Расчет нагрузки фундамента ленточного: Расчёт нагрузки на фундамент разного типа 🔨 Как выполняется расчёт

Опубликовано в Разное

24 Янв 1982

Содержание

Расчёт нагрузки на фундамент разного типа 🔨 Как выполняется расчёт

Неприятно наблюдать, как в недавно построенном доме появляются на стенах трещины. Самое печальное в этой ситуации, что исправить практически ничего изменить нельзя, а если и можно что-то сделать, то это весьма проблематично.

А ведь всего этого можно было избежать, если бы изначально расчету нагрузки на фундамент было уделено достаточно внимания.Ознакомьтесь с материалом о том зачем это делается, а также как грамотно и верно выполнять расчёт нагрузки на фундамент.

Как выполняется расчет

Что включается в такой расчет, и что нужно учитывать? Рассмотрим некоторые параметры.

У различных видов грунта отличная друг от друга несущая способность, поэтому нельзя опираться на тот факт, что у друга дом на мелкозаглубленном ленточном фундаменте стоит уже несколько лет, и ничего.
Учитывая вес строительных материалов, проводится вычисление массы строения.
Какая снеговая нагрузка на кровлю в регионе. Тип, и форма крыши играют огромную роль в таком подсчете.

Ветровая нагрузка. Любой дом, особенно высокий, испытывает ощутимые нагрузки в ветреную погоду, а если ветер постоянно дует в одну и ту же сторону, то фундамент будет подвержен дополнительной нагрузке. Особенно это ощутимо в легких домах, с не очень прочным фундаментом.
Вес мебели, сантехники и отделочных материалов.

Полученные данные и собранная информация служит для учета несущей характеристики, размера и опорной площади возводимого фундамента. Пренебрежение этими требованиями приводит к ситуациям, описанным в начале статьи.

Расчет нагрузки для ленточного фундамента

При расчете нагрузки на ленточный фундамент, нужно определить количество заливаемого бетона, для чего нужно узнать общую площадь с учетом установленной опалубки. Полученную цифру (в м

3) нужно умножить на массу 1 м³, которая колеблется в пределах 2000–2500 кг. При расчете фундамента лучше перестраховаться, поэтому за основу возьмем 2500 кг.

Потребуется узнать полную массу дома, снеговую нагрузку на крышу и давление ветра. Эти 4 показателя слаживаются и делятся на площадь основания. Выглядит это так:

(масса фундамента + масса дома + снеговая + ветровая нагрузка) / площадь основания = искомая цифра.

Поскольку расчет получается приблизительным, нужно иметь запас прочности около 25%.

Расчет нагрузки для столбчатого фундамента

Для того чтобы определить нагрузку на столбчатый фундамент, придется умножить площадь сечения столба на его высоту, в результате чего станет известен объем одной опоры. Полученные данные умножаются на цифру, обозначающей плотность материала, из которого сделаны столбы (q). Таким образом произведен расчет нагрузки для одного столба, а чтобы узнать расчетную нагрузку всего фундамента, результат перемножим на количество опор.

Если при расчете получилось, что фундамент не соответствует требованиям, то можно увеличить сечение столбов или увеличить число опор, сократив между ними расстояние.

Расчет нагрузки для свайного фундамента

Расчет нагрузки на свайный фундамент выполняется таким образом:

Полная масса будущего здания умножается на коэффициент запаса надежности.
Опорная площадь 1 квадратного сечения сваи определяется путем перемножения размеров двух сторон. При использовании круглых свай опорная площадь одной из них вычисляется по формуле: R2×3,14. Затем полученные данные умножаются на количество используемых свай, задействованных в фундаменте.

Теперь необходимо узнать нагрузку на 1 см² грунта, для чего масса здания делится на опорную площадь фундамента, и удостовериться, что нормативная допустимая нагрузка на грунт в норме.

Одной из особенностей свайного фундамента является правильный выбор сечения и длины свай, для чего нужно знать особенности грунта. Например, в некоторых районах, свая длиной в 3 м может не дойти до твердого основания, и приобретать опоры нужно только после предварительной геологической разведки.

В случае необходимости грунт можно уплотнить путем вбивания дополнительных, не предусмотренных проектом свай, но это приведет к дополнительным, незапланированным затратам.

Анализ грунта

Проектируя фундамент, можно самостоятельно выполнить геодезический анализ грунта, узнав:

Тип почвы.
Уровень расположения грунтовых вод.

Также необходимо узнать уровень промерзания грунта, в чем могут помочь карты с такими данными.

Рис. Уровень промерзания грунта в России

Используя ручной бур, по периметру площадки и в центре делается несколько скважин, глубиной до 2,5 м, в результате чего можно увидеть, какой тип почвы, а на следующий день можно увидеть, появилась ли в ней вода, и какой ее уровень.

Рис. Слои почвы в Московской области

Что касается типа почвы, то разобраться в этом непростом вопросе поможет дополнительная информация:

Если при извлечении бура почва рассыпается – это песчаный грунт.
Из извлеченного грунта можно скатать цилиндр, но при этом он весь покрывается трещинами – это супеси.
Получается скатать цилиндр, но при попытке согнуть он ломается – это легкий суглинок.
Скатанный цилиндр на изгибе покрывается многочисленными трещинами – это тяжелый суглинок, в составе которого много глины.
Цилиндр скатывается легко, на изгибе не ломается и не трескается – перед нами глинистый грунт.

Используя полученные данные, можно определить какой тип фундамента лучше всего сделать на этом участке и нужно ли делать для него дренажную систему.

Определение несущей способности грунта

Ниже приведена таблица, с помощью которой можно разобраться с несущей способность грунта. Зная, какой тип грунта вы извлекли при пробном бурении, не составит его найти в таблице, и получить больше информации.

Тип почвы	Несущая способность
Супесь	От 2 до 3 кгс/см²
Щебенистая почва с пылевато -песчаным заполнителем	6 кгс/см²
Плотная глина	От 4 до 3 кгс/см²
Щебенистая почва с заполнителем из глины	От 4 до 4.5 кгс/см²
Среднеплотная глина	От 3 до 5 кгс/см²
Гравийная почва с песчаным заполнителем	5 кгс/см²
Влагонасыщенная глина	От 1 до 2 кгс/см²
Гравийная почва с заполнителем из глины	От 3.6 до 6 кгс/см²
Пластичная глина	От 2 до 3 кгс/см²
Крупный песок	Среднеплотный — 5, высокоплотный — 6 кгс/см²
Суглинок	От 1.9 до 3 кгс/см²
Средний песок	Среднеплотный — 4, высокоплотный — 5 кгс/см²
Песок, супеси, глина, суглинок, зола	От 1.5 до 1.9 кгс/см²
Мелкий песок	Среднеплотный — 3, высокоплотный — кгс/см²
Сухая пылеватая почва	Среднеплотная — 2.5, высокоплотная — 3 кгс/см²
Водонасыщенный песок	Среднеплотный — 2, высокоплотный — 3 кгс/см²
Влажная пылеватая почва	Среднеплотная — 1.5, высокоплотная 2 кгс/см²
Водонасыщенная пылеватая почва	Среднеплотная — 1, высокоплотная — 1.5 кгс/см²

Таблица 1: Расчетное сопротивление разных видов грунтов

Наши услуги

Компания «Богатырь» предоставляет услуги по погружению железобетонных свай – мы забиваем сваи, выполняем лидерное бурение и привезем непосредственно на строительную площадку сваи, с помощью которых и соорудим свайный фундамент. Если вы заинтересованы в том, чтобы проектировка, гео разведка и монтаж свайного фундамента был выполнен высококвалифицированными специалистами, то отправьте запрос или позвоните нам, воспользовавшись формой и контактными данными, указанными внизу сайта.

Ленточный фундамент – расчет на примере

Расчет ленточного фундамента состоит из двух основных этапов – сбора нагрузок и определения несущей способности грунта. Соотношение нагрузки на фундамент к несущей способности грунта определит требуемую ширину ленты.

Толщина стеновой части принимается в зависимости от конструктива наружных стен. Армирование обычно назначается конструктивно (от четырех стержней Ф10мм для одноэтажных газоблочных/каркасных и до шести продольных стержней Ф12мм для кирпичных зданий в два этажа с мансардой). Расчет диаметров и количества арматурных стержней выполняется только для сложных геологических условий.

Абсолютное большинство он-лайновых калькуляторов фундаментов позволяют всего лишь определить требуемое количество бетона, арматуры и опалубки при заранее известных габаритных параметрах фундамента. Немногие калькуляторы могут похвастаться сбором нагрузок и/или определением несущей способности грунта. К сожалению, алгоритмы работы таких калькуляторов не всегда известны, а интерфейсы зачастую непонятны.

Точный результат можно получить с помощью методики расчёта, изложенный в строительных нормах и правилах. Например, СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия», СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений». С помощью первого документа будем собирать нагрузки, второго – определять несущую способность грунта. Эти своды правил представляют собой актуализированные (обновленные) редакции старых советских СНиПов.

Сбор нагрузок

Сбор нагрузок осуществляется суммированием их каждого вида (постоянные, длительные, кратковременные) с умножением на грузовую площадь. При этом учитываются коэффициенты надежности по нагрузке.

Значения коэффициентов надежности по нагрузке согласно СП 20.13330.2011.

Нормативные значения полезных нагрузок в зависимости от назначения помещения согласно СП 20.13330.2011.

К постоянным нагрузкам относят собственный вес конструкций. К длительным – вес не несущих перегородок (применительно к частному строительству). Кратковременными нагрузками является мебель, люди, снег. Ветровыми нагрузками можно пренебречь, если речь не идет о строительстве высокого дома с узкими габаритами в плане. Разделение нагрузок на постоянные/временные необходимо для работы с сочетаниями, которыми для простых частных строений можно пренебречь, суммируя все нагрузки без понижающих коэффициентов сочетания.

По своей сути сбор нагрузок представляет собой ряд арифметических действий. Габариты конструкций умножаются на объемный вес (плотность), коэффициент надежности по нагрузке. Равномерно распределенные нагрузки (полезная, снеговая, вес горизонтальных конструкций) формируют опорные реакции на нижележащих конструкциях пропорционально грузовой площади.

Сбор нагрузок разберем на примере частного дома 10х10, один этаж с мансардой, стены из газоблока D400 толщиной 400мм, кровля симметричная двускатная, перекрытие из сборных железобетонных плит.

Схема грузовых площадей для несущих стен в уровне перекрытия первого этажа (в плане.

Схема грузовых площадей для несущих стен в уровне кровли (в разрезе.

Некоторую сложность представляет собой сбор снеговой нагрузки. Даже для простой кровли согласно СП 20.13330.2011 следует рассматривать три варианта загружения:

Схема снеговых нагрузок на кровлю.

Вариант 1 рассматривает равномерное выпадение снега, вариант 2 – не симметричное, вариант 3 – образование снегового мешка. Для упрощения расчёта и для формирования некоторого запаса несущей способности фундаментов (особенно он необходим для примерного расчёта) можно принять максимальный коэффициент 1,4 для всей кровли.

Конечным результатом для сбора нагрузок на ленточный фундамент должна быть линейно распределенная (погонная вдоль стен) нагрузка, действующая в уровне подошвы фундамента на грунт.

Таблица сбора равномерно распределенных нагрузок

Наименование нагрузки	Нормативное значение, кг/м2	Коэффициент надежности по нагрузке	Расчётное значение нагрузки, кг/м2
Собственный вес плит перекрытия	275	1,05	290
Собственный вес напольного покрытия	100	1,2	120
Собственный вес гипсокартонных перегородок	50	1,3	65
Полезная нагрузка	200	1,2	240
Собственный вес стропил и кровли	150	1,1	165
Снеговая нагрузка	100*1,4 (мешок)	1,4	196

Всего: 1076 кг/м2

Нормативное значение снеговой нагрузки зависит от региона строительства. Его можно определить по приложению «Ж» СП 20.13330.2011. Собственные веса кровли, стропил, напольного перекрытия и перегородок взяты ориентировочно, для примера. Эти значения должны определяться непосредственным вычислением веса того или иного конструктива, или приближенным определением по справочной литературе (или в любой поисковой системе по запросу «собственный вес ххх», где ххх – наименование материала/конструкции).

Рассмотрим стену по оси «Б». Ширина грузовой площади составляет 5200мм, то есть 5,2м. Умножаем 1076кг/м2*5,2м=5595кг/м.

Но это ещё не вся нагрузка. Нужно добавить собственный вес стены (надземной и подземной части), подошвы фундамента (ориентировочно можно принять её ширину 60см) и вес грунта на обрезах фундамента.

Для примера возьмем высоту подземной части стены из бетона в 1м, толщина 0,4м. Объемный вес неармированного бетона 2400кг/м3, коэффициент надежности по нагрузке 1,1: 0,4м*2400кг/м3*1м*1,1=1056кг/м.

Верхнюю часть стены примем в примере равной 2,7м из газобетона D400 (400кг/м3) той же толщины: 0,4м*400кг/м3*2,7м*1,1=475кг/м.

Ширина подошвы условно принята 600мм, за вычетом стены в 400мм получаем свесы общей суммой 200мм. Плотность грунта обратной засыпки принимается равной 1650кг/м3 при коэффициенте 1,15 (высота толща определится как 1м подземной части стены минус толщина конструкции пола первого этажа, пусть будет в итоге 0,8м): 0,2м**1650кг/м3*0,8м*1,15=304кг/м.

Осталось определить вес самой подошвы при её обычной высоте (толщине) в 300мм и весе армированного бетона 2500кг/м3: 0,3м*0,6м*2500кг/м3*1,1=495кг/м.

Суммируем все эти нагрузки: 5595+1056+475+304+495=7925кг/м.

Более подробная информация о нагрузках, коэффициентах и других тонкостях изложена в СП 20.13330.2011.

Расчёт несущей способности грунта

Для расчёта несущей способности грунта понадобятся физико-механические характеристики инженерно-геологических элементов (ИГЭ), формирующих грунтовый массив участка строительства. Эти данные берутся из отчета об инженерно-геологических изысканиях. Оплата такого отчёта зачастую окупается сторицей, особенно это касается неблагоприятных грунтовых условий.

Среднее давление под подошвой фундамента не должно превышать расчётное сопротивление основания, определяемого по формуле:

Формула определения расчетного сопротивления грунта основания.

Для этой формулы существует ряд ограничений по глубине заложения фундаментов, их размеров и т.д. Более подробная информация изложена в разделе 5 СП 22.13330.2011. Ещё раз подчеркнем, что для применения данной расчётной методики необходим отчет об инженерно-геологических изысканиях.

В остальных случаях с некоторой степенью приближенности можно воспользоваться усредненными значениями в зависимости от типов ИГЭ (супеси, суглинки, глины и т.п.), приведенными в СП 22.133330.2011:

Расчетные сопротивления крупнообломочных грунтов.

Расчетные сопротивления песчаных грунтов.

Расчетные сопротивления глинистых грунтов.

Расчетные сопротивления суглинистых грунтов.

Расчетные сопротивления заторфованных песков.

Расчетные сопротивления элювиальных крупнообломочных грунтов.

Расчетные сопротивления элювиальных песков.

Расчетные сопротивления элювиальных глинистых грунтов.

Расчетные сопротивления насыпных грунтов.

В рамках примера зададимся суглинистым грунтом с коэффициентом пористости 0,7 при значении числа пластичности 0,5 – при интерполяции это даст значение R=215кПа или 2,15кг/см2. Самостоятельно определить пористость и число пластичности очень сложно, для приблизительной оценки стоит оплатить взятие хотя бы одного образца грунта со дна траншеи специалистом лаборатории, выполняющей изыскания. В общем и целом для суглинистых грунтов (самый распространенный тип) чем выше влажность, тем выше значение числа пластичности. Чем легче грунт уплотняется, тем выше коэффициент пористости.

Определение требуемой ширины подошвы («подушки») ленточного фундамента

Требуемая ширина подошвы определяется отношением расчетного сопротивления основания к линейно распределенной нагрузке.

Ранее мы определили погонную нагрузку, действующую в уровне подошвы фундамента – 7925кг/м. Принятое сопротивление грунта у нас составило 2,15кг/см2. Приведём нагрузку в те же единицы измерения (метры в сантиметры): 7925кг/м=79,25кг/см.

Ширина подошвы ленточного фундамента составит: (79,25кг/см) / (2,15 кг/см2)=36,86см.

Ширину фундамента обычно принимают кратной 10см, то есть округляем в большую сторону до 40см. Полученная ширина фундамента характерна для легких домов, возводимых на достаточно плотных суглинистых грунтах. Однако по конструктивным соображениям в некоторых случаях фундамент делают шире. Например, стена будет облицовываться фасадным кирпичом с утеплением толщиной 50мм. Требуемая толщина цокольной части стены составит 40см газобетона + 12см облицовки + 5см утеплителя = 57см. Газобетонную кладку на 3-5см можно «свесить» по внутренней грани стены, что позволит уменьшить толщину цокольной части стены. Ширина подошвы должна быть не менее этой толщины.

Осадка фундамента

Ещё одной жестко нормируемой величиной при расчёте ленточного фундамента является его осадка. Её определяют методом элементарного суммирования, для которого вновь понадобятся данные из отчета об инженерно-геологических изысканиях.

Формула определения средней величины осадки по схеме линейно-деформируемого слоя (приложение Г СП 22.13330.2011).

Схема применения методики линейно-деформируемого слоя.

Исходя из опыта строительства и проектирования известно, что для инженерно-геологических условий, характерных отсутствием грунтов с модулем деформации менее 10МПа, слабых подстилающих слоев, макропористых ИГЭ, ряда специфичных грунтов, то есть при относительно благоприятных условиях расчёт осадки не приводит к необходимости увеличения ширины подошвы фундамента после расчёта по несущей способности. Запас по расчётной осадке по отношению к максимально допустимой обычно получается в несколько раз. Для более сложных геологических условий расчёт и проектирование фундаментов должен выполняться квалифицированным специалистом после проведения инженерных изысканий.

Заключение

Расчёт ленточного фундамента выполняется согласно действующим строительным нормам и правилам, в первую очередь СП 22.13330.2011. Точный расчёт фундамента по несущей способности и его осадки невозможен без отчета об инженерно-геологических изысканиях.

Приближенным образом требуемая ширина ленточного фундамента может быть определена на основании усредненных показателей несущей способности тех или иных видов грунтов, приведенных в СП 22.13330.2011. Расчёт осадки обычно не показателен для простых, однородных геологических условий в рамках «частного» строительства (легких строений малой этажности).

Принятие решения о самостоятельном, приближенном, неквалифицированном расчёте ширины подошвы ленточного фундамента владельцем будущего строения неоспоримым образом возлагает всю возможную ответственность на него же.

Целесообразность применения он-лайн калькуляторов вызывает обоснованные сомнения. Правильный результат можно получить, используя методики расчёта, приведенные в нормах и справочной литературе. Готовые калькуляторы лучше применять для подсчета требуемого количества материалов, а не для определения ширины подошвы фундамента.

Точный расчет ленточного фундамент не так уж прост и требует наличия данных по грунтам, на которые он опирается, в виде отчета по инженерно-геологическим изысканиям. Заказ и оплата изысканий, а также кропотливый расчет окупятся сторицей правильно рассчитанным фундаментом, на который не будут потрачены лишние деньги, но который выдержит соответствующие нагрузки и не приведет к развитию недопустимых деформаций здания.

Калькулятор Вес-Дома-Онлайн v.1.0 — Сбор нагрузок на фундамент

ШАГ 1. План дома

Расчет общей длины стен

Добавить параллельные оси между А-Г 012

Добавить перпендик. оси между Б-Г 012

Добавить перпендик. оси между В-Г 012

Добавить перпендик. оси между Б-В 012

Добавить перпендик. оси между А-Б 012

Размеры дома

Внимание! Наружные стены по осям А и Г являются несущими (нагрузки от крыши и плит перекрытия).

Длина А-Г, м

Длина 1-2, м

Колличество этажей 1 + чердачное помещение2 + чердачное помещение3 + чердачное помещение

ШАГ 2. Сбор нагрузок

Крыша

Форма крыши ДвускатнаяПлоская

Материал кровли ОндулинМеталлочерепицаПрофнастил, листовая стальШифер (асбестоцементная кровля)Керамическая черепицаЦементно-песчанная черепицаРубероидное покрытиеГибкая (мягкая) черепицаБитумный листКомпозитная черепица

Снеговой район РФ 1 район — 80 кгс/м22 район — 120 кгс/м23 район — 180 кгс/м24 район — 240 кгс/м25 район — 320 кгс/м26 район — 400 кгс/м27 район — 480 кгс/м28 район — 560 кгс/м2

Наведите курсор на нужный участок карты для увеличения.

Чердачное помещение (мансарда)

Отделка фасадов Не учитыватьКирпич лицевой 250х120х65Кирпич лицевой фактурный 250х60х65Клинкерная фасадная плиткаДоски из фиброцементаИскуственный каменьПриродный каменьДекоративная штукатуркаВиниловый сайдингФасадные панели

Материал наружних стен (фронтонов) Оцилиндрованное бревно, 220ммОцилиндрованное бревно, 240ммОцилиндрованное бревно, 260ммОцилиндрованное бревно, 280ммБрус 150х150, 150ммБрус 200х200, 200ммКаркасные стены, 150ммСИП-панели, 174ммЛСТК, 200ммКирпич полнотелый, 250ммКирпич полнотелый, 380ммКирпич полнотелый, 510ммКирпич пустотелый (30%), 250ммКирпич пустотелый (30%), 380ммКирпич пустотелый (30%), 510ммПоризованные блоки (теплая керамика), 250ммПоризованные блоки (теплая керамика), 380ммПоризованные блоки (теплая керамика), 440ммПоризованные блоки (теплая керамика), 510ммГазобетон D300, 300ммГазобетон, пенобетон D400, 200ммГазобетон, пенобетон D400, 300ммГазобетон, пенобетон D400, 400ммГазобетон, пенобетон D500, 200ммГазобетон, пенобетон D500, 300ммГазобетон, пенобетон D500, 400ммГазобетон, пенобетон D600, 200ммГазобетон, пенобетон D600, 300ммГазобетон, пенобетон D600, 400ммПенобетон D800, 200ммПенобетон D800, 300ммПенобетон D800, 400ммАрболит D600, 300ммАрболит D600, 400ммКерамзитобетонный блок полнотелый, 200ммКерамзитобетонный блок полнотелый, 300ммКерамзитобетонный блок полнотелый, 400ммКерамзитобетонный блок полнотелый, 500ммКерамзитобетонный блок полнотелый, 600ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 100ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 200ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 300ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 400ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 500ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 600ммМонолитная стена, 150ммМонолитная стена, 200мм

Материал внутренних стен Не учитыватьОцилиндрованное бревно, 220ммОцилиндрованное бревно, 240ммОцилиндрованное бревно, 260ммОцилиндрованное бревно, 280ммБрус 150х150, 150ммБрус 200х200, 200ммКаркасные стены, 150ммСИП-панели, 174ммЛСТК, 200ммКирпич полнотелый, 250ммКирпич полнотелый, 380ммКирпич полнотелый, 510ммКирпич пустотелый (30%), 250ммКирпич пустотелый (30%), 380ммКирпич пустотелый (30%), 510ммПоризованные блоки (теплая керамика), 250ммПоризованные блоки (теплая керамика), 380ммПоризованные блоки (теплая керамика), 440ммПоризованные блоки (теплая керамика), 510ммГазобетон D300, 300ммГазобетон, пенобетон D400, 200ммГазобетон, пенобетон D400, 300ммГазобетон, пенобетон D400, 400ммГазобетон, пенобетон D500, 200ммГазобетон, пенобетон D500, 300ммГазобетон, пенобетон D500, 400ммГазобетон, пенобетон D600, 200ммГазобетон, пенобетон D600, 300ммГазобетон, пенобетон D600, 400ммПенобетон D800, 200ммПенобетон D800, 300ммПенобетон D800, 400ммАрболит D600, 300ммАрболит D600, 400ммКерамзитобетонный блок полнотелый, 200ммКерамзитобетонный блок полнотелый, 300ммКерамзитобетонный блок полнотелый, 400ммКерамзитобетонный блок полнотелый, 500ммКерамзитобетонный блок полнотелый, 600ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 100ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 200ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 300ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 400ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 500ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 600ммМонолитная стена, 150ммМонолитная стена, 200ммМонолитная стена, 150ммМонолитная стена, 200мм

Материал перекрытия Железобетонное монолитное, 200ммЖелезобетонное монолитное, 150ммПлиты перекрытия бетонные многопустотные, 220ммПлиты перекрытия бетонные многопустотные (облегченные), 160ммПлиты перекрытия бетонные сплошные, 160ммЧердачное по деревяным балкам с утеплителем до 200 кг/м3Чердачное по деревяным балкам с утеплителем до 500 кг/м3Цокольное по деревянным балкам с утеплителем до 200 кг/м3Цокольное по деревянным балкам с утеплителем до 500 кг/м3

Эксплуатационная нагрузка, кг/м² 90 кг/м2 — для холодного чердака195 кг/м2 — для жилой мансарды

3 этаж

Высота 3-го этажа, м м

Материал наружних стен Оцилиндрованное бревно, 220ммОцилиндрованное бревно, 240ммОцилиндрованное бревно, 260ммОцилиндрованное бревно, 280ммБрус 150х150, 150ммБрус 200х200, 200ммКаркасные стены, 150ммСИП-панели, 174ммЛСТК, 200ммКирпич полнотелый, 250ммКирпич полнотелый, 380ммКирпич полнотелый, 510ммКирпич пустотелый (30%), 250ммКирпич пустотелый (30%), 380ммКирпич пустотелый (30%), 510ммПоризованные блоки (теплая керамика), 250ммПоризованные блоки (теплая керамика), 380ммПоризованные блоки (теплая керамика), 440ммПоризованные блоки (теплая керамика), 510ммГазобетон D300, 300ммГазобетон, пенобетон D400, 200ммГазобетон, пенобетон D400, 300ммГазобетон, пенобетон D400, 400ммГазобетон, пенобетон D500, 200ммГазобетон, пенобетон D500, 300ммГазобетон, пенобетон D500, 400ммГазобетон, пенобетон D600, 200ммГазобетон, пенобетон D600, 300ммГазобетон, пенобетон D600, 400ммПенобетон D800, 200ммПенобетон D800, 300ммПенобетон D800, 400ммАрболит D600, 300ммАрболит D600, 400ммКерамзитобетонный блок полнотелый, 200ммКерамзитобетонный блок полнотелый, 300ммКерамзитобетонный блок полнотелый, 400ммКерамзитобетонный блок полнотелый, 500ммКерамзитобетонный блок полнотелый, 600ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 100ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 200ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 300ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 400ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 500ммКерамзитобетонный блок пустотелый, 600ммМонолитная стена, 150ммМонолитная стена, 200ммМонолитная стена, 150ммМонолитная стена, 200мм

2 этаж

Высота 2-го этажа, м м

1 этаж

Высота 1-го этажа, м м

Материал перекрытия Железобетонное монолитное, 200ммЖелезобетонное монолитное, 150ммПлиты перекрытия бетонные многопустотные, 220ммПлиты перекрытия бетонные многопустотные (облегченные), 160ммПлиты перекрытия бетонные сплошные, 160ммПолы по грунтуЧердачное по деревяным балкам с утеплителем до 200 кг/м3Чердачное по деревяным балкам с утеплителем до 500 кг/м3Цокольное по деревянным балкам с утеплителем до 200 кг/м3Цокольное по деревянным балкам с утеплителем до 500 кг/м3

Цоколь

Высота цоколя, м м

Материал цоколя Не учитыватьКирпич полнотелый, 250ммКирпич полнотелый, 380ммКирпич полнотелый, 510ммКирпич полнотелый, 640ммКирпич полнотелый, 770ммЖелезобетонное монолитное, 200ммЖелезобетонное монолитное, 300ммЖелезобетонное монолитное, 400ммЖелезобетонное монолитное, 500ммЖелезобетонное монолитное, 600ммЖелезобетонное монолитное, 700ммЖелезобетонное монолитное, 800мм

Внутренняя отделка

Общая толщина стяжки, мм Не учитывать50мм100мм150мм200мм250мм300мм

Выравнивание стен Не учитыватьШтукатурка, 10ммШтукатурка, 20ммШтукатурка, 30ммШтукатурка, 40ммШтукатурка, 50ммГипсокартон, 12мм

Распределение нагрузок на стены

Коэффициент запаса 11.11.21.31.41.5

Расчет нагрузки на фундамент — Самая лучшая система расчета нагрузки

Расчет нагрузки на фундамент необходим для правильного выбора его геометрических размеров и площади подошвы фундамента. В конечном итоге, от правильного расчета фундамента зависит прочность и долговечность всего здания. Расчет сводится к определению нагрузки на квадратный метр грунта и сравнению его с допустимыми значениями.

Для расчета необходимо знать:

Регион, в котором строится здание;
Тип почвы и глубину залегания грунтовых вод;
Материал, из которого будут выполнены конструктивные элементы здания;
Планировку здания, этажность, тип кровли.

Исходя из требуемых данных, расчет фундамента или его окончательная проверка производится после проектирования строения.

Попробуем рассчитать нагрузку на фундамент для одноэтажного дома, выполненного из полнотелого кирпича сплошной кладки, с толщиной стен 40 см. Габариты дома – 10х8 метров. Перекрытие подвального помещения – железобетонные плиты, перекрытие 1 этажа – деревянное по стальным балкам. Крыша двускатная, покрытая металлочерепицей, с уклоном 25 градусов. Регион – Подмосковье, тип грунта – влажные суглинки с коэффициентом пористости 0,5. Фундамент выполняется из мелкозернистого бетона, толщина стенки фундамента для расчета равна толщине стены.

Определение глубины заложения фундамента

Глубина заложения зависит от глубины промерзания и типа грунта. В таблице приведены справочные величины глубины промерзания грунта в различных регионах.

Таблица 1 – Справочные данные о глубине промерзания грунта

Справочная таблица для определения глубины заложения фундамента по регионам

Глубина заложения фундамента в общем случае должна быть больше глубины промерзания, но есть исключения, обусловленные типом грунта, они указаны в таблице 2.

Таблица 2 – Зависимость глубины заложения фундамента от типа грунта

Зависимость глубины заложения фундамента от типа грунта

Глубина заложения фундамента необходима для последующего расчета нагрузки на почву и определения его размеров.

Определяем глубину промерзания грунта по таблице 1. Для Москвы она составляет 140 см. По таблице 2 находим тип почвы – суглинки. Глубина заложения должна быть не менее расчетной глубины промерзания. Исходя из этого глубина заложения фундамента для дома выбирается 1,4 метра.

Расчет нагрузки кровли

Нагрузка кровли распределяется между теми сторонами фундамента, на которые через стены опирается стропильная система. Для обычной двускатной крыши это обычно две противоположные стороны фундамента, для четырехскатной – все четыре стороны. Распределенная нагрузка кровли определяется по площади проекции крыши, отнесенной к площади нагруженных сторон фундамента, и умноженной на удельный вес материала.

Таблица 3 – Удельный вес разных видов кровли

Справочная таблица – Удельный вес разных видов кровли

Определяем площадь проекции кровли. Габариты дома – 10х8 метров, площадь проекции двускатной крыши равна площади дома: 10·8=80 м².
Длина фундамента равна сумме двух длинных его сторон, так как двускатная крыша опирается на две длинные противоположные стороны. Поэтому длину нагруженного фундамента определяем как 10·2=20 м.
Площадь нагруженного кровлей фундамента толщиной 0,4 м: 20·0,4=8 м².
Тип покрытия – металлочерепица, угол уклона – 25 градусов, значит расчетная нагрузка по таблице 3 равна 30 кг/м².
Нагрузка кровли на фундамент равна 80/8·30 = 300 кг/м².

Расчет снеговой нагрузки

Снеговая нагрузка передается на фундамент через кровлю и стены, поэтому нагружены оказываются те же стороны фундамента, что и при расчете крыши. Вычисляется площадь снежного покрова, равная площади крыши. Полученное значение делят на площадь нагруженных сторон фундамента и умножают на удельную снеговую нагрузку, определенную по карте.

Таблица – расчет снеговой нагрузки на фундамент

Длина ската для крыши с уклоном в 25 градусов равна (8/2)/cos25° = 4,4 м.
Площадь крыши равна длине конька умноженной на длину ската (4,4·10)·2=88 м².
Снеговая нагрузка для Подмосковья по карте равна 126 кг/м². Умножаем ее на площадь крыши и делим на площадь нагруженной части фундамента 88·126/8=1386 кг/м².

Расчет нагрузки перекрытий

Перекрытия, как и крыша, опираются обычно на две противоположные стороны фундамента, поэтому расчет ведется с учетом площади этих сторон. Площадь перекрытий равна площади здания. Для расчета нагрузки перекрытий нужно учитывать количество этажей и перекрытие подвала, то есть пол первого этажа.

Площадь каждого перекрытия умножают на удельный вес материала из таблицы 4 и делят на площадь нагруженной части фундамента.

Таблица 4 – Удельный вес перекрытий

Таблица расчет веса перекрытий и их нагрузка на фундамент

Площадь перекрытий равна площади дома – 80 м². В доме два перекрытия: одно из железобетона и одно – деревянное по стальным балкам.
Умножаем площадь железобетонного перекрытия на удельный вес из таблицы 4: 80·500=40000 кг.
Умножаем площадь деревянного перекрытия на удельный вес из таблицы 4: 80·200=16000 кг.
Суммируем их и находим нагрузку на 1 м² нагружаемой части фундамента: (40000+16000)/8=7000 кг/м².

Расчет нагрузки стен

Нагрузка стен определяется как объем стен, умноженный на удельный вес из таблицы 5, полученный результат делят на длину всех сторон фундамента, умноженную на его толщину.

Таблица 5 – Удельный вес материалов стен

Таблица – Удельный вес стен

Площадь стен равна высоте здания, умноженной на периметр дома: 3·(10·2+8·2)=108 м².
Объем стен – это площадь, умноженная на толщину, он равен 108·0,4=43,2 м³.
Находим вес стен, умножив объем на удельный вес материала из таблицы 5: 43,2·1800=77760 кг.
Площадь всех сторон фундамента равна периметру, умноженному на толщину: (10·2+8·2)·0,4=14,4 м².
Удельная нагрузка стен на фундамент равна 77760/14,4=5400 кг.

Предварительный расчет нагрузки фундамента на грунт

Нагрузку фундамента на грунт расчитывают как произведение объема фундамента на удельную плотность материала, из которого он выполнен, разделенное на 1 м² площади его основания. Объем можно найти как произведение глубины заложения на толщину фундамента. Толщину фундамента принимают при предварительном расчете равной толщине стен.

Таблица 6 – Удельная плотность материалов фундамента

Таблица – удельная плотность материало для грунта

Площадь фундамента – 14,4 м², глубина заложения – 1,4 м. Объем фундамента равен 14,4·1,4=20,2 м³.
Масса фундамента из мелкозернистого бетона равна: 20,2·1800=36360 кг.
Нагрузка на грунт: 36360/14,4=2525 кг/м².

Расчет общей нагрузки на 1 м

² грунта

Результаты предыдущих расчетов суммируются, при этом вычисляется максимальная нагрузка на фундамент, которая будет больше для тех его сторон, на которые опирается крыша.

Условное расчетное сопротивление грунта R₀ определяют по таблицам СНиП 2.02.01—83 «Основания зданий и сооружений».

Суммируем вес крыши, снеговую нагрузку, вес перекрытий и стен, а также фундамента на грунт: 300+1386+7000+5400+2525=16 611 кг/м²=17 т/м².
Определяем условное расчетное сопротивление грунта по таблицам СНиП 2.02.01—83. Для влажных суглинков с коэффициентом пористости 0,5 R₀ составляет 2,5 кг/см², или 25 т/м².

Из расчета видно, что нагрузка на грунт находится в пределах допустимой.

Расчет ленточного фундамента: глубина, ширина, площадь подошвы

Перед тем как непосредственно приступить к возведению ленточного фундамента, необходимо узнать основные его параметры: глубину заложения и площадь основания. Начнем мы, пожалуй, с самого простого – с расчета глубины залегания.

Глубина и ширина фундамента

Глубина рассчитывается исходя из качественных показателей грунта и характеристики возводимого объекта. Так, если постройка массивная, например, двухэтажный кирпичный дом, то фундамент заглубляется вплоть до границы промерзания грунта (для надежности на 300 мм глубже), которая для каждого региона принимает свое значение. Часть фундамента изготавливают над нулевым уровнем на 300 мм. Итого, общая глубина для «тяжелых» сооружений и сложных грунтов составляет: ГПГ+600 мм, где ГПГ – глубина промерзания грунта. Для легких конструкций, например, деревянных домов, бань или когда возводится фундамент для забора, он может заглубляться всего на 500 мм. В этом случае предполагается, что вспучивание грунта будет протекать равномерно и не скажется на целостности постройки.

Что касается остальных размеров, то ширину каждой полосы, как правило, принимают равной 400 мм. Осталось только узнать общую площадь поверхности.

Расчет площади

Для чего необходимо рассчитывать площадь подошвы? Все очень просто! Всего лишь для того, чтобы определить номинальную площадь, благодаря которой возводимый объект будет устойчивым. Проще говоря – чтобы дом неравномерно не ушел в землю под действием суммарной нагрузки на грунт. Ведь постройка может не только выталкиваться вспученными грунтами во время их сезонного промерзания, но и за счет высоких нагрузок продавливать грунт. И та и другая ситуация чревата разрушением постройки.

Площадь подошвы фундамента (S) рассчитывается по следующей формуле:

S > k(n)*F/k(c)*R, где

k(n) – коэффициент надежности, который обычно принимают равным 1,2, т.е. запас площади равен 20%;
F – суммарная расчетная нагрузка на грунтовое основание. Сюда входит нагрузка от дома, фундамента, полезная нагрузка и т.д. – все, что способствует увеличению давления на опору ленточного фундамента;
k(c) – коэффициент условий работы, принимающий значение от 1 для глины пластичной и сооружений жесткой конструкции, имеющей каменные стены до 1,4 для крупного песка и не жестких конструкций;
R – расчетное сопротивление грунта (для некоторых приведено в таблице ниже).

Таким образом, единственным неизвестным для расчета площади остается общая нагрузка на грунт.

Нагрузка от дома и фундамента

В специальных справочниках вы можете найти средние значения удельных весов различных конструкций дома. Зная площадь этих элементов, несложно подсчитать и примерную нагрузку от них на грунтовое основание.

Также необходимо брать в расчет временные нагрузки, которые создаются, например, снежным покровом. Для средней полосы России удельную нагрузку снежного покрова принимают равной 100 кг на каждый квадратный метр кровли, для южной – 50, для северной – 190. Соответственно, эти величины нужно умножить на значение площади кровли.

Также нужно принимать во внимание нагрузку от фундамента. Но, т.к. для расчета этой нагрузки нам необходимо знать его площадь (для измерения объема, а затем и его массы), что в свою очередь усложняет работу формулы определения площади подошвы, принимаем фундамент с одной внутренней стеной и шириной полосы, равной 400 мм. Далее объем умножаем на среднюю плотность железобетона (2400) и получаем нагрузку. Свайно-ленточный фундамент рассчитывается по более упрощенной схеме.

Осталось только сложить все нагрузки и подставить их в формулу, чтобы провести расчет общей площади ленточного фундамента и сделать корректировку на ширину каждой полосы и их длину.

Загрузка…

Расчет ленточного фундамента (пример)

Когда расчет по несущей способности грунта сделан, а так же определена нагрузка дома, можно выполнить расчет ленточного фундамента, его объем и количество необходимого материала который пойдет на ленту несущей строительной конструкции.

Ленточные фундаменты активно используются при возведении небольших хозяйственных построек, частных жилых зданий и небольших административных корпусов. Фундаментная бетонная лента способна выдерживать значительные нагрузки, но это возможно только при наличии четкого и правильного расчета.

Существует классическая лента мелкозаглубленного типа, глубина заложения подошвы ленты может составлять до метра, такой вариант основания подходит для ровных площадок. Также учитывается глубина залегания грунтовых вод.

Основные этапы расчета

Ленточное основание также часто возводят в комбинации со сваями, в результате получается свайно-ростверковый фундамент. Но перед началом строительных работ нужно обязательно сделать расчет нагрузки на сваи со стороны будущего здания, чтобы они не перекосились или не деформировались. Главный этап при возведении ленточного основания – это расчет нулевого уровня ленты для любого жилого дома, вплоть до бани.

Расчет ленточного фундамента состоит из нескольких основных этапов:

Определение типа грунта для определения возможности использования винтовых свай и ленточного ростверка.
Расчет массы будущего сооружения;
Корректирование размеров фундамента под расчетные нагрузки с учетом типа почвы и глубины промерзания грунта.

Любой ленточный фундамент, независимо от конструкции и размеров, будет установлен на почве, особенности которой следует учесть перед началом всех расчетных работ.

Важность определения типа грунта

Таблица с указаниями выбора основания в зависимости от типа грунта

От показателей несущей способности грунта будет зависеть на какую глубину нужно погружать сваи и выкапывать траншею для опалубки и заливки ленты, учитывается расчетная глубина основания. Анализ структуры грунта можно сделать тремя способами:

Выкопать в разных местах размеченной территории под будущее здание или баню вертикальные углубления, и проанализировать структуру грунта.
Взять на анализ керн грунта на различной глубине способом глубокого бурения;
Обратиться в геологическую службу, а она предоставит приблизительную карту грунтов на данной территории с указанием уровня залегания грунтовых вод.

Большинство срезов покажет, что грунт на различной глубине не однороден. Сначала идет слой рыхлой плодородной почвы, которую необходимо полностью снять. Затем возможен суглинок или песок, на таком грунте строить фундамент лучше сразу на сваях. Возможен вариант каменистой почвы (содержащих в профиле значительное количество каменистых отдельностей более 5% от массы), которая идеальна для мелкозаглубленного ленточного фундамента.

Любой песчаный или глинистый сухой грунт, независимо от структуры, имеет несущую способность от 2 кг/см ². Это исходная величина для первичного расчета будущей конструкции фундамента, а также глубины его залегания. Большинство бань и небольших деревенских дач строятся из древесины или кирпича. Грунт массу легкого здания хорошо выдерживает, и будет достаточно рассчитать необходимое количество строительных материалов. Но можно себя и подстраховать, увеличив ширину подошвы.

Если приходится увеличивать ширину подошвы фундамента, нужно обязательно повторно рассчитать необходимое количество строительных материалов, а также толщину свай для бани, например, если используется свайно-ростверковое основание.

Геологическая разведка даст ответ на ключевой вопрос, на каком уровне находится граница промерзания почвы. Ниже этого уровня грунт уже максимально уплотнен, поэтому он способен выдерживать огромные нагрузки. Оптимальное решение – это начать строить подошву фундамента уже ниже границы промерзания. Грунт, расположенный выше уровня промерзания, насыщен влагой, поэтому в зимний период увеличивается в размерах. В результате, возникает деформация строительных конструкций и любое здание, даже баня, со временем просто разрушится.

Расчет массы будущего здания

Таблица расчета нагрузки материала строения на фундамент

На ленточный фундамент действует нагрузка от горизонтального и вертикального воздействия грунта, а также самого здания. Поэтому, масса будущего здания играет важную роль при выборе типа и габаритных размеров фундамента. Глубина залегания уже есть, она составит зону ниже точки промерзания почвы. Расчет массы дома, даже обычной бани, будет проводиться по следующим параметрам:

Масса несущих стен и перекрытий. Условно, можно принять за пример обычную деревянную баню с размерами стен 10х10 метров и высотой 4 метра. Суммарно, на возведение стен и перекрытий пойдет 400 м³ древесины при массе за кубометр 100 кг. Таким образом, масса несущих стен и перекрытий составит 40 тонн.
Масса крыши и возможного снегового наста. Его нужно рассчитывать в каждом случае индивидуально, тут действует принцип теоремы Пифагора с учетом массы кровельных материалов. За массу снега, которая может одновременно быть на двухскатной крыше с небольшим углом наклона, часто принимают для бани 1 тонну.
Масса будущего фундамента. Рассчитывается также легко, ведь есть габаритные размеры фундамента и его глубина залегания, а массу необходимого для его возведения бетона посчитать не придется и рассчитывать. Такие данные дает сам производитель строительных материалов.

После расчета и суммирования всех полученных показателей становится ясно, что баню с габаритными размерами 10х10 метров вполне способен выдержать ленточный мелкозаглубленный фундамент. Его можно устанавливать и выше уровня промерзания почвы, только при условии, если он будет залит на песчано-гравийной подушке, и будет предусмотрена гидроизоляция.

Определение размеров основания: пример

Схема с размерами ленточного основания

Теперь можно приступать к расчету необходимого для заливки фундамента бетона. Количество арматуры чаще всего не считают, так как ее пойдет минимум, учитывая массу бани. Поэтому принимают за единственно верный показатель − объем бетона. Для бани площадью 100 м ², ширина бетонной ленты 0,4 м и глубина 0,6 м, необходимое количество бетона будет составлять 100 х 0,4 х 0,6=24 м ³. Это тот объем бетона, который нужно изначально подготовить, чтобы одновременно залить ленточный фундамент для бани.

Можно также учесть арматурный пояс. Его делают с продольных металлических ребристых прутьев диаметром 12 мм и вертикальных прутьев сечением 10 или 8 мм. Горизонтальные пояса устанавливают с интервалом 20−30 см от глубины до поверхности, но обязательно края должны быть спрятаны в фундаменте на расстоянии до 5 см от поверхности.

Нередко используют несъемную опалубку, которая обеспечивает дополнительную несущую способность основанию и делает поверхность максимально гладкой. В этом случае, вертикальные прутья должны быть спрятаны в бетоне, интервал между поясами составляет 50−60 см. Все соединения следует делать только с помощью проволоки или зажимов, сварку лучше не использовать.

Рекомендуется делать расчеты ленточных оснований для любого здания, даже небольшого гаража или хозяйственной постройки. Так как только после правильного расчета нулевого уровня, выбора оптимальных строительных материалов и конструкций будет гарантия того, что сооружение прослужит максимально возможный срок.

Расчет материалов Вы так же можете произвести на нашем онлайн калькуляторе доступном в меню.

Собираем нагрузки на ленточный фундамент дома

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.

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*1/2 = 2 м². 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 м² перекрытия над первым этажом.

Нагрузки

Нормативная нагрузка, кг/м²

Коэффициент

Расчетная нагрузка, кг/м²

Постоянная нагрузка:

Плиты перекрытия сборные, круглопустотные — 300 кг/м²

Полы:

звукоизолирующая стяжка толщиной 40 мм, 20 кг/м³

выравнивающая стяжка толщиной 15 мм, 1800 кг/м³

линолеум толщиной 2 мм, 1800 кг/м³

Итого:

300

40*20/1000=0,8

15*1800/1000=27

2*1800/1000=3,6

332

1,1

1,3

300*1,1=330

0,8*1,3=1,04

27*1,3=35,1

3,6*1,3=4,7

371

Временная нагрузка для жилых помещений — 150 кг/м²

150

1,3

150*1,3=195

2. Нагрузка на 1 м² перекрытия над вторым этажом.

Нагрузки

Нормативная нагрузка, кг/м²

Коэффициент

Расчетная нагрузка, кг/м²

Постоянная нагрузка:

Перекрытие монолитное железобетонное, толщиной 140 мм, 2500 кг/м³

Полы:

выравнивающая стяжка толщиной 15 мм, 1800 кг/м³

Итого:

140*2500/1000=350

15*1800/1000=27

377

1,1

1,3

350*1,1=385

27*1,3=35

420

Временная нагрузка для чердака — 70 кг/м²

1,3

70*1,3=91

3. Нагрузка на 1 м² крыши

Нагрузки

Нормативная нагрузка, кг/м²

Коэффициент

Расчетная нагрузка, кг/м²

Постоянная нагрузка:

Обрешетка из сосновых досок, толщиной 50 мм, 600 кг/м³

Ондулин — 3,5 кг/м²

Стропильная нога сечением 5х14см, шаг стропил 1м, из соснового бруса 600 кг/м³

Итого:

50*600/1000=30

3,5

5*14*600/(1*10000)=4,2

1,1

30*1,1=33

4,0

4,2*1,1=4,6

Временная нагрузка:

Снеговая нагрузка (для 4 района, ДБН В.1.2-2:2006, раздел 8) — 140 кг/м², коэффициент «мю» = 1,25

140

1,25

140*1,25=175

4. Нагрузка от 1 м² наружной стены.

Нагрузки

Нормативная нагрузка, кг/м²

Коэффициент

Расчетная нагрузка, кг/м²

Постоянная нагрузка:

Стена из полнотелого кирпича на тяжелом растворе толщиной 380 мм, 1800 кг/м³

Утеплитель из пенополистирола толщиной 50 мм, 50 кг/м³

Штукатурка толщиной 40 мм — с двух сторон, 1700 кг/м³

Итого:

380*1800/1000=684

50*50/1000=2,5

2*40*1700/1000=136

823

1,1

684*1,1=752

2,5*1,1=2,75

136*1,1=150

905

5. Нагрузка от 1 м² внутренней стены.

Нагрузки

Нормативная нагрузка, кг/м²

Коэффициент

Расчетная нагрузка, кг/м²

Постоянная нагрузка:

Стена из полнотелого кирпича на тяжелом растворе толщиной 380 мм, 1800 кг/м³

Штукатурка толщиной 40 мм — с двух сторон, 1700 кг/м³

Итого:

380*1800/1000=684

2*40*1700/1000=136

820

1,1

684*1,1=752

136*1,1=150

902

Определим нагрузку на 1 погонный метр первого типа фундамента (по оси «1» и «3»).

Нагрузки

Нормативная нагрузка, кг/м

Расчетная нагрузка, кг/м

Постоянная нагрузка:

От веса стены высотой 7,4 м

От перекрытия над первым этажом (пролетом в чистоте 3,4 м)

От перекрытия над вторым этажом (пролетом в чистоте 3,4 м)

От конструкции крыши (длина наклонного стропила 5 м)

Итого:

823*7,4=6090

332*3,4/2 = 565

377*3,4/2 =641

38*5/2 =95

7391

905*7,4=6697

371*3,4/2=631

420*3,4/2=714

42*5/2=105

8147

Временная нагрузка:

На перекрытие над первым этажом (пролетом в чистоте 3,4 м)

На перекрытие над вторым этажом (пролетом в чистоте 3,4 м)

Снеговая нагрузка (длина наклонного стропила 5 м)

Итого:

150*3,4/2 = 255

70*3,4/2 =119

140*5/2 =350

724

195*3,4/2=332

91*3,4/2=155

175*5/2=438

925

Определим нагрузку на 1 погонный метр второго типа фундамента (по оси «2»).

Нагрузки

Нормативная нагрузка, кг/м

Расчетная нагрузка, кг/м

Постоянная нагрузка:

От веса стены высотой 9,6 м

От двух перекрытий над первым этажом (пролетом каждого в чистоте 3,4 м)

От двух перекрытий над вторым этажом (пролетом каждого в чистоте 3,4 м)

От конструкции крыши (длина каждого наклонного стропила 5 м)

Итого:

820*9,6=7872

2*332*3,4/2 = 1130

2*377*3,4/2 =1282

2*38*5/2 =190

10474

902*9,6=8659

2*371*3,4/2=1262

2*420*3,4/2=1428

2*42*5/2=210

11559

Временная нагрузка:

На два перекрытия над первым этажом (пролетом каждого в чистоте 3,4 м)

На два перекрытия над вторым этажом (пролетом каждого в чистоте 3,4 м)

Снеговая нагрузка на два стропила (длина наклонного стропила 5 м)

Итого:

2*150*3,4/2 = 510

2*70*3,4/2 =238

2*140*5/2 =700

1448

2*195*3,4/2=664

2*91*3,4/2=310

2*175*5/2=876

1850

Определим нагрузку на 1 погонный метр третьего типа фундамента (по оси «А» и «Б»).

Нагрузки

Нормативная нагрузка, кг/м

Расчетная нагрузка, кг/м

Постоянная нагрузка:

От веса стены высотой 9,6 м (высоту стены берем по максимуму)

823*9,6=7901

905*9,6=8688

Итак, нагрузки собраны, можно приступать к расчету ленточного фундамента.

Еще полезные статьи:

«Сбор нагрузок для расчета конструкций — основные принципы»

«Как определить нагрузку на крышу в вашем районе»

«Сбор нагрузок в каркасном доме»

«Сбор ветровых нагрузок в каркасном доме»

«Расчет кладки из газобетона на смятие под действием нагрузки от перекрытия.»

«Как рассчитать стены из кладки на устойчивость.»

«Расчет металлического косоура лестницы.»

class=»eliadunit»>

(PDF) Методика расчета ленточного фундамента на упругом грунтовом основании типа Винклера

4 Характеристики модели грунтового основания Винклеровского типа

Моделирование — современный метод исследования поведения проектируемого объекта исследования

на некоторые ключевые особенности. Для практического применения метода предусмотрено формирование такого объекта исследования

— модели, которая полностью или с достаточной степенью допущений

соответствует характеристикам реального объекта.

Характеристика показателей напряженно-деформированного состояния грунтового основания — сложная задача,

, поэтому для упрощения ее решения (для практической деятельности) было разработано несколько математических моделей

[2,3,17].

Одной из простейших моделей поведения грунтового основания, предназначенной для решения широкого круга задач

, считается однопостоянная модель локальных упругих деформаций грунтового основания

(модель Винклера) [5 , 6].

В рассматриваемой математической модели предполагается, что осадок определенной точки

грунтового основания пропорционален давлению в этой точке:

) () (xWKpxp

. (1)

где: Kp — коэффициент пропорциональности (постоянный коэффициент, характеризующий жесткость основания

), который называется коэффициентом прочности грунтового основания (кПа / м).

По характеристике p (x) в расчетной зависимости ( 1) принято обобщенное значение

нагрузки (сосредоточенная сила, изгибающий момент, распределенный по напорной линии)

, а по характеристике W (x) обобщенное значение деформации (линейное перемещение

, вращение) имеется в виду.

Коэффициент жесткости упругого основания (в расчетной зависимости (1))

характеризует жесткость «пружины», находящейся в каждой точке ленточного основания.

Деформации «пружин» (расположенных равномерно по длине ленточного фундамента)

происходят независимо друг от друга, поэтому модель

не учитывает распределительную способность грунта

, в том числе и за ее пределами. Площадь контакта фундамента

с грунтовым основанием.

Определение расчетных значений производится с помощью лабораторных исследований (с последующей корректировкой

с использованием установленных коэффициентов корреляции) или полевых испытаний базовых грунтов

на сжимаемость.

Экспериментальные (лабораторные и полевые) исследования показывают, что наилучшим образом модель Винклера

отображает напряженно-деформированное состояние грунтового основания. Основание составляют слабые (илистые, торфяные) типы

почв и мелкозернистые водонасыщенные пески.При наличии грунтового основания, представленного

связанных грунтов, модель Винклера существенно искажает реальные показатели состояния и

эксплуатации конструкции фундамента на грунтовом основании [3,5,18].

Основным недостатком модели Винклера (с единым коэффициентом жесткости упругого основания

) является объективная неадекватность отображения реального состояния, с которым взаимодействуют конструкции

ленточного фундамента и нижележащего грунтового основания.

Для исправления недостатков модели был разработан ряд ее модификаций

— с двумя или тремя коэффициентами жесткости упругой основы. В отечественной практике

наиболее распространена модель Пастернака

с двумя коэффициентами жесткости упругой основы. Модель

основания Винклера с дополнительными (более одного) коэффициентами жесткости упругого основания

позволяет учесть действие как нормальных, так и касательных напряжений

, действующих на подошву фундамента [7].

Рассматриваемые модели грунтового основания (с одним, двумя и тремя коэффициентами жесткости

упругого основания) характеризуют деформированное состояние за счет линейных деформаций

(перемещений) исключительно в местах приложения нагрузки и не имеют предоставить информацию

о распределении напряжений и деформаций в грунтовом массиве основания. Данное обстоятельство означает отсутствие возможности корректного учета структуры (расслоение грунтов с

различными физико-механическими характеристиками) и неравномерное сопротивление грунтового основания

по всей площади контакта с пластиной (подошвой) основание.

E3S Web of Conferences 135, 01048 (2019)

ITESE-2019

https://doi.org/10.1051/e3sconf/201

1048

Расчет ленточного фундамента. Рассчитайте ленточный фундамент. Рассмотрим реальные примеры расчетов ленточных фундаментов. Информационно-строительный сайт |

Примеры расчета данного вида важной строительной площадки предназначены для тех, кто самостоятельно строит жилье или приступает к строительству впервые.Воспользовавшись формулами и данными, они получают надежный, качественный ленточный фундамент для расчета и закладывают прочность всего здания.

Расчет ленточного фундамента. Расчет ON-LINE калькулятора

В on-line режиме пользователь имеет право произвести сложный математический расчет будущего монолита под ленточный фундамент. На страницах установлены однообразные таблицы. Научившись пользоваться хотя бы одним из них, легко рассчитывается на любой другой.Этот метод позволяет точно рассчитать для разных типов фундамента, опалубки, рассчитать параметры клапана, расход бетонной смеси.

1. Расшифровка точек расчета:

имя — общая длина ленты. Подразумеваются данные о периметре фундамента. За ним следуют действительные числа, которые ставятся после объекта объекта;
название области подошвы ленты. Определение опорной площади будущего основания.Должен совпадать с размерами выбранной гидроизоляционной системы или материала;
наименование участка боковой поверхности наружного. Принимается равной площади утепления снаружи;
наименование объема бетонного раствора. Это величина бетона, необходимая для создания фундамента с определенными характеристиками. Определяется только при самостоятельном изготовлении бетонного раствора. Количество зарегистрированного раствора будет отличаться от реального из-за герметизации раствора в процессе заполнения.Результат увеличивается в резерв на 10%;
наименование Масса бетонного раствора. Рассчитывается на усредненную плотность цементно-бетонного раствора;
титульная нагрузка на грунт, создаваемая расчетным фундаментом. Показывает величину распределения нагрузки по общей площади;
наименование Наименьший продольный диаметр стержня арматуры. Подбирается из СНИПов, где указаны все принятые диаметры с учетом концентрации арматуры на поперечном сечении площади ленточного цоколя;
наименьшее количество рядов арматуры в нижнем и верхнем поясах.Расчетное количество рядов продольных стержней в одной ленточной ленте. Определяется по уменьшению реальной деформации ленты от сжатия или растяжения в процессе эксплуатации;
Минимальный диаметр зажимов. После расчета выберите ближайшее значение СНиП;

наименование Степ Хомутов. Этот показатель необходим для уменьшения смещения каркаса арматуры в проливе бетонного раствора;
наименование Размер шестигранного арматуры. Рассчитан на точную фиксацию штанг или штанги;
название полное, общая длина длины арматуры.Величина общей длины арматуры при точной стыковке каркаса;
название — общий вес арматуры. Масса всех арматурных костей;
наименование Величина толщины досок опалубки. Подбирается по характеристикам фундамента, взятым по шагу опоры из таблицы СНИП по ГОСТ Р 52086-2003;
Количество досок для опалубочного оборудования. Рассчитывается в метрах трассы или в обрезном материале в метрах.

Реальный пример расчета ленточного фундамента из пучковых грунтов:

Принимаем данные: моноблок бетонный, смонтированный на щебне из гранита. Для лучшего понимания составьте самостоятельную схему плана.

Ленточный фундамент, внешняя поверхность которого имеет наклон, лучше противодействовать облучению, вздутию, разрушающему наледь. Поэтому для расчета принимается объект с такими характеристиками.

1. Данные для расчета:

фундамент, лента, размер 6х3 м;
вверху детали 0.2 м;
внизу, подошва 0,25 м.

2. Показатели жилищного строительства по расчетному перевязочному основанию:

стены из газоблока толщиной 400 мм;
нижний этаж. Насыпь по гранитному щебню и грунту;
полноценный двухэтажный дом;
межэтажных этажей. Железобетонные плиты, завод;
крыша. Кататься под 45 градусов. Деревянные лаги, облицованные плиткой;
грунтовка. Пластичная глина;
расположение новостройки.Холмистая равнина.

Максимальная нагрузка на ленточный фундамент принимается при бортовом, участках по 6 м, в связи с тем, что давление перекрытий на перекрытиях давление, лаг кровли.

Общая нагрузка на фундамент рассчитывается как сумма всех нагрузок: от снега, от крыши, от перекрытий, от стен дома, от материала фундамента.

3. Расчет снеговой нагрузки:

выберите значение скольжения, нагрузку для определенной области. Умножьте число на грузовую площадь крыши на 1 м фундамента;
рассчитывается площадь кровли, простым арифметическим методом является общий размер площади кровли.Полученная цифра делится на длину боковых оснований пояса цоколя (6,0 + 6,0 = 12,0 м). Не берутся в расчет величины концов;
площадь крыши: рассчитывается путем умножения длины конька на длину карниза и удвоения работы;
длина конька: ДСК = 3/2 = 1,5 / COS 45 = 2, 145 м;
общая площадь кровли СКВ: 2х2,145 = 4,29х 6 = 25,74 м2;
грузовая площадь на 1 м Лента фундамента: 25.74/12 = 2145 м2;
выбираем из норм умеренную зону, например 2-ю, величина стандартного снега = 700 н / м2;
значение снеговой нагрузки: 2.145х70 = 1500 Н.

4. Определение нагрузки на крышу:

определяется нагрузкой на один квадратный метр проекции крыши по горизонтали;
по нашим данным, это 1,5 м черепичной кровли с наклоном 45 градусов;
выбирается из соответствующей таблицы Snip = 800 Н / м2.1,5 х 80 = 1200 Н.

5. Определение нагрузок от перекрытий:

коэффициенты выбираются из соответствующих таблиц СНиП;
тепловая площадь перекрытия = 6х3 = 18/12 = 1,5 м2. 12 — длина боковины;
нагрузка от деревянных перекрытий чердак от стола = 300 кг / м3;
нагрузка от железобетонных перекрытий = 500 кг / м3;
суммарная нагрузка от перекрытий: 1,5 х (300 + 500) = 12000 Н.

6. Нагрузка на ленточный фундамент длиной 1 м от наружных стен:

это работа стены м2 нагрузки на высоту и толщину стены над фундаментом;
по таблице СНиП выбирается нагрузка одного квадратного метра площади стены;
для нашего расчета высота стены из газобетона принята 3 м. Толщина 40 см;
итого: 3 х 0,4 х 600 = 7200 Н.

7. Расчет нагрузки от фундамента газовой установки:

значение нагрузки = объем метрового сечения фундамента, умноженное на значение плотности материала;
плотность материала выбирается из соответствующей таблицы СНиП;
для 2-й зоны (принимается при расчете снеговой нагрузки), на перекачиваемом грунте при бронировании фундамента вглубь на 1 метр, объем 0.Можно взять 450 м3;
для бетона и щебня = 2300 кг / м3;
итоговое значение: 0,450 х 2300,0 = 10350 Н.

8. Расчет общей нагрузки на длину длины подошвы:

общая нагрузка: 150,15 + 120 + 1200 + 720 + 1035 = 42250 Н;
сравнение расчетного значения с рекомендуемым значением для пластичной глины = 15 Гн / см2. Площадь расчетного фундамента 50 х 100 см = 5000.0 см2. 4225, 15/5000 = 9 Н / см2. Возможно строительство фундамента из газобетона для заданного участка по принятым параметрам.

Для перевода Ньютонов в значение — килограммы силы, принятые в системе измерения MKGSS, нужно вычисленные значения разделить на 10.

Фундамент свайно-ленточный обыкновенный. Расчет самостоятельного строительства

Особенность назначения свайно-ленточный фундамент — насыпка на неустойчивый грунт.Оптимальный материал для его изготовления — готовый раствор из бетона марки М300, а еще лучше М350. Этот материал предназначен для влажных, плавучих, пузырчатых почв. Хорошо зарекомендовал себя при эксплуатации в неблагоприятных зонах по влажности.

1. Расчет бетона для ленточного фундамента:

Сначала рассчитывается объем бетона для фундаментной ленты. Он производит простое арифметическое умножение длины, ширины и глубины ленты;
далее рассчитывается объем бетона для свай.По формуле: V = Pi x R2 x H. Изменение PI — берется стандартное значение 3,14 R — радиус стержня сваи, H — высота стержня сваи или высота самой сваи;
сейчас практическая работа. Возьмите строительный метр и измерьте реальные значения своего строительного материала;
подставляем значения на соответствующее место в формуле, вычисляем объем одной единицы сваи;
умножить единичный объем на количество купленных свай или расчетное количество изделий в будущей конструкции;
, но узнав общий объем лент, общий объем бетонной смеси под сваей, рассчитайте тоннаж бетонного раствора.

2. Упрощенная методика расчета объема бетонного раствора для свай:

принят типовой размер изготовления свай диаметром 200 мм;
попроще, сваи длиной 1000 мм, диаметром 200 мм потребуется всего 0,125 м3 бетонного раствора;
эта фигура имеет реальную требуемую длину ворса;
после расчета объема бетонного раствора не расслабляться. Сделайте металлический каркас, желательно из арматуры А3.

Расчет фундамента мелкозернистой ленты для начинающих строителей

Основное назначение тонко уложенного фундамента — выдержать конструкцию небольшого сооружения на более или менее стабильном грунте, без сезонных проблем с климатом ката.

Основные этапы расчета:

определена характеристика гидрогеологии почвы на строительной площадке;
это обязательно обнаружение возможности подземных вод под участком под участком, их расположение на поверхности, сезонность плавания, связка и т. Д .;
для точного определения, настоящий владелец не пожалеет денег на вызов специалиста и подготовку гидрогеологии местности;
устанавливается мелко размытый фундамент на песок или однородный состав грунта;
определяет местный состав и свойства почвы;
рассчитать параметры, как и для любого ленточного фундамента, при желании описанными выше методами.Не поленитесь и рассчитайте по общему принципу. Это сложнее, но и надежнее;
определяют массу всех элементов конструкции, требуемых по расчетной формуле;
корректировка размеров и параметров возможной конструкции по данным, полученным в результате арифметических расчетов.

Расчет ленточного монолитного фундамента

Самая простая из образований фундаментного пояса. Все, что вам нужно, это указать некоторые конкретные количества:

b — ширина стены, H — отметка пролета, P — периметр здания;
рассчитывается объем замены бетонного раствора: H> / Z + 10 см.Понятно, что H — высота фундаментального, Z — глубокое место колонны;
полученное значение сравнивается с длиной анкерного крепления. Удар, чтобы взять больше или эквивалентную якорь;
определяется параметр объема: B — стены, умноженные на общий P (периметр) помещения / строения, H — высота отливки;
объем внутренней обшивки: обычная формула для определения объема школьного курса: L — длина, b — ширина, h — высота, умножить;
рассчитать опалубку.Найденная площадь боковой поверхности (подсказка для тех, кто забыл) умножить на двойной периметр с высотой отлива. Вычислить площадь единицы опалубки: ширина, умноженная на длину;
единиц досок: делят сумму площади боковой поверхности на единицу площади продукта.

Упрощенная оценка арматуры ленточного фундамента

Приняв решение и нарисовав эскиз арматуры, приступаем к расчету: объем и количество.Неправильное определение заставит дважды оплатить доставку, приостановить строительство, а также испортит рабочее настроение.

1. Для примера представляем расчет по числам:

заданный периметр дома (6+ 7) х 2 = 24 единицы. изменить общий периметр дома;
25 + 6 = 31 шт. изменение — общая длина фундамента;
31 х 4 = 124 шт. change — Общая длина арматуры.

В случае приобретения стержня не той величины, которая рассчитана или требуется, в случае планирования соединения обрезков, частей в одну деталь, взять запас материала проволоки от 1 метра.Подключение должно производиться самовозбуждением, не экономьте на силе дома.

допустим, что стержни имеют только 1 соединение. Значит, для схемы требуется 4 стержня арматуры, умножаем на количество стен в доме 5 и получаем 20 соединений. Что означает дополнительные 20 метров к расчетным;
Общий Метод по Арматурину — 124 + 20 = 144 метра.

2. Пример расчета для стержней с гладкостью поверхности диаметром 8.0 мм, что пойдет на вертикальные стойки, горизонтальные сшивки:

длина между элементами = 50,0 см;
31 / 0,5 = 62. Получено количество единиц арматурных колец;
решетка, например, тоже высотой 50,0 см, и расстоянием 25 см, то расчет этого: (50,0 + 25,0) х 2 = 150,0 — периметр кольца усиления;
далее длина суммы умножается на 1,5: 62 х 1,5 = 93.Результат — величина длины стержня;
требуется учитывать фактор обрезки, переклейки, брака. Профессионалы рекомендуют увеличить арифметическую цифру на 10%, чтобы получить реальное значение.

% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 2 0 obj > поток 2017-11-21T11: 48: 58 + 09: 002017-11-21T11: 48: 56 + 09: 002017-11-21T11: 48: 58 + 09: 00Слово 用 Acrobat PDFMaker 18uuid: cc093d7d-31e3-4788-8a2f- 2b9b976bb7f8uuid: 37d93c6d-369c-4145-aa3b-36430a51523f

application / pdf

Дики 2017

Библиотека Adobe PDF 15.0D: 2017110

23домашний конечный поток эндобдж 5 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 7 0 объект > / ExtGState> / Font> / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 8 0 объект > / ExtGState> / Font> / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 9 0 объект > / ExtGState> / Font> / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 10 0 obj > / ExtGState> / Font> / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 11 0 объект > / ExtGState> / Font> / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 12 0 объект > / ExtGState> / Font> / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 13 0 объект > / ExtGState> / Font> / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 66 0 объект > поток HWr6} Wa @ oL ڴ a.$ y: $ = {@; (

Разработка гибкого ремня на основе модели упругой шины с разносторонней жесткостью для радиальной шины для тяжелых нагрузок с большим отношением сечения

В исследовании исследуются характеристики плоской вибрации радиальной шины с большое соотношение сечения для большегрузного транспортного средства.Предлагаемая модель шины с гибким ремнем на упругом основании с разной жесткостью исследуется с помощью теоретического моделирования и экспериментального модального анализа.Кроме того, обсуждается параметрическая идентификация предлагаемой модели шины.По сравнению с традиционной моделью жесткости боковины для обычных автомобильных шин, аналитическая функция мультижесткости боковой стенки с большим соотношением поперечного сечения получается путем объединения свойства мембраны, вызванного давлением накачивания, и структурной деформации, вызванной кривизной боковины. Модель балки Эйлера специально оценивает окружную вибрацию гибкого ремня. Кроме того, мы объединяем функцию мультижесткости боковой стенки с жесткостью предварительного натяжения мембраны, а жесткость конструкции при деформации интегрирована в модель гибкого ремня.Влияние внутреннего давления на окружную вибрацию гибкого ремня исследуется с помощью экспериментального модального метода и теоретической модели балки Эйлера. Характеристики растяжения, изгиба, деформации сдвига и жесткости дуги изогнутой боковой стенки выводятся с помощью принципа виртуальной работы. Нелинейная характеристика жесткости боковины шины рассчитывается относительно радиальной деформации сегмента боковины. Обсуждается влияние площади неоднородного сечения на функцию мультижесткости.

Экспериментальные и теоретические результаты показывают следующее: (1) функция мультижесткости изогнутой боковой стенки оценивает свойство мембраны предварительного напряжения и структурную деформацию, которая связана с давлением накачивания, кривизной конструкции и свойствами материала; (2) функция мультижесткости изогнутой боковой стенки является нелинейной по отношению к радиальной деформации дуги боковой стенки, и нелинейная характеристика выделяется высоким давлением накачивания; (3) неоднородность площади сечения влияет на мультижесткость изогнутой боковой стенки.

Учитывая комбинированную функцию мультижесткости боковой стенки мембраны и структурной деформации, модель упругого основания действует как независимый модуль, обогащая модель гибкой балки ремня. Кроме того, гибкий ремень на модели шины с эластичным основанием с разной степенью жесткости подходит для радиальной шины с большим соотношением поперечного сечения транспортного средства большой грузоподъемности или шин при импульсных нагрузках и больших деформациях.

Инженерные онлайн-калькуляторы, формулы и инструменты Бесплатно

Для всех калькуляторов требуется браузер с поддержкой JAVA. Дополнительная информация

Примечание:

Многие ссылки сначала открывают веб-страницу уравнений. Найдите ссылку «Калькуляторы», чтобы открыть фактическое приложение калькулятора.
В настоящее время не все веб-страницы открыты для калькулятора, однако соответствующий калькулятор появится в ближайшем будущем.
Если у вас есть предложения по инженерному калькулятору, воспользуйтесь формой обратной связи Engineers Edge -> Отзыв

** СОВЕТ: Для поиска на этой веб-странице выберите «ctrl + F», затем введите ключевое слово во всплывающем окне.**

Меню структурных прогибов и напряжений

Уравнения и калькуляторы нагружения упругих каркасов на прогиб и противодействие в плоскости для

Формулы реакции и прогиба и калькулятор для плоского нагружения упругих рам

Уравнения и калькуляторы прогиба и напряжения плиты

Калькулятор расчета консольной балки с фиксированным пальцем

Общие инженерные приложения и математические калькуляторы

Формулы для круглых колец, момента, кольцевой нагрузки, радиального сдвига и деформации

Круговой кольцевой момент, кольцевая нагрузка и уравнения и калькулятор радиального сдвига # 21 Per.Формулы Роркса для формул напряжения и деформации для круглых колец Раздел 9, Справочная информация, условия нагружения и нагружения. Формулы моментов, нагрузок и деформаций и некоторых выбранных числовых значений. Кольцо вращается с угловой скоростью ω рад / с вокруг оси, перпендикулярной плоскости кольца. Обратите внимание на требование симметрии поперечного сечения.

Свойства сечения Выбранные формы

Конструктор цилиндрических зубчатых колес и сборок Конструктор прямозубых цилиндрических зубчатых колес и сборок рассчитывает и моделирует отдельные цилиндрические зубчатые колеса и сборку зубчатых колес.Загрузки файлов доступны с премиум-аккаунтом.

Разработка и проектирование систем зубчатых передач и зубчатых передач

Преобразование шага зубчатого колеса Следующие диаграммы преобразуют размерные данные шага зубчатого колеса в следующее: Модуль диаметрального шага Круговой шаг
Уравнение фактора Льюиса Уравнение фактора Льюиса получается, если зуб рассматривается как простой кантилевер и контакт зуба происходит на кончике, как показано выше.
Формула проектирования шлицевых соединений Стандарт ISO 5480 применяется к шлицевым соединениям с эвольвентными шлицами на основе контрольных диаметров для соединения ступиц и валов..

Теплообменная техника

Калькуляторы для проектирования электротехники

Уравнения и калькуляторы IEEE 1584-2018

Производство

Калькуляторы простых механических рычагов

Конструкция пружины

Уравнения трения и анализ

Гражданское строительство

Расчет напряжения / прочности при установке болта и резьбы

Тензодатчик

Анализ допусков с использованием геометрических размеров Допуски GD&T и другие принципы

Дизайн управления движением

Проектирование сосудов высокого давления и конструкций цилиндрической формы и инженерные уравнения и калькуляторы

Напряжение и прогиб цилиндра усеченного конуса за счет равномерного нагружения на горизонтальной проекционной площади; тангенциальная опора верхнего края.Уравнение и калькулятор. Пер. Формулы Роркса для напряжений и деформаций для мембранных напряжений и деформаций в тонкостенных сосудах высокого давления.

Жидкости

Допуск на изгиб листового металла

Пластиковая защелка

Конверсии, жидкости, крутящий момент, общие

Решения для треугольников / тригонометрии

Финансы и прочее.

Калькуляторы сварочного проектирования и инженерных данных Главное меню

Инженерная физика

A Сравнение расчетных и измеренных потерь вдавливания в резиновых покрытиях ремня

По А.В. Рейкс, Т. Рудольфи, К.А. Wheeler — Потери энергии из-за сопротивления качению с вдавливанием — главный фактор в конструкции ленточного конвейера. Определение сопротивления качению конвейерной ленты по натяжной системе зависит от свойств резиновой смеси основы, метода расчета значения сопротивления и, конечно, от параметров конвейерной системы, таких как грузоподъемность, радиус натяжного ролика и скорость ленты.Два теоретических подхода были использованы для прогнозирования потерь, ожидаемых для конкретной установки и резины покрытия ремня. В данной статье результаты этих расчетов сравниваются с прямыми измерениями сопротивления качению при вдавливании и делаются выводы по важным элементам методологий прогнозирования.
(Из архива «Обработка сыпучих материалов», статья опубликована в томе 32 (2012) № 3, © 2012 bulk-online.com )

1. Сопротивление вдавливанию качению и конструкция ленточного конвейера

Масштаб современных ленточных конвейеров требует, чтобы конструкции были предсказуемыми и аналитическими.Принято считать, что вмятины на резиновой крышке ремня, когда она проходит над натяжным колесом, могут быть основным источником потерь мощности при приводе системы ленточного конвейера. Это особенно актуально для длинных горизонтальных ленточных конвейеров.

Рис. 1: Вмятины на конвейерной ленте могут быть основным источником потери мощности при движении длинного горизонтального ленточного конвейера.

Понимание роли различных составов ремня и конструкции позволяет учитывать связанные с ними параметры конструкции для снижения мощности и натяжения ремня и управления ими.Различные рабочие условия и параметры конвейера также добавляют еще один уровень сложности к выбору ленты и других компонентов в конвейерной системе. Прогнозирование потерь энергии из-за сопротивления качению вмятин включает два моделирования:

Как резина ведет себя при кратковременной нагрузке.
Как натяжные ролики конвейера задевают крышки ремня.

Несмотря на то, что на протяжении многих лет было разработано несколько методологий прогнозирования, недавние усилия по моделированию определили важность включения зависимости от деформации обычных покрытий ремня для прогнозирования сопротивления качению при вдавливании.В этой статье сравниваются результаты анализа зависимости от деформации для обычной резины с результатами лабораторных испытаний конвейерной ленты, работающей с такими же покрытиями.

1.1 Область применения

Целью данного исследования было изучение типичного материала подложки для определения основных источников ошибок и изменчивости шагов, необходимых для прогнозирования сопротивления качению с вдавливанием, и для того, чтобы сделать выводы о точности метода прогнозирования путем сравнения результатов с результатами прямых измерений. .В процессе были внесены различные улучшения в опубликованные методы прогнозирования. Эти методы, а также влияние методов испытаний резины, организованы в отдельных статьях. Результаты двух прямых испытаний — одно — простое настольное измерение, другое — полномасштабное испытание короткого сегмента ремня — представлены для сравнения с текущим состоянием расчетов.

1.2 Свойства и характеристика материалов

Моделирование резины начинается с лабораторных испытаний для определения характеристик деформации / отклика материала в диапазоне температур, скоростей или частот.Для полимеров и различных рассеивающих материалов, таких как резиновые смеси, такие измерения обычно проводят с помощью прибора для измерения колебательной нагрузки и деформации, и для этой цели доступны стандартные коммерческие машины DMA (динамический механический анализатор).

Параметры жесткости и восстановления резин, используемых для покрытий конвейерных лент, являются вязкоупругими, то есть меняются в зависимости от времени и температуры. Типичные современные инструменты прямого доступа к памяти обрабатывают необработанные данные о гармонической деформации и силовой реакции при различных контролируемых температурах в частотно-зависимые модули хранения и потерь, E ‘или E ”, для прямого испытания (альтернативно G ‘ или G ”Для испытания на сдвиг).

Эти данные, зависящие от частоты и температуры, затем накладываются друг на друга, чтобы сформировать классическую « основную кривую » для материала, принимая аналитическую форму принципа суперпозиции время / температура линейной вязкоупругости, такую как заданный законом WLF (Вильямса, Ландела, Ферри). [ср. исх. 1]. Модули также часто используются непосредственно в отношении tan (δ) E ”/ E ‘ = G ”/ G ‘, называемого «тангенс дельта». Эти модули характеризуют предположительно линейные вязкоупругие материалы, так что они зависят только от частоты / температуры, но не зависят от уровней деформации.

Было обнаружено, что такое линейное поведение типичных наполненных резиновых смесей, используемых для материала основы ремня, справедливо только для небольших диапазонов деформации, или величина E ‘и E ’ может значительно варьироваться в зависимости от величины вдавленной деформации; обычно менее примерно 0,1 процента. Несущие нагрузки на натяжные ролики часто приводят к вдавливанию основы, выходящему за пределы линейного диапазона отклика, и было продемонстрировано, что они оказывают существенное влияние на прогноз потерь вдавливания [2].

Поправка на деформацию, использованная в этой работе, как и в [2], представляла собой простое масштабирование E ‘и E ” или G ‘и G ’ на величину деформации. Это приблизительная поправка, поскольку частота и, следовательно, температура имеют некоторое влияние на чувствительность к деформации, которая меняется в зависимости от каучуков. В методе прогнозирования, описанном ниже, вычисления выполняются итеративно с постоянной корректировкой уровня деформации к модулям материала.

Что касается измерений свойств материала, то здесь также может быть зависимость от лаборатории, протокола испытаний, методологии и анализа данных, а также от изменений поведения резины с возрастом и т. Д.это может привести к изменению результатов испытаний материала основы. Этот вопрос был рассмотрен в данном исследовании, но опубликован отдельно [10].

1.3 Измерение против прогноза

Прямые испытания, обычно в лаборатории, также использовались для проверки, сравнения и определения характеристик сопротивления качению при вдавливании. Преимущества заключаются в том, что результаты могут включать другие источники потерь, связанные с деформацией ремня.

Недостатки связаны с трудностью описания широкого диапазона переменных приложения, таких как; нагрузка, скорость ленты, температура, диаметр натяжного ролика, конструкция ленты и т. д.- необходимо для использования при проектировании конвейера и расходов на строительство, обслуживание и эксплуатацию испытательного стенда. Даже прямое измерение сопротивления вдавливанию зависит от ошибок измерения и допущений. Можно отметить, что некоторые из этих тестовых исследований включали сравнение с прогнозами с выводом о том, что сопротивление качению при вдавливании не поддается точным прогнозным расчетам. Одна из целей данной статьи — рассмотреть это предложение.

2. Обычно используемые модели сопротивления качению с вдавливанием

Разработаны аналитические и расчетные модели сопротивления качению с вдавливанием основы ленты натяжными роликами, и для целей проектирования хорошо изучено влияние основных параметров, таких как диаметр натяжного колеса, несущая масса, толщина основы и резиновые свойства основы. отождествляются с простыми аналитическими подходами.

Существуют и широко используются различные аналитические и вычислительные модели расчета сопротивления качению по вдавливанию, от простых одномерных моделей процесса установившейся прокатки, моделей потерь энергии до полных двумерных расчетов методом конечных элементов процесса деформации и восстановления подкладочный материал перемещается по натяжному ролику. Действительно, общие потери для конкретного натяжного ролика — это трехмерная проблема, которая должна включать вариации нагрузки по ширине ремня.Этот проект ограничен равномерной загрузкой, как показано на рис. 2, поэтому третье измерение не рассматривается в этой статье, за исключением признания эффекта включения переменной нагрузки на промежуточный валок.

Рис. 2: Схема викоупругого поведения при вдавливании крышки ремня.

Прогнозные модели основаны на различных предположениях и, следовательно, могут давать разные результаты даже для одних и тех же параметров материала. Одним из аспектов моделирования является кинематика деформаций основы.Другой — как потери вдавливания выводятся из модели деформации.

Jonkers [3] фокусируется на скорости рассеяния энергии материала покрытия в устойчивом цикле деформации, тогда как Lodewijks [4] и другие определяют мощность распределения напряжения на границе холостого хода / опоры. В последнем случае эффективная сила сопротивления ленты на промежуточном валке связана с этой мощностью через момент распределения напряжений на границе раздела относительно центра промежуточного валка.

Поскольку большинство моделей сопротивления качению с вдавливанием рассматриваются как установившийся процесс, при котором покровный материал перемещается через область «контрольного объема» вокруг поверхности раздела промежуточных валков, эти два различных подхода также можно охарактеризовать как методы рассеяния энергии и моментные методы. Поочередно это внутренние и внешние перспективы работы.

Различия приводят к этим подходам, в зависимости от модели материала и моделирования деформации в каждом, но, конечно, при одних и тех же предположениях, как скорость рассеивания энергии, так и методы мощности должны давать одинаковый результат, при условии отсутствия проскальзывания на холостом ходу. / поддержка интерфейса, по принципу сохранения энергии.

Более полные модели деформации, такие как модели May, et.al. [5] или Hunter [6], рассматривают основу как полностью двумерную, так что в основе происходит деформация сдвига. Эти более строгие модели обычно попадают в категорию силовых методов и основываются на предположениях о различных материалах и деформации, а также обеспечивают некоторые различия в прогнозируемых значениях сопротивления. Lodewijks [4] показал, что значения сопротивления вдавливанию из этих двухмерных подходов несколько выше, чем для одномерных моделей, но не на значительные суммы для аналогичных моделей материалов.

Можно также использовать полностью вычислительный подход к этой проблеме контакта качения, когда покрытие деформируется как двумерная среда и моделируется с помощью конечных элементов [8]. Как и в упомянутом выше силовом методе, распределение напряжений на границе раздела и смещение центра реакции от центра промежуточного ролика итеративно определяется для обеспечения силы сопротивления на ремне.

Преимущество вычислительного подхода состоит в том, что возможны менее ограничительные модели деформации, такие как моделирование всего каркаса ремня, что может быть важно для ремней, армированных кабелем, где деформация между стальными канатами также рассеивает энергию.С другой стороны, обращение к вычислительным методам с самого начала не выявляет зависимости важных параметров или может потребовать много времени и средств для исследования параметров.

2.1 Одномерные модели «Фонда Винкера»

Моделирование покровного слоя в виде основы Винклера обеспечивает простой, но прямой способ анализа деформации резины. Хотя известно, что резина деформируется при сдвиге, модель Винклера предполагает, что крышка ремня представляет собой основу из независимых продольных пружин, так что их отклонение в зависимости от времени можно смоделировать для соответствия величине вдавливания, см. Рис.3.

Рис. 3: Представление Винклера вдавливания и напряжения между ремнем и натяжным колесом.

В подходе Йонкерса [3] энергия деформации, поглощаемая материалом основы, определяется приблизительно. Вместо фактической траектории напряжения / деформации, цикл нагружения принимается как цикл эллиптической траектории овала Лиссажу.

Методология предполагает, что цикл деформации, испытываемый опорой конвейерной ленты, смоделированной как одномерное основание Винкера, представляет собой непрерывный цикл сжатия, за которым сразу следует растяжение в периодическом одночастотном синусоидальном цикле с половиной длины волны, равной контакту. длина с натяжным роликом.Баланс нагрузки — уравнение равновесия напряжений и напряжение / деформация определяют максимальную деформацию, используемую для получения «поправки» на свойства резины. Это описано в Rudolphi и Reicks [10] и используется в результатах, представленных в следующих разделах.

Методология

Lodewijks [4] также используется в приведенных ниже сравнениях. В этом расчете формула для контактного напряжения, связывающая несущую нагрузку, длину контакта (и, следовательно, деформации по дуге окружности натяжного ролика) и параметры вязкоупругости материала, решается в итеративном процессе для определения фактической длины контакта для приложенная нагрузка.

Когда установлена правильная длина контакта, определяется профиль напряжений и деформаций, включая вязкоупругое восстановление под натяжным роликом. Интегрирование момента профиля контактного напряжения относительно центра натяжного ролика затем дает момент силы сопротивления качению и, следовательно, эквивалентную силу сопротивления качению. Расширение этого метода предоставлено Рудольфи и Рейксом [7] и используется в следующих ниже результатах.

3. Измерение сопротивления качению с прямым вдавливанием

Прямое измерение вдавливания покрытия ленты практически ограничено небольшим набором рабочих условий по сравнению с широким диапазоном нагрузок на ленточный конвейер или рабочей средой для конкретного применения, не говоря уже о комбинациях свойств ленты и натяжного ролика. на стадии проектирования.Тем не менее, прямые измерения служат очень полезной функцией сравнения реальности с предсказанными значениями из моделей, которые включают различные допущения и экстраполяции.

Полевые измерения сопряжены с практическими проблемами отделения покрытия ремня от других потерь, а также с трудностями при изменении конструктивных параметров. Кроме того, при таких измерениях распределение нагрузки на валки эффективно интегрируется по ширине ленты. Отделение нагрузки от сопротивления еще более затрудняет экстраполяцию для использования в аналогичных конструкциях.Поэтому короткие лабораторные тесты с контролируемыми параметрами использовались как мера точности различных прогнозов, обсуждаемых выше.

Признание того, что сопротивление качению с вдавливанием важно только в совокупности многих отдельных натяжных роликов, подчеркивает дополнительную серьезную трудность, связанную с чувствительностью даже при попытке измерить потерю вдавливания в контролируемых условиях. Тем не менее, для оценки пригодности выбранных моделей прогнозирования были выполнены два прямых измерения сопротивления качению с вдавливанием на одной и той же резине покрытия ремня.Они кратко обсуждаются здесь, а результаты приводятся ниже.

3.1 Сухопутный конвейер — испытание на наклонных роликах

Разработан тест, измеряющий ускорение катящегося цилиндра по наклонной плоскости. Разница в ускорении между роликом, работающим на кожухе ремня и на жестком основании, используется как мера потерь из-за вдавливания ролика в резину. Сталь диаметром шесть дюймов и нейлоновые ролики, покрытые сталью, обеспечивают две нагрузки.

Лист испытуемой резины приклеивают к тонкому металлическому листу, который кладут на жесткое, плоское и наклонное основание.360-импульсный энкодер прикреплен к центру валка и поддерживается вращающимся рычагом крутящего момента 36 дюймов (около 914 миллиметров), который на конце поддерживается струной 72 дюйма (около 1828 миллиметров), так что вращение незначительное или незначительное. сопротивление возникает во время движения ролика диаметром 8 дюймов (около 203 мм).

Время точно измеряется между каждым шагом нарастания энкодера, и разницу во временных интервалах можно использовать для расчета изменяющейся скорости или ускорения.Вместо того, чтобы точно измерить наклон резинового покрытия (в пределах 0,006 углового градуса для дискретности трения 0,0001), на резину кладут тонкий кусок стали, который предотвращает большинство вмятин и прилегает к макроповерхности резины. Результаты этих тестов представлены в Разделе 4.

3.2 The Tunra — испытательная установка рециркуляционных лент

Испытания по измерению сопротивления качению образца короткой ленты из того же материала покрытия ленты были проведены в лаборатории Tunra Bulk Solids Университета Ньюкасла.Испытательная установка показана на рис. 4. Испытательная установка принимает предварительно соединенные бесконечные ленты шириной до 600 миллиметров и длиной 5500 миллиметров. Скорость ленты, диаметр натяжного ролика и вертикальную нагрузку можно варьировать, а влияние каждого параметра измерять независимо.

Рис. 4: Иллюстрация установки для испытания сопротивления качению конвейерной ленты Tunra на вдавливание сыпучих материалов.

Приложенная вертикальная нагрузка является результатом вертикальной составляющей натяжения ремня в дополнение к незначительной составляющей из-за собственного веса ремня.Вертикальную нагрузку меняют регулировкой противовеса. Чтобы гарантировать, что вклад ремня в сопротивление изгибу сведен к минимуму, прогиб ремня по контрольно-измерительному натяжному ролику ограничен обычными коэффициентами прогиба, при этом для этого исследования было выбрано 2,0 процента.

Общая горизонтальная сила F _h, действующая на промежуточный валок, обусловлена сопротивлением качению вмятин и сопротивлением вращению промежуточного валка. Измерение горизонтальной силы осуществляется с помощью инструментального натяжного ролика, который также измеряет сопротивление вращению холостого хода как отдельный компонент.Это позволяет изолировать сопротивление качению вмятин. Промежуточный ролик с инструментами состоит из прецизионной оболочки, которая обрабатывается как внутри, так и снаружи для обеспечения соосности и динамического баланса. Направляющий ролик поддерживается на каждом конце хомутом, прикрепленным к валу.

Каждый хомут опирается на острие и качающуюся опору, которая позволяет измерять вертикальную силу с помощью грузоподъемной балки 100 кг, а горизонтальную силу — с помощью 5.Весоизмерительная ячейка s-типа на 0 кг. Опора коромысла облегчает измерение вертикальной силы, F _v, при этом допускает горизонтальное перемещение, которое ограничивается только датчиком нагрузки s-типа. Опора с острым краем позволяет холостому валу свободно вращаться вокруг режущей кромки, но ограничивается нагрузочной балкой весом 2,3 кг (5 фунтов), которая измеряет крутящий момент, возникающий в результате сопротивления вращению холостого ролика.

4. Сравнение прогнозируемой и измеренной потери вдавливания

Поскольку целью исследования, представленного в этой статье, было понимание ошибки и точности прогнозов, результаты различных методов, описанных выше, сравнивались с измеренными значениями в идентичных или, по крайней мере, сравнимых условиях, в диапазоне нормальных нагрузок и тех же самых резиновая смесь и вязкоупругие измерения.

Фактический испытанный образец ремня представлял собой сплошной тканый каркасный ремень с обоими покрытиями из той же резины и толщиной 6 мм, в то время как был выбран натяжной ролик диаметром 150 мм. Измерения силы сопротивления качению при вдавливании проводились на двух испытательных установках, описанных в разделе 3. Измерения на испытательном стенде с рециркуляционным ремнем проводились при скоростях ленты от 1,0 до 5,0 метров в секунду, при нагрузках примерно от 500 до 2000 Ньютон на метр и при температуре около 25 ° C.Аналогичным образом, расчеты сопротивления вдавливанию были выполнены методами раздела 2 в том же диапазоне скоростей ленты и нагрузок, при температуре испытания, диаметре натяжного ролика и свойствах материала из той же резиновой покрывающей смеси.

Результаты испытательной установки рециркуляционного ремня показаны помеченными как «Tunra» на рис. 5, вместе с расчетами, выполненными двумя методами, описанными в разделе 2. Все методы расчета предполагают температуру 25 ° C и включают в себя температуру Йонкерса [3 ] (обозначенный «M1») и обобщенный метод Лодевийкса [4] (обозначенный «M2»).

Рис. 5: Сопротивление вдавливанию при низкой деформации и различных скоростях ленты.

Все расчеты, показанные на рис. 5, основаны на данных вязкоупругости, полученных при низкой деформации. Кроме того, в методе расчета Джонкерса модуль E ‘определялся из основной кривой на частоте π · v / ( a + b ), где v — скорость ленты, а ( a + b ) — длина контакта холостого хода / крышки, которая была установлена с помощью итерационного процесса по методу Лодевейкса.

Несколько наблюдений сразу видно из рис. 5.

В диапазоне протестированных скоростей ленты измеренные и расчетные значения сопротивления вдавливанию практически не зависят от скорости ленты. Это особенно верно в отношении расчетных значений и довольно хорошо подтверждается измеренными значениями.
Все рассчитанные значения значительно меньше измеренных данных и меньше зависят от нагрузки. Это методы, которые использовались для проектирования конвейеров в прошлом.
Метод диссипации энергии Йонкерса несколько выше, чем методы мощности напряжения или момента Лодевийкса, как и ожидалось. (Lodewijks [4]). Это связано с предположением о начальной деформации растяжения, присущей данному методу.

На основании наблюдения (а) о том, что сопротивление вдавливанию почти не зависит от скорости ленты для этой покрывающей смеси, дальнейшие сравнения были выполнены при скорости одной ленты 5,0 метра в секунду.

На рис. 6 показан эффект использования свойств материала с поправкой на амплитуду деформации, как описано в разделе 2, для метода Йонкерса, «M1», и адаптации Рудольфи Рейкса метода Лодевийкса, «M2».Эти расчетные значения вместе с измеренными значениями обоих испытаний и расчетными значениями без поправки на деформацию показаны на рис. 6. Обратите внимание, что измерения проводились при двух нагрузках только для испытаний с наклонным роликом.

Рис. 6: Фактор сопротивления вдавливанию — измеренный и рассчитанный — при различных нагрузках.

Из результатов, представленных на рис. 6, мы также видим, что:

Результаты прогноза с поправкой на низкую деформацию и деформацию аналогичны при низкой нагрузке, когда деформация мала.
Расчеты с поправкой на деформацию выше, чем расчеты, основанные на свойствах резины без поправки на деформацию, и расходятся более круто, поскольку эффект деформации увеличивается с увеличением нагрузки.
Данные испытания на 3-процентную деформацию обеспечивают параллельный, но более высокий прогноз потерь, чем данные для низкой деформации, и пересекают данные с поправкой на деформацию при нагрузке, представляющей 3-процентную деформацию в материале основы.
Два измеренных значения с помощью теста с наклонным роликом довольно хорошо коррелируют с измеренными значениями, полученными на испытательном стенде Tunra, но оба набора экспериментальных данных выше, чем прогнозировалось.
Даже несмотря на то, что результаты расчетов с поправкой на деформацию лучше соответствуют измеренным значениям, чем результаты без поправки на деформацию («низкая деформация»), они все же значительно ниже, чем измеренные значения.

Точка (c) показывает, что использование данных испытаний резины при высокой деформации обеспечивает более высокие прогнозы потерь, которые лучше соответствуют результатам испытаний при промежуточных нагрузках, но являются слишком высокими при низких. Пункты (d) и (e) приводят к вопросу, может ли сопротивление качению вмятины быть единственной потерей, имеющей место во время испытания. В обоих случаях были приняты меры для обеспечения того, чтобы адгезия между испытательным валиком и резиной не была важной составляющей при использовании талька или выветривания поверхности, как это могло бы происходить при нормальной работе.У обоих были сплошные подложки с ожидаемым низким потенциалом дополнительной деформации на границе раздела.

При рассмотрении испытаний Tunra, дополнительная деформация резины из-за постоянного угла изгиба в 4,6 градуса (эквивалентного соотношению прогиба ремня и шага промежуточных роликов, равного 2 процентам) прикладывается контрольно-измерительным промежуточным роликом для обеспечения вдавливания нагрузки. Этот изгиб вызывает полностью обратный цикл деформации на обеих сторонах каркаса ремня, перпендикулярно углублению. Величина этих вязкоупругих потерь была приблизительной, предполагая полный цикл деформации изгиба обеих крышек и гистерезисные потери (площадь внутри эллиптического цикла напряжения / деформации Лиссажу), аналогично методу Йонкерса для вдавливания.Затем это эффективное значение потерь было вычтено из результата теста Tunra и соответствует «скорректированной» кривой, как показано на рис. 7.

Рис. 7: Коэффициент сопротивления вдавливанию — рассчитанный, измеренный и скорректированные потери на изгибе.

Подробная информация об этом исправлении представлена в виде приложения к этому PDF-файлу, который можно загрузить здесь: bsh3012_03_07_Reicks_Appendix.

Результаты с поправкой на изгиб на рис. 7 обеспечивают хорошую корреляцию между прогнозируемыми и измеренными результатами, особенно при низкой нагрузке.Обратите внимание на уменьшение измеренных потерь, связанных с вдавливанием, а также на изменение тренда с нагрузкой. Последнее связано с небольшим изменением радиуса изгиба при натяжении ремня и, следовательно, нагрузке на валки. Они также указывают на потенциальную важность потерь на изгиб ремня как еще одного механизма потерь.

Тем не менее, расходящийся наклон теста по сравнению с прогнозом предполагает, что другие потери или поправки, зависящие от нагрузки, не рассматриваются. Одним из таких факторов может быть изменение деформации по толщине покрытия.

5. Подведение итогов работы и обсуждение результатов

В этой статье рассматривается использование нескольких методов для прогнозирования потерь энергии при повторном вдавливании, когда крышка конвейерной ленты движется по холостым роликам. Было установлено, что моделирование деформации резины в одном измерении с помощью модели «фундамент Винклера» дает достаточно точные результаты.

При применении поправки на изгиб сравнение количественной оценки цикла деформации, выполненное с помощью циклических лабораторных испытаний или отпечатков, кажется приемлемым для реального механизма моделирования.То есть потерю вдавливания можно предсказать с разумной точностью.

Также было обнаружено, что диапазон деформаций, характерных для покрытий конвейерных лент, вызывает значительные изменения в поведении резины, что требует некоторого метода включения этой формы нелинейности при определении значений жесткости и потерь. Подход с поправкой на деформацию, принятый в данной работе, использует нелинейную модель материала в сочетании с одномерной моделью деформации, основанной на предположении, что каждая точка в основе испытывает одинаковую амплитуду деформации.

Следует признать несколько других предположений, сделанных в моделях прогнозирования, которые могут повлиять на точность прогнозов. К ним относятся:

Предполагается, что деформация резины равна нулю на фиксированной границе в нижней части кожуха ремня. Для испытательной ленты был задан сплошной тканый каркас, соответствующий этому условию, но другое исследование [9] показало, что стальные канатные каркасы, например, имеют дополнительные потери из-за дополнительной деформации резины между кордами, так что это предположение может не выполняться для все приложения.
Резина остается прикрепленной к направляющему ролику в точке первоначального контакта, поэтому скольжение при трении не происходит.
Теория резины также включает механизм сцепления, который замедляет ролик в конечной точке отделения контакта. Это было замечено с чистыми свежими тестируемыми каучуками в роликовом тесте, но устранено с применением талька. Кажется разумным, что то же самое явление происходит при работе в большинстве сред с большими объемами погрузки и разгрузки.
Хотя не учитывается в обычных расчетах потерь энергии конвейера, изгиб ленты оказался дополнительным и потенциально значительным источником потерь, который обычно не учитывается при расчетах вязкоупругих потерь резины.

Должно быть ясно, что полезное применение этого прогноза требует правильной интеграции профиля нагрузки на натяжные ролики конвейера и понимания нескольких других источников потерь, возможно, включая изгиб ленты. Следует понимать, что изгиб, описанный в Приложении A, применим только к тесту, используемому для измерений в этом проекте. Фактические потери ленты при изгибе связаны с реальным прогибом желобчатой ленты из-за распределенной нагрузки материала, а также варьируются по ширине ленты.

Заключение

Этот документ подтверждает, что соответствующий расчетный прогноз потерь вдавливания может быть рассчитан путем применения достаточно подробной и точной модели материала, если она включает нелинейные эффекты деформации резины покрытия ремня. ■

Примечание редактора

Для всех утверждений в этой статье, которые прямо или косвенно относятся к моменту публикации (например, «новый», «сейчас», «настоящее», но также и такие выражения, как «патент заявлен»), имейте в виду, что эта статья была первоначально опубликована в 2012 году.

Ссылки:

Ferry, J.D .: Вязкоупругие свойства полимеров . 3-е издание, Вили, Нью-Йорк, 1980.
Rudolphi, T.J .: Прогноз потерь резинового покрытия ремня по отпечатку . Ежегодное собрание и выставка малых и средних предприятий 2008 г., Солт-Лейк-Сити, Юта, 24-27 февраля 2008 г.
Jonkers, C.O .: Сопротивление вдавливанию ленточных конвейеров качению — теоретический подход . Fördern und Heben, Vol. 30 (1980) No. 4, pp. 312-317.
Lodewijks, G .: Сопротивление качению конвейерных лент . перевалка сыпучих материалов, Vol. 15 (1995) № 1, стр. 15-22.
Мэй У.Д., Моррис Э.Л. и Атак Д.: Трение качения твердого цилиндра по вязкоупругому материалу . Журнал прикладной физики, Vol. 30 (1959) Т. 11. С. 1713-1724.
Hunter, S.C .: Контакт качения жесткого цилиндра с вязкоупругим полупространством . Журнал прикладной механики, Vol. 28 (1961), стр.611-617.
Рудольфи, Т.Дж., и Рейкс, А.В .: Вязкоупругое вдавливание и сопротивление движению конвейерных лент с использованием обобщенной модели Максвелла материала основы. J. Rubber Chemistry and Technology, июнь (2006 г.).
Wheeler, CA: Анализ основных сопротивлений ленточных конвейеров . Докторская диссертация, Университет Ньюкасла, Австралия, (2003 г.).
Wheeler, C.A., и Munzenberger, P.J .: Прогнозирование влияния свойств каркаса конвейерной ленты на сопротивление качению по вдавливанию .Сыпучие вещества и порошок: наука и технологии, Vol. 4 (2009). С. 67-74.
Rudolphi, T.J., and Reicks, A.V .: Важность учета нелинейных деформаций при потере вдавливания кожуха ремня . перевалка сыпучих материалов, Vol. 32 (2012) No. 2, pp. 52-57.

Об авторах
Аллен В. Рейкс, П. Э. Директор по исследованиям и развитию Overland Conveyor Company, США
Проф.Томас Дж. Рудольфи Департамент аэрокосмической техники Университет штата Айова, США
Проф. Крейг А. Уиллер Заместитель директора TUNRA Bulk Solids Университет Ньюкасла, Австралия

Дополнительная информация о наземном конвейере

Поиск в Google — Интернет

Поиск в Google — изображения

Overland Conveyor 62 Видео в массовом онлайн-режиме

У вас недостаточно прав для чтения этого закона в настоящее время

У вас недостаточно прав для чтения этого закона в настоящее время Логотип Public.Resource.OrgЛоготип представляет собой черно-белую линию улыбающегося тюленя с усами. Вокруг печати красная круглая полоса с белым шрифтом, в верхней половине которого написано «Печать одобрения», а в нижней половине — «Public.Resource.Org». На внешней стороне красной круглой марки находится круг. серебряная круглая полоса с зубчатыми краями, напоминающая печать из серебряной фольги.
Public.Resource.Org
Хилдсбург, Калифорния, 95448
Соединенные Штаты Америки
Этот документ в настоящее время недоступен для вас!
Уважаемый гражданин:
В настоящее время вам временно отказано в доступе к этому документу.
Public Resource ведет судебный процесс за ваше право читать и говорить о законе. Для получения дополнительной информации см. Досье по рассматриваемому судебному делу:
.
Американское общество испытаний и материалов (ASTM), Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA), и Американское общество инженеров по отоплению, холодильной технике и кондиционированию воздуха (ASHRAE) против Public.Resource.Org (общедоступный ресурс), DCD 1: 13-cv-01215, Объединенный окружной суд округа Колумбия [1]
Ваш доступ к этому документу, который является законом Соединенных Штатов Америки, был временно отключен, пока мы боремся за ваше право читать и говорить о законах, по которым мы решаем управлять собой как демократическим обществом.
Чтобы подать заявку на получение лицензии на ознакомление с этим законом, ознакомьтесь с Сводом федеральных нормативных актов или применимыми законами и постановлениями штата. на имя и адрес продавца. Для получения дополнительной информации о постановлениях правительства и ваших правах как гражданина в соответствии с верховенством закона , пожалуйста, прочтите мое свидетельство перед Конгрессом Соединенных Штатов. Вы можете найти более подробную информацию о нашей деятельности на общедоступных ресурсах. в нашем реестре деятельности за 2015 год. [2] [3]
Спасибо за интерес к чтению закона.Информированные граждане — это фундаментальное требование для работы нашей демократии.
No related posts.

Оставить комментарий

Отменить ответ

Блог > Разное

Расчет нагрузки фундамента ленточного: Расчёт нагрузки на фундамент разного типа 🔨 Как выполняется расчёт

Расчёт нагрузки на фундамент разного типа 🔨 Как выполняется расчёт

Как выполняется расчет

Расчет нагрузки для ленточного фундамента

(масса фундамента + масса дома + снеговая + ветровая нагрузка) / площадь основания = искомая цифра.

Расчет нагрузки для столбчатого фундамента

Расчет нагрузки для свайного фундамента

Анализ грунта

Определение несущей способности грунта

Наши услуги

Ленточный фундамент – расчет на примере

Сбор нагрузок

Таблица сбора равномерно распределенных нагрузок

Расчёт несущей способности грунта

Определение требуемой ширины подошвы («подушки») ленточного фундамента

Осадка фундамента

Заключение

Калькулятор Вес-Дома-Онлайн v.1.0 — Сбор нагрузок на фундамент

ШАГ 1. План дома

Расчет общей длины стен

Размеры дома

ШАГ 2. Сбор нагрузок

Крыша

Чердачное помещение (мансарда)

3 этаж

2 этаж

1 этаж

Цоколь

Внутренняя отделка

Распределение нагрузок на стены

Расчет нагрузки на фундамент — Самая лучшая система расчета нагрузки

Определение глубины заложения фундамента

Расчет нагрузки кровли

Расчет снеговой нагрузки

Расчет нагрузки перекрытий

Расчет нагрузки стен

Предварительный расчет нагрузки фундамента на грунт

Расчет общей нагрузки на 1 м

Расчет ленточного фундамента: глубина, ширина, площадь подошвы

Глубина и ширина фундамента

Расчет площади

Нагрузка от дома и фундамента

Расчет ленточного фундамента (пример)

Основные этапы расчета

Важность определения типа грунта

Расчет массы будущего здания

Определение размеров основания: пример

Собираем нагрузки на ленточный фундамент дома

(PDF) Методика расчета ленточного фундамента на упругом грунтовом основании типа Винклера

Расчет ленточного фундамента. Рассчитайте ленточный фундамент. Рассмотрим реальные примеры расчетов ленточных фундаментов. Информационно-строительный сайт |

Расчет ленточного фундамента. Расчет ON-LINE калькулятора

Фундамент свайно-ленточный обыкновенный. Расчет самостоятельного строительства

Расчет фундамента мелкозернистой ленты для начинающих строителей

Расчет ленточного монолитного фундамента

Упрощенная оценка арматуры ленточного фундамента

Разработка гибкого ремня на основе модели упругой шины с разносторонней жесткостью для радиальной шины для тяжелых нагрузок с большим отношением сечения

Инженерные онлайн-калькуляторы, формулы и инструменты Бесплатно

A Сравнение расчетных и измеренных потерь вдавливания в резиновых покрытиях ремня

1. Сопротивление вдавливанию качению и конструкция ленточного конвейера

1.1 Область применения

1.2 Свойства и характеристика материалов

1.3 Измерение против прогноза

2. Обычно используемые модели сопротивления качению с вдавливанием

2.1 Одномерные модели «Фонда Винкера»

3. Измерение сопротивления качению с прямым вдавливанием

3.1 Сухопутный конвейер — испытание на наклонных роликах

3.2 The Tunra — испытательная установка рециркуляционных лент

4. Сравнение прогнозируемой и измеренной потери вдавливания

5. Подведение итогов работы и обсуждение результатов

Заключение

Примечание редактора

Ссылки:

У вас недостаточно прав для чтения этого закона в настоящее время

Оставить комментарий