Před stavbou domu je důležité správně navrhnout jeho nosné konstrukce. Výpočet zatížení nadace zajistí spolehlivost podpěr budovy. Provádí se před výběrem základu po určení vlastností půdy.
Jaké dopady zažívá nadace a jejich odhodlání?
Nejdůležitějším dokumentem při stanovení hmotnosti konstrukcí domu je společný podnik „Zatížení a dopady“. Je to on, kdo reguluje, jaká zatížení dopadají na základ a jak je určit. Podle tohoto dokumentu lze zátěže rozdělit do následujících typů:
Ty dočasné se zase dělí na dlouhodobé a krátkodobé. Konstanty zahrnují ty, které během provozu domu nezmizí (váha stěn, příček, stropů, střešní krytiny, základů). Dočasnými dlouhodobými je spousta nábytku a vybavení, krátkodobými jsou sníh a vítr.
Trvalá zatížení
Pro výpočet trvalého zatížení budete potřebovat vědět:
- rozměry prvků domu;
- materiál, ze kterého jsou vyrobeny;
- bezpečnostní faktory zatížení.
Rada! Pro začátek se doporučuje nakreslit schéma domu, které bude zobrazovat rozměry budovy a rozměry jejích konstrukcí. Dále můžete použít tabulku, která ukazuje hmotnosti hlavních materiálů a konstrukcí.
| Typ konstrukce | Hmotnost |
| stěny | |
| Vyrobeno z keramických a silikátových plných cihel tloušťky 380 mm (1,5 cihly) | 684 kg/m2 |
| Stejná tloušťka 510 mm (2 cihly) | 918 kg/m2 |
| Stejná tloušťka 640 mm (2,5 cihly) | 1152 kg/m2 |
| Stejná tloušťka 770 mm (3 cihly) | 1386 kg/m2 |
| Vyrobeno z keramických dutých cihel tloušťky 380 mm | 532 kg/m2 |
| Stejných 510 mm | 714 kg/m2 |
| Stejných 640 mm | 896 kg/m2 |
| Stejných 770 mm | 1078 kg/m2 |
| Vyrobeno z vápenopískové duté cihly tloušťky 380 mm | 608 kg/m2 |
| Stejných 510 mm | 816 kg/m2 |
| Stejných 640 mm | 1024 kg/m2 |
| Stejných 770 mm | 1232 kg/m2 |
| Vyrobeno ze dřeva (borovice) tloušťky 200 mm | 104 kg/m2 |
| Stejná tloušťka 300 mm | 156 kg/m2 |
| Rám s izolací tloušťky 150 mm | 50 kg/m2 |
| Příčky a vnitřní stěny | |
| Vyrobeno z keramiky a vápenopískových cihel (plných) tloušťky 120 mm | 216 kg/m2 |
| Stejná tloušťka 250 mm | 450 kg/m2 |
| Vyrobeno z dutých keramických cihel o tloušťce 120 mm (250 mm) | 168 (350) kg/m2 |
| Vyrobeno z dutých vápenopískových cihel tloušťky 120 mm (250 mm). | 192 (400) kg/m2 |
| Vyrobeno ze sádrokartonu tloušťky 80 mm bez izolace | 28 kg/m2 |
| Vyrobeno ze sádrokartonu tloušťky 80 mm s izolací | 34 kg/m2 |
| Překrývají se | |
| Masivní železobeton tloušťky 220 mm s cemento-pískovým potěrem 30 mm | 625 kg/m2 |
| Železobeton z dutinových desek 220 mm s potěrem 30 mm | 430 kg/m2 |
| Dřevěné na nosnících o výšce 200 mm s podmínkou položení izolace o hustotě nejvýše 100 kg/m 3 (při nižších hodnotách je poskytována bezpečnostní rezerva, protože nezávislé výpočty nejsou vysoce přesné) s instalací parket, laminátu, linoleum nebo koberec jako podlaha | 160 kg/m2 |
| střecha | |
| Obložené keramickými dlaždicemi | 120 kg/m2 |
| Z bitumenových šindelů | 70 kg/m2 |
| Z kovových dlaždic | 60 kg/m2 |
Budete také muset vypočítat vlastní hmotnost základů domu. Před tím se musíte rozhodnout o hloubce jeho umístění. Záleží na následujících faktorech:
- hloubka zamrznutí půdy;
- hladina podzemní vody;
- přítomnost suterénu.
Pokud lokalita obsahuje hrubozrnné a písčité půdy (střední, hrubé), je možné neprohlubovat základnu domu až do promrznutí. U jílů, hlíny, písčité hlíny a jiných nestabilních podkladů je nutné pokládání v zimě do hloubky zamrznutí půdy. Lze jej určit pomocí vzorce ve společném podniku „Foundations and Foundations“ nebo pomocí map v SNiP „Building Climatology“ (tento dokument byl nyní zrušen, ale v soukromé výstavbě může být použit pro informační účely).
Při určování umístění základny domu je důležité zajistit, aby byla umístěna ve vzdálenosti nejméně 50 cm od hladiny podzemní vody. Pokud má budova suterén, pak se základní úroveň odebere 30-50 cm pod úrovní podlahy místnosti.
Poté, co jste se rozhodli pro hloubku mrazu, budete muset vybrat šířku základu. U pásu a sloupu se bere v závislosti na tloušťce stěny budovy a zatížení. U desky je předepsáno tak, aby nosná část přesahovala 10 cm za vnější stěny, u pilot se průřez zadává výpočtem a mřížka se volí v závislosti na zatížení a tloušťce stěn. Můžete použít pokyny pro definici v tabulce níže.
| typ nadace | Metoda stanovení hmotnosti |
| Páska vyztužená betonem | Vynásobte šířku pásky její výškou a délkou. Výsledný objem je nutné vynásobit hustotou železobetonu – 2500 kg/m3. Doporučujeme: Výpočet pásových základů. |
| Deskový železobeton | Vynásobte šířku a délku budovy (přičtěte ke každému rozměru 20 cm pro výstupky na hranicích vnějších stěn), poté vynásobte tloušťkou a hustotou železobetonu. Doporučujeme: Výpočet základových desek na základě zatížení. |
| Sloupový železobeton | Plocha průřezu se násobí výškou a hustotou železobetonu. Výsledná hodnota se musí vynásobit počtem podpor. V tomto případě se vypočítá hmotnost mřížky. Pokud se základové prvky rozšiřují, je třeba to vzít v úvahu také při výpočtech objemu. Doporučujeme: Výpočet sloupového základu. |
| Hromada znuděná | Totéž jako v předchozím odstavci, ale musíte vzít v úvahu hmotnost grilu. Pokud je rošt železobetonový, pak se jeho objem násobí 2500 kg/m3, je-li ze dřeva (borovice), pak 520 kg/m3. Při výrobě grilu z válcovaného kovu se budete muset seznámit se sortimentem nebo pasem pro produkt, který udává hmotnost jednoho lineárního metru. Doporučujeme: Výpočet vrtaných pilot. |
| Pilotový šroub | Pro každou hromadu výrobce uvádí hmotnost. Musíte vynásobit počtem prvků a přidat hmotnost mřížky (viz předchozí odstavec). Doporučujeme: Výpočet šroubových pilot. |
Tím výpočet zatížení základu nekončí. Pro každou konstrukci ve hmotě je nutné vzít v úvahu součinitel bezpečnosti zatížení. Jeho hodnota pro různé materiály je uvedena v SP „Zatížení a dopady“. Pro kov to bude 1,05, pro dřevo – 1,1, pro železobetonové a vyztužené zděné konstrukce tovární výroby – 1,2, pro železobeton, který se vyrábí přímo na staveništi – 1,3.
Živá zatížení
Nejjednodušší způsob, jak na to přijít, je s těmi užitečnými. U obytných budov se rovná 150 kg/m2 (stanoveno na základě podlahové plochy). Koeficient spolehlivosti v tomto případě bude roven 1,2.
Sněhová pokrývka závisí na oblasti stavby. K určení sněhové oblasti bude zapotřebí společný podnik „Building Climatology“. Dále se pomocí čísla okresu zjistí hodnota zatížení v SP „Zatížení a dopady“. Koeficient spolehlivosti je 1,4. Pokud je sklon střechy větší než 60 stupňů, pak se zatížení sněhem nebere v úvahu.
Určení hodnoty, která se má vypočítat
Při výpočtu základů domu nebudete potřebovat jeho celkovou hmotnost, ale zatížení, které dopadá na určitou plochu. Kroky zde závisí na typu nosné konstrukce budovy.
| typ nadace | Akce při výpočtu |
| Páska | Pro výpočet pásového základu na základě jeho únosnosti je potřeba zatížení na lineární metr, na základě toho se vypočítá plocha základny pro normální přenos hmoty domu do základu na základě ložiska kapacita zeminy (přesnou hodnotu únosnosti zeminy lze zjistit pouze geologickými průzkumy). Hmotu získanou sběrem zátěží je třeba vydělit délkou pásky. V tomto případě se berou v úvahu i základy pro vnitřní nosné stěny. Toto je nejjednodušší způsob. Pro podrobnější výpočet budete muset použít metodu nákladového prostoru. Chcete-li to provést, určete oblast, ze které se zatížení přenáší do určité oblasti. Jedná se o pracně náročnou možnost, takže při stavbě soukromého domu můžete použít první, jednodušší metodu. |
| Deska | Budete muset najít hmotnost na metr čtvereční desky. Nalezené zatížení je rozděleno plochou základu. |
| Sloupec a hromada | Typicky je v soukromé bytové výstavbě předem specifikován průřez pilot a poté je vybrán jejich počet. Chcete-li vypočítat vzdálenost mezi podpěrami, s ohledem na zvolený úsek a únosnost půdy, musíte najít zatížení, jako v případě pásového základu. Hmotnost domu vydělte délkou nosných stěn, pod kterými budou piloty instalovány. Pokud se krok základů ukáže jako příliš velký nebo malý, změní se průřez podpěr a výpočet se provede znovu. |
Příklad výpočtu
Nejvýhodnější je shromažďovat zatížení na základu domu ve formě tabulky. Příklad je uvažován pro následující vstupní data:
- dům je dvoupodlažní, výška podlaží 3 m s půdorysnými rozměry 6 x 6 metrů;
- monolitický železobetonový pásový základ šířky 600 mm a výšky 2000 mm;
- stěny z plných cihel o tloušťce 510 mm;
- monolitické železobetonové podlahy tl. 220 mm s cemento-pískovým potěrem tl. 30 mm;
- valbová střecha (4 sklony, což znamená, že vnější stěny na všech stranách domu budou ve stejné výšce) pokrytá kovovými dlaždicemi se sklonem 45 stupňů;
- jedna vnitřní stěna uprostřed domu z cihel tloušťky 250 mm;
- celková délka sádrokartonových příček bez izolace o tloušťce 80 mm je 10 metrů.
- zasněžená stavební plocha ll, zatížení střechy 120 kg/m2.
Níže je uveden příklad výpočtu ve formě tabulky.
0,6 m * 2 m * (6 m * 4 + 6 m) = 36 m 3 – objem základů
6 m * 4 ks = 24 m – délka stěn
24 m * 3 m = 72 m 2 – plocha v rámci jednoho podlaží
6 m * 2 ks * 3 m = 36 m 2 plocha stěny přes dvě podlaží
6 m * 6 m = 36 m 2 – podlahová plocha
36 m2 *625 kg/m2 = 22500 kg = 22 tuny – hmotnost jednoho patra
10 m * 2,7 m (zde nebereme výšku podlahy, ale výšku místnosti) = 27 m 2 – plocha
(6 m * 6 m)/cos 45ᵒ (úhel sklonu střechy) = (6 * 6)/0,7 = 51,5 m 2 – plocha střechy
Abychom porozuměli příkladu, musí být tato tabulka zobrazena společně s tou, která ukazuje hmotnosti konstrukcí.
Dále je potřeba sečíst všechny výsledné hodnoty. Celkové zatížení základu pro tento příklad, s přihlédnutím k jeho vlastní hmotnosti, je 409,7 tun. Chcete-li zjistit zatížení na lineární metr pásky, musíte výslednou hodnotu vydělit délkou základu (vypočteno v prvním řádku tabulky v závorkách): 409,7 tun / 30 m = 13,66 t/m.p. Tato hodnota se bere pro výpočet.
Při hledání hmoty doma je důležité pečlivě dodržovat kroky. Nejlepší je věnovat této fázi návrhu dostatek času. Pokud uděláte chybu v této části výpočtů, budete možná muset celý výpočet únosnosti předělat, což znamená další čas a úsilí. Po dokončení sběru nákladu se doporučuje provést jeho dvojitou kontrolu, abyste odstranili překlepy a nepřesnosti.
Pásový základ se ve stavebnictví rozšířil díky své všestrannosti. Konstrukce může být jak z prefabrikovaného, tak z monolitického betonu. Tento typ základů lze se stejným úspěchem použít v individuální i hromadné výstavbě. Pro zajištění pevnosti konstrukce, její trvanlivosti a stability je nutné před zahájením prací provést výpočet únosnosti.
Postup výpočtu
Při provádění přípravných projektových prací je nutné určit následující hodnoty:
- ;
- šířka podešve (podle výpočtu);
- šířka pásky.
Šířka podešve a pásky se bude lišit při stavbě domu na základech typu T. Při použití obdélníkové části nosné konstrukce jsou tyto hodnoty stejné. Pásky ve tvaru T se používají pro stavbu masivních zděných budov, široká podezdívka základů snižuje tlak na jednotku plochy od budovy k zemi. Pokud je dům postaven rámovou technologií nebo ze dřeva, stačí obdélníkový základ. Výpočet podešve pro monolitický a prefabrikovaný základ se neliší.
Chcete-li najít nebo vypočítat požadované hodnoty, práce se provádějí v několika fázích:
- studium charakteristik půdy;
- nastavení hloubky pokládky;
- sběr nákladů;
- výpočet únosnosti.
Každá z těchto fází má své vlastní charakteristiky, a proto vyžaduje samostatné posouzení.
Geologické poměry lokality
U soukromého domu není vhodné provádět nákladné geologické průzkumy. Vše, co potřebujete vědět, je:
- druh půdy;
- hladina podzemní vody;
- přítomnost měkkých zemních čoček.
To lze určit dvěma způsoby:
Studie půdy musí být provedena 50 cm pod odhadovanou značkou pásového základu, která se v této fázi bere v závislosti na přítomnosti suterénu a množství zamrznutí (více podrobností v dalším odstavci).
Jámy jsou obdélníkové jámy, zemní práce lze provádět pomocí klasické lopaty. Půda se analyzuje podél stěn hloubené jámy. Vrtání v podmínkách vlastní výstavby domu lze provádět ruční vrtačkou. Analýza se provádí na půdě na ostřích nástroje.
Pro průzkum je nutné vybrat několik bodů, všechny se nacházejí pod staveništěm domu. Jedna studna nebo jáma je vytvořena v nejnižším bodě lokality. Čím více bodů za výzkum vezmete, tím přesnější budou výsledky, ale hlavní je nepřehánět to.
Pokud není nalezena podzemní voda, můžete si vzít hluboké základy a vybavit sklepy v domě. Pokud je GWL umístěn v hloubce 1 m od povrchu země a níže, nejjednodušším řešením by byla instalace mělkých podpěr (50-60 cm). Složitější variantou realizace by byla instalace zapuštěné pásky s drenáží a spolehlivou hydroizolací suterénu (vně i uvnitř).
Podle druhu zjištěných zemin se určí jejich únosnost, která bude vyžadována v dalších výpočtech.
| Typ půdy | Nosnost, kg/ cm 2 |
| Oblázek s hlínou | 4,5 |
| Štěrk | 4,0 |
| Hrubozrnná písčitá | 6,0 |
| Středně zrnitá písčitá | 5,0 |
| Jemnozrnná písčitá | 4,0 |
| Prašný písek* | 2,0 |
| Písčité hlíny a hlíny | 3,5 |
| Jíly | 6,0 |
| Sesedající půdy* | 1,5 |
| Hromadně zhutněné* | 1,5 |
| Hromadné nekonsolidované* | 1,0 |
* zemina není vhodná jako podklad. Je nutná jeho úplná náhrada pískem velké nebo střední frakce. V tomto případě je lepší přestat používat hromadu nadace nebo monolitická deska.
Přiřazení hloubky
Jak již bylo zmíněno dříve, značka podrážky závisí na úrovni podzemní vody. Po prostudování charakteristik základny a označení přípustných hranic se zvažují další faktory.
Pokud je suterén, zvolí se podrážka nejméně 20-30 cm pod podlahou podél suterénu. Postiženo je i zamrzání půdy. Lepší podpůrné struktury dům na půdě bez mrazu. Pro různé regiony je to různé. Nejpřesnější hodnoty jsou uvedeny v Joint Venture “Stavebnictví”. Hodnoty pro některá města jsou uvedeny v tabulce.
| velkoměsto | Zamrznutí půdy, m |
| Moskva | 1,4 |
| Petrohrad | 1,4 |
| Rostov-on-Don | 1,0 |
| Volgograd | 1,2 |
| Arkhangelsk | 1,8 |
| Nižnij Novgorod | 1,6 |
| Ufa | 1,8 |
| Jekatěrinburg | 1,9 |
| Čeljabinsk | 2,0 |
| Omsk | 2,2 |
| Novosibirsk, | 2,2 |
| Vorkuta | 2,9 |
| Irkutsk | 2,3 |
| Vladivostok | 1,6 |
Sběr nákladů
Zatížení se dělí na dva typy: dočasné a trvalé. Trvalé – hodně stavebních konstrukcí, dočasné – lidé, nábytek, zařízení, sníh.
Pro výpočet všech hodnot stačí použít tabulku.
| Typ zatížení | hodnota |
| Cihlové stěny tloušťky 510 mm | 920 kg/m2 |
| Cihlové stěny tloušťky 640 mm | 1150 kg/m2 |
| Stěny ze dřeva tloušťky 150 mm | 120 kg/m2 |
| Stěny ze dřeva tloušťky 200 mm | 160 kg/m2 |
| Izolované rámové stěny tloušťky 150 mm | 30-50 kg/m2 |
| Sádrokartonové příčky 80 mm bez izolace | 27,2 kg/m2 |
| Sádrokartonové příčky 80 mm s izolací pro zvukovou izolaci | 33,4 kg/m2 |
| Železobetonová podlaha s prefabrikovanými deskami tloušťky 220 mm a cementově pískovým potěrem tloušťky 30 mm | 625 kg/m2 |
| Dřevěná podlaha na trámech s izolací do 200 kg/m 3 | 100-150 kg/m2 |
| Železobetonový základ | 2500 kg/m3 |
| Střešní dort v závislosti na typu povlaku, kg / m 2 | |
| kovová dlaždice | 40-60 |
| Keramické dlaždice | 80-120 |
| Flexibilní šindele | 50-70 |
| Živá zatížení | |
| Užitečné (nábytek a vybavení) | 150 kg/m2 |
| Sníh | Viz tabulka. 10.1 SP “Zatížení a dopady” v závislosti na klimatické oblasti |
Každá hodnota musí být předtím, než se vezme v úvahu, vynásobena koeficientem bezpečnosti zatížení. U kovových prvků je to 1,05, u dřeva – 1,1, u železobetonových prefabrikátů – 1,2, u železobetonu vyrobeného na staveništi – 1,3. Užitečné zatížení se vynásobí 1,2 a sníh 1,4. Při sklonu střechy větším než 60 stupňů se zatížení sněhem zohledňuje rovné nule.
Výpočet šířky podešve
Základ je konstrukce, která přenáší zatížení z domu na zem, tzn. při výpočtu základu pro únosnost je hlavním parametrem únosnost půdy pod ním. Výpočet únosnosti se ve skutečnosti redukuje na výpočet minimální plochy podepření základu na zemi, pod kterou jeho prostorové charakteristiky zůstanou ve stanovených mezích po celou dobu provozu základny. budovy, s danou hmotností konstrukce (vypočteno z projektového účetnictví). Změnou šířky základu je možné změnit měrný tlak (tlak na jednotku plochy kg / cm²) budovy na zemi. Protože obvod stavby je znám z projektu, je nutné určit minimální možnou šířku pásového základu.
Základ lze vypočítat pomocí vzorce:
kde B je hodnota požadované šířky základu základů, L je celková délka celého pásku po obvodu domu a vnitřních nosných stěn, R je únosnost zeminy (podle hl. tabulka výše), P je hmotnost domu s přihlédnutím ke všem zatížením vynásobeným bezpečnostními faktory pro únosnost .
Příklad výpočtu
Pro přesnější znázornění uveďme příklad na patrový dům ze dřeva o rozměrech 6 x 6 m a výšce podlahy 3 m. Venkovní seno ve druhém patře (mansarda) má výšku 1,5 m. Střecha je z bitumenových tašek, základ tvoří páska mělké hloubky (60 cm). Příklad stanoví oblast výstavby – Moskva. Podpěra nad hloubkou pokládky je způsobena vysokou GWL, pro ochranu před silami mrazu je základová páska izolována pěnovým plastem (nezohledněno ve výpočtu). Geologické studie ukázaly, že hlíny se nacházejí ve zvolené hloubce podpory.
Zatížení lze vypočítat v tabulkové formě.
| Načíst | Velikost, kg |
| Vnější stěny ze dřeva tloušťky 200 mm | 6m (délka)*4ks*4,5m(výška)*160kg*1,1=19000kg |
| Vnitřní stěna ze dřeva tloušťky 150 mm | 6 m (délka) * 6 m (výška) * 120 kg * 1,1 = 4750 kg |
| Sádrokartonové příčky bez zvukové izolace | 20 m (délka) * 2,7 m (výška) * 27,2 kg * 1,2 = 1770 kg |
| Stropy na nosnících tloušťky 300 mm | 2ks*6m(šířka)*6m(délka)*150kg*1,1=11880kg |
| střecha | 6 m * 6 m * 70 kg * 1,2 / cos45ᵒ (sklon střechy) = 4260 kg |
| Užitečné zatížení na podlahách | 2 ks * 6 m * 6 m * 150 kg * 1,2 = 12960 kg |
| Sníh | 6 m * 6 m * 180 kg * 1,4 = 9080 kg |
Celkem, s přihlédnutím ke všem koeficientům – 63700 kg.
V příkladu je pásový základ položen pod vnější stěny a pod vnitřní. Šířku volíme v závislosti na tloušťce stěn. Předběžná hodnota šířky je 25 cm, výška soklu 40 cm, hloubka uložení 60 cm, celková výška základu -100 cm.
Předběžná hmotnost páskového monolitického základu = (6 m * 4 ks + 6 m * 1 ks) * 1 m (výška) * 0,25 m (šířka) * 2500 kg * 1,2 (faktor bezpečnosti zatížení) = 18750 kg.
Celková zátěž z domu je 82450 kg. Obvod základu L=5 ks * 600 cm = 3000 cm.
B u82450d P / (L) * R u3000d 3,5 / (7,85 cm * XNUMX kg / cm²) uXNUMXd XNUMX cm.
Tak malá hodnota v příkladu byla získána díky nízké hmotnosti dřevostavby a poměrně vysoké únosnosti pásového základu. O číslo menší než je šířka stěn je možné vzít pouze u zděné stavby (přesahy zdiva do 10 cm jsou povoleny), ale zároveň se nedoporučuje brát šířku základu menší než 30 cm pro soukromý dům, takže hodnota zůstává 30 cm (25 cm lze vyrobit pod vnitřní stěnou) . Příklad poskytuje pravoúhlý řez základového pásu.
Pokud se předběžná šířka základu liší od konečné v menším směru nebo ve větším o méně než 5 cm, není nutný přepočet konstrukce. Po obdržení hodnoty, která se liší od předběžné o více než 5 cm ve větším směru, se výpočet provede znovu s výslednou šířkou. V tomto případě je nutné znovu vypočítat hmotnost nadace, ale to neuděláme, protože je již jasné, že zásoby jsou prostě obrovské.
Je snadné vypočítat základ pásů podle příkladu s přihlédnutím k únosnosti domu ze dřeva. Akce nezabere mnoho času, ale poskytne vysokou spolehlivost.
