Процедурата за изчисляване на уреждането на основите

Уреждане на фондацията

Вие сте тук: Реконструкция на дървена къща => Основи и основи => Пример за изчисляване на фундамент => Уреждане на фундамент

Пример за изчисление

По -долу, като пример, е изчислението на утаяването на основата на реконструираната дървена къща. (вижте описанието на основите и почвените условия на строителната площадка, вижте колонна основа върху пясъчно легло).

Решение

Утаяването на фундаментната основа s, cm, като се използва проектната схема под формата на линейно деформируемо полупространство (виж точка 5.6.31), се определя чрез метода за сумиране на слоеве по формулата (5.16)

s = β∑ni = 1 (σzp, I - σγ, i) hi / Ei + β∑ni = 1 σzγ, Ihi / Eв, i (5.16)

1. Определете средната стойност налягане под подметката с основната комбинация от натоварвания за изчисляване на основата на основата на реконструирана дървена сграда за деформации p = 88,26 kN
2. Приемаме, с ширината на основата при b = 0,2 m, височината на елементарния почвен слой hi = hi, min / 2 = 0,04 m, като се има предвид, че според стойността на h, включена във форума (5.16) не трябва да бъде повече от 0,4 ширина фундамент: здравей, мин ≤ 0,4b = 0,4 × 0,2 = 0,08 m.
3. Определете среднопретегленото специфично тегло на почвените γ ’слоеве I и II, разположени над основата на основата

   γ '= (γ'1h1 + γ'2h2) / (h1 + h2) = (12.0 × 0.2 + 18.4 × 0.4) / (0.2 × 0.4) = 1.63 kN / m3

   • където γ'1 и h1 са съответно специфичното тегло и дебелина на слой I; γ'1 и h1 са съответно специфичното тегло и дебелина на слой II;
4. Използвайки формулата (5.18), намираме естественото напрежение на нивото на основата на основата:

   σzg, 0 = γ'd = 18,4 kN / m3 × 0,6 m = 11,6 kPa.

5. Интерполирайки, ние определяме коефициентите αi за правоъгълни основи със съотношение η = l / b = 0.4 / 0.2 = 2, α е коефициентът, взет съгласно таблица 5.8 SP 22.13330.2011, в зависимост от относителната дълбочина ξ, равна на 2z / b;

Използвайки формулата (5.8), ние определяме стойностите на напрежението σzg, i в елементарните слоеве от правилното тегло на горните слоеве на почвата и от външното натоварване σzp, i на дълбочина z. Долните граници на сгъваемата дебелина на основата Нс се определят графично като ордината, точката на пресичане на кривата σzp с права линия 0,5σzg. За да опростим изчислението, пренебрегваме намаляването на напреженията от собственото тегло на почвата, извадена в ямата. Резултатите от изчисленията са показани в таблицата по -долу.

Долната граница на дебелината на сгъваемата основа е Hc = 0,35 м. Средното утаяване на фундамента s = 0,10 см и относителната разлика в утаяването Δs / Lu = 0,10 / 170 = 0,0006 не надвишава крайните деформации на основата на основите на сградата с дървени конструкции върху колонови основи. Съгласно точка 6.8.10, при полагане на основи над изчислената дълбочина на замръзване на вдлъбнати почви (плитки основи) е необходимо да се изчислят деформациите на измръзване на основните почви, като се вземат предвид тангенциалните и нормалните сили на издигането на замръзване.

Процедурата за изчисляване на уреждането на основите

Разрушаване на стените на къщата от неравномерно утаяване на основата

Всяка структура подлежи на слягане с течение на времето. Основата на сградата трябва да се настани в рамките на проектните граници. Ако основата на къщата е паднала равномерно по цялата площ на опората, тогава изчислението на фундаментното уреждане е направено правилно.

В противен случай, неравномерното слягане на фундамента или купчината може да доведе до деформация на носещите конструкции на конструкцията, което ще доведе до увреждане на конструкцията.

Рискът от неравномерно слягане на основите на голяма носеща площ е особено висок, поради което е необходимо точно да се изчисли допустимото утаяване на основата на сградата.

Приложение на метода

Препоръчително е да се използва методът на сумиране по слой, ако е необходимо да се определят не само основните фактори на седимента, но и вторични или допълнителни, които възникват само в конкретни ситуации.

Изчислението позволява:

1. Определете тягата на отделно стояща основа или набор от основи, разположени близо една до друга или скачени с тях.
2. Използва се при изчисляване на основи от разнородни материали. Такива параметри се показват при промени в модула на деформация с увеличаване на дълбочината.
3. По правило методът дава възможност да се изчисли тягата по няколко вертикали едновременно и тук можете да пропуснете параметрите на ъглови променливи и да използвате централните или периферните параметри. Но това може да се направи само ако основата има слоеве по целия си периметър, тяхната дебелина и структура са еднакви.

Такива валежи често се получават от съседни основи, тъй като с увеличаване на натоварването на площадката неизбежно възниква пропадане на почвата, особено при използване на мощни тежки конструкции. Но тук дизайнерите често се сблъскват с проблема за точно създаване на скици на утайки, защото е необходимо ясно да се определят точно онези сили по вертикалната ос, които са възникнали от влиянието на съседните бази.

Изчисляване на спада на лентовата основа

Проектираща схема по метода на слоево сумиране на селището на лентовата основа

Например, можете да вземете лентова основа, която има ширина 120 cm (b) и дълбочина 180 cm (d). Изграден е върху три слоя почва. Общото налягане под подметката върху почвата е 285 kPa.

Всеки слой почва има следните характеристики:

1. Ниско влажна почва със средна плътност и порьозност, основният компонент е финозърнест пясък, порьозност напр₁= 0,65, плътност γ₁ = 18,7 kN / m³, степен на деформация E₁ = 14,4 МРа.
2. Вторият слой е по-тънък и се състои от едрозърнест пясък, наситен с влага. Неговите показатели съответно са: e₂ = 0,60, γ₂ = 19,2 kN / m³ и E₂ = 18,6 МРа.
3. Следващият слой е глинеста почва, параметри J_L = 0,18, γ3 = 18,5 kN / m³ и E₃ = 15,3 МРа.

Според геодезическото обслужване и топографското заснемане подземните води в изчисления район се намират на дълбочина 3,8 метра, така че ефектът им върху основата може да се счита за почти нулев.

Така че, като се има предвид, че методът на сумиране на слой по слой е създаването на няколко графични изследвания на вертикалното напрежение в почвите, тогава е време да ги създадем, за да изчислим допустимото натоварване върху почвата.

На повърхността на земята σ_{з г} = 0, но на дълбочина 1,8 метра (ниво на подметката), σ_{zg 0} = γ₁d = 18,7Κ · 1,8 = 33,66 kPa.

Сега трябва да изчислите ординатите на диаграмата на вертикалното напрежение в ставите на няколко почвени слоя:

Също така си струва да се има предвид, че вторият слой почва е наситен с вода, така че не можете да направите без изчисляване на допустимото налягане на водния стълб:

Ysb2 = (Ys2 -Yw) / (1 + e2) = (26,6 -10,0) / ( + 0,60 1) = 10, 38kPa

Сега внимание. Примерът ясно заявява, че третият почвен слой поема не само налягането на двата горни слоя, но и водния стълб, така че тези параметри не могат да бъдат пренебрегнати.

По този начин напрежението по основата на основата ще бъде изчислено по формулата:

Допълнително налягане под подметката:

Освен това всички параметри на изследванията на напрежението трябва да бъдат избрани от изчислителните таблици на SNiP. В резултат на това се оказва, че утайката S₁ първият слой пясък ще бъде:

По -груба пясъчна тяга:

Глина:

Общото утаяване на основата, изчислено по метода за сумиране на слой по слой, ще бъде:

Съгласно параметрите, посочени в SNiP 2.02.01-83 * за конструкции, издигнати върху лентови основи, като се вземат предвид посочените видове почви, параметърът на свиване съответства на нормата.

Нюанси при изчисляване на пилотната основа

Някои характеристики на влиянието на натоварването съществуват за пилотната основа. Ето защо, помислете за пример за изчисление.

Основните показатели, които се появяват в изчисленията:

1. Радиус на купчината.
2. Дължина.
3. Количество.
4. Разстоянието, на което се поставят съседни елементи.

Този пример осигурява опростени изчисления.

Нека започнем, като попитаме какъв трябва да бъде радиусът на винтовите купчини:

• радиус 28,5 мм подходящ за огради;
• пилоти с радиус 38 мм имат носеща способност до 3 тона. Те се използват за полагане на основи за леки сгради;
• 44,5 мм - купчини, които се използват за едноетажни сгради, рамкови къщи и др. Товароносимост до 5 тона;
• с радиус 54 мм може да се използва за полагане както на едноетажни, така и на двуетажни леки сгради. Може да издържи на въздействието на товар от 7 тона.

Разстоянието между пилотите също зависи от очакваното натоварване. Ако за строителството на сграда се използват газобетон или шлакови блокове, тогава стъпката е 2 m, за по -леки рамкови конструкции, не повече от 3 m.

Изчисляване на фундамента

Има няколко начина за изчисляване на проекта на основата. Основният и най -доказан метод за определяне на окончателното, общо утаяване е методът за сумиране на утаяването на отделните слоеве. За всеки от слоевете е необходимо да се определи неговата собствена стойност на степента на деформация. Слоевете трябва да се разглеждат в рамките на определена дебелина на почвата - в сърцевината и деформациите, които се появяват под това ниво на почвата, могат да бъдат изключени. Методът за сумиране на утайката от отделни слоеве може да се използва за определяне на всяка утайка.

Уреждането може също да бъде изчислено по метода на еквивалентния слой, който позволява да се определи утаяването, като се вземе предвид ограниченото странично разширение. Еквивалентен слой е дебелина на почвата, която при условия на невъзможност за странично разширение (когато цялата повърхност е натоварена с непрекъснато натоварване), дава утайка, равна по размер на утаяването на фундамент, който има ограничени размери при натоварване със същия интензитет. Тоест в този случай пространственият проблем за изчисляване на селището може да бъде заменен с едноизмерен.

Изчисляване на спада на лентовата основа

В допълнение към метода на подреждане на слой по слой, съществуват различни методи за определяне на размера на слягане на сградата. При условията на отделена конструкция, като се вземе предвид съпротивлението на почвената основа и други сили, само използването на метода за сумиране на слой по слой ще бъде най-правилното изчисление.

Методът се основава на създаване на диаграми на напрежение в многослойна почва по всяка вертикална ос.

Изчислителни схеми за метода на добавяне на свиване на почвени слоеве

Определянето на спада на лентовия фундамент се извършва с цел:

• определят размера на спускането на монолитна лента с прикрепени други основи;
• извършват точно изчисление на утаяването на основата на сграда, издигната от различни материали;
• определят седиментния характер и физическите свойства на фундамента на сградата, които са свързани с промяна в индекса на деформация с увеличаване на дълбочината на основата.

Тази методология за изчисление определя основните индикатори за всяка комбинация от вертикални оси, с изключение на ъглови променливи, използвайки периферни стойности и централен индикатор. Това може да се направи, когато еднакви структурни слоеве на почвата лежат по периметъра на основата на конструкцията.

Схема за нанасяне на напрежение по групи вертикални оси

Обозначения съгласно SNiP 2.02.01-83:

• S е индексът на сетълмента;
• zn е средната стойност на напрежението по вертикалната ос в слоя "n";
• hn, En - дебелина на компресия и индекс на деформация на слоя "n";
• n е специфичното тегло на почвата в "n";
• hn - височина на слоя "n";
• b = 0,8 - постоянен коефициент.

Ширината на лентовата монолитна основа е 1200 мм (б), дълбочината на основата ще бъде 1800 мм (г).

Видео "Изчисляване на устойчивостта на почвата":

Пример за определяне на размера на утаяване на ивична основа

Общото натоварване на почвата от теглото на сградата ще бъде 285 000 kg • m - 1 • s - 2. За всеки слой се отбелязват следните стойности:

1. Горният слой е суха почва (фин пясък, с индекси на порьозност e1 = 0,65; плътност y1 = 18,70 kN / m³, индекс на компресия E1 = 14 400 000 kg • m - 1s - 2).
2. Средният слой е мокър едър пясък със съответните показатели: e₂= 0,60, γ₂ = 19,20 kN / m³; E₂ = 18 600 000 кг • m - 1s - 2.
3. Долният почвен слой е глинест със съответните стойности: e₃ = 0,180; y₃ = 18,50 kN / m³; E3 = 15300000 кг • m - 1s - 2.

Почвени слоеве с различни скорости на свиване

Резултатите от проучванията на почвата са взети от местната геоложка и геодезическа администрация. Подземните води в района на развитие са на 3800 мм от повърхността на земята. дълбочината на подземните води от такъв мащаб няма значение дори за заровената основа на сградата. В този случай въздействието на подземните води върху селището на сградата се счита за оскъдно, тоест практически няма.

За да се начертае диаграма с диаграми и да се изчислят критичните натоварвания върху почвата, действията се извършват в съответствие с SNiP 2.02.01-83.

В резултат на това се получават следните показатели за всеки почвен слой: S₁ = 11,5 мм; С_{2 =} 13.7 мм; С₃ = 1,6 мм.

Общото слягане на строителната база ще бъде:

S = S₁ + S₂ + S₃ = 11,5 + 13,7 + 1,6 = 26,8 мм.

Изчисляване на утаяването на пилотната основа

Утаяването на пилотната основа се определя по метода на сумиране по слой.

Изглед към пилотната основа на сградата

Пълното изчисление на утаяването на пилотната основа се извършва от проектантската организация в продължение на няколко дни до 2 седмици. Дизайнерите използват специални компютърни програми. Почти невъзможно е човек, който няма специално образование, да направи това сам.

Възможно е да се изчисли уреждането на пилотната основа на малка частна къща по опростен начин, което е по силите на всеки предприемач.

Използвайки оформленията на различни видове купчини и формули за проектиране, посочени в SP 24.13330.2011, е възможно да се определи както размерът на утаяването на една купчина, така и степента на слягане на цялото поле на купчината.

Използват се различни методи за определяне на селищните стойности на различни видове основи, главно за големи промишлени и граждански съоръжения.

Характеристики на изчисляване на натоварването от вида на основата

След като вземете решение за дълбочината на основата, е необходимо да изчислите нейната ширина и други параметри в зависимост от нейния тип. Преди да изчислим натоварването върху основата, ние определяме дълбочината на нейната основа, като вземем предвид вида на почвата. След това се опитваме да определим останалите параметри. За целта събираме товари:

• материали, от които ще бъдат издигнати стените;
• дървени конструкции, греди, греди;
• материали, използвани за покрива;
• приблизително тегло на мебелите и хората, които ще живеят в къщата.

След като се определят всички компоненти, е необходимо да се изчисли количеството материал и неговото тегло. Получените резултати се умножават по индекса на надеждност на статичното натоварване. За всеки вид е различно:

• метал - 1,05;
• дърво - 1,1;
• заводски стоманобетон - 1,2;
• самоделен стоманобетон - 1,3;
• полезни товари - 1,2;
• натоварване от сняг - 1.4.

Няколко съвета за полагане на основата

Много, особено начинаещите строители, опитвайки се да подобрят качеството и надеждността на основата, правят някои грешки. Нека се опитаме да посочим основните нюанси:

Чрез увеличаване на височината на основната лента може да се постигне висока степен на твърдост. Но този показател не винаги води до положителни резултати и намалява въздействието на натоварванията върху него. Необходимо е да се извърши укрепването на основите, което увеличава степента на напрежение. Основата трябва да бъде направена гъвкава, като по този начин се намали коефициентът на твърдост.
Трудно е да се изчислят деформациите, дължащи се на натоварването, които са причинени от фактори като замръзване или влияние на подземните води. Те могат да се променят с течение на времето. Затова е най -добре да се свържете със специалист, който да определи вида на почвата и влиянието на климатичните условия.

За да предотвратите появата на деформации на основата, трябва да обърнете внимание на мерки за укрепване както на самата основа, така и на мазето със стени.
За да се намали въздействието върху замръзване през зимата и демисезонна влага, се препоръчва да се извършат редица мерки за изолация и хидроизолация. В случай, че те са планирани, тогава този фактор трябва да се вземе предвид при изчисляване на товара.

Ако сте започнали тази важна задача сами, тогава можете да използвате специални програми като Lear. Това е компютърна програма, която ви позволява да извършвате строителни изчисления. Необходимо е само да въведете всички параметри правилно и техниката ще изчисли и ще даде резултат: изчисляване на основата с хоризонтално натоварване, площта на подметката и дебелината на възглавницата. Плюс това, това е чудесен тест за вашите собствени изчисления. Не забравяйте за онлайн калкулаторите.

Максимално допустимо утаяване на основи

Към днешна дата няма убедително обоснована стандартна стойност на максимално допустимото допълнително уреждане на сгради. Обикновено регламентите не правят разлика между първоначалната, получена по време на строителството, и допълнителната тяга. Според документите максималната средна тяга на тухлена сграда е приблизително 10-12 см.

Заслужава да се отбележи, че първоначалното утаяване на основата върху хомогенна почвена основа е равномерно по мястото на строителството, поради което дори при голямо допустимо средно утаяване (10-12 см), изискванията за неравномерно утаяване също са изпълнени. И както знаете, резултатът от неравностите е изкривяване на сградата и появата на пукнатини.

Според стандартите максимално допустимата тяга за сгради от 1 -ва категория на техническо състояние е 5 см, а за сгради от 2 -ра и 3 -та категория, които вече имат деформации - 3 и 2 см.

Както показват наблюденията, тухлените сгради от 1 -ва и 2 -ра категория състояние с локална допълнителна тяга от 5 см могат да получат сериозни щети. През стените ще се образуват пукнатини, а когато се появи вертикална пукнатина, отварянето й е сравнимо с размера на утаяването. Преместването на сглобяеми подови плочи в този случай по опорните зони е много близо до границата. В този случай обновяването на сградата ще изисква изселване на наемателите, избирателно подсилване на конструкцията и възстановяване на интериорния и екстериорния декор. При валежи от 3 и 2 см ще са необходими по -малки ремонти. И така, може ли проект за фундамент от 2-5 см да се счита за допустим? Разбира се, ако липсата на срутване на конструкциите се приема като критерий за допустимост и е невъзможно, ако критерият за допустимост е липсата на повреди, които изискват ремонт.

Първоначални данни

Помощ и приети символи (щракнете, за да отворите / затворите)

При изчисленията се приемат следните мерни единици: тонове, метри.

Съгласно SP 22.13330.2011, коефициентът към естественото налягане за определяне на дълбочината на компресионните слоеве се приема равен на 0,5. Корекцията на коефициента до стойност 0,2 се извършва автоматично в случай, когато долната граница на свиваемия слой е в почвения слой с модул на деформация E 2

Ако в дълбочината на свиваемите слоеве има слой почва с модул на деформация E> 10000 t / m2, тогава той се издига до покрива на тази почва

Когато се посочи, че слоят е напоен, следващият слой без вода се поема от аквилюида, за да се получи съответния скок върху графика на естественото налягане. В този случай обозначението на слоя под формата на ограничаващ слой в обобщената таблица не се показва без подробна разбивка.

Легенда:

E_i - модул на деформация на съставящия почвен слой, t / m2

к_{E, e, i} - множителят към модула на деформация за преминаване към модула на деформация по вторичния клон (за структури с нормално ниво на отговорност е позволено да се приеме равно на 5.0)

γ_i - специфично тегло на почвата, t / m3

γ_{s, i} - специфично тегло на почвените частици, t / m3

з_i - дебелина на слоя жлеб, m

e - коефициент на порьозност

Данните за първия слой са дадени като пример.

Проектно натоварване върху основата F_z (T):

Коефициент на естествено налягане за определяне на дълбочината на компресионните слоеве (от 0,2 до 1,0, според SP се препоръчва да се вземе 0,5):

Допълнително налягане към графика на естественото налягане (t / m2):

Формуляр за фондация:

• Кръг
• Правоъгълна

Дълбочина на фундамента (m):

Ширина или диаметър на основата (m):

Дължина на основата (m, само за правоъгълен тип):

Брой почвени слоеве (n ≤ 10):

Причини за появата на фундаментално уреждане

Съставът на почвата е една от най -важните причини, поради които се появява утайката от основата на къщата. Почвата е разделена на видове и всеки има своя собствена сила. Най -трайните видове почвена покривка са камениста почва и дисперсна почва. По друг начин тези почви се наричат ​​несвързани, тъй като те няма да задържат влагата в себе си.

Първият тип почва се основава на монолити, а вторият тип се състои от минерални зърна с различни размери.Но има свързани видове почва, те абсорбират и задържат влагата, следователно основният компонент на тези видове почвена покривка е глина, поради което почвеният слой придобива свойството на подвижност и деформация. В студения сезон влагата, съдържаща се в тези видове почви, замръзва и почвеният слой се разширява. Първата причина е сплотен слой почва. Втората причина са конструктивните характеристики на основата на къщата. Третата причина е неправилно разпределеното налягане на стените върху основата. При изграждането на къща трябва да се вземат предвид всички тези фактори, за да не се сблъскате с този проблем в бъдеще.

Данни за състава на почвения масив на основата

Слой 1

E_i (t / m2):

к_{E, e, i}:

γ_i (t / m3):

з_i (м):

γ_{s, i} (t / m3):

д:

Наличие на вода: Без вода ВодонаситенВодоустойчив

Слой 2

E_i (t / m2):

к_{E, e, i}:

γ_i (t / m3):

з_i (м):

γ_{s, i} (t / m3):

д:

Наличие на вода: Без вода ВодонаситенВодоустойчив

Слой 3

E_i (t / m2):

к_{E, e, i}:

γ_i (t / m3):

з_i (м):

γ_{s, i} (t / m3):

д:

Наличие на вода: Без вода ВодонаситенВодоустойчив

Слой 4

E_i (t / m2):

к_{E, e, i}:

γ_i (t / m3):

з_i (м):

γ_{s, i} (t / m3):

д:

Наличие на вода: Без вода ВодонаситенВодоустойчив

Слой 5

E_i (t / m2):

к_{E, e, i}:

γ_i (t / m3):

з_i (м):

γ_{s, i} (t / m3):

д:

Наличие на вода: Без вода ВодонаситенВодоустойчив

Слой 6

E_i (t / m2):

к_{E, e, i}:

γ_i (t / m3):

з_i (м):

γ_{s, i} (t / m3):

д:

Наличие на вода: Без вода ВодонаситенВодоустойчив

Легло 7

E_i (t / m2):

к_{E, e, i}:

γ_i (t / m3):

з_i (м):

γ_{s, i} (t / m3):

д:

Наличие на вода: Без вода ВодонаситенВодоустойчив

Легло 8

E_i (t / m2):

к_{E, e, i}:

γ_i (t / m3):

з_i (м):

γ_{s, i} (t / m3):

д:

Наличие на вода: Без вода ВодонаситенВодоустойчив

Легло 9

E_i (t / m2):

к_{E, e, i}:

γ_i (t / m3):

з_i (м):

γ_{s, i} (t / m3):

д:

Наличие на вода: Без вода ВодонаситенВодоустойчив

Легло 10

E_i (t / m2):

к_{E, e, i}:

γ_i (t / m3):

з_i (м):

γ_{s, i} (t / m3):

д:

Наличие на вода: Без вода ВодонаситенВодоустойчив

Характеристики на изчисляване на натоварването на MZGF

Плитката основа има свои характеристики при изчисленията. Необходимо е правилно да се определи какви натоварвания може да издържи дадена основа. Изчисляването на плитка ивична основа се основава на определени правила:

• е необходимо да се определи дълбочината на полагане въз основа на степента на влияние на геоложките фактори, тоест дълбочината на замръзване на почвата и образуването на подземни води;
• над земята, максимално допустимата височина на лентата е 4 ширини, но в същото време тя не надвишава дълбочината на основата;
• правилно изчислете ширината на подметката. За целта използвайте формулата D = g / R. D е ширината на подметката, g е събирането на натоварвания върху лентовия фундамент, R е съпротивлението на почвата, чиито показатели са различни за всеки тип почва.
• след това пристъпваме към изчисляване на дебелината на възглавницата за плитка основа. Този показател се влияе от степента на здравина на почвата. Формула за изчисляване на t = 2.5 * D * (1-1.2 * R * D / g). За нестабилни и проблемни почви е по-добре да използвате следната формула t = (A-C * D * g) / (1-0.4 * C * W * (g / D)). A, C, W - коефициенти, които могат да бъдат определени от таблиците по -долу.

Следващата таблица дава стойността на коефициента W. Числителят показва стойността за плитка основа от 30 см, в знаменателя - за основи, които не са заровени.