Calculul Fundației: Cum Se Calculează Capacitatea Cubică și Lățimea Unei Case Folosind Metoda De însumare Strat Cu Strat, Volumul și Tirajul, Calculul Răsturnării

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 05:56

Nu contează ce fel de pereți, mobilier și design din casă. Toate acestea se pot deprecia într-o clipă dacă s-au făcut greșeli în timpul construcției fundației. Iar gafele se referă nu numai la caracteristicile sale calitative, ci și la parametrii cantitativi de bază.

Particularități

Atunci când calculează fundația, SNiP poate fi un asistent de neprețuit. Dar este important să înțelegem corect esența recomandărilor prezentate acolo. Cerința fundamentală va fi eliminarea completă a udării și înghețării substratului sub casă.

Aceste cerințe sunt relevante în special dacă solul are o tendință crescută de a se ridica . După ce ați explorat informațiile exacte despre solul de pe amplasament, puteți face deja referire în siguranță la codurile și reglementările de construcție - există recomandări scrupuloase pentru construcții în orice zonă climatică și pentru orice materiale minerale existente pe Pământ.

Ar trebui înțeles că numai profesioniștii pot face o idee suficient de corectă și profundă. Când proiectarea fundației este realizată de către amatori care încearcă să economisească la serviciile arhitecților, rezultă doar o mulțime de probleme - case deformate, pereți întotdeauna umezi și crăpați, mirosuri de mucegai de jos, slăbirea capacității portante etc..

Un design profesional ia în considerare proprietățile materialelor specifice și constrângerile financiare. Datorită acestui fapt, vă permite să echilibrați pierderea de fonduri și rezultatele obținute.

Un fel

Stabilitatea fundației de sub casă depinde direct de tipul acesteia. Există cerințe minime clare pentru performanța diferitelor tipuri de fundații. Deci, sub o casă cu dimensiuni de 6x9 m, puteți așeza benzi de 40 cm lățime, acest lucru vă va permite să aveți o marjă de siguranță dublă în comparație cu valoarea recomandată. Dacă montați grămezi plictisite, extinzându-se în partea de jos la 50 cm, aria unui singur suport va ajunge la 0,2 mp. m, și vor fi necesare 36 de grămezi. Date mai detaliate pot fi obținute numai prin cunoașterea directă a unei situații specifice.

De ce depinde?

Proiectarea fundațiilor, chiar și în cadrul aceluiași tip, poate fi destul de diferită. Limita principală se întinde între bazele adânci și profunde.

Nivelul minim de marcaj este determinat de:

• proprietățile solului;
• nivelul apelor din ele;
• amenajarea subsolurilor și subsolurilor;
• distanța până la subsolurile clădirilor învecinate;
• alți factori pe care profesioniștii ar trebui să-i ia deja în considerare.

La utilizarea plăcilor, marginea lor superioară nu trebuie ridicată cu mai mult de 0,5 m până la suprafața clădirii. Dacă se construiește o instalație industrială cu un etaj care nu va fi supusă sarcinilor dinamice sau o clădire rezidențială (publică) de 1-2 etaje, există o anumită subtilitate - astfel de clădiri pe soluri care îngheață la o adâncime de 0,7 m sunt ridicate odată cu înlocuirea părții inferioare a fundației cu pernă.

Pentru a forma această pernă, aplicați:

• pietriş;
• Piatra zdrobita;
• nisip de fracțiune grosieră sau medie.

Apoi blocul de piatră trebuie să aibă o înălțime de cel puțin 500 mm; pentru cazul nisipului de dimensiuni medii, pregătiți baza astfel încât să se ridice deasupra apei subterane. Este posibil ca fundația coloanelor și pereților interni din structurile încălzite să nu se adapteze la nivelul apei și la cantitatea de îngheț. Dar pentru el, valoarea minimă va fi de 0,5 m. Este necesar să porniți o structură de bandă sub linia de îngheț cu 0,2 m. În același timp, este interzisă coborârea acestuia cu mai mult de 0,5-0,7 m față de punctul de planificare inferior al structurii.

Metode

Recomandările generale pentru dimensiune și adâncime pot fi utile, dar va fi mult mai corect să ne concentrăm asupra rezultatelor calculelor la nivel profesional. Metoda de însumare strat cu strat are o mare importanță în implementarea lor. Vă permite să evaluați cu încredere așezarea unei fundații pe un substrat natural de nisip sau sol. Important: există anumite restricții privind aplicabilitatea unei astfel de metode, dar numai specialiștii pot înțelege profund acest lucru.

Formula necesară include:

• coeficient adimensional;
• stresul statistic mediu al unui strat elementar de sol sub influența sarcinilor externe;
• modul de deteriorare a masei solului în timpul încărcării inițiale;
• este la fel la încărcarea secundară;
• stresul mediu ponderat al stratului elementar de sol sub propria masă extras în timpul pregătirii gropii de sol.

Linia de jos a masei comprimabile este acum determinată de tensiunea totală și nu de efectul suplimentar, așa cum recomandă codurile de construcție. În timpul testelor de laborator ale proprietăților solului, este luată în considerare încărcarea cu o pauză (eliberare temporară). În primul rând, baza de sub fundație este împărțită în mod convențional în straturi de grosime identică. Apoi stresul este măsurat la articulațiile acestor straturi (strict sub mijlocul tălpii).

Apoi, puteți seta stresul creat de masa solului la limitele exterioare ale straturilor . Următorul pas este de a determina linia de jos a stratului supus comprimării. Și numai după toate acestea, este posibil, în cele din urmă, să se calculeze așezarea corectă a fundației în ansamblu.

O altă formulă este utilizată pentru a calcula baza încărcată excentric a unei case. Rezultă din faptul că este necesară consolidarea marginii exterioare a blocului de rulmenți. La urma urmei, acolo se va aplica partea principală a sarcinii.

Armarea poate compensa schimbarea vectorului de aplicare a forței, dar trebuie efectuată în strictă conformitate cu condițiile de proiectare. Uneori talpa este întărită sau se pune o coloană. Începutul calculului implică stabilirea forțelor care acționează de-a lungul perimetrului fundației. Pentru a simplifica calculele, ajută la reducerea tuturor forțelor la un set limitat de indicatori rezultați, care pot fi folosiți pentru a judeca natura și intensitatea sarcinilor aplicate. Este foarte important să calculați corect punctele la care forțele rezultate vor fi aplicate planului unic.

Apoi, ei sunt angajați în calculul efectiv al caracteristicilor fundației . Încep prin a determina zona pe care ar trebui să o aibă. Algoritmul este aproximativ același cu cel utilizat pentru blocul central. Desigur, cifrele exacte și finale pot fi obținute numai prin deplasarea cu valorile solicitate. Profesioniștii operează cu un astfel de indicator ca un complot de presiune a solului.

Se recomandă ca valoarea sa să fie egală cu un număr întreg de la 1 la 9. Această cerință este asociată cu asigurarea fiabilității și stabilității structurii. Trebuie calculată proporția celor mai mici și mai mari sarcini ale proiectului. Trebuie luate în considerare atât caracteristicile clădirii în sine, cât și utilizarea echipamentului greu în timpul construcției. Atunci când o macara este destinată să acționeze asupra unei structuri de fundație încărcate în centru, tensiunea minimă nu este permisă să fie mai mică de 25% din valoarea maximă. În cazurile în care construcția va fi efectuată fără utilizarea de mașini grele, orice număr pozitiv este acceptabil.

Cea mai mare rezistență admisă a masei la sol trebuie să fie cu 20% mai mare decât cel mai semnificativ impact din partea inferioară a tălpii. Se recomandă calcularea armăturii nu numai a secțiunilor cele mai încărcate, ci și a structurilor adiacente acestora. Faptul este că forța aplicată se poate deplasa de-a lungul vectorului din cauza uzurii, reconstrucției, revizuirii sau altor factori nefavorabili. Este foarte important să se ia în considerare toate acele fenomene și procese care pot avea un efect dăunător asupra fundației și pot agrava caracteristicile acesteia. Prin urmare, consultarea constructorilor profesioniști nu va fi de prisos.

Cum se calculează?

Chiar și sarcinile cele mai atent calculate nu epuizează pregătirea numerică a proiectului. De asemenea, este necesar să se calculeze capacitatea cubică și lățimea viitoarei fundații pentru a ști ce tip de săpătură să facă pentru groapă și cât de multe materiale să se pregătească pentru lucru. Se poate părea că calculul este foarte simplu; de exemplu, pentru o placă cu lungimea de 10, lățimea de 8 și grosimea de 0,5 m, volumul total va fi de 40 de metri cubi. m. Dar dacă turnați exact această cantitate de beton, pot apărea probleme semnificative.

Faptul este că formula școlară nu ține cont de consumul de spațiu pentru ochiurile de armare . Și lăsați-i volumul să fie limitat la 1 metru cub. m., rareori se dovedește a fi mai mult decât această cifră - trebuie totuși să pregătiți cât de mult material este necesar. Atunci nu va trebui să plătiți în exces pentru ceea ce nu este necesar sau să căutați febril de unde să cumpărați accesoriile lipsă. Calculele se fac oarecum diferit atunci când se utilizează o fundație de benzi, care este goală în interior și, prin urmare, necesită mai puțin mortar.

Variabilele necesare sunt:

• lățimea angajatului pentru așezarea gropii (ajustată pentru grosimea pereților și a cofrajului de montat);
• lungimea blocurilor de perete și a pereților despărțitori situați între ele;
• adâncimea la care este încorporată baza;
• o subspecie a bazei în sine - cu beton monolitic, din blocuri gata făcute, din pietre de moloz.

Cel mai simplu caz este calculat folosind formula pentru volumul unui paralelipiped minus cantitatea de goluri interne. Este chiar mai ușor să determinați parametrii necesari pentru fundamentarea proiectării stâlpilor. Trebuie doar să calculați valorile a două paralelipipede, dintre care unul va fi punctul inferior al stâlpului, iar celălalt - partea inferioară a structurii în sine. Rezultatul trebuie înmulțit cu numărul de posturi care sunt plasate sub grătar cu un interval de 200 cm.

Același principiu se aplică și bazelor de șurub și grătar, unde sunt însumate volumele stâlpilor și pieselor de plăci utilizate.

Atunci când se utilizează grămezi forate sau înșurubate fabricate din fabrică, vor trebui calculate numai segmentele de bandă. Mărimile stâlpilor sunt ignorate, cu excepția predicției dimensiunii lucrărilor de pământ. Pe lângă volumul fundației, calculul decontării sale este, de asemenea, foarte important.

Reprezentarea grafică a metodei de stivuire strat cu strat arată că trebuie să acordați atenție:

• marca suprafeței reliefului natural;
• pătrunderea fundului fundației în adâncuri;
• adâncimea amplasării apelor subterane;
• cea mai joasă linie a stâncii fiind stoarsă;
• cantitatea de stres vertical creat de masa solului în sine (măsurată în kPa);
• solicitări complementare datorate influențelor externe (măsurate și în kPa).

Greutatea specifică a solurilor dintre nivelul apei subterane și linia acviculei subiacente este calculată cu o corecție pentru prezența lichidului. Stresul care apare în acvicula însăși sub gravitatea solului este determinat ignorând efectul de cântărire al apei. Un mare pericol în timpul funcționării fundațiilor este creat de sarcini care pot provoca răsturnarea. Calculul dimensiunii lor nu va funcționa fără a determina capacitatea portantă totală a bazei.

La colectarea datelor, pot fi utilizate următoarele:

• rapoarte dinamice de testare;
• rapoarte de testare statice;
• date tabulare, calculate teoretic pentru o anumită zonă.

Este recomandat să citiți toate aceste informații simultan. Dacă găsiți inconsecvențe, discrepanțe, este mai bine să găsiți și să înțelegeți imediat cauza, mai degrabă decât să vă angajați într-o construcție riscantă. Pentru constructorii și clienții amatori, calculul parametrilor care afectează răsturnarea este cel mai ușor de realizat în conformitate cu prevederile SP 22.13330.2011. Ediția anterioară a regulilor a apărut în 1983 și, în mod firesc, compilatorii lor pur și simplu nu puteau reflecta toate inovațiile și abordările tehnologice moderne.

Este recomandabil să se ia în considerare toate lucrările care vor fi efectuate pentru a reduce deformațiile viitoarei fundații și fundații de sub clădirile din apropiere.

Există un set de situații de pierdere a rezistenței, dezvoltate de generații de constructori și arhitecți, care trebuie modelate. În primul rând, ei calculează modul în care se pot mișca solurile de bază, trăgând fundația împreună cu ele.

În plus, se efectuează calcule:

• forfecare plată atunci când talpa atinge suprafața;
• deplasarea orizontală a fundației în sine;
• deplasarea verticală a fundației în sine.

De 63 de ani, se aplică o abordare uniformă - așa-numita tehnică a stării limită. Regulile de construcție necesită calcularea a două astfel de stări: pentru capacitatea portantă și pentru fisurare. Primul grup include nu numai distrugerea completă, ci și, de exemplu, o retragere descendentă.

Al doilea - tot felul de coturi și fisuri parțiale, soluționare limitată și alte încălcări care complică operațiunea, dar nu o exclud cu totul. Pentru prima categorie, este în curs de calcul calculul zidurilor de sprijin și al lucrărilor care vizează aprofundarea subsolului existent.

Se folosește și dacă în apropiere există o altă groapă, o pantă abruptă la suprafață sau structuri subterane (inclusiv mine, mine). Distingeți între sarcini stabile sau temporare.

Factorii care influențează pe termen lung sau permanent sunt:

• greutățile tuturor părților componente ale clădirilor și ale solurilor, substraturilor umplute suplimentar;
• presiunea hidrostatică din apele adânci și de suprafață;
• pretensionare în beton armat.

Toate celelalte efecte care pot atinge doar fundația sunt luate în considerare în componența grupului temporar. Un punct foarte important este să calculați corect rola posibilă; zeci și sute de case s-au prăbușit prematur doar din cauza neatenției față de el. Se recomandă să se calculeze atât rulajul sub acțiunea momentană, cât și sub sarcina aplicată la centrul bazei.

Puteți evalua acceptabilitatea rezultatului obținut comparându-l cu instrucțiunile SNiP sau cu sarcina de proiectare tehnică. În cele mai multe cazuri, o limitare cu un coeficient de 0, 004 este suficientă, doar pentru cele mai critice structuri nivelul abaterii admisibile este mai mic.

Când se dovedește că nivelul implicit de rulare depășește norma, problema este rezolvată în unul din cele patru moduri:

• o schimbare completă a solului (cel mai adesea, se folosesc perne în vrac din nisip și masa solului);
• compactarea matricei existente;
• creșterea caracteristicilor de rezistență prin fixare (ajută să facă față substraturilor libere și apoase);
• formarea de grămezi de nisip.

Important: indiferent de abordarea pe care o alegeți, va trebui să recalculați toți parametrii. În caz contrar, puteți face o altă greșeală și puteți pierde doar bani, timp și materiale.

Alegând o opțiune specifică pentru o umplutură superficială, se calculează mai întâi parametrii tehnologici și economici ai bazei de beton armat. Apoi se efectuează un calcul similar pentru suportul grămezii. Comparând rezultatele obținute și verificându-le din nou, se poate trage o concluzie finală cu privire la tipul optim de fundație.

Când determinați numărul de cuburi de materiale pe placă de bază, evaluați cu atenție consumul de plăci pentru cofraj, precum și lungimea și lățimea celulelor de armare și diametrul acestora. În unele cazuri, numărul de rânduri de armături care se așează poate diferi. În continuare, sunt analizate proporțiile optime de beton uscat și mortar. Costul final al oricăror substanțe cu curgere liberă, inclusiv umpluturile auxiliare pentru beton, este determinat de masa acestora și nu în funcție de volumul lor.

Presiunea medie sub talpa structurii fundației este determinată ținând seama de excentricitatea rezultantului diferitelor forțe în raport cu centrul de greutate al structurii. În plus față de aflarea rezistenței de proiectare a solului, este necesar să verificați stratul subiacent slab pe întreaga sa zonă și grosime pentru perforare. Aproape întotdeauna, grosimea maximă a straturilor elementare din calcule este considerată a nu fi mai mare de 1 m. Când se construiește o fundație de bandă, armarea este utilizată nu mai groasă de 1-1, 2 cm. Pentru o bază de pilon, acestea sunt ghidat de un material de legare cu grosimea de 0,6 cm.

sfaturi

Este foarte important nu numai să efectuați toate calculele în mod eficient, ci și să înțelegeți clar care ar trebui să fie fundația finită. În cazul construcției unei structuri auxiliare foarte mici, merită să se efectueze calcule pentru construcția unei țevi de azbest-ciment. Suporturile pentru benzi și piloți sunt alese în principal pentru case care creează o sarcină foarte gravă.

În consecință, se determină:

• secțiunea transversală a diametrului bazei;
• diametrul armăturii de armare;
• etapa de așezare a grilei de întărire.

Pe nisipuri, al căror strat se află la mai mult de 100 cm sub clădire, cel mai bine este să formați fundații ușoare cu o adâncime de 40-100 cm. Aceeași valoare trebuie respectată dacă există o pietricică sau un amestec de nisip și piatra dedesubt.

Important: aceste cifre sunt doar orientative și se referă exclusiv la bazele ușoare ale unei secțiuni mici, obținute sub forma unei benzi cu armături slabe sau stâlpi saturați cu pietre sparte. Parametrii aproximativi nu scuză necesitatea unui calcul mai detaliat și atent al cerințelor reale.

Pe argile, casele sunt de cele mai multe ori construite de-a lungul unui monolit masiv de bandă străpuns prin consolidarea contururilor de jos și de sus. Părțile laterale trebuie acoperite cu nisip compactat manual, al cărui strat este de la 0,3 m de-a lungul întregii înălțimi a benzii. Apoi, efectul de stoarcere al tensiunilor este minimizat sau complet suprimat. Când construcția are loc pe solul reprezentat de argilă nisipoasă, este necesar să se analizeze raportul dintre nisip și argilă și apoi să se ia o decizie finală. Atunci când se calculează o construcție pe un spațiu de turbă, masa organică este de obicei scoasă pe un substrat puternic sub acesta.

Când este foarte dificil și munca la construcția benzii sau a stâlpilor se dovedește a fi disproporționat de grea și costisitoare, piloții trebuie calculați. Ele sunt, de asemenea, neapărat aduse într-un punct dens în care se creează un suport stabil. Absolut orice tip de fundație ar trebui să înceapă sub linia de îngheț. Dacă acest lucru nu se face, puterea deplasării și distrugerii geroase va zdrobi orice structură puternică și solidă. Este recomandabil să puneți în proiecte un astfel de tip de lucrări de terasament precum săparea de-a lungul perimetrului șanțurilor de 0,3 m lățime.

Informațiile corecte despre proprietățile solului pentru calcule nu pot fi obținute doar prin săparea unei grădini sau concentrarea asupra cuvintelor vecinilor, chiar dacă sunt oameni conștiincioși. Experții recomandă forarea sondelor exploratorii adânci de 200 cm. În unele cazuri, pot fi mai adânci dacă este necesar din motive tehnice.

Este util să comandați o analiză chimică și fizică a masei extrase, altfel poate prezenta surprize neașteptate. În mod ideal, ar trebui să abandonați complet proiectarea independentă și să verificați numai calculele furnizate de organizația de construcții.