Рисунок 10.15 показан типичный пример, когда нагрузка является осевой и нет изменения уровня земли или надбавки. Хотя этот простой пример будет охватывать большую часть построенных фундаментов, необходимо рассмотреть более общую ситуацию, во-первых, для расчета полного и полезного опорного давления с изменениями надбавки и/или уровня грунта, а затем для эффектов введения асимметричной нагрузки.
В то время как на хороших несущих грунтах умеренные надбавки и/или изменения уровня грунта мало повлияют на несущую способность грунтов, в плохих грунтовых условиях или при значительных изменениях нагрузки они могут иметь значительный эффект. Таким образом, в общем случае чистое увеличение нагрузки, N, определяется формулой
Это показано схематически на Рис 10.16.
Следует отметить, что там, где уровень почвы был значительно снижен в результате крупной перепланировки участка или
при строительстве подвалов и т.п. следует учитывать влияние пучения, особенно в глинах или там, где есть давление артезианских грунтовых вод.
Почти всегда достаточно точно принимать вес нового фундамента и обратной засыпки равным весу перемещенного грунта, т. е. FB ~ SB. Таким образом, уравнения для чистого увеличения нагрузки и чистого увеличения давления грунта упрощаются до:
Когда уровни земли и избыточное давление изменяются только номинально, FS ~ SS, и поэтому формулы сводятся к
т.е. чистое увеличение нагрузки на грунт равно нагрузке от надстройки, как упоминалось ранее.
В приведенных выше примерах фундаменты были нагружены в осевом направлении, так что общее опорное давление определяется выражением
Хотя это наиболее распространенная ситуация, и очевидно, что эффективный принцип проектирования заключается в создании фундамента, который использует максимально доступное опорное давление на все его основание, во многих случаях это нецелесообразно, и необходимо учитывать неравномерное давление в фундаменте. считается. Эта неравномерность обычно вызвана:
(1) Приложенная нагрузка надстройки P не находится в центре тяжести фундамента.
(2) Надстройка крепится к фундаменту таким образом, что моменты передаются на фундамент (например, фиксированные основания жестких качающихся рам).
(3) Приложение горизонтальных нагрузок.
(4) Изменения относительных нагрузок на комбинированные основания (например, основания, несущие две или более колонны).
Таким образом, в общем случае полное давление под основанием с малым неуравновешенным моментом равно
Момент MT рассчитывается путем взятия моментов относительно центра тяжести на нижней стороне фундамента. В этих случаях обычно полезно учитывать общее давление на подшипник, что позволяет уравновешивать эффект результирующей силы из-за эксцентричных нагрузок и/или приложенных моментов.
Как и в случае простой балочной конструкции, если
давление будет отрицательным и напряжение, теоретически, будет развиваться. Однако для большинства фундаментов невозможно надежно развить растяжение, а давление фундамента либо сжимающее, либо нулевое.
Для простого прямоугольного фундамента
где e T – результирующий эксцентриситет фундамента.
Следовательно, если e T меньше L/6, фундамент будет полностью сжат. Это известно как правило средней трети, которое проиллюстрировано ранее.
Если e T больше L/6, под частью основания создается треугольное распределение напряжения, а под остальной частью – нулевое, а максимальное опорное давление рассчитывается с использованием теории укороченного основания, которая для прямоугольного основания равна
(см. Fрис. 10.17 (с)).
Опять же, преимущества могут быть получены путем учета общего давления на подшипник, таким образом, используя нагрузки на фундамент, которые уменьшают опрокидывание и увеличивают эффективную длину диаграммы давления. Следует также учитывать расположение основания таким образом, чтобы вертикальные нагрузки P и F использовались для противодействия воздействию любого момента или горизонтальных нагрузок. В примере, показанном на Рис 10.17, нагрузка P должна быть слева от центральной линии, чтобы формула для расчета полного эксцентриситета приняла вид
Идеальная ситуация состоит в том, что eT должен быть равен нулю или
Хотя при проектировании фундаментов с осевой нагрузкой уместно сравнивать существующую нагрузку с новой нагрузкой на грунт, в более общем случае, когда нагрузки являются внецентренными, необходимо учитывать допустимое опорное давление (чистое или полное) с приложенной нагрузкой. давление фундамента (чистое или полное), и рекомендуется во всех случаях сравнивать давления, а не нагрузки, чтобы обеспечить согласованность
и избежать путаницы.
Внецентренно нагруженные прямоугольные подушки или ленточные фундаменты обычно проектируются по правилу средней трети, если это применимо. Для других форм и условий применяется метод проб и ошибок. Выбирается базовый размер и полученные опорные давления сравниваются с допустимыми; размер базы корректируется в большую или меньшую сторону и расчеты повторяются до тех пор, пока максимальное опорное давление не станет близким к допустимому. Опыт вскоре позволит инженеру сделать довольно точное первое предположение о требуемом размере базы и сократить количество необходимых итераций.
Как загрузить расчет для колонн, балок, стен и перекрытий | Расчет конструкции колонны | Расчет нагрузки на балку | Расчет нагрузки на стену | Расчет нагрузки на сталь
Сжимающий элемент, т. е. колонна, является важным элементом конструкции. каждая железобетонная конструкция. Они используются для безопасной передачи нагрузки от надстройки на фундамент.
В основном колонны, стойки и пьедесталы используются в качестве сжимающих элементов в зданиях, мостах, опорных системах резервуаров, заводах и многих других подобных конструкциях.
Колонна определяется как элемент вертикального сжатия, который в основном подвергается эффективная длина и осевые нагрузки которых в три раза превышают его наименьший поперечный размер.
Компрессионный элемент, чей эффективная длина меньше чем в три раза его наименьший боковой размер называется пьедесталом.
Элемент сжатия, который наклонен или горизонтален и подвергается осевым нагрузкам, называется распоркой. Распорки используются в фермах.
Функция колонн состоит в том, чтобы передавать нагрузку конструкции вертикально вниз, чтобы передать ее на фундамент. Кроме стены выполняет еще и следующие функции:
- Он заключает строительные зоны в разные отсеки и обеспечивает конфиденциальность.
- Обеспечивает защиту от взлома и насекомых.
- Сохраняет тепло в здании зимой и летом.
Что такое луч?
Балка представляет собой конструктивный элемент, противостоящий изгибу. В основном балка несет на себе вертикальные гравитационные силы, но и тянущие на нее горизонтальные нагрузки.
Компания балка называется стеновой плитой или подоконником который несет передачи и загружает его на балки, колонны или стены. Он прилагается с.
В первые века древесина была наиболее предпочтительным материалом для использования в качестве балки для этой структурной опоры, теперь, чтобы выдерживать силу наряду с вертикальной гравитационной силой, теперь они состоят из алюминия, стали или других подобных материалов.
На самом деле балки – это конструкционные материалы, которые воспринимают чистую силу нагрузки и изгибающий момент.
Чтобы выдерживать большее напряжение и нагрузку, в настоящее время широко используются предварительно напряженные бетонные балки в основании мостов и других подобных огромных конструкций.
В настоящее время используются несколько известных балок: поддерживаемая балка, фиксированная балка, консольная балка, сплошная балка, нависающая балка.
Что такое Стена?
Стена – это конструктивный элемент, который делит пространство (комнату) на два пространства (комнаты), а также обеспечивает безопасность и укрытие. Как правило, стены делятся на два типа: внешние стены и внутренние стены.
Внешние стены дают ограждение дома для укрытия, а внутренние стены помогают разделить ограждение на необходимое количество комнат. Внутренние стены также называют перегородками.
Стены строятся так, чтобы разделить жилую площадь на разные части. Они обеспечивают конфиденциальность и защиту от температуры, дождя и кражи.
Что такое плита?
плита сконструирован для обеспечения плоских поверхностей, как правило, горизонтальных, при строительстве крыш, полов, мостов и других типов конструкций. Плита может поддерживаться стены, по железобетонным балкам обычно отлиты монолитно с плитой, по балкам из конструкционной стали, либо по столбцы или с земли.
Плита представляет собой пластинчатый элемент, глубина (D) которого очень мала по сравнению с его длиной и шириной. Плита используется в качестве пола или крыши в зданиях, равномерно распределяет нагрузку.
плита может быть
Расчет различных нагрузок на колонну, балку, стену и перекрытие
- Столбец = собственный вес x количество этажей
- Балки = собственный вес на погонный метр
- Нагрузка на стену на погонный метр
- Общая нагрузка на плиту (постоянная нагрузка + динамическая нагрузка + ветровая нагрузка + собственный вес)
Помимо вышеуказанной нагрузки, колонны также подвергаются изгибающим моментам, которые необходимо учитывать при окончательном расчете. Эти инструменты уменьшают трудоемкий и трудоемкий метод ручных расчетов при проектировании конструкций, что в настоящее время настоятельно рекомендуется в этой области.
Наиболее эффективным методом проектирования конструкции является использование передового программного обеспечения для проектирования конструкций, такого как STAAD Pro или ETABS. Для профессиональной практики проектирования конструкций существуют некоторые основные допущения, которые мы используем для расчетов несущей способности конструкции.
Расчет нагрузки на колонну:
Мы знаем, что собственный вес бетона составляет около 2400 кг/м 3 , что эквивалентно 24.54 кн/м 3 а собственный вес стали составляет около 7850 кг/м 3 . (Примечание: 1 килоньютон равен 101.9716 кг)
Итак, если мы предположим, что размер столбца 300 мм x 600 мм с 1% стали и 2.55 (почему 2.55 так, высота колонны 3 м – размер балки) метры Стандартная высота, собственный вес колонны около 1000 кг на этаж, этот идентификатор равен 10 кН.
Как загрузить расчет в столбец?
- Размер столбца Высота 2.55 м, Длина = 300 мм, Ширина = 600 мм
- Объем бетона = 0.30 х 0.60 х 2.55 = 0.459 м³
- Вес бетона = 0.459 х 2400 = 1101.60 кг.
- Вес стали (1%) в бетоне = 0.459 х 1% х 7850= 36.03 кг
- Общий вес колонны = 1101.60 + 36.03 = 1137.63 кг = 11.12 кН
При выполнении расчетов мы предполагаем, что собственный вес колонн находится в пределах от 10 до 12 кН на этаж.
Расчет нагрузки на балку:
Мы применяем тот же метод расчета и для балки.
мы предполагаем, что каждый метр луча имеет размеры 300 мм х 600 мм без учета толщины плиты.
Предположим, что каждый (1 м) метр балки имеет размерность
Как записаться Расчет балочной нагрузки?
- 300 мм x 600 мм без плиты.
- Объем бетона = 0.30 х 0.60 х 1 = 0.18 м³
- Вес бетона = 0.18 х 2400 = 432 кг.
- Вес стали (2%) в бетоне = 0.18 x 2% x 7850 = 28.26 кг.
- Общий вес колонны = 432 + 28.26 = 460.26 кг/м= 4.51 кН/м
Таким образом, собственный вес будет около 4.51 кН за погонный метр.
Как рассчитать нагрузку на стену :
мы знаем, что плотность кирпичей колеблется между от 1800 до 2000 кг/м 3 .
Для Кирпичная стена толщиной 9 дюймов (230 мм), высотой 2.55 метра и длиной 1 метр.,
Нагрузка / погонный метр должна быть равна 0.230 х 1 х 2.55 х 2000 = 1173 кг/метр,
что эквивалентно 11.50 кН/метр.
Этот метод может быть принят для расчета нагрузки кирпича на погонный метр для любого типа кирпича с использованием этого метода.
Для газобетонных блоков и блоков из автоклавного бетона (ACC), таких как Aerocon или Siporex, вес на кубический метр составляет от От 550 до 650 кг за кубометр
Нагрузка/погонный метр должна быть равна 0.230 х 1 х 2.55 х 650 = 381.23 кг
если вы используете эти блоки для строительства, нагрузка на стену на погонный метр может быть такой низкой, как 3.74 кН/метр, использование этого блока позволяет значительно удешевить проект.
Как рассчитать нагрузку на плиту :
Пусть, Предположим, плита имеет толщину 150 мм.
Таким образом, собственный вес каждого квадратного метра плиты будет
Расчет нагрузки на плиту = 0.150 х 1 х 2400 = 360 кг, что эквивалентно 3.53 кН.
Теперь, если мы рассмотрим Нагрузка на отделку пола должна быть 1 кН на метр, наложенный динамическая нагрузка должна составлять 2 кН на метр, и Ветровая нагрузка по Is 875 Около 2 кН за метр.
Таким образом, из приведенных выше данных мы можем оценить нагрузку на плиту примерно от 8 до 9 кН на квадратный метр.
Как загрузить расчетную балку перекрытия колонны на перекрытие
Расчет нагрузки на колонну:
- Объем бетона = 0.23 x 0.60 x 3 = 0.414 м³
- Вес бетона = 0.414 х 2400 = 993.6 кг.
- Вес стали (1%) в бетоне = 0.414x 0.01 х 8000= 33 кг
- Общий вес колонны = 994 + 33 = 1026 кг.= 10кН
Расчет нагрузки на стену
- Плотность кирпича стена с раствором находится в пределах 1600-2200 кг/м 3 . Итак, считаем собственный вес кирпича стена составляет 2200 кг/м 3 в этом расчет.
- Объем кирпичной стены: Объем кирпичной стены = l × b × h, длина = 1 метр, ширина = 0.152 мм, высота стены = 2.5 метра, объем = 1 м × 0.152 м × 2.5 м, объем кирпичной стены = 0.38 м 3
- Собственная нагрузка кирпичной стены: Вес = объем × плотность, Собственная нагрузка = 0.38 м 3 × 2200 кг/м 3 , Собственная нагрузка = 836 кг/м
- Переведем в килоньютоны, разделив на 100, получим 8.36 кН/м.
- Таким образом, статическая нагрузка кирпичной стены, действующая на колонну, составляет около 8.36 кН/м.
Расчет балочной нагрузки
- 300 мм x 600 мм без учета толщины плиты.
- Объем бетона = 0.30 х 0.60 х 1 = 0.18 м³
- Вес бетона = 0.18 х 2400 = 432 кг.
- Вес стали (2%) в бетоне = 0.18 x 2% x 7850 = 28.26 кг.
- Общий вес колонны = 432 + 28.26 = 460.26 кг/м= 4.51 кН/м
Нагрузка на колонну
A обзор является важным конструктивным элементом конструкции RCC, который помогает передавать нагрузку надстройки загрузка к фундаменту. Это вертикальный элемент сжатия, подвергаемый прямому осевому загрузка и его эффективная длина в три раза больше, чем его наименьший поперечный размер.
Расчет статической нагрузки для здания
By расчет объем каждого элемента и умножение на единицу веса материалов, из которых он состоит, точный мертвый груз можно определить для каждого компонента.
Расчет конструкции колонны
- Объем бетона = 0.23 x 0.60 x 3 = 0.414 м³
- Вес бетона = 0.414 х 2400 = 993.6 кг.
- Вес стали (1%) в бетоне = 0.414x 0.01 х 8000= 33 кг
- Общий вес колонны = 994 + 33 = 1026 кг.= 10кН
Расчет нагрузки на фундамент
Для стены толщиной 6 дюймов, высотой 3 метра и длиной 1 метр нагрузка может быть измерена на погонный метр, что эквивалентно 0.150 x 1 x 3 x 2000 = 900 кг, что эквивалентно 9 кН/метр. Нагрузку на погонный метр можно измерить для любого типа кирпича, следуя этому методу.
