оценка несущей способности стены
Несущая способность грунта, фундамента, сваи, балки, перекрытий, стен
Акция! Пришлите нам пожалуйста заявку на просчет вентиляции. Получите калькуляцию на эл. почту. Минимальная стоимость проектирования вентиляции на условиях «ВСЁ ВКЛЮЧЕНО» от 99 метров.
Несущая способность — общая характеристика
✅ Под несущей способностью подразумевают максимальную нагрузку, которую способны выдерживать строительные конструкции, не теряя при этом функциональных качеств.
Оценка несущей способности актуальна при строительстве и проведении ремонтов объектов различного типа, перепланировке помещений и монтаже оборудования, увеличении нагрузок не перекрытия и т.п. Не менее важна правильная оценка возможностей конструкций и составление рекомендаций по дальнейшей эксплуатации объекта.
Анализ и определение несущей способности представляет собой комплекс исследовательских работ, во время которых изучается проектная документация здания, анализируются способы сопряжения конструкций, способы опирания, взаимодействия и характер нагрузок. Кроме того, учитывается наличие дефектов на конструкциях, просчитывается их дальнейшая работоспособность.
Расчет несущей способности обычно выполняют специализированные организации. В своей работе современные организации применяют программные комплексы. Они помогают вычислить уровень прочности главных участков объекта, учитывая фактические показатели прочности исследуемой конструкции.
После изучения фактических данных материалов становится возможным определить прогибы, уровень жесткости, сроки возникновения и ширину возможных раскрывшихся трещин. Полученные данные сравниваются с имеющимися на данный момент, после чего делаются соответствующие выводы.
По завершению подобной операции станет понятной картина воздействия нагрузок на различные элементы конструкций. Получится выявить настоящий запас прочности строительных материалов, спрогнозировать их изменение в условиях характерной природной среды.
Глобальные изменения объекта без расчетов несущей способности будут относиться к ряду рискованных работ, за качество которых не отвечает ни одна строительная организация.
Несущая способность грунта
✅ При строительстве объектов необходимо знать несущую способность грунтов. Эта характеристика определяет уровень оптимальной нагрузки, которую способна выдержать определенная единица площади грунта.
Знание показателей несущей способности грунтов позволяет определить опорную площадь фундамента. Расчет прост — чем хуже характеристика грунта, тем больше будет площадь фундамента.
На несущую способность влияют три фактора: тип грунтов, их уплотненность и насыщенность влагой. Например, грунт с высокой влажностью по своим характеристикам в несколько раз слабее обычного грунта.
Определить характеристики грунта позволяет комплекс специальных исследований, которые проводят специализированные организации. В частности, они применяют методику бурения неглубоких скважин для взятия проб и визуального определения характеристик породы.
Данные, полученные после таких исследований, серьезно способствуют оптимизации проектных работ, подбору более точных характеристик будущего объекта. В целом это позволит не тратить средства на закладку фундамента с намного большим запасом прочности, чем того требует тип грунтов. В конечном итоге это положительно скажется на эксплуатационных характеристиках объекта, продлении межремонтного периода здания.
Несущая способность фундамента
✅ В процессе возведения зданий любых типов, а также в первые годы после их запуска в эксплуатацию, грунты, на которых устроен фундамент объекта, будут сжиматься. Как итог — фундамент объекта будет опущен на определенную величину, дав так называемую осадку.
Это естественный процесс, который, однако, подлежит полному контролю. Осадка, превышающая допустимые нормы, приводит к трещинам фундамента и стен, в некоторых случаях вплоть до аварийного состояния объекта. Избежать подобных проблем помогут правильные расчеты несущей способности фундамента.
Этот показатель напрямую зависит от характеристики грунтов, на которых устроен фундамент. Чем выше плотность и сухость грунта — тем меньше объем фундамента.
Для расчета несущей способности фундаментов используется специальная аппаратура, адаптированные компьютерные программы. Как правило, проводить расчеты поручают специализированным организациям.
Еще один вариант, когда возникает необходимость определения несущих характеристик фундамента — подготовка к ремонту здания. В этом случае учитывается размер и положение усадки фундамента, наличие и причина возникновения трещин, продумываются способы препятствования дальнейшей порче конструкций.
Несущая способность сваи
✅ Несущая способность сваи называют величину нагрузки, которую может выдержать одна свая с учетом предельно допустимых деформаций грунта под ней.
В зависимости от того, какие грунты залегают под острием, свои могут быть как висячими, так и сваями–стойками.
Если под нижним концом сваи — слабый, сильно сжимаемый грунт, определить несущую способность свай в основном можно по уровню сопротивления грунта на боковой поверхности. В таком случае свая будет считаться висячей.
В случае залегания плотных малосжимаемых грунтов, свая будет применяться в качестве стойки, и ее несущую способность можно будет определить за счет уровня сопротивления грунта под острием.
В результате забивания свай, вокруг них грунт уплотняется грунт, образуя так называемую «напряженную зону». При этом эффективность фундамента, естественно, будет снижена. Грамотный анализ несущей способности конструкций позволяет разместить по периметру будущего объекта оптимальное количество свай.
Для определения несущих способностей свай привлекают специализированные организации. Отчеты, составленные по итогам таких исследований, являются основой для внедрения мер по улучшению характеристик объекта.
Несущая способность балки
✅ Балки относятся к основным элементам зданий. Несущая способность балок учитывается еще на этапе проектирования нового объекта. Если же требуется усиление или ремонт уже готового здания, расчет несущей способности балок понадобится вновь.
Характеристики прочности и максимальной нагрузки балки зависят от материала изготовления, вида крепления балки. Как принято, получая необходимые данные, специалисты формируют наиболее подходящие характеристики балок для возможности их максимально эффективной эксплуатации.
Для расчетов несущей способности принято приглашать представителей специализированных организаций. После тщательного осмотра и изучения ситуации будут проведены расчеты с применением определенного программного обеспечения.
Если со строительством здания все понятно, то какие есть причины, чтобы пригласить специалистов для изучения несущих способностей балок в процессе эксплуатации объекта?
В первую очередь, это модернизация оборудования, увеличение нагрузок на все конструкции объекта, эксплуатационный износ. Обязательно нужно рассчитать несущую способность балок, если объект меняет функциональное предназначение.
Несущая способность перекрытий
✅ Перекрытия — неотъемлемый элемент многоэтажных зданий. При проектировании подобных объектов одна из главных задач проектировщика — учет несущей способности перекрытий и, соответственно, правильный их подбор.
В качестве перекрытий наиболее часто используют железобетонные плиты. Существуют типовые детали, которые промаркированы согласно несущей способности. Плита с цифрой 6 указывает на возможность выдерживать нагрузки, равные 600 килограмм на метр квадратный, цифра 8 — 800 килограмм и так далее. Проектировщику нужно только рассчитать основу для использования оптимального количества плит с определенными характеристиками.
Как правило, определение несущей способности перекрытий происходит в период проектирования объекта. Комплекс проектных работ обычно выполняет одна специализированная организация. Это позволяет просчитывать оптимальную мощность перекрытий с учетом комплексных нагрузок на все элементы конструкций.
Подбор правильных плит перекрытия, усиление данной конструкции (при необходимости) в конечном итоге позволяет эксплуатировать объект долго, и, что самое главное, безопасно. Исключается и возникновение трещин и прочих деформаций за счет правильного распределения нагрузок.
Несущая способность стен
✅ Несущая способность стен — это предельная нагрузка, которую они способны выдерживать без деформации и возникновения видимых повреждений.
Эта характеристика учитывается еще на этапе проектирования будущего объекта. Правильный подбор характеристик позволяет избежать трещин на стенах и прочих негативных факторов.
В целом, каждая стена имеет свои пределы по нагрузкам и функциональному предназначению. В несущих стенах оптимальная ширина и высота обязательно соблюдаются. Ширина каждой стены согласуется и испытывается.
Проектные работы, к которым в том числе относится и определение несущей способности стен, как правило, выполняют представители специализированной организации. Это дает возможность подойти к процессу комплексно, учитывая характеристики не только стен, но и других видов конструкций.
Таким образом, исключается наличие «слабых мест» в проекте, а после — и в готовом здании. Оптимально подобранные конструкции позволят эксплуатировать объект довольно долгий период без капитальных ремонтов — при условии, что нагрузка на стены и перекрытия будет стабильной и не повысится. В последнем случае необходимо будет заново провести расчеты несущей способности.
Расчет кирпичной кладки на прочность
Несущими называются стены, которые воспринимают нагрузку от опирающихся на них плит перекрытий, покрытий, балок и т.д.
Также следует учесть марку кирпича по морозостойкости. Так как каждый строит дом для себя, как минимум на сто лет, то при сухом и нормальном влажностном режиме помещений принимается марка (Мрз) от 25 и выше.
При строительстве дома, коттеджа, гаража, хоз.построек и др.сооружений с сухим и нормальным влажностным режимом рекомендуется применять для наружных стен пустотелый кирпич, так как его теплопроводность ниже, чем у полнотелого. Соответственно, при теплотехническом расчете толщина утеплителя получится меньше, что сэкономит денежные средства при его покупке. Полнотелый кирпич для наружных стен необходимо применять только при необходимости обеспечения прочности кладки.
Армирование кирпичной кладки допускается только лишь в том случае, когда увеличение марки кирпича и раствора не позволяет обеспечить требуемую несущую способность.
Пример расчета кирпичной стены.
Исходные данные: Рассчитать стену первого этажа двухэтажного коттеджа на прочность. Стены выполнены из кирпича М75 на растворе М25 толщиной h=250мм, длина стены L=6м. Высота этажа H=3м.
Выбор расчетного сечения.
В глухих стенах за расчетное принимается сечение I-I на уровне низа перекрытия с продольной силой N и максимальным изгибающим моментом М. Часто опасным бывает сечение II-II, так как изгибающий момент чуть меньше максимального и равен 2/3М, а коэффициенты mg и φ минимальны.
В стенах с проемами сечение принимается на уровне низа перемычек.
Давайте рассмотрим сечение I-I.
Из прошлой статьи Сбор нагрузок на стену первого этажа возьмем полученное значение полной нагрузки, которая включает в себя нагрузки от перекрытия первого этажа P1=1,8т и вышележащих этажей G=G п +P 2 +G 2= 3,7т:
Плита перекрытия опирается на стену на расстоянии а=150мм. Продольная сила P1 от перекрытия будет находиться на расстоянии а / 3 = 150 / 3 = 50 мм. Почему на 1/3? Потому что эпюра напряжений под опорным участком будет в виде треугольника, а центр тяжести треугольника как раз находится на 1/3 длины опирания.
Нагрузка от вышележащих этажей G считается приложенной по центру.
Так как нагрузка от плиты перекрытия (P1) приложена не по центру сечения, а на расстоянии от него равном:
Тогда эксцентриситет продольной силы N составит:
Так как несущая стена толщиной 25см, то в расчете следует учесть величину случайного эксцентриситета eν=2см, тогда общий эксцентриситет равен:
Прочность кл адки внецентренно сжатого элемента определяется по формуле:
Коэффициенты mg и φ1 в рассматриваемом сечении I-I равны 1.
ω = 1 + e0/h = 1 + 0,045/0,25 = 1,18 ≤ 1,45 условие выполняется
Несущая способность кладки равна:
Прочность кладки обеспечена.
Статья была для Вас полезной?
Несущая способность
Максимально допустимая вертикальная, горизонтальная или иная внешняя, внутренняя нагрузка, которую способны принять без потери функциональных свойств конструктивные элементы здания: стены, фундамент, кровля, перекрытия, колонны, балки, столбы – это несущая способность. Во время эксплуатации на объект воздействует множество негативных внешних факторов, которые часто снижают прочностные параметры сооружения и его устойчивость, качественные и количественные характеристики материала. Все это может отрицательно отразиться на несущей способности здания.
Несущий каркас здания состоит из ключевых конструктивных элементов: грунтов и фундамента, кровли, стен, перекрытий, балок, колонн, иногда фасада. Он может быть выполнен из разных материалов, свойства которых также влияют на прочностные показатели, устойчивость к внешним и внутренним нагрузкам.
Для чего необходимо оценивать несущую способность здания и отдельных конструкций? Данный показатель рассчитывают в ходе комплексного обследования объекта и для изучения возможности его перепрофилирования, перепланировки. Несущая способность здания оценивается перед установкой тяжеловесного оборудования, для понимания остаточного ресурса и сейсмостойкости сооружения. Этот вид изысканий также проводят при реконструкции объекта: перед установкой арт-конструкций или надстройкой дополнительного этажа.
Исчерпание несущей способности конструкции – такое состояние элемента, когда при наличии внешних нагрузок напряжение на некоторых участках приближается к предельному. Часто оно выражается в виде отклонений, прогибов, трещин и других повреждений, деформаций.
Определение несущей способности
Несущую способность закладывают еще на стадии проектирования с учетом предполагаемых функций объекта, назначения каркаса. Но со временем показатель может меняться из-за воздействия внешних и внутренних негативных факторов.
На несущую способность влияет ряд условий: наличие жесткого армирующего звена, характер взаимодействия материалов, разгружающее действие отдельных элементов, состояние раствора или иного контактного слоя.
Определение несущей способности – комплекс исследовательских, аналитических и измерительных мероприятий. Изыскания начинаются с изучения проектно-технической документации. На подготовительном этапе специалисту предстоит ознакомиться с материалами несущего каркаса здания, характером сопряжения конструкций, способом опирания, внешними и внутренними нагрузками, агрессивными факторами среды, которые могут негативно воздействовать на техническое состояние сооружений.
После изучения теоретической части специалисты приступают к визуальному осмотру и проведению необходимых измерений:
На завершающем этапе все результаты измерений и визуального осмотра анализируются, вносятся в компьютерную программу для проведения расчетов.
Несущая способность зданий и сооружений
Существуют разные способы оценки несущей способности. Некоторые из них универсальные и подходят для объектов любого функционального профиля, другие применимы только к определенной категории сооружений.
Одна из методик оценки несущей способности позволяет достаточно точно определить остаточный ресурсный потенциал конструктивных элементов. Она подразумевает учет всех негативных факторов, которые могут вызвать износ сооружения: атмосферных осадков, перепадов температуры и влажности, ветра, особенностей рельефа, интенсивной или небрежной эксплуатации, коррозии, эрозии.
Проверка несущей способности традиционными способами используется уже достаточно давно. Стандартные методы подразумевают создание вибрационных динамических и механических импульсных воздействий определенной интенсивности и силы. Их направляют на отдельные элементы здания через грунт и фундамент. Для регистрации изменений на исследуемый объект устанавливают специальные датчики. После проведения испытаний полученные результаты обрабатывают в специальной компьютерной программе, которая позволяет рассчитать, чему равна текущая несущая способность зданий и сооружений.
Одна из особенностей методики оценки возможных дополнительных нагрузок: необходимо учитывать давление не только на один участок, но и на всю армированную конструкцию. Специалист должен выполнить пространственный расчет, который охватывает все взаимосвязанные элементы. Конструктивная оценка предполагает учет нагрузок дополнительного воздействия, временных, динамических, естественных и постоянных факторов. Такой комплексный подход считается наиболее полным и достоверным. Методика позволяет увидеть фактическую картину и спрогнозировать возможность увеличения нагрузки на здание без негативных последствий.
Несущая способность кирпичной кладки
Простенки кладки из кирпича выполняют роль несущих элементов сооружения. Прочностные показатели конструкции могут со временем снижаться из-за влияния внешних негативных факторов.
Для определения фактической несущей способности специалисты измеряют, рассчитывают и изучают следующие показатели:
Прочность кладки можно определить методами неразрушающего контроля. После получения необходимых вводных данных несущую способность рассчитывают по формуле. Она требуют применения некоторых коэффициентов – длительной нагрузки и продольного изгиба.
Оценка несущей способности бетонных и железобетонных конструкций
Для определения несущей способности конструктивных элементов из бетона и железобетона, которые имеют нормальное по отношению к продольной оси сечение, применяют методику предельного равновесия по нормативной документации. В этом случае руководствуются следующими упрощающими принципами:
Для повышения прочностных характеристик в конструктивные элементы включают вкладыши из цементного бетона или другого низкодеформируемого материала, внутри которого расположены металлические элементы.
Особенности расчета несущей способности фундамента
Для грунта и фундамента максимально допустимую нагрузку исследуют в единой связке. Для укрепления слабого основания потребуются сваи. На грунте с плотной и устойчивой структурой можно использовать колонны или ленточный фундамент для стен. Для выбора оптимального варианта необходимо изучить в лаборатории физико-химические параметры почвы в данной местности.
Несущая способность фундамента во многом зависит от количественных и качественных свойств материала, наличия дефектов, арматуры, соответствия фактических и проектных данных. Любые негативные изменения в состоянии основания здания через некоторое время отразятся на стенах, перекрытиях и других верхних конструктивных элементах.
Изучение несущей способности основания требуется в следующих случаях:
Несущая способность фундамента должна предотвращать вероятность сдвигов и обеспечивать высокую устойчивость и прочность оснований здания.
Несущая способность сваи указывает, какую нагрузку она способна выдержать при максимально допустимом уровне деформации грунта. Задача специалиста на стадии проектирования – рассчитать оптимальное число элементов.
Для оценки показателя используют два основных метода: уровень сопротивления по боковой поверхности и уровень сопротивления грунта под острием. Оптимальный вариант определяют исходя из характеристик почвы.
Особенности определения несущей способности вертикальных и горизонтальных конструктивных элементов
К перекрытиям относятся плиты, диски и балки. Они взаимосвязаны и объединены для выполнения единой функции. Перекрытие – это конструктивный элемент, расположенный между этажами. Он опирается на балку.
Различают два типа несущих частей здания:
Балки – важный опорный элемент в зданиях с колоннами. Для их изготовления используют бетон. В старых домах встречаются балки из деревянных лагов, железных элементов и асфальтобетона. В этом случае специалист должен изучить состав балки, выяснить фактическую несущую способность, и насколько она изменилась со временем.
При проектировании инженеры должны закладывать несущую способность с некоторым запасом. Это помогает минимизировать вероятность перегрузки, но не отменяет необходимость в регулярных технических обследованиях здания.
К вертикальных несущим конструкция относятся столбы и колонны, имеющие отдельный фундамент, который по форме напоминает подстаканник. Чем больше нагрузка и площадь объекта, тем глубже должны быть заложены опорные элементы. Колонны обычно изготавливают из монолита или железобетона. Распространенный материал для возведения столбов – кирпич и камень. Эта вертикальная несущая конструкция встречается в старых малоэтажных домах.
Несущая способность кровли и фасада
Основная нагрузка на кровлю – это снег, ветер и другие погодные факторы. Если на стадии проектирования кровлю не планировалось эксплуатировать, то ее несущая способность снаружи будет ниже, чем с внутренней стороны.
Фасад может быть несущим и не несущим элементом сооружения. Его навешивают на колонны или устанавливают на отдельный элемент. В последнем случае фасад называют самонесущим.
Несущая способность объекта – изменяющаяся во времени величина. С увеличением срока эксплуатации и при воздействии агрессивных внешних факторов прочностные характеристики и устойчивость сооружения снижается. Предотвратить аварии и другие нежелательные ситуации на объекте поможет регулярное экспертное обследование.
Компания «Департамент» предлагает услуги по диагностике и определению несущей способности здания. Специалисты используют современное оборудование и методы неразрушающего контроля, которые позволяют максимально быстро получить достоверные результаты. Узнать подробности, стоимость и задать вопросы можно представителю компании «Департамент» по телефону или электронной почте.
Выполнение расчетов несущей способности здания в процессе его экспертизы: задачи и общие принципы
Проведение комплекса мероприятий, цель которых — уточнение параметров устойчивости, выносливости и прочности, называется выполнением расчетов несущей способности сооружений. Обычно такой фронт работ производится при техническом обследовании сооружений и зданий и является его основным этапом.
В каких ситуациях требуется проведение расчетов несущей способности сооружения
Из практики и опыта специалистов, которые работают над выполнением подобных задач, самыми распространенными причинами аварий, всевозможных деформаций и обрушений являются отдельные факторы или их совокупность. Проводя расчет несущей способности здания у экспертов появляется отличная возможность обнаружить имеющиеся дефекты. А это позволяет предпринять меры и предотвратить аварийные ситуации, человеческие жертвы, перспективу капитального ремонта с колоссальными затратами материальных и человеческих ресурсов. Есть ряд ситуаций, при которых проведение расчетов конструкций необходимо и обязательно. Это:
Каждая ситуация индивидуальная, случай особый и поэтому при проведении исследований специалисты учитывают особенности, берут во внимание целый комплекс показателей, рассчитывая каждую конкретную конструкцию.
Какие показатели интересуют экспертов
Довольно часто проведение расчётов требуется, если планируется возведение надстройки, перепланировка или реконструкция с техническим перевооружением. В ходе проведения целого спектра работ специалисты определяют фактические и планируемые нагрузки, пользуясь определенными принципами. Например, независимо от типа и вида объекта в целом или отдельной конструкции, объемов и материалов, существует универсальная методика, позволяющая проводить расчеты с высокой степенью точности.
Изначально специалисты, занимающиеся реализацией данного спектра задач, находят действительную расчетную схему всего здания. Кроме этого они изучают и рассматривают его отдельные конструкции. Такой подход позволяет определить качество закрепления концов стержней и тип опор, проверить возможность совместного функционирования некоторых конструкций и всего строения в целом. Также специалисты определяют основные геометрические показатели конструкций:
Этапность процесса
Важным этапом выполнения расчетов несущей способности объекта является определение расчетных сопротивлений материалов конструкции. Еще один немаловажный момент — сбор реально действующих нагрузок с учетом условий эксплуатации отдельных конструкций и здания в целом. Имеющиеся дефекты каждого сооружения рассматриваются в зависимости от его типа и состояния. Эксперты внимательно определяют степень их влияния на конструкции, расчет которых как раз и проводится. Также берутся во внимание все обнаруженные дефекты и имеющиеся повреждения, уточненные характеристики используемых материалов.
Оформление результатов расчетов несущей способности зданий — это отдельный отчет или заключения относительно показателей надежности стен, балок, фундамента или перекрытия. Определяя несущую способность специалисты изучают расположение арматуры, уточняют ее класс и диаметр, вычисляют защитный слой. Они используют в этих операциях высококлассное и точное оборудование, показывающее максимально правдивые результаты.