Как собрать нагрузку на ленточный фундамент в каркасном здании

Очень часто встречается ситуация: монолитный дом каркасный, но в подвале наружные стены монолитные, и колонны каркаса опираются на эти стены. Возникает проблема: как сосредоточенные нагрузки от колонн будут передаваться на ленточный фундамент? Нужно ли делать уширения под колоннами или оставить ровную ленту? Ответы на эти вопросы вы найдете в статье.

Прежде всего, рассмотрим ситуацию: что происходит с нагрузкой, если колонны опираются на стену подвала? Остается ли она сосредоточенной? Или превращается в равномерно распределенную?

Пересчет сосредоточенных нагрузок от колонн в распределенные

Запомните, если колонны опираются на сплошную монолитную стену, даже если в стене сделаны пилястры, нагрузка все равно будет распространяться вниз под углом 45 градусов. Ну просто не сможет нагрузка идти строго вниз, не растекаясь по стене. В итоге, у нас получится такая картина, как на рисунке выше: от каждой сосредоточенной силы вниз расходится нагрузка, растекаясь по треугольнику. При высоте стены 3 м основание такого треугольника для средних колонн равно 6 м (это видно по рисунку), а для крайних – 3 м. Причем, обратите внимания, для средних колонн мы берем всю нагрузку, а для крайних – только половину, т.к. вторая половина придется на перпендикулярную стену (как показано на рисунке справа). Если же перпендикулярной стены нет, то вся нагрузка от крайней колонны придется на эту стену и распределится по длине 3 м.

Найдем распределенную нагрузку в уровне основания стены от каждой колонны (слева на право):

q1 = 0.5*15/3 = 2.5 т/м (здесь 0,5 – это та самая половина от нагрузки от крайней колонны);

q2 = 25/6 = 4,2 т/м;

q3 = q4 = 7/6 = 1,2 т/м;

q5 = 0.5*15/3 = 2.5 т/м.

Но как вы заметили, где-то эти нагрузки пересекаются по длине стены, где-то их просто нет. Суммируем эти нагрузки, чтобы посмотреть, насколько равномерно распределена будет итоговая нагрузка по фундаментной ленте.

Равномерно-распределенная нагрузка на фундаментную ленту

В итоге, мы видим нагрузку с перепадами ее величины вдоль ленты. Причем, перепады эти происходят на довольно коротких участках. Естественно, изменять ширину ленты через каждые два метра совсем не рационально.

Давайте присмотримся к этой эпюре суммарных нагрузок. Явно видно, что левая часть все-таки больше правой почти в два раза. Поэтому мы разделим ленту на два участка и для каждого из них найдем усредненную величину равномерно распределенной нагрузки.

Усредненная равномерно-распределенная нагрузка на ленточный фундамент

На левом участке действует нагрузка от двух колонн, на правом – от трех. Как посчитать эту нагрузку? Нужно просто просуммировать нагрузку от всех колонн на участке (для крайних берется половина нагрузки – об этом мы не забываем) и разделить на длину участка:

q1 = (15/2 + 25)/7.5 = 4.3 т/м – для левого участка;

q2 = (7 + 7 +15/2)/11.5 = 1.9 т/м – для правого участка.

Конечно, мы могли не проводить весь анализ, а сразу найти усредненную нагрузку для всего фундамента (согласитесь, с первого взгляда на схему стены сложно предугадать, что слева нагрузка окажется в два раза больше, чем справа. Тогда бы мы получили следующую усредненную нагрузку для всей стены:

q = (15/2 + 25 + 7 + 7 + 15/2)/19 = 2.84 т/м.

Но будет ли такой результат достоверным? Будет ли он отражать реальную работу фундамента? Думаю, что не особо. Все-таки я рекомендую вам, прежде чем принимать решение, проводить анализ нагрузок и только потом делить стену на участки или принимать одинаковую нагрузку для всей ленты.

Не забудьте о том, что для расчета фундамента необходимо еще собрать нагрузку от собственного веса монолитной стены и от перекрытия (если на эту стену опирается перекрытие).

А теперь давайте кратко рассмотрим вариант, когда конструктор представляет, что нагрузка от колонн по пилястрам передается на фундамент как сосредоточенная, а между колоннами есть только нагрузка от стены. В таком случае следует найти площадь фундамента под каждой колонной (как при расчете столбчатых фундаментов) и объединить эти фундаменты довольно узкой лентой, рассчитанной на нагрузку от стены.

Ленточный фундамент с уширениями под колонны

В идеале площадь такого фундамента должна быть примерно равна площади ленточного фундамента, нагрузку для расчета которого мы находили выше. Но давайте теперь рассмотрим подводные камни такого фундамента. Уширения слишком велики, и явно толщины ленты для них будет не достаточно по продавливанию. Значит, нужно выполнить проверку на продавливание и сделать ступени (как в столбчатом фундаменте). Армирование таких уширений тоже будет тем больше, чем больше стороны квадратов под колоннами. В итоге мы имеем значительное превышение трудоемкости и расхода материалов.

Еще один недостаток – это то, что часто стены подвалов сдерживают собой значительное горизонтальное давление, вызванное перепадом грунта между уровнем пола подвала и уровнем земли с улицы. При таком давлении фундаментная лента под стеной получается довольно широкой (этот вопрос рассмотрен в теме "Фундамент для дома с подвалом"). Но при этом у нас остаются наши уширения под колоннами. В итоге мы получаем непонятную картину и неоднозначную работу конструкции.

В общем, вывод один: не стоит усложнять простые работающие решения.

Интересных вам расчетов!

 

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Поиск

Подписка на статьи

Комментарии

  • Женя 02.12.2016 14:17
    Здравствуйте!Оч ень хотелось бы статью о плоской кровле, о правильных подсчетах ...

    Подробнее...

     
  • Тамара 02.12.2016 12:18
    Добрый день!Хотела бы спросить литературу о шпонках в фундаментах, в ...

    Подробнее...

     
  • Алексей 01.12.2016 08:50
    Не проще ли сразу плиты положить как положено на фундамент. А так вам ...

    Подробнее...

     
  • Александр 30.11.2016 20:47
    Здравствуйте! У меня два вопроса к вашему рамному узлу: зачем заводить ...

    Подробнее...

     
  • Айгуль 30.11.2016 14:22
    а можно ли тогда допустим, положить плиты ПК (пустотки) на землю в ...

    Подробнее...

Яндекс.Метрика