороны почвы, необходимо провести полноценную геологическую разведку с контрольным бурением и статическими испытаниями опор. Поэтому, в большинстве случаев, вышеуказанные параметры берутся из таблиц или вычисляются по средним значениям на основе сопоставления наименьших и наибольших значений.

Разновидности деформации конструкции основания

Под влиянием нагрузок со стороны основания и гранта в конструкции, в теле фундамента возникает сразу несколько разновидностей деформации, а именно:

Деформация по тикали – прогиб и выгиб, провоцируемая моментом сил, возникающим в процессе неравномерной усадки (погружения) всей подошвы фундамента в грунт.
Деформации по горизонтали и вертикали фундамента – крен, перекос или сдвиг, которые провоцирует нагрузка на одно «плечо» конструкции. Источник нагрузки в данном случае — заметна усадка грунта под одним углом, опорой или гранью (свайной линией) фундамента.
Деформация горизонтали – смещение, вызываемое сейсмическими нагрузками, провоцируемыми смещением слоев грунта.

Причем необходимо понимать, что указанные деформации возникнут в теле фундамента в любом случае. Однако, если прогиб, сдвиг, крен и прочие разновидности деформаций не выйдут за разумные пределы, то конструкция основания не пострадает.

Пример сбора нагрузок на фундаменты

Но хватит теории. Давайте рассмотрим пример сбора нагрузок ленточного и столбчатого фундамента. И начнем мы с нагрузок, действующие на фундамент со стороны строения. Эти рекомендации подойдут и для столбчатых, и для ленточных оснований.

Сбор нагрузок со стороны строения

Выше по тексту уже говорилось, что нагрузки со стороны строения разделяются на:

Конструкционные (вес самого дома).
Эксплуатационные (вес содержимого дома).
Динамические (вес снега на кровли, усилие, передаваемое на конструкцию ветром).

Конструкционные нагрузки считают по объему и удельному весу стройматериала. Например, если вы приобрели для строительства стен 15 кубометров пиломатериала с плотностью 600 кг/м3, то конструкционная нагрузка приблизится к 9 тоннам. Ну а строение, возводимое из 8 тысяч ординарных кирпичей – масса одной штуки – 3,5 килограмма – сгенерирует конструкционную нагрузку в 28 тонн.

Но это только стены. Конструкционную нагрузку перекрытий и кровли следует вычислить отдельно. Вес одного листа 8-волнового шифера равен 26 килограммам, а квадратный метр такого покрытия весит 14 кило. Плотность соснового бруса, расходуемого на каркас кровли равна 550-600 кг/м3.

В итоге, двускатная крыша с площадью кровли в 60 «квадратов» сгенерирует вес в 0,8 тонны по кровле и 1,2 тонны по каркасу (до двух кубометров пиломатериалов на брус и доски обрешетки). Точные объемы стройматериала можно вычислить по калькулятору кровли – специальной программе, в которую вводят габариты крыши и получают на выходе данные по метражу кровельного покрытия и объему пиломатериалов для каркаса и обрешетки.

Эксплуатационная нагрузка определяется по метражу цокольного и межэтажного перекрытия. По СНИП квадратный метр площади дома можно нагрузить 300-350 килограммами. В итоге, дом площадью в 100 м2 сгенерирует 3,5 тонны эксплуатационной нагрузки.

Динамическую нагрузку считают по площади кровли, умножаемой на массу снега, давящую на квадратный метр крыши. В наших широтах снеговая масса доходит до 180 кг/м3. И в рассматриваемом случае она равняется 10,8 тонны.

Сбор нагрузок со стороны фундамента

Следующий этап сборки нагрузок – определение массы самого фундамента. Зная внешние усилия, генерируемые общей массой строения можно подсчитать объемы ленточного основания и количество опор в столбчатом фундаменте.

Сбор нагрузок на столбчатый фундамент начинается с определения несущей способности одного столба, вычисляемой по площади его подошвы и несущей способности грунта. И если последняя характеристика равняется 2 кг/см2 (это минимальное значение), а площадь подошвы доходит до 1600 см2 (40х40 сантиметров), то один столб удержит не менее 3,2 тонны.

Общее количество столбов, вычисляется по сбору нагрузок со стороны строения. В нашем случае она равна 44,3 тонны, увеличим этот результат на 50 процентов (коэффициент запаса прочности) и получим 66,45 тонны. На этот вес нужно, как минимум 21 столб.

Ну а зная количество столбов и объемы одной опоры (0,4х0,4 (площадь основания) х1,5 (высота)) можно вычислить общий объем фундамента. В нашем случае он равен 5,04 м3. Столбы заливают бетоном, следовательно, вес такого фундамента равен 12,6 тонны (5,04м3 х 2500 кг/м3 (удельный вес бетона)).

Сбор нагрузок на ленточный фундамент начинают с вычисления площади подошвы. Ее определяют по сбору нагрузок со стороны строения и несущей способности грунта. В нашем случае она равна 33225 см2 (66450 кг (вычисленная выше масса дома) / 2 кг/см2).

Но эти данные определяются только по конструкционным характеристикам, а есть еще и эксплуатационные – морозостойкость, влагостойкость, минимальная ширина ленты и прочее. И по этим параметрам при минимальной ширине ленты в 40 сантиметров площадь основания лучше всего вычислить по периметру самого здания. И для дома в 100 м2 (условные габариты 10х10 м) периметр будет равен 40 метрам, а площадь основания 16 м2 (40х0,4).

Зная площадь основания и глубину залегания фундамента можно вычислить объем заливки. И при высоте стены фундамента в 1,5 метра на заливку основания уйдет до 24 м3 раствора. А масса фундамента будет равна 60 тоннам (24м3 объема умножаем на 2500 кг/м3 плотности железобетона)

Выдержит ли такой вес наш грунт? Разумеется, да. Ведь 160 000 см2 грунта (16 м2 подошвы нашего фундамента) с несущей способностью в 2 кг/см2 могут принять 320-тонную нагрузку, а общий вес нашего фундамента и строения – всего 126,45 тонны.

Подведем итоги

В завершении следует отметить, что все вышеприведенные расчеты можно выполнить с помощью специальных программ – калькуляторов, в которые загружают сведения о габаритах строения и характеристиках грунта. А на выходе получают информацию по объемам используемых стройматериалов. На основе этих данных сбор нагрузок вычисляется путем простейшего перемножения рекомендуемого объема на плотность соответствующего стройматериала.

Сбор нагрузки на фундамент: пример расчета

Когда дело доходит до постройки нового дома, стоит задуматься о качестве и виде фундамента. Ведь именно он является главной частью и надежной основой. Фундамент не только укрепляет дом, но и поддерживает его стены. Когда при возведении этой части здания возникают ошибки, можно даже не надеяться на долговечную службу. Буквально через несколько лет сильной нагрузки на стены вы сможете заметить необратимые последствия и дефекты. Суть фундамента заключается в том, чтобы минимизировать воздействие здания на грунт, на котором оно расположено. Если отнестись к постройке фундамента легкомысленно, дом начнет перекашиваться и уходить в землю.

Именно поэтому так важно перед началом возведения дома тщательно провести все расчеты сбора нагрузки на фундамент, примеры которых приведены ниже. Все данные стоит несколько раз перепроверить, ведь именно от них и будет зависеть успешность результата.

Какие виды нагрузок могут повлиять на фундамент

На сбор нагрузки на фундамент (пример приведен в статье) влияют самые разные виды нагрузок. Они бывают как временными, так и постоянными. Здесь все зависит от того, что именно будет присутствовать в вашем доме на постоянной основе. Так или иначе, все это можно распределить на четыре группы:

Общая масса элементов дома, которые несут главную нагрузку на здание.
Также есть так называемые полезные нагрузки. Это те предметы, которые люди привыкли регулярно менять на более новые. Наверное, вы уже догадались, что таковыми предметами являются детали интерьера. Также к этому пункту можно отнести и присутствие машины в доме. Если вы собираетесь сооружать гараж, вместо одной из комнат, вес и размер машины довольно важен. Кроме того, учитываются все инструменты и садовые принадлежности, которые будет вмещать в себя гараж.
Непосредственные нагрузки на фундамент. Таковым является основание самого дома.
Нагрузки, которые имеют динамический характер. Это природные явления: сила ветра, размер дождевых и снежных осадков.

Подсчитывание дополнительных факторов

Для того чтобы точно рассчитать пример сбора нагрузок на фундамент под колонну, нужно быть точно уверенным даже в самых мизерных деталях. Конечно, сделать это можно только после составления полного плана дома, где будут учитываться все размеры и объемы. Когда вы только начинаете проектировать всю постройку, можно примерно решить с расположением и видом фундаментной основы. И только после завершения данных действий можно переходить к сбору нагрузок.

Итак, какие же факторы действительно важны:

Нужно примерно рассчитать количество людей, которые будут проживать в вашем доме.
Точно знать список и количество материалов, которые будут использованы для постройки и отделки здания.
Конечно, не менее важным фактором является размер самого дома.
Подсчет оборудования.
Климатические условия, которые приемлемы для вашего участка.
Ну и сам грунт, на котором будет возводиться дом.

Как лучше проводить подсчет предполагаемой нагрузки

Для того чтобы посчитать пример сбора нагрузок на фундамент многоэтажного дома, которые будут воздействовать, нужно приложить немало усилий и знаний. Лучше всего доверить это дело специалистам. Если же вы решили заниматься этим самостоятельно, не стоит сразу же создавать панику и думать, что это нереальная задача. Если внимательно просмотреть и учесть все нюансы, идеальные цифры получить маловероятно, но вот результат с наименьшим отклонением – вполне возможно.

Таким образом, вы всегда сможете оставить столь нужные деньги на нечто более весомое. Для того чтобы получить наиболее правильную и точную цифру, вам нужно только прикинуть приблизительный сбор нагрузки и умножить все на коэффициент приблизительности.

Как определить качество грунта

Если вы хотите приблизить расчеты к совершенству, нужно учитывать такой важный фактор, как характеристика грунта, на котором будет возводиться здание. Иначе сбор нагрузок на свайный фундамент (пример для расчета начинается с обчисления стен) не будет достоверным. Для того чтобы рассмотреть все детали, нужно вспомнить о четырех характеристиках земельного участка:

может ли он выдержать дом;
уровни усадки;
насколько глубоко промерзает в холодные времена года;
на какой глубине проходят грунтовые воды.

Несущая способность грунта

Самый первый пункт – это показатель того, насколько земля выдерживает нагрузку, которую будет создавать будущее здание. Если грунт готов к сопротивлению и имеет довольно плотную основу, есть возможность не растягивать фундамент по поверхности участка. Все напрямую зависит от несущей способности земли.

Значение, которое вы получаете, нужно приравнять к среднему показателю – 3 кг. Благодаря отношению к этим данным вы и получите данные о несущей способности земли и сборе нагрузки на фундамент. Пример расчетов будет представлен ниже.

Уровни усадки

Что собой являют уровни усадки грунта? Это его плотность и способность к утрамбовке. Данный уровень определяет то, насколько земля устойчива к воздействию нагрузок и деформации верхнего слоя. Если грунт довольно прочный, можно быть уверенным в том, что он со временем не начнет проваливаться и перекашивать стены здания. Чем меньше значение усадки, тем надежнее является грунт.

Уровень промерзания

То, насколько глубоко грунт может промерзнуть, также очень важно. Ведь при понижении температуры грунтовые шары начинают расширяться, приподнимая отдельные части фундамента. Именно это приводит к обратному воздействию при его разрушении. То есть в случае с уровнем усадки фундамент проваливается, разрушая стены, а здесь он поднимается, также нанося ущерб дому.

Уровень грунтовых вод

Показатель того, насколько глубоко проходят грунтовые воды, влияет сразу на три предыдущих фактора. Если вода находится слишком близко, она разрушает все способности грунта к утрамбовке и переноске нагрузок. Первое, что происходит, – это понижение несущей способности. Все земельные шары находятся под постоянным воздействием окружающей среды и не имеют возможности удерживать слишком тяжелые конструкции. Они подвергают фундамент обвалам. А вот из-за того, что вода стает причиной смягчения и податливости почвы, грунт начинает расширяться. С последствиями этой реакции вы уже знакомы.

Как по примеру рассчитать давление, оказываемое на фундамент

Для того чтобы вам стало более понятным применение всех пунктов, мы попробуем наглядно показать все тонкости и нюансы при расчете. Самое популярное и наиболее простое – одноэтажный дом с мансардой. Сбор нагрузок на фундамент (пример в таблице Excel подсчитать можно самостоятельно) зависит от площади строения и является для каждой планировки разным.

Всю информацию мы брали из подробного плана жилых домов, в котором были указаны размерности и используемые стройматериалы:

дом состоит из одного этажа и мансарды;
примерный размер дома 16 х 16 метров;
расстояние между перекрытием – 2 метра;
толщина стен, которые были сделаны из бревен, – около 50 сантиметров;
также стены имеют облицовочное покрытие из пустотелого кирпича, толщина которого равна 15 сантиметрам;
пол для мансарды был сделан из тех же материалов, которые использовались для цокольного этажа;
основание крыши было отделано шифером.

Как же получить результаты

Первое, что нужно сделать, – это посчитать сбор нагрузок фундамента (пример расчета ниже), используемых для возведения дома. Это нам дает такие результаты:

Площадь, рассчитанная для перекрытия, составляет около 15 х 15 метров, что в итоге равняется 225 м².
Площадь, рассчитанная под несущие стены, равняется 180 квадратных метров. В данном результате были взяты во внимание и двери, и окна.
Мансарда имеет площадь в 70 квадратных метров.
Если высчитать сумму площади стен, то она будет составлять 295 квадратных метров.
А вот площадь кровли составляет 225 квадратных метров.

Приравнивание полученного результата

Итак, мы сделали подсчеты всех площадей и материалов, которые будут использоваться при возведении дома, то есть провели сбор нагрузок на фундамент (пример таблицы представлен ниже).

Чтобы получить окончательный результат, проделываем следующее:

Находим примерный вес стен, собранных из бревен. Нужно воспроизвести несущие стены, толщину и среднюю массу на один кубический метр: 180 х 0,5 х 600 = 54 тонны.
Далее получаем массу кирпича, используемого для облицовки стен. Нужно выразить всю площадь стен, которая далее умножается на ширину кладки и табличную плотность выбранного кирпича: 295 х 0,15 х 1400 = 62 тонны.
Чтобы найти массу перекрытий как цокольного этажа, так и мансарды, нужно перемножить их суммарную площадь на табличную плотность выбранной плиты: 225 х 500 = 113 тонн.
Чтобы узнать вес кровли, нужно умножить ее площадь на среднюю массу выбранного покрытия: 225 х 50 = 12 тонн.

Теперь осталось лишь все сложить. В результате 240 тонн будет нагружать возведенный фундамент.

Особенности фундамента

Остается один немаловажный фактор при расчетах – тип фундамента. Его обычно распределяют на пять главных видов:

Ленточные фундаменты. Когда вы подсчитываете сбор нагрузок на ленточный фундамент (пример расчетов был приведен выше), то результат нужно поделить на длину выбранной ленты. Это один из самых простых вариантов расчета.
Плитные фундаменты. А вот с этим вариантом придется повозиться. Нужно найти массу нагрузки, которая будет воздействовать на каждый квадратный метр плитки. И ее уже потом делят на размер всей фундаментной основы.
Столбчатые и свайные фундаменты. Первым делом, как и с ленточной основой, определяется сбор нагрузок на столбчатый фундамент (пример рассматривать не будем, поскольку он идентичен). Полученный результат нужно поделить на общую длину всех несущих стен, где будут устанавливать сваи. Если расстояние между частями фундамента получается слишком коротким или слишком длинным, следует изменить сечение опор и подсчитать все данные заново. Как мы видим, это самый сложный и трудоемкий процесс.

Кровля, кг/м²	Шифер	50
	Профнастил	30
	Ондулин	30
	Металлочерепица	30
	Цементно-песчаная черепица	80
	Наплавляемые материалы	40
Перекрытие, кг/м²	Ж/Б пустотелые плиты	500
	Деревянные балки с утеплителем 200кг/м3	150
	Деревянные балки с утеплителем 500кг/м3	300
	Стальные балки с утеплителем 200кг/м3	200
	Стальные балки с утеплителем 500кг/м3	350
Стены, кг/м²	Кирпич полнотелый	1800
	Кирпич пустотелый	1400
	Газоблок	600
	Шлакоблок	1200
	Бревенчастые	600
	С обшивкой	300

Для того чтобы удачно построить дом, нужно иметь много терпения и упорства. Это столько труда, но ведь какой приятный сюрприз вас ждет в конце пути! Вы просто обязаны понимать, что сбор нагрузки на фундамент, пример которого представлен выше, – это начало, это самое главная составляющая вашего будущего уютного дома. Это может значить только то, что именно эта часть требует наибольшего внимания. Чтобы справиться с этой задачей, не нужно иметь огромную кучу денег для вызова специалистов. Не опускайте рук и верьте в удачу, и у вас получится рассчитать все самостоятельно. Если вы не великий математик, не забывайте и о том, что в каждом доме всегда можно найти калькулятор или же устройство, выполняющее его функции.

Зачем нужны тестовые доски при закладке фундамента? | Home Guides

Даниэль Смит Обновлено 9 марта 2021 г.

Мерриам-Вебстер определяет слово «фундамент» несколькими способами, включая «базовую базу поддержки». Важность прочного фундамента невозможно переоценить. Закладка фундамента для дома следует этой идее, поскольку этот начальный шаг влияет на то, как строится и поддерживается остальная часть конструкции. Создание фундамента требует тщательного планирования, правильных материалов, правильного строительства и соблюдения протоколов безопасности.

Наконечник

Бэттер-доски поддерживают струнные линии, по которым будет идти фундамент.

Основы фундамента

Бетонное строительство подробно описывает некоторые основные принципы строительства фундаментов жилых домов. Все начинается с плана участка, который показывает, где будет построен дом на участке. Затем производятся измерения, и план дома разносится с помощью рулетки и уровней.

Затем геодезисты могут выставить свои ставки на угловых точках здания; экскаваторы используют их как ориентиры при рытье фундаментов.Для прямоугольных фундаментов в большинстве конструкций будут использоваться струнные линии и брусчатка, чтобы углы были квадратными, а размеры были правильными. Это необходимо для того, чтобы фундамент был ровным.

SA Homes объясняет, что прочный ровный фундамент необходим по нескольким причинам. Прежде всего, они должны выдерживать вес или нагрузку конструкции. Фундаменты также предотвращают проникновение влаги и помогают сохранять устойчивость здания перед лицом сильных ветров, наводнений, землетрясений и ураганов.Фундамент — это, конечно, не то место, где строителю нужно срезать углы.

Что такое тестовые доски?

Stonehenge Building & Development объясняет, что тестовые доски представляют собой временные конструкции, сделанные из кольев и прикрепленных к ним горизонтальных досок. Они используются для поддержки струнных линий, закладывающих фундамент. Биты для теста устанавливаются в нескольких футах от каждого угла, и к ним прикрепляются струны.

Горизонтальные части тестовых досок обычно изготавливаются из дерева и должны быть на одном уровне.Вертикальные колья также могут быть сделаны из дерева и не обязательно должны быть отвесными, потому что они служат только для поддержки горизонтальных досок. После того, как бетонные плиты установлены, рабочие могут просверлить и разместить сваи в нужных местах, чтобы выдержать вес дома.

Lowe’s рекомендует использовать метод «три-четыре-пять», чтобы обеспечить квадратный фундамент. После того, как тестовые доски и линии струны будут установлены, перейдите к внешнему углу, отмерьте 3 фута вдоль одной из линий струны и отметьте ее.Затем отмерьте 4 фута по другой линии и отметьте ее. Измерьте диагональное расстояние между этими двумя отметками и перемещайте колья, пока расстояние не станет ровно 5 футов. Повторите этот процесс для остальных трех углов.

Почему так важны твердые фундаменты

Фундаменты должны быть прочными, чтобы дом был структурно прочным; нет никакого способа обойти это. Эксперты также согласны с тем, что фундамент должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать «мертвые» и «живые» нагрузки. Статическая нагрузка — это фактический вес здания, и он остается постоянным.Переменная нагрузка варьируется и может включать людей, находящихся внутри, мебель и все остальное, что имеет вес.

Если фундамент будет построен на склоне, а не на ровной площадке, выровнять его будет сложнее. Это можно сделать по-разному, как описано Legal Eagle Contractors. Почву можно выровнять, удалив грунт, добавив грунт или и то, и другое. Вынутый грунт можно использовать в качестве подпорных стен, или можно добавить грунт, чтобы заполнить участки, чтобы выровнять фундамент.Это может занять много времени и денег, но, в конце концов, фундамент обязательно должен быть ровным, несмотря ни на что.

Строительство фундамента [PDF]: глубина, ширина, план и выемка грунта

🕑 Время чтения: 1 минута

Порядок строительства фундамента начинается с принятия решения о его глубине, ширине и разметке раскладки котлована и осевой линии фундамента. Фундамент — это часть конструкции ниже уровня цоколя, которая находится в непосредственном контакте с грунтом и передает нагрузку надстройки на землю.

Как правило, ниже уровня земли. Если какая-то часть фундамента находится выше уровня земли, ее также засыпают землей. Эта часть конструкции не контактирует с воздухом, светом и т. Д., Или сказать, что это скрытая часть конструкции.

Фундамент — это конструкция, построенная из кирпичной кладки, кирпичной кладки или бетона под основанием стены или колонны для распределения нагрузки по большой площади.

Глубина фундамента

Глубина фундамента зависит от следующих факторов:

Наличие соответствующей несущей способности.
Глубина усадки и набухания глинистых грунтов из-за сезонных изменений, которые могут вызвать значительные подвижки.
Глубина промерзания мелкого песка и ила.
Возможность выемки около
Глубина залегания грунтовых вод
Минимальная практическая глубина фундамента должна быть не менее 50 см. Для удаления верхнего слоя почвы и перепадов уровня земли.

Следовательно, наилучшая рекомендуемая глубина фундамента — от 1.От 00 метров до 1,5 метра от исходного уровня земли.

Ширина фундамента / опор

Ширина опор должна быть установлена в соответствии с конструктивным решением. Для малонагруженных зданий, таких как дома, квартиры, школьные здания и т. Д., Имеющие не более двух этажей, ширина фундамента указана ниже:

Ширина подошвы не должна быть меньше 75 см для стены толщиной в один кирпич.
Ширина подошвы не должна быть меньше 1 метра для полуторной кирпичной стены.

Порядок устройства фундамента

Процессы, выполняемые при фундаментных работах, приведены ниже:

Земляные работы в траншеях под фундамент.
Планировка цементобетонная.
При строительстве плота или колонны уложить опору.
Lay Анти-термитное лечение.
Кладка кирпичной кладки до уровня цоколя.
Уложить на стены гидроизоляционный слой.
Засыпка земли вокруг стен
Засыпка земли в части здания до необходимой высоты в соответствии с уровнем цоколя.

Рис.1: Выемка под фундамент стены Рис.2: Бетон в фундаменте Рис.3: Бетон и кирпичная кладка в фундаменте стены Рис.4: Бетон и кирпичная кладка при заливке фундамента

Меры предосторожности при проектировании фундамента

Фундамент должен быть спроектирован так, чтобы передавать на землю комбинированную статическую нагрузку, приложенную нагрузку и ветровую нагрузку.
Чистая интенсивность давления, оказываемого на почву, не должна превышать допустимую несущую способность.
Фундамент должен быть спроектирован таким образом, чтобы оседание на землю было ограниченным и равномерным под всем зданием, чтобы избежать повреждения конструкции.
Необходимо изучить всю конструкцию фундамента, надстройки и характеристики грунта, чтобы добиться экономии при строительных работах.

Бетон и строительный раствор Соотношение для фундамента

Цементный бетон 1: 8: 16 обычно используется для фундамента стен при строительных работах.
В случае цементного бетона на опорах колонн, соотношение 1: 4: 8 является наилучшим рекомендуемым соотношением для фундамента.
Для кирпичной кладки в качестве условия нагрузки используется цементный раствор от 1: 4 до 1: 6.

В случае опор колонн и стропил до уровня цоколя используется цементобетон 1: 2: 4 или 1: 1,5: 3.

Ожидаемые характеристики NGSS
MS-ETS1-1. Определите критерии и ограничения проблемы проектирования с достаточной точностью, чтобы гарантировать успешное решение, принимая во внимание соответствующие научные принципы и потенциальные воздействия на людей и окружающую среду, которые могут ограничить возможные решения.(6-8 классы) Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Щелкните здесь, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям.

В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Сквозные концепции
Определите проблему проектирования, которая может быть решена путем разработки объекта, инструмента, процесса или системы, и включает несколько критериев и ограничений, включая научные знания, которые могут ограничивать возможные решения. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Чем точнее могут быть определены критерии и ограничения проектной задачи, тем больше вероятность того, что разработанное решение будет успешным. Спецификация ограничений включает рассмотрение научных принципов и других соответствующих знаний, которые могут ограничить возможные решения. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Вся человеческая деятельность опирается на природные ресурсы и имеет как краткосрочные, так и долгосрочные последствия, как положительные, так и отрицательные, для здоровья людей и окружающей среды. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! Использование технологий и любые ограничения на их использование обусловлены индивидуальными или общественными потребностями, желаниями и ценностями; по результатам научных исследований; а также различиями в таких факторах, как климат, природные ресурсы и экономические условия. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Ожидаемые характеристики NGSS
MS-ETS1-2.Оцените конкурирующие проектные решения, используя систематический процесс, чтобы определить, насколько хорошо они соответствуют критериям и ограничениям проблемы. (6-8 классы) Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Щелкните здесь, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям.

В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Сквозные концепции
Оцените конкурирующие проектные решения на основе совместно разработанных и согласованных критериев проектирования. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Существуют систематические процессы для оценки решений на предмет того, насколько хорошо они соответствуют критериям и ограничениям проблемы. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Сейф Несущая способность Грунт
Сухой крупнозернистый и хорошо рассортированный плотный песок обладает максимальным сопротивлением сдвигу и максимальной несущей способностью. В целом, затопленный грунт и глина имеют меньшую несущую способность.
Фундамент Меры предосторожности при выемке грунта
Глубина и ширина фундамента должны соответствовать конструктивному проекту.
Минимальная глубина фундамента — 1 метр при отсутствии проекта.
Проверьте длину, ширину и глубину выемки с помощью осевой линии и уровня, отмеченных на маркировочных столбах.
Отсыпьте выкопанный материал / землю на расстоянии 1 метра от краев.
Начинайте земляные работы, когда почва высохнет.
Установите водяной насос для откачивания дождевой воды.
Уплотните нижний слой фундамента.
В фундаменте не должно быть мягких мест из-за корней и т. Д.
Выкопайте все мягкие / дефектные места и заполните выкопанную область бетоном / твердым материалом
Рис.5: Земляные работы под фундамент, где есть корень дерева Рис.6: Выемка стены в опоре фундамента удалена Рис.7: Ямка корня, заполненная твердым материалом Рис.8: Выемка фундамента стены с участком мягкого грунта Рис.9: Выемка фундамента стены с удаленным мягким грунтом Рис.10: Яма с мягким грунтом, заполненная твердым материалом
Процедура демаркации / компоновки
Для разграничения здания рекомендуется следующий порядок действий:
Отметьте базовую линию на земле от осевой линии дороги или ближайшего постоянного здания.Эта линия помогает выделить фасад здания.
Используйте боковую конструкцию, дорогу, первую базовую линию или границу участка, чтобы отметить боковые базовые линии здания.
Закрепите временные штифты по осевой линии стен / колонн с обеих сторон стен и колонн спереди и сзади.
Закрепите колышек на осевой линии стен / колонн с обеих сторон стен и колонн с левой и правой стороны фасада здания.
Проверьте диагонали квадрата или прямоугольника, образовавшиеся после фиксации колышков.
Соорудить разметочные столбы с колышками на расстоянии от 1,5 до 2 метров и оштукатурить их верхнюю поверхность.
Отметьте центральную линию на верхней части маркировочных столбов с помощью резьбы (сажи) или теодолита в больших проектах и по диагонали, а также проверьте другие размеры.
Выровняйте колонны по всем углам здания.
Разметить фундамент стен / колонн согласно чертежу на земле с помощью средней линии, нанесенной на разметочные столбы.
Используйте мел, чтобы разметить траншею под фундамент на земле.
Выкопайте фундамент стен / колонн до необходимого уровня и проверьте котлован с помощью осевых и выровненных столбов, чтобы избежать каких-либо осложнений в дальнейшем.
Рис.11: Выемка под фундамент под стеной
Преимущества Разметка столбов к макету Здания
Это экономит время на повторное измерение и установку точки во время строительства.
Повышает эффективность работы каменщика и прораба.
Точность можно проверить в любой момент на любом этапе.
В случае обнаружения ошибки ее можно легко исправить на ранней стадии. Исправить ошибку потом очень сложно.
Перекрестная проверка может быть выполнена старшим инженером в минимальные сроки.
Качественная работа ведется.
Недостатки Выполнение строительства без планировки
На некоторых участках работ подрядчик привозит куски стали, устанавливает их на земле и начинает земляные работы.Со временем эти стальные детали просто выбрасывают. Таким образом, при выполнении дальнейших работ нет подходящей точки отсчета.
Это требует дополнительного времени для измерения смещения снова и снова.
Точность нельзя проверить на ранней стадии, и будет очень сложно исправить то же самое на более поздних стадиях.
Это связано с потерей времени и денег на исправление ошибок. Это тоже приводит к некачественной работе.
Оборудование для макета Настройка
Инструмент для выравнивания
Длинные гвозди
Молоток
Прямоугольный
Стальная лента
Тонкая хлопчатобумажная нить
Кирпичи
Цемент
Сетчатый песок
Порошок извести
Теодолит
Часто задаваемые вопросы по конструкциям фундамента
Какое расположение фундаментов?
Макет — это процесс разметки на местности расположения фундаментов новостроек.
Какая стандартная глубина фундамента?
Стандартная глубина простой опоры или фундамента — 1,5 м.
Какие факторы влияют на глубину фундамента?
Соответствующая несущая способность.
Глубина промерзания.
Стол подземных вод
Глубина усадки и набухания.
Рядом раскопки.
Какие материалы, инструменты и оборудование используются при планировке здания?
Инструмент для выравнивания
Длинные гвозди
Молоток
Прямоугольный
Стальная лента
Тонкая хлопковая нить
Кирпичи
Цемент
Просеянный песок
Порошок извести
Теодолит
Каковы преимущества макет фундамента?
Экономит время на повторное измерение и установку точки во время строительства.
Повышает работоспособность каменщика и мастера.
Проверяйте точность в любое время на любом этапе.
Исправляйте ошибки, если они есть, на ранней стадии.
Перекрестная проверка может быть выполнена старшим инженером в минимальные сроки.
Качественная работа ведется.
Храп и сон — Тональный крем для сна
По оценкам, храп поражает 57% мужчин и 40% женщин в США. Это происходит даже у 27% детей.
Эти статистические данные показывают, что храп является широко распространенным явлением, но его степень тяжести и последствия для здоровья могут быть разными.Храп может быть легким, случайным и безразличным, либо он может быть признаком серьезного основного нарушения дыхания, связанного с сном.
Знание основ храпа — что его вызывает, когда он опасен, как лечить и как с ним бороться — может улучшить здоровье и устранить частую причину нарушений сна.
Что вызывает храп?
Храп возникает из-за хрипов и вибрации тканей около дыхательных путей в задней части глотки. Во время сна мышцы расслабляются, сужая дыхательные пути, и когда мы вдыхаем и выдыхаем, движущийся воздух заставляет ткани трепетать и шуметь, как флаг на ветру.
Некоторые люди более склонны к храпу из-за размера и формы мышц и тканей шеи. В других случаях чрезмерное расслабление тканей или сужение дыхательных путей может привести к храпу. Примеры факторов риска, которые способствуют более высокому риску храпа, включают:
Хотя храпеть могут люди любого возраста, в том числе дети, он чаще встречается у пожилых людей. Мужчины храпят чаще, чем женщины.
В чем разница между храпом и апноэ во сне?
Обструктивное апноэ во сне (СОАС) — это нарушение дыхания, при котором дыхательные пути блокируются или разрушаются во время сна, вызывая повторяющиеся задержки дыхания.

Храп — один из наиболее распространенных симптомов СОАС, но не у всех храпящих есть СОАС. Храп, связанный с OSA, обычно бывает громким и таким, как если бы человек задыхался, фыркал или задыхался.
OSA нарушает сон и часто нарушает баланс кислорода и углекислого газа в организме. Более легкий храп, часто называемый первичным храпом, встречается часто, но не вызывает этих других эффектов.
Опасен ли храп?
Опасность храпа зависит от его типа, степени тяжести и частоты.
Легкий нечастый храп — это нормально и не требует медицинского обследования или лечения. Его основное воздействие — на партнера по кровати или соседа по комнате, которого может беспокоить случайный шум.
Первичный храп возникает более трех ночей в неделю. Из-за своей частоты это более разрушительно для партнеров по постели; тем не менее, это обычно не считается проблемой для здоровья, если нет признаков нарушения сна или апноэ во сне, и в этом случае могут потребоваться диагностические тесты.
Храп, связанный с OSA более тревожный с точки зрения здоровья. Если ОАС не проходит лечение, это может иметь серьезные последствия для сна и общего состояния здоровья человека. Неконтролируемый СОАС связан с опасной дневной сонливостью и серьезными заболеваниями, включая сердечно-сосудистые заболевания, высокое кровяное давление, диабет, инсульт и депрессию.
Когда следует обратиться к врачу по поводу храпа?
Многие случаи храпа являются доброкачественными, но при появлении признаков возможного апноэ во сне важно проконсультироваться с врачом:
Храп, возникающий три или более раз в неделю
Очень громкий или неприятный храп
Храп со звуками удушья, удушья или фырканья
Ожирение или недавняя прибавка в весе
Дневная сонливость
Отсутствие фокуса или умственной резкости
Утренние головные боли и заложенность носа
Высокое кровяное давление
Ночное скрежетание зубами (бруксизм)
Частое ночное мочеиспускание (никтурия)
Если вы заметили какой-либо из этих признаков, важно обратиться к врачу, который определит, нужны ли дополнительные тесты или лечение.
Как узнать, храплю ли я, когда сплю в одиночестве?
Если никто не говорит им, большинство храпящих людей не осознают этого, и это одна из причин, почему апноэ во сне не диагностируется.
Если вы спите один, лучше всего установить записывающее устройство. Это может быть магнитофон старой школы или одно из многих приложений для смартфонов, но у приложений есть то преимущество, что они анализируют звуковые шаблоны, чтобы вы могли обнаружить вероятные эпизоды храпа. Лучше записывать на несколько ночей, поскольку храп может возникать не каждую ночь.При этом приложения не помогают в диагностике OSA.
Если записи отсутствуют, обратите внимание на другие красные флажки, связанные с нарушением сна, такие как заметная дневная сонливость, утомляемость, проблемы с вниманием или мышлением или необъяснимые изменения настроения.
Какие методы лечения могут помочь остановить храп?
Лечение зависит от характера храпа и типов проблем, которые он вызывает.
Людям с нечастым или первичным храпом лечение может не понадобиться, если только оно не нарушает сон человека или сон кого-то, с кем они живут.В таких случаях лечение бывает более простым и менее инвазивным. Людям с апноэ во сне обычно требуется более комплексное лечение.
Типы лечения включают изменение образа жизни, мундштуки от храпа, упражнения для полости рта, устройства постоянного, автоматического или двухуровневого положительного давления в дыхательных путях (CPAP, APAP или BiPAP) и хирургическое вмешательство. Лечащий врач может лучше всего описать плюсы и минусы любого лечения в его конкретном случае.
Изменения образа жизни
Изменение образа жизни может помочь избавиться от храпа, а в некоторых случаях другие методы лечения могут не потребоваться.Даже когда назначаются другие методы лечения, часто все же рекомендуется изменить образ жизни. Примеры этих изменений:
Поддержание здорового веса: Избыточный вес или ожирение являются критическими факторами риска храпа и апноэ во сне, поэтому поддержание здорового веса может быть важным шагом против храпа.
Ограничение употребления алкоголя и седативных средств: Алкоголь часто вызывает храп, а седативные препараты также могут вызывать храп.
Регулировка положения для сна: Сон на спине облегчает закупорку дыхательных путей. Чтобы привыкнуть к другой позиции, может потребоваться время, но это может оказаться полезным изменением. Могут помочь специальные устройства, или некоторые специалисты рекомендуют вшивать теннисный мяч в заднюю часть рубашки, чтобы вы больше не могли спать на спине.
Поднятие изголовья кровати: Поднятие верхней части кровати с помощью стояков, клиновидной подушки или регулируемой рамы может уменьшить храп.Чтобы это сработало, важно приподнять весь матрас, а не просто использовать больше подушек.
Уменьшение заложенности носа: Принятие мер по устранению аллергии или других источников заложенности носа может бороться с храпом. Полоски для дыхания, которые проходят через нос, могут помочь открыть носовые проходы в ночное время, а также внутренние носовые расширители.
Мундштуки от храпа
Мундштук от храпа помогает удерживать язык или челюсть в устойчивом положении, чтобы не блокировать дыхательные пути во время сна.Есть два основных типа мундштуков против храпа.
Устройства для выдвижения нижней челюсти: Они работают, удерживая нижнюю челюсть вперед. Многие из них регулируются, чтобы вы могли найти более удобную и эффективную посадку.
Устройства для удержания языка: Эти мундштуки помогают удерживать язык на месте, чтобы он не соскользнул обратно к горлу.
CPAP по-прежнему считается золотым стандартом лечения апноэ во сне. Однако, в то время как некоторые люди могут носить CPAP с комфортом, другие находят устройство неудобным, особенно если машина работает громко или если маска плохо сидит.Индивидуально подобранные оральные приспособления часто являются хорошей альтернативой для пациентов с СОАС, которые не переносят СИПАП. В частности, было показано, что устройства для продвижения нижней челюсти эффективны не только при храпе, но и при легком и умеренном ОАС.
Упражнения для рта
Ослабление мышц вокруг дыхательных путей повышает вероятность храпа человека. Упражнения для укрепления ротовой полости, языка и горла могут противодействовать этому, повышая мышечный тонус и уменьшая храп.
Упражнения против храпа во рту наиболее эффективны у людей с легким храпом, и обычно их следует выполнять ежедневно в течение двух или трех месяцев.
Устройства положительного давления в дыхательных путях
Аппараты постоянного положительного давления в дыхательных путях (CPAP) — одно из наиболее распространенных средств лечения апноэ во сне у взрослых. Они прокачивают воздух через шланг и маску в дыхательные пути, предотвращая его закупорку. Машины Bi-PAP похожи, но имеют разные уровни давления для вдоха и выдоха. Аппараты APAP — это «умные» машины, которые изменяют давление по мере необходимости.
Аппараты
CPAP, BiPAP и APAP часто эффективны при лечении апноэ во сне и связанного с ним храпа.Чтобы получить эти устройства, вам нужен рецепт, и они должны быть откалиброваны в соответствии с вашим дыханием. По этой причине важно работать со специалистом по сну, чтобы начать работу с устройством PAP.
Поначалу носить маску PAP может быть неудобно, но большинство людей привыкают к ней и обнаруживают, что использование устройства заметно снижает храп и улучшает сон.
Хирургический
У взрослых хирургическое вмешательство редко является лечением первой линии при храпе или апноэ во сне, но оно может быть вариантом, если другие подходы не эффективны.
Один из видов хирургии, называемый увулопалатофарингопластикой, расширяет дыхательные пути за счет удаления близлежащих тканей. Хирургия также может устранить полипы носа, искривленную перегородку или другие закупорки носовых ходов.
Были разработаны и другие типы менее инвазивных операций, но на сегодняшний день имеются ограниченные данные клинических испытаний относительно их преимуществ и недостатков.
Как разделить кровать или спальню с тем, кто храпит
Одно из самых больших воздействий храпа — на другого человека, который делит кровать или спальню с храпящим.Хронический храп может нарушить их сон и потенциально создать напряжение в семье.
Прекращение храпа — очевидное решение проблемы, но не всегда легко. В этом случае затычки для ушей могут помочь партнеру по постели справиться с храпом. Устройство с белым шумом, приложение с белым шумом или даже вентилятор могут помочь заглушить тихий храп.
Была ли эта статья полезной?
Да Нет
Ваше полное руководство по конструкции здания [издание 2020 г.] | ECHOtape
Что такое ограждающая конструкция и почему это важно? Как это может потерпеть неудачу? Какую роль играет лента в герметизации воздуха?
В этом посте мы демистифицируем оболочку здания, помогая строителям и подрядчикам определять слабые места в герметичности здания, чтобы улучшить герметичность и создать больше структур, которые будут устойчивыми, экономичными и удобными в любых условиях.
Что такое ограждающая конструкция?
По своей природе мы не ожидаем, что в окружающей среде будет поддерживаться постоянный климат — 74 градуса по Фаренгейту и 50% влажности.
Наше восприятие комфорта довольно адаптивно и основано на обстоятельствах, ожидании условий окружающей среды и действий. Когда идет дождь, мы пользуемся зонтиками. Одеваемся слоями, когда холодно. Мы пользуемся солнцезащитным кремом, когда подвергаемся летнему воздействию интенсивных ультрафиолетовых лучей.
И все же мы ожидаем, что наши дома будут обеспечивать тепловой комфорт и защиту от природных стихий при постоянной температуре 74 градуса каждый день.
Стены, крыши, окна и двери имеют значение, но на самом деле это возможно благодаря оболочке здания.
В самом простом определении, оболочка здания — это внешняя часть или оболочка здания, которая отталкивает элементы .
В самом сложном определении это инженерная система, которая объединяет такие элементы, как структурная целостность, контроль влажности, контроль температуры и границы давления воздуха, в единую стратегию проектирования.
Это физический разделитель между кондиционированной и некондиционной средой здания, включая сопротивление воздуху, воде, теплу, свету и передаче шума.Это та часть дома, вокруг которой можно провести линию: крышу, стены и фундамент.
Хотя оболочка здания представляет собой своего рода силуэт, важно помнить, что это составные слои. Каждую часть оболочки здания следует рассматривать как совокупность более мелких частей, работающих вместе, чтобы обеспечить структурную поддержку.
Способ возведения фундамента и стен важен для создания прочной конструкции или основания для остальной части здания.Это одна из основных функций конструкции, потому что хорошо сконструированная оболочка необходима, чтобы просто удерживать конструкцию в рабочем состоянии.
Проектирование здания должно быть тщательно продумано и выполнено, чтобы не было открытых краев, трещин между окнами и стенами, а также дефектов между крышей и стенами или между стенами и фундаментом. Все это входит в концепцию оболочки здания.
Тем не менее, каждая часть корпуса сталкивается с разными проблемами.
Крыши бомбят жара, дождь и град
Стены борются с ветром и дождем
Фундаменты всегда окружены влажной влажной землей
На уровне строительства ограждающая оболочка дома представляет собой ряд композитных слоев — будь то дерево, стекло, шпон, гипсокартон и т. Д. — каждый со своими собственными проницаемыми свойствами, которые необходимо учитывать.
Правильное ограждение здания работает вместе для достижения тех же целей — остановки или замедления потока воздуха, воды и тепла, но при этом допускает неизбежное проникновение воды как способ высыхания.
Почему строительные конструкции имеют значение?
Понимание воздушного потока, воздухонепроницаемости и ограждающей конструкции | Изображение предоставлено Агентством по охране окружающей среды США
.
В целом компоненты ограждающих конструкций здания работают вместе для выполнения четырех основных, но важных функций: структурной поддержки, регулирования влажности, регулирования температуры и воздушного потока.
Последние три — увлажнение, воздух и тепло — характеризуют «управляющие» функции оболочки здания, те аспекты, которые обеспечивают энергоэффективность, комфорт и устойчивость дома.
1. Контроль влажности. Самым важным элементом контроля оболочки является ее способность регулировать перенос влаги. Влага представляет собой явную опасность для общей целостности здания и должна быть принята во внимание.
Влага может и будет воздействовать на ваше здание над головой (крыша), под ногами (подвал / пол) и по бокам (стены). Необходимо обратить внимание на каждый компонент, чтобы предотвратить дорогостоящие повреждения нежелательной передачи. Это необходимо в любом климате, но особенно требовательны холодный и жаркий влажный климат.
2. Регулировка воздуха . Управление воздушным потоком является ключом к контролю за потреблением энергии, обеспечению качества воздуха в помещении, предотвращению конденсации и обеспечению комфорта.
Управление движением воздуха включает поток через ограждение или через компоненты самой оболочки здания, а также внутрь и наружу. Так, например, когда мы говорим о сквозняке в доме, мы говорим об управлении потоком воздуха.
3. Температурный контроль. Термоперенос напоминает о том, насколько комфортно мы чувствуем себя в собственном доме.
Слишком жарко? Слишком холодно? Если вы хотите ответить на этот вопрос, его проще всего найти. Как мы узнали в начальной школе, температура повышается, и если у вас недостаточно сопротивления в здании, чтобы предотвратить проникновение тепла прямо через крышу, пора поднять IQ оболочки вашего здания, чтобы предотвратить утечку тепла (и денег). .
Что такое герметичность здания?
Строительные ограждающие конструкции часто характеризуются как «плотные» или «неплотные».”
Неплотная ограждающая конструкция здания обеспечивает более естественный перенос воздуха, что улучшает качество воздуха в помещении, что устраняет необходимость в механической вентиляции.
Эти типы ограждающих конструкций делают здание более сквозным и неудобным, а также затрудняют регулирование уровня температуры. Это создает более высокую вероятность образования плесени или грибка, и большее количество нагретого или охлажденного воздуха может выходить через утечки в неплотной оболочке здания. Это увеличит счета за электроэнергию, а также окажет негативное воздействие на окружающую среду, выбрасывая больше парниковых газов.
Плотная оболочка здания обеспечивает высокий уровень контроля качества воздуха в помещении, температуры, влажности и энергопотребления.
Это требует большего количества изоляции, герметика, клейкой ленты, герметиков и энергоэффективных окон, чтобы получить плотную оболочку для здания. Это приводит к меньшему количеству сквозняков и более комфортному зданию для его жителей, что часто приводит к меньшим потерям в расходах на отопление и охлаждение.
Плотные конверты также имеют меньшую вероятность образования плесени или грибка из-за проникновения влаги, это может помочь продлить срок службы компонентов здания.Обратной стороной более плотной оболочки здания является необходимость более обширных систем механической вентиляции, поскольку она ограничивает объем естественной вентиляции.
Кроме того, хорошие ограждающие конструкции, предотвращающие сквозняки и другие утечки воздуха, позволяют более точно контролировать давление воздуха внутри, а также температуру.
Без этого источники охлаждения и нагрева постоянно борются с внешними элементами, пробивающимися внутрь здания. Это не только дорого, но и неудобно находиться внутри здания.Например, в доме, где система кондиционирования воздуха была отключена на все выходные, потребуется больше времени для охлаждения в понедельник утром, если конструкция здания допускает утечки и сквозняки.
Плотная оболочка дает возможность адекватно контролировать качество воздуха, делая интерьер здания более комфортным и приятным.
Каковы передовые методы построения ограждающих систем?
Мы уже говорили это раньше и повторим еще раз: Постройте крепко; выпустить воздух вправо .
Без практически воздухонепроницаемой, хорошо изолированной оболочки здания достижение уровней энергоэффективности, требуемых согласно действующим строительным нормам IECC и California Title 24, практически невозможно без значительных инвестиций в системы возобновляемых источников энергии.
Хорошая новость для строителей заключается в том, что создание правильной оболочки здания является одним из самых недорогих и высокоприбыльных вложений при проектировании с нулевой производительностью. Все сводится к передовым методам строительства.
Согласно ProBuilder.com, чтобы сделать воздушную изоляцию своим главным приоритетом, сконцентрируйтесь на изоляции. Сосредоточьтесь на герметизации участков вдоль верхней и нижней пластин, особенно по периметру чердака и вдоль фундамента, будь то подвал, подполья или плита, чтобы в стенах не образовывались конвективные петли.
Узнайте больше о передовых методах герметизации воздуха здесь.
Почему выходят из строя системы ограждающих конструкций здания?
Когда система ограждающих конструкций здания спроектирована и построена должным образом, очень немногие жители обращают на нее внимание.Но когда оболочка здания терпит неудачу (а даже самые лучшие проекты успевают), все замечают.
Эти сбои могут включать эстетические потери, коррозию, плохое качество воздуха в помещении, неэффективное использование энергии и, в некоторых случаях, опасные для жизни структурные разрушения и возможные судебные тяжбы — худший кошмар строителя.
1. Недостатки конструкции. Архитекторы иногда указывают материалы или системы проектирования, которые не подходят для их предполагаемого использования. Распространенные ошибки включают указание материалов, несовместимых с материалами, с которыми они контактируют, или неадекватных критериев характеристик по тепловому перемещению, конструкционной способности или сопротивлению проникновению воды.
Проблемы также возникают, когда субподрядчики пытаются уменьшить вес, размер или количество компонентов оболочки здания (алюминий, стекло, герметики, оклады и т. Д.), Необходимых для проекта. Это может привести к неадекватным характеристикам или несоответствию указанных материалов.
2. Материальный отказ. Также часто правильно указанные материалы не соответствуют опубликованным уровням эффективности. Это могло быть результатом ошибок при производстве, обращении или хранении продукта или компонентов внутри продукта.
Общие примеры включают ухудшение адгезии герметика, расслоение многослойного стекла и усталость металла. Хотя ожидаемые уровни производительности часто основываются на измеренных статистических характеристиках, прочность материалов варьируется.
3. Низкое качество изготовления . Во время строительных бумов проблема некачественного исполнения усугубляется тем, что над проектами работает много неопытного, неконтролируемого и неподготовленного персонала. Часто можно найти компоненты оболочки здания, не установленные в соответствии с производственными спецификациями.
Слово мудрым: правильное назначение правильных людей на правильную работу имеет большое значение для правильной установки и общей рентабельности.

4. Стихийные бедствия. Даже при безупречной установке с хорошей работой могут случиться неприятности, если условия окружающей среды превышают те, которые предполагались при проектировании. Воздействие ураганных ветровых нагрузок, проливного дождя и экстремальных колебаний температуры может привести к перегрузке правильно спроектированной и сконструированной ограждающей конструкции, вызывая повреждение системы и делая ее уязвимой для дальнейшего разрушения или поломки.
Хотя отказы этого типа невозможно остановить, многие из них можно предотвратить с помощью регулярного осмотра и технического обслуживания для выявления мелких проблем до того, как они станут серьезными.
Закаточная лента для корпусов зданий
10 причин, по которым подрядчики должны использовать ленту для герметизации ограждающей конструкции здания
По мере того, как заказчики требуют более энергоэффективных домов и ужесточаются энергетические нормы, все больше и больше подрядчиков используют клейкую ленту для герметизации ограждающих конструкций здания.
Сегодняшние новые и более эффективные ленты для сшивания предлагают строителям лучший выбор и множество преимуществ по сравнению с обычными строительными материалами.
Эти ленты действительно лучше держатся с течением времени, они более долговечны и более устойчивы к погодным условиям. Действительно, современные клеевые технологии в целом намного сложнее.
Но не верьте нам на слово. Вот 10 веских причин заклеить ограждающую конструкцию здания лентой.
Без отверстий. В отличие от гвоздей или заклепок, лента не делает отверстий. Меньшее количество отверстий означает меньшую вероятность утечки воздуха.
Чистое, легкое нанесение. В отличие от жидких и пенопластовых герметиков, клейкая лента не оставляет следов, и ее легче наносить.
Это доступно. Использование ленты для швов более доступно, чем аэрозольная пена или жидкие клеи.
Универсальность. В отличие от других строительных материалов, лента обладает уникальной способностью выдерживать экстремальные температуры, суровые условия окружающей среды и надежно соединяться с множеством различных подложек и материалов.
Это энергоэффективно. Использование ленты для герметизации ограждающих конструкций здания является стандартом в Европе, где пассивный дом (также известный как Passivhaus) является нормой. Результатом пассивного Haus являются здания со сверхнизким энергопотреблением, которым требуется мало энергии для обогрева или охлаждения помещений. Фактически, специалисты по ленточным материалам называют Европу лучшим примером использования акриловых лент в строительстве. «В Европе все склеивают при строительстве или модернизации, чтобы создать герметичное уплотнение», — говорит Дэвид Джойс, всемирно известный эксперт в области строительства и ленты и владелец Synergy Companies Construction LLC.«Стоимость энергии там намного выше, и это вопрос необходимости».
Министерство энергетики рекомендует . Прямая цитата из Справочника по Строительному Энергетическому Кодексу: Чтобы ограничить утечку воздуха, строители используют ленты для герметизации швов различных мембран и строительных материалов, включая обертку для дома, полиэтилен, OSB и фанеру. Ленты также используются для герметизации швов воздуховодов, для герметизации утечек вокруг проходов через воздушные барьеры — например, для герметизации вокруг вентиляционных отверстий — и для герметизации листовых изделий из различных материалов, включая бетон.
Советник по экологическому строительству одержим лентой. Ознакомьтесь со следующими статьями: Тестирование лент на заднем дворе и ленты и прокладки для герметизации воздуха.
Лидеры в области повышения производительности, такие как Matt Rissinger , используют его постоянно. Посмотрите, например, «Строительство плотного дома» и «4 совета по созданию эффективного дома».
и Hank Spies , который использует ленту для герметизации металлических крыш. Цитируется здесь: Самый эффективный подход — заделать все стыки бутиловой герметизирующей лентой … Это более эффективно, чем герметик, и, поскольку бутил не затвердевает, он имеет тенденцию к ползучести внутри стыков, чтобы поглотить движение металла при изменении температуры. .
В два раза лучше. Все больше и больше строители используют двухсторонний скотч в качестве ленты для обертки дома, чтобы они могли перекрывать швы и не пропускать воду.
Очевидно, что ограждающая конструкция дома является важной концепцией, которую необходимо понять. В ECHOtape мы осознали тот факт, что лучшая оболочка здания ведет к более здоровому и устойчивому зданию.
Мы воодушевлены тем, что клейкая лента будет играть все более важную роль в проектировании или перепроектировании ограждающих конструкций зданий, и наша цель — помочь строителям и подрядчикам найти слабые места в герметичности здания, улучшить герметичность и создать больше устойчивых конструкций, экономичен и удобен в любых условиях.
Потому что ухоженная и регулярно наблюдаемая ограждающая конструкция здания не только экономит на счетах за электроэнергию; он будет лучше построен, чтобы выдержать испытание временем и матерью-природой.
Руководство для преподавателей: всем спагетти? Дом с макаронами

Это задание является частью нашего инструмента «Инженерия в классе» для преподавателей! Щелкните здесь, чтобы узнать больше о научных стандартах нового поколения (NGSS) для инженерии, установить связь с НАСА и узнать о других мероприятиях, соответствующих стандартам.
›Изучите инструмент
Обзор
Для завершения этого урока учащиеся строят самую высокую отдельно стоящую конструкцию, которая может поддерживать зефир не менее 15 секунд. Хотя зефир может показаться незначительной массой чтобы поддержать, студенты найдут вызов, когда они будут стеснены использовать палочки для спагетти и скотч. Те же силы, как гравитация и ветер, что инженеры должны учитывать при работе над Антенны Deep Space Network вступают в игру при создании спагетти структура.В небольших группах учащиеся быстро проведут мозговой штурм над своими идеями и обсудить сильные и слабые стороны. После того, как группа выбрала дизайн, они нужно будет собрать, протестировать и перепроектировать, чтобы убедиться, что он стабилен и может поддержите зефир в течение 18 минут.
Материалы
Сырые толстые спагетти
Зефир (полный размер)
Коричневые обеденные мешки (по желанию)
100 см (1 м) липкой ленты
Ножницы (для нарезки спагетти)
Научный журнал
Научный журнал
Карандаш
Метрическая палочка или метрическая рулетка
Секундомер (рассмотрите возможность использования онлайн-версии, которая может отображаться для всего класса во время занятия)
Менеджмент
Это упражнение предназначено для практического введения в инженерное дело процесс проектирования, а не формальный инженерный проект.Таким образом, студентам рекомендуется делать быстрые наброски, но формальных планов не требуется. Рассмотрите возможность выполнения этого задания с классом до знакомства с процессом инженерного проектирования, а затем обсудите, как их естественные мысли и процессы действий отражаются в формальном процессе инженерного проектирования.

Перед занятием соберите материалы для каждой группы в коричневый обеденный мешок, чтобы их было проще распределить и замаскировать, пока задача не будет раскрыта.

В каждый обеденный мешок поместите 20 ниток спагетти и один полноразмерный зефир.

Оберните 1-метровую полоску ленты по комнате для облегчения доступа — на окна или любую клейкую поверхность.

Отобразите онлайн-секундомер в системе проецирования классов и установите его на 18 минут.

Попробуйте сыграть веселую музыку во время 18-минутного задания.

Примечание: эта задача была хорошо изучена, и 18 минут было определено как оптимальное время для выполнения. Было показано больше времени, чтобы уменьшить вовлеченность членов команды.

Команды могут использовать менее 18 минут и попросить учителя измерить высоту их конструкции в любой момент до 18-минутной отметки.
Предпосылки
Многие силы работают над башнями. Гравитация и собственный вес башни толкают вниз; земля толкается вверх, а небольшие воздушные движения толкаются сбоку. Фундамент распределяет нагрузку на окружающий грунт и может помочь сбалансировать силу бокового ветра. Размер фундамента зависит от прочности опорного грунта.Фундамент, заложенный в скале, может быть меньше, чем фундамент в песке или грязи.

Ключевые понятия

Изгиб: сочетание сил, которые заставляют одну часть материала сжиматься, а другую — растягивать

Сжатие: Сила, сжимающая материал

Процесс проектирования: определение проблема, мозговой штурм, проектирование, сборка, тестирование, оценка, совместное использование, перепроектирование и восстановление

Несущие элементы: для поддержки или укрепления крыши, моста или другой возвышенной конструкции с помощью сети балок и стержней

Нейтральная ось: Воображаемая плоскость, которая проходит через середину изгибаемого материала, при котором возникает нулевое напряжение

Натяжение: сила, которая разрывает материал

Ферма: поддерживает что-то с помощью конструкции

Посмотреть доклад TED » Построй башню, собери команду », в которой дизайнер Том Вуек описывает, как это задание является показательным уроком сотрудничества.
Процедуры
Организуйте учащихся в небольшие группы. Убедитесь, что у каждой команды есть чистый лист бумаги и карандаши для набросков.

Расскажите о материалах и задачах. Подчеркните, что структура должна поддерживать весь зефир не менее 15 секунд.

Скажите студентам, что у них будет 18 минут на выполнение задания.

Запустите таймер (и музыку, если есть) и объявите: «Вперед!»

Обозначьте различные временные точки, например, половину пути: 9 минут, 5 минут до конца, 2 минуты до конца и т. Д.

По истечении 18 минут (или когда студенческие команды заканчивают работу до того, как закончились часы), измерьте и запишите высоту конструкций.

Попросите учащихся поделиться своими моделями с классом и объяснить процесс их проектирования. Обсуждали ли они вначале члены группы? Эскиз? Какие конструкции они пробовали?

Покажите студентам графику процесса инженерного проектирования и помогите им увидеть, что их естественное мышление и процесс проектирования во многих случаях следовали этому.
Попросите учащихся сделать запись об этом занятии в своем научном журнале. Предложите им набросать свой окончательный результат, независимо от того, был он успешным или неудачным, и обсудить моменты успеха и неудачи. Попросите их набросать другой дизайн, который, по их мнению, мог бы работать лучше, если бы им пришлось повторить задачу снова.
Обсуждение
Что вы внесли в свою команду?
(Ответы могут быть разными.)

Что, по вашему мнению, должны учитывать инженеры, когда они предлагают, какие материалы лучше всего подходят для определенной конструкции?
Прочность материалов, виды сил, действующих на конструкцию, и т. Д.

Какие силы приводят к опрокидыванию башни?
Здания терпят неудачу, когда инженеры не используют конструкции и материалы, достаточно прочные, чтобы противостоять силам сжатия и растяжения.

Какие особенности конструкции помогли вашей башне достичь новых высот?
(Ответы могут быть разными.)

После тестирования, какие изменения вы внесли в свою башню?
(Ответы могут быть разными.)

Ранние идеи инженеров редко работают идеально. Как тестирование помогает улучшить ваш дизайн?
Тестирование помогает увидеть, что работает, а что нет.Зная это, вы можете улучшить дизайн, исправив то, что не работает или может работать лучше.

Чему вы научились, наблюдая за другими?
(Возможны разные ответы.)
Оценка
Попросите учащихся продемонстрировать конструктивную прочность своих башен и рассказать о том, как они решили свои проблемы, возникшие в процессе проектирования.

Спросите о силах сжатия и растяжения, связанных с прочностью их конструкций.

В журналах должны быть представлены размеры и эскизы конструкции.
Расширения
Straw Bridges — Деятельность — TeachEngineering
(0 Рейтинги)
Быстрый просмотр
Уровень оценки: 8 (6-8)
Требуемое время: 45 минут
Расходные материалы на группу: 1 доллар США.00
Размер группы: 2
Зависимость действий: Нет
Associated Sprinkle: Straw Bridges (для неформального обучения)
Тематические области: Физические науки
Ожидаемые характеристики NGSS:

Резюме
Работая в составе инженерных групп, студенты проектируют и создают модели мостов с балками, используя пластиковые соломинки для питья и ленту в качестве строительных материалов.Их цель — построить самый прочный мост с фермой собственной конструкции, соблюдая при этом проектные критерии и ограничения. Они экспериментируют с различными геометрическими формами и определяют, как формы влияют на прочность материалов. Да начнутся соревнования! Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).
Инженерное соединение
Балочные мосты — это самый распространенный тип мостов, спроектированный инженерами, который относительно легко представить и построить.Тем не менее, с конструкцией фермы возможности безграничны. При проектировании мостов инженеры проводят тщательный анализ геометрии мостов и ожидаемых приложенных нагрузок, чтобы определить точное место сил реакции. Инженеры также рассматривают наиболее эффективные материалы для достижения баланса растяжения и сжатия. Инженеры определяют тип моста, конструкцию и материалы; анализировать условия участка, геологические и экологические факторы; и составить подробные планы проектирования и графики бюджета / финансирования.
Цели обучения
После этого занятия студенты должны уметь:
Описать и спроектировать модель ферменного моста.
Определите эффективные геометрические формы, используемые при проектировании мостов.
Укажите несколько факторов, которые инженеры учитывают при проектировании мостов.
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 достижений (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
Ожидаемые характеристики NGSS
MS-ETS1-1. Определите критерии и ограничения проблемы проектирования с достаточной точностью, чтобы гарантировать успешное решение, принимая во внимание соответствующие научные принципы и потенциальные воздействия на людей и окружающую среду, которые могут ограничить возможные решения.(6-8 классы)
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Щелкните здесь, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Сквозные концепции
Определите проблему проектирования, которая может быть решена путем разработки объекта, инструмента, процесса или системы, и включает несколько критериев и ограничений, включая научные знания, которые могут ограничивать возможные решения.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Чем точнее могут быть определены критерии и ограничения проектной задачи, тем больше вероятность того, что разработанное решение будет успешным. Спецификация ограничений включает рассмотрение научных принципов и других соответствующих знаний, которые могут ограничить возможные решения.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Вся человеческая деятельность опирается на природные ресурсы и имеет как краткосрочные, так и долгосрочные последствия, как положительные, так и отрицательные, для здоровья людей и окружающей среды.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Использование технологий и любые ограничения на их использование обусловлены индивидуальными или общественными потребностями, желаниями и ценностями; по результатам научных исследований; а также различиями в таких факторах, как климат, природные ресурсы и экономические условия.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Ожидаемые характеристики NGSS
MS-ETS1-2.Оцените конкурирующие проектные решения, используя систематический процесс, чтобы определить, насколько хорошо они соответствуют критериям и ограничениям проблемы. (6-8 классы)
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Щелкните здесь, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Сквозные концепции
Оцените конкурирующие проектные решения на основе совместно разработанных и согласованных критериев проектирования.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Существуют систематические процессы для оценки решений на предмет того, насколько хорошо они соответствуют критериям и ограничениям проблемы.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Общие основные государственные стандарты — математика
Бегло складывайте, вычитайте, умножайте и делите десятичные дроби, используя стандартный алгоритм для каждой операции.(Оценка 6) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Описание характера исследуемого атрибута, включая способ его измерения и единицы измерения.(Оценка 6) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология
Студенты разовьют понимание инженерного дизайна.(Оценки К — 12) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Студенты разовьют понимание атрибутов дизайна.(Оценки К — 12) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Конструкции опираются на фундамент.(Оценки 6 — 8) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Выбор конструкций для конструкций основан на таких факторах, как строительные законы и нормы, стиль, удобство, стоимость, климат и функция.(Оценки 6 — 8) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Требования к дизайну состоят из критериев и ограничений.(Оценки 6 — 8) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
ГОСТ Предложите выравнивание, не указанное выше
Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?
Список материалов
Каждой группе нужно:
20 пластиковых соломок для питья (не гибкие)
скотч
ножницы
мерная линейка или линейка (или одна для класса)
На долю всего класса:
маленький бумажный стаканчик
200-300 пенни (использовать как вес)
Деревянная опорная конструкция (или использовать два стола)
весы (для взвешивания, или для подсчета копеек вместо взвешивания)
Для изготовления деревянной опорной конструкции (см. Рисунок 5; опционально; вместо этого можно использовать два стола):
два 7-дюймовых (18 см) деревянных куска 2 x 4 (для опор мостовидного протеза; используйте лом 2 x 4)
Кусок размером 7 x 13 дюймов (18 x 33 см).Дерево толщиной 25 дюймов (0,6 см) (для водной основы между абатментами)
молоток и гвозди
(опционально) синяя краска для основания опорной конструкции, изображающая воду под мостом
Готовые размеры деревянной опорной конструкции (необязательно; вместо них можно использовать два стола одинаковой высоты). Размеры могут отличаться от приведенных ниже, но эти конкретные размеры могут быть выполнены с использованием лома 2 x 4. Самый важный размер — это внутренняя длина или пролет. Общая длина должна обеспечивать достаточно места для установки мостовидного протеза на «абатменты».«
внутренняя длина «размах» = 10 дюймов (25 см)
Общая длина (пролёт плюс два абатмента) = 13 дюймов (33 см)
высота абатмента = 3,5 дюйма (9 см)
ширина абатмента = 7 дюймов (18 см)
Больше подобной учебной программы
Выполнение математических расчетов: анализ сил в ферменном мосту
Изучите основы анализа сил, которые инженеры применяют в соединениях фермы для расчета прочности моста фермы, известного как «метод соединений».”Найдите напряжения и сжатия для решения систем линейных уравнений, размер которых зависит от количества элементов и узлов в ферме …
Устранение пробелов
Студентам предоставляется краткая история мостов, поскольку они узнают о трех основных типах мостов: балочных, арочных и подвесных.На них действуют две естественные силы — растяжение и сжатие, общие для всех мостов и конструкций.
Сопротивление материалов
Студенты узнают о разнообразии материалов, используемых инженерами при проектировании и строительстве современных мостов. Они также узнают о свойствах материалов, важных для строительства мостов, и рассматривают преимущества и недостатки стали и бетона как обычных материалов для строительства мостов…
Введение / Мотивация
После промышленной революции мосты становились все более и более сложными по мере того, как железо и сталь становились все более доступными. Используя железо и сталь, инженеры могли проектировать мосты, способные выдерживать большие нагрузки и преодолевать большие расстояния, позволяя связывать города и населенные пункты более короткими и прямыми маршрутами и пересекать препятствия, такие как водные пути или другие природные объекты, которые ранее блокировали проход.Иногда мы считаем само собой разумеющимся, что мосты обеспечивают важную связь между местами. Они позволяют нам получать доступ к ресурсам, вести торговлю, путешествовать и посещать других людей. Дизайн мостов важен для транспортных сетей, от которых мы зависим.
авторское право
Авторское право © 2003 Дениз В. Карлсон. Используется с разрешения.
Мы знаем, что существует много разных типов мостов. Кто может назвать тип моста? (Ответы: балка, ферма, арка, подвеска и вантовый.) Что делает мост балочным мостом? (Просмотрите эти ключевые моменты: балочный мост обычно представляет собой простую конструкцию, состоящую из горизонтальных жестких балок. Концы балок опираются на две опоры или колонны. Вес балки [и любая другая нагрузка] поддерживается колоннами или опорами.) Где на балку действуют силы? (Просмотрите эти ключевые моменты: силы сжатия действуют на верхнюю часть балки и настила моста, укорачивая эти два элемента. Силы растяжения действуют на нижнюю часть балки, растягивая этот элемент.)
Рис. 1. Конструкция фермы Howe-Kingpost. Авторское право
Авторские права © ITL Program, Колледж инженерии, Университет Колорадо в Боулдере
Балочные мосты являются наиболее распространенным типом мостов и включают ферменные мосты. Ферменные мосты распределяют силы иначе, чем другие балочные мосты, и часто используются для интенсивного автомобильного и железнодорожного движения. В ферменном мосту балки заменяются простыми фермами или треугольными элементами, которые используют меньше материалов и просты в сборке.
Строительство мостов с фермой быстро развивалось во время промышленной революции; сначала они были сделаны из дерева, затем из железа и, наконец, из стали. За это время большие успехи получили и различные модели ферм. Многие стропильные системы, появившиеся в середине 1800-х годов, используются до сих пор. Ферма Howe, одна из наиболее популярных конструкций, была запатентована Уильямом Хоу в 1840 году. Его нововведением было использование вертикальных опор в дополнение к диагональным опорам (см. Рис. 1). Комбинация диагональных и вертикальных элементов обеспечивала впечатляющую прочность на длинных пролетах; это сделало конструкцию фермы идеальной для железнодорожных мостов.Ферма Хау была похожа на существующий образец фермы Kingpost. Однако он использовал железо для вертикальных опор и дерево для диагональных опор. Хотя железо и дерево сегодня не так часто используются в современных мостах, узор Howe Truss все еще широко используется. На рисунках 2-4 показаны другие образцы ферм.
Рис. 2. Сквозная ферма — дизайн фермы Pratt. Авторское право
Авторские права © ITL Program, Колледж инженерии, Университет Колорадо в Боулдере
Рис. 3. Конструкция фермы настила.авторское право
Авторское право © Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо, Боулдер
Рис. 4. Конструкция фермы Уоррена. Авторское право
Авторское право © Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере
Сегодня мы будем действовать как команды инженеров, создающих модели мостов. Город нанял нас для создания моста через одну из местных рек. Однако город не хочет, чтобы мост повлиял на популяцию рыб в реке под ним.При создании моделей инженеры всегда учитывают цель проекта . Наша цель проектирования — сделать мост через реку (уменьшенный до 10 дюймов [25 см], выдерживающий наибольший вес для автомобилей, которые будут проезжать по нему, и не мешающий рыбе в реке. нагрузка на автомобили, наш мост должен иметь место, чтобы надежно удерживать небольшую чашку в центре пролета. Чтобы продемонстрировать экологические ограничения конструкции, никакая часть моста не должна касаться «воды» (или дна деревянной опоры конструкция), а мост не может быть прикреплен к деревянной опорной конструкции.Инженеры часто имеют множество проектных ограничений или ограничений, которые являются частью их рабочих заданий. Сегодня наши конструктивные ограничения включают не только ограничения по окружающей среде и весу, но также ограниченный бюджет и материалы, в которых в качестве строительных материалов используются соломка и лента.
Процедура
Перед мероприятием
Рисунок 5. Деревянная опорная конструкция испытательной станции. Синий представляет воду под мостом.Концевые блоки представляют собой опоры мостовидного протеза. Авторское право
Copyright © ITL Program, Колледж инженерии, Университет Колорадо в Боулдере
Для испытания моста сделайте деревянную опорную конструкцию (см. Рисунок 5; опционально) или поставьте два стола на расстоянии ~ 10 дюймов (25 см) друг от друга.
Соберите материалы и сделайте из ленты и соломки примеры квадратной и треугольной формы, как показано на рисунках 6 и 7.
Разделите класс на группы по два ученика в каждой.
Со студентами
Рисунок 6.Пример квадратной конструкции. Авторское право
Copyright © Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо, Боулдер
Обсудите со студентами ферменные мосты. Попросите учащихся проголосовать поднятием руки за следующий вопрос: «Какая форма более устойчива, треугольники или квадраты?» Подсчитайте их ответы и запишите итоги на классной доске. С помощью наглядных демонстраций объясните, что квадраты менее устойчивы, чем треугольники. Для этого покажите пример формы соломинки, подобной той, что на рисунках 6 и 7.Поставьте фигуры на стол и надавите на них. При приложении очень небольшой силы открытая квадратная форма скручивается, в то время как квадратная форма, состоящая из внутренних треугольников, выдерживает гораздо большую силу.
Каждой команде раздайте по 20 соломинок, скотч, ножницы и линейку. Помните, что вы — команда инженеров, создающих модели мостов, используя соломинки и ленту в качестве строительных материалов. Тщательно продумайте, как будет выглядеть ваш дизайн. Цель проекта — построить мост через реку, выдерживающий наибольший вес.Конструкция вашего моста должна охватывать расстояние 10 дюймов (25 см), а это означает, что мост должен быть длиннее этого, чтобы он мог опираться на опоры с каждой стороны реки. У вашего моста должно быть место, чтобы надежно удерживать небольшую чашку в центре пролета. Когда мы тестируем ваш мост, в чашку будут добавляться гроши, пока мост не рухнет. Это количество пенни и его чашка будут взвешены. Другие конструктивные ограничения , которые следует учитывать, заключаются в том, что никакая часть моста не может касаться «воды» (или дна деревянной опорной конструкции), и мост не может быть прикреплен лентой к деревянной опорной конструкции.Также ограничены материалы. Вы можете отрезать соломку до любой длины, но вам не будут выдавать никаких дополнительных (или заменяющих) соломинок, даже если вы случайно разрежете их на ненужную длину. Так что подумайте, сделайте набросок и измерьте, прежде чем вырезать. Еще одно замечание: связка соломинок, склеенных вместе, не удовлетворяет «духу» этой деятельности по наведению мостов. Однако вовсе не обязательно, чтобы мосты выглядели так, как будто по ним могут проезжать небольшие автомобили. При необходимости покажите учащимся примеры конструкций ферм (см. Рисунки 1-4) в качестве примеров подхода, который следует использовать (а не копировать).
Рис. 7. Примеры различных методов поперечных распорок с использованием формы треугольника. Авторское право
Авторские права © ITL Program, Колледж инженерии, Университет Колорадо, Боулдер
Дайте студенческим командам время навести мосты. Дайте учащимся время для мозгового штурма, рисования набросков и составления планов и расчетов, прежде чем делать какие-либо обрезки и приклеивание ленты с помощью ограниченного количества соломинок.
Рис. 8. Пример конструкции соломенного моста (Howe-Kingpost), установленного на деревянной опорной конструкции для испытания на прочность.авторское право
Авторское право © Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо, Боулдер
Перед испытанием мостов на прочность спросите каждую команду: Предскажите, какой вес, по вашему мнению, приведет к обрушению вашего моста. Записывайте прогнозы на доске. Поместите каждый мост на деревянную опорную конструкцию (см. Рисунок 8). Поместите небольшой бумажный стаканчик на мост в центре пролета; не ставьте чашку в другое место. Постепенно наполняйте чашу монетами, пока мост не рухнет или чашка не упадет (см. Рисунок 9).Взвесьте чашку и монеты на весах. Запишите этот вес и запишите его на доске рядом с его предсказанием. Повторите, чтобы проверить все мосты. Обратите внимание, может быть полезно сначала быстро добавить много пенсов, пока не станет ясно, что мост начинает выходить из строя. В этот момент добавляйте меньше пенсов за раз, более осторожно и медленно. Лучшая конструкция моста — это мост, который выдерживает наибольший вес и соответствует критериям и ограничениям конструкции.
Рис. 9. Этот соломенный мост был настолько прочным, что на его обрушение потребовалось больше чашки пенни.авторское право
Copyright © 2003 Denise W. Carlson. Используется с разрешения.
В заключение проведите классное обсуждение результатов испытаний мостов на прочность. Как бы они улучшили конструкцию моста? Попросите студентов из каждой группы инженеров описать, что они бы сделали, чтобы сделать свои мосты прочнее.
Студенты создают балочные мосты. Авторское право
Copyright © 2003 Denise W. Carlson. Используется с разрешения.
Словарь / Определения
абатмент: масса, как кладка, принимающая арку, балку, ферму и т. д., на каждом конце моста.
балка: длинный жесткий горизонтальный опорный элемент конструкции.
балочный мост: мост, состоящий из балок, поддерживаемых колоннами (опорами, башнями).
колонна: длинный, жесткий, вертикальный (вертикальный) опорный элемент конструкции.
Сжатие: толкающая сила, которая сокращает предметы.
палуба: «верх» моста, по которому мы едем или ходим.
дизайн: сформировать или задумать в уме. Делать чертежи, эскизы или планы работы. Разработать новый продукт. Разработать улучшенный процесс.
инженер: человек, который применяет свое понимание науки и математики для создания вещей на благо человечества и нашего мира.
модель: (существительное) представление чего-либо, иногда в меньшем масштабе. (глагол) Сделать или сконструировать что-то, чтобы помочь визуализировать или узнать о чем-то еще.
пролет: длина моста между двумя опорами.
Натяжение: тянущая или растягивающая сила, которая имеет тенденцию удлинять предметы.
ферма: структурный каркас, основанный на геометрической жесткости треугольника и состоящий из прямых элементов.
Оценка
Оценка перед началом деятельности
Голосование и демонстрация : Попросите учащихся проголосовать поднятием руки за свое мнение по следующему вопросу.Подсчитайте голоса и запишите их на классной доске.
Какая форма более устойчива: треугольники или квадраты? (С помощью наглядных демонстраций объясните, что квадраты менее устойчивы, чем треугольники. Поставьте несколько примеров лент и соломок [рис. 6 и 7] на стол и надавите на них сверху. При приложении очень небольшой силы пустая квадратная форма скручивается, в то время как квадратная форма, состоящая из внутренних треугольников, выдерживает гораздо большую нагрузку.)
Встроенная оценка деятельности
Прогноз : Перед тестированием попросите команды предсказать, какой вес разрушит их мосты.Записывайте прогнозы на доске.
Оценка после деятельности
Реинжиниринг : Спросите студентов, как они могут улучшить свои конструкции мостов, и попросите их набросать или проверить свои идеи.
Вопросы безопасности
Напомните учащимся о правилах безопасности при использовании ножниц.
Советы по поиску и устранению неисправностей
Используйте пластиковые соломинки, не относящиеся к типу гибких или с гибкими шейками.Если доступны только гибкие соломинки, отрежьте концы соломок, на которых расположены гибкие секции. Так как это уменьшает длину соломинки, дайте студентам по 25 соломинок на группу.
Использование весов для расчета веса монет в стакане — это быстрый способ определить, какой вес выдерживал каждый соломенный мостик до того, как он рухнул. Если весы недоступны, посчитайте количество пенсов для сравнения веса.
Если линейки недоступны, измерьте расстояние, отметив его ширину на другом листе бумаги в качестве удобного ориентира.Или объясните, как учащиеся могут получить простые измерения, используя полные листы копировальной бумаги (8 ½ x 11 дюймов). Например, при размахе 10 дюймов желательно сделать перемычку примерно 11 дюймов или равной большему размеру бумаги.
Расширения деятельности
Спросите студентов, знают ли они о процессе инженерного проектирования. Это цикл проектирования, сборки и тестирования, используемый инженерами по всему миру. Этапы процесса проектирования включают в себя: 1) определение проблемы, 2) придумывание идей (мозговой штурм), 3) выбор наиболее многообещающего дизайна, 4) обсуждение дизайна, 5) создание и тестирование дизайна и 6) оценку и доработать дизайн.Попросите учащихся поразмышлять о деятельности по наведению мостов и составить список того, что они делали на каждом этапе процесса проектирования.
Шаблоны ферм используются не только для проектирования мостов. Попросите учащихся отметить все реальные приложения, в которых они видят стропильные системы, используемые в течение одной недели. Возможные примеры: конструктивные элементы крыш (загляните в свой гараж или подвал), полы, потолки и конструкции других конструкций, а также пандусы, радиомачты, стрелы кранов и компоненты других типов мостов.Даже геодезический купол считается фермой в форме шара. Вы видите геометрию треугольника в форме велосипедной рамы? Попросите учащихся вернуться в класс, чтобы поделиться своими выводами.
Масштабирование активности
Для младших классов, когда учащиеся проектируют и строят соломенные мосты с пролетом 10 дюймов (25 см), разрешите им ставить промежуточные опоры в «воду».
Для старших классов попросите учащихся спроектировать и построить соломенные мосты на расстояние 20 дюймов (50 см) с использованием того же количества материала и без промежуточных опор в «воде».«
использованная литература
Dictionary.com. ООО «Издательская группа« Лексико ». По состоянию на 21 марта 2007 г. (Источник некоторых словарных определений с некоторой адаптацией) http://www.dictionary.com
авторское право
© 2006 Регенты Университета Колорадо
Авторы
Джонатан С. Гуд; Джо Фридрихсен; Натали Мах; Крис Валенти; Денали Лендер; Дениз В.Карлсон; Малинда Шефер Зарске
Программа поддержки
Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере
Благодарности
Содержание этой электронной библиотеки было разработано в рамках Комплексной программы преподавания и обучения в рамках гранта Национального научного фонда № 0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.
Последнее изменение: 3 августа 2021 г.
Факты об анкерных болтах фундамента
Автор Марк Робинс Старший редактор Опубликовано: 01 апреля, 2019
Фотография любезно предоставлена Portland Bolt & Manufacturing
Прочность и прочность металлического здания зависит от прочности фундамента, на котором оно покоится. Фундамент обеспечивает устойчивость и предотвращает экстремальные движения здания, чтобы защитить здание и его содержимое от повреждений или разрушения.Для этой устойчивости колонны из конструкционной стали поддерживаются высокопрочными анкерными болтами, заделанными в бетон фундамента.
«Анкерные болты выполняют две функции», — говорит Александр Ньюман, PE, судебный инженер-строитель из Бостона и автор книги под названием «Металлические строительные системы», которая вышла в третьем издании. «Они помогают стабилизировать стальной каркас во время монтажа и могут способствовать передаче горизонтальных и вертикальных нагрузок от каркаса на фундамент.”
Большинство людей думают, что фундамент или нижний колонтитул поддерживают здание. «В какой-то степени они это делают, но основная причина использования больших подножек и опор пирса заключается в том, что они действуют как противовес, прижимая здание и удерживая его на земле», — говорит Роберт Дж. Куартюр-младший, внешний менеджер по продажам Mohawk. Construction and Supply Co. Inc., Мак-Мюррей, Пенсильвания. «Металлические здания действуют как большие воздушные змеи при сильном ветре, а нижний колонтитул / фундамент — основная причина, по которой они остаются на земле / на земле. Опоры и анкерные болты также служат для связывания всей конструкции здания.Опоры и анкерные болты работают со стальной конструкцией, панелями и крышей, образуя единую конструкцию и систему ».
Типы анкерных болтов
Майк Штайбер, старший менеджер по продукции механических анкерных систем, Simpson Strong-Tie, Плезантон, Калифорния, утверждает, что наиболее распространенным типом бетонных анкерных систем являются неразъемные J-образные болты. «[Они] позволяют устанавливать анкер после затвердевания бетона и обеспечивают большую гибкость при установке анкера. Определить правильное расположение монолитных анкеров сложно.Преимущество анкеров, установленных после установки, в том, что место крепления можно определить после того, как рама будет возведена. Часто положение анкерного болта может смещаться во время заливки бетона или может быть трудно сохранить его положение. Хорошее решение — использовать анкеры после установки ».
Фото любезно предоставлено Portland Bolt & Manufacturing
Ньюман считает, что в прошлом наиболее распространенными типами были анкерные болты L- или J-образной формы, но сегодня предпочтительным анкерным болтом является анкер с головкой, сделанный из стального стержня с полной или частичной резьбой. по крайней мере, с одной толстой шестигранной гайкой, размещенной сверху и снизу.«Анкеры с головками лучше всего подходят для поддержки основных каркасов в металлических строительных системах, которые обычно создают значительные горизонтальные и подъемные силы на их фундаменты. L- и J-образные болты все еще могут использоваться в менее требовательных приложениях. Строительные нормы и правила по-прежнему разрешают использование L- и J-образных болтов для крепления колонны. Однако эти типы болтов оказались проблематичными при высоких подъемных нагрузках, которые могут возникнуть во время сильного урагана. Американский институт стальных конструкций (AISC) рекомендует в своем руководстве не использовать L- и J-образные болты «при наличии расчетного напряжения».”
Портленд, штат Орегон, Portland Bolt & Manufacturing — специализированный производитель, способный изготавливать анкерные болты практически любого размера / сорта / конфигурации. «Наиболее распространенными типами являются гнутые анкеры, анкеры с головкой и анкерные стержни с гайкой на обоих концах», — говорит Дейн Маккиннон, менеджер по контролю качества Portland Bolt & Manufacturing. «Для меньших диаметров наиболее распространены анкеры с головкой и изогнутые анкеры, но по мере увеличения диаметра возможность изгиба и загиба становится меньше, поэтому стержни с резьбой на каждом конце становятся более популярными.Кроме того, изогнутые и головные типы более распространены для низкокачественных сталей, тогда как высокопрочные материалы чаще производятся в виде резьб на каждом конце стержня ».
Фото любезно предоставлено Александром Ньюманом.
Анкерные болты вынуты из бетона. (Фото любезно предоставлено Александром Ньюманом, ЧП; источник: OSHA, «Расследование системного обрушения металлического здания 27 июля 2011 г. в Сан-Маркосе, штат Техас», январь 2012 г.)
Фундамент и болты
Установка болтов
оптимизируется на этапе предварительного планирования, чтобы помочь определить конструкцию фундамента.Quarture рекомендует провести тщательный анализ типа здания, географического положения (для определения погодных условий и почв) и провести геотехнические исследования для определения возможного наличия скальных образований.
«В полевых условиях компоновка фундамента и анкерных болтов начинается с грубого наброска, необходимого для выемки фундамента и мест расположения пирсов / площадок», — добавляет он. «Более точная планировка происходит, когда нижний колонтитул и фундамент находятся ниже линии промерзания в северных регионах. Это предохраняет землю от холода и мороза от вспучивания — вздутия земли под бетоном и возникновения проблем с бетоном и самим зданием.При проектировании более крупных зданий могут потребоваться дополнительные приставки для фундаментов с использованием кессонов. Их обычно просверливают и заливают перед выемкой, чтобы буровая установка могла получить доступ к точному местоположению кессона ».
После завершения кессонов и земляных работ вместе с планировкой завершается формирование нижнего колонтитула и опор. «Точное расположение анкерных болтов теперь размечено с точностью до 1/8 дюйма», — сообщает Quarture. «Тесное сотрудничество с производителем здания имеет решающее значение для правильной планировки.Затем бетон заливают, дают ему затвердеть и затвердеть. Формы удалены, и теперь можно закончить морозостойкую стену или перекладину, если они не были выполнены с заливкой опоры / нижнего колонтитула. Бетон обычно требуется для отверждения не менее семи дней, но разрывы образцов от бетонных заливок иногда показывают, что бетон затвердел до своей проектной прочности ».
Источники в Peikko USA Inc., Ливан, Пенсильвания. Наиболее распространенной ошибкой является неправильное расположение анкерных болтов, будь то неуместное, слишком низкое или слишком высокое.Когда это происходит, существует множество различных средств правовой защиты, одобренных AISC. Неправильные болты можно переставить, просверлив и добавив эпоксидные анкеры. Болты, залитые слишком низко, можно удлинить с помощью муфт или приварных удлинителей, а болты, залитые слишком высоко, можно срезать и затянуть заново. или отрезать и добавить новые эпоксидные анкеры. В худшем случае, но иногда это необходимо, — это отбойным молотком существующий бетон и его повторная заливка с помощью правильно установленных болтов. Конкретное исправление в конечном итоге будет зависеть от потребностей и специфики работы.
Дэйн Маккиннон, менеджер по качеству, Portland Bolt & Manufacturing, Портленд, штат Орегон, сообщает, что в США для установки анкерных болтов на фундамент рекомендуется использовать шаблон. «Когда стальная конструкция изготовлена, она имеет точную схему расположения болтов в нижних плитах, с которыми анкерные болты должны совпадать на этапе установки. Для обеспечения правильной посадки используйте шаблон с таким же расположением болтов, что и на нижних пластинах стальной конструкции. Проверьте расположение группы болтов перед ее креплением к опалубке фундамента, после закрепления шаблонов и сразу после заливки бетона.Ситуация усложняется, если бетон затвердевает до того, как будет замечено смещение группы болтов. Шаблон может быть изготовлен из листовой стали или фанеры. Peikko использует 4-миллиметровую стальную пластину, которая резана плазменной резкой и снабжена отверстиями для гвоздей, а также отметками местоположения ».
Фото любезно предоставлено Peikko USA Inc.
Фото любезно предоставлено Portland Bolt & Manufacturing
Точность и ошибки
Поскольку точность очень важна при установке фундаментных болтов, необходимо нанять зарегистрированного землеустроителя для наблюдения за размещением болтов или для фактического размещения анкерных болтов.«Хороший сюрвейер стоит каждой копейки, — говорит Куартюр.
Ньюман говорит, что Кодекс стандартной практики AISC требует, чтобы перед доставкой стали было проведено полевое обследование установленных мест расположения анкерных болтов. «Если по какой-то причине это невозможно, установку анкерных болтов следует поручить наиболее технически подготовленному человеку на строительной площадке: суперинтенданту или полевому инженеру. Предоставление этой работы чернорабочим часто приводит к перекосам и дорогостоящим ремонтным работам.”
Peikko USA создает напряжение, чтобы обеспечить точность и правильную конфигурацию болтов, используйте шаблон. «Проверьте расположение группы болтов перед ее креплением к опалубке фундамента, после закрепления шаблонов и сразу после заливки бетона. Если подрядчик использует два на четыре в качестве шаблона и прибивает болты примерно в нужное положение, а затем проходит по болтам во время литья, проблемы наверняка возникнут ».
Ньюман предупреждает, что, хотя правильно сделанный шаблон обеспечит правильное положение анкеров по отношению друг к другу, вся группа анкерных болтов может быть размещена неправильно.«Есть определенные допуски на их размещение, и если они будут превышены, колонны не поместятся на болтах. Лучшая профилактика — это воспользоваться услугами технически грамотного персонала для установки якорей. Другая распространенная ошибка — установка анкеров слишком низко, что также требует ремонтных работ ».
Фотография любезно предоставлена Simpson Strong-Tie
Good Baseline Benchmarks
В обеспечении успешного фундамента на болтах участвуют производитель болтов, Международный строительный кодекс (IBC), монтажник и подрядчик по фундаменту.«Как и любое строительство, все начинается с хороших исходных тестов, по которым все работают», — говорит Куартюр. «IBC регулирует требования. Связь между установщиком фундамента и производителем здания должна быть кристально чистой. Прочность и глубина болта являются частью предварительного анализа и проектирования. Здесь и происходит тяжелая атлетика. Если дизайн скоординирован и соблюдается, это облегчит работу ».
Ньюман утверждает, что существует план установки анкерных болтов, который производитель металлических строительных систем обычно предоставляет на рассмотрение и утверждение зарегистрированному инженеру-строителю (SER), если таковой существует.«Иногда проектное расположение анкерных болтов указывается на контрактных чертежах, подготовленных ГЭР. Предполагая, что производитель металлических строительных систем работает с этими контрактными чертежами, расположение анкерных болтов должно быть таким же. Проблемы обычно возникают, когда потенциальный владелец здания не пользуется услугами инженера-строителя и имеет дело напрямую с подрядчиком. В этом случае SER отсутствует ».
Маккиннон считает, что четкое и краткое сообщение, а также полная информация помогут убедиться, что все стороны получат то, что они хотят, и когда они этого хотят.«[Также] послушайте своего инженера», — добавляет он. «Я не могу сказать вам, сколько раз с нами связывались люди, которые не хотели платить за нужный продукт или ждать его и заменяли его чем-то более дешевым или быстрым.