Les fondations et les fondations sont conçues pour être stables et durables. Le calcul de la fondation se fait en tenant compte de la capacité portante et de la déformation du sol pour déterminer la structure et les dimensions optimales. L'appui sous l'action des charges est quelque peu déplacé, ce qui est inacceptable selon les normes d'exploitation du bâtiment. De ce fait, les fondations sont calculées par la méthode des états limites, de sorte qu'une petite augmentation des efforts conduit à la destruction.
- Influence du sol sur la profondeur de la fondation
- Que comprend le calcul de la fondation?
- Calcul de la capacité portante du sol
- Calcul de la déformation du sol
- Les principales étapes du calcul
- Détermination du poids des structures de la maison
- Détermination des dimensions de la fondation
- Correction des dimensions de la fondation
- Comment déterminer vous-même le type de sol sur le site
- Un exemple de calcul d'une fondation en bande
Influence du sol sur la profondeur de la fondation
La profondeur dans le sol dépend du type de structure et de sa structure. Pour le calcul, les charges agissant sur la base sont collectées. Les conditions géologiques, le degré de soulèvement du sol, la sédimentation et le gel sont des indicateurs importants pour le calcul de la fondation. La profondeur de pose n'est pas inférieure à 0,5 m (hors rochers).
Dans chaque cas, l'approfondissement est calculé selon des règles individuelles de manière à prendre la valeur minimale pour réduire le volume d'excavation, pour réduire les travaux de restructuration du sol en dessous de la base de l'excavation. L'évacuation de l'eau du site est simplifiée lors du choix du degré optimal d'approfondissement de la base dans le sol.
Règles de profondeur de pose :
- la semelle s'enfonce de 10 à 15 cm dans l'épaisseur de la couche de roulement;
- la présence d'une faible épaisseur sous la base de la base n'est pas autorisée si ses caractéristiques techniques sont inférieures aux propriétés de la sous-couche ;
- le signet est fait au-dessus du niveau de la montée du fluide du sol pour exclure les travaux d'assèchement pendant la construction.
La taille de l'approfondissement des fondations est attribuée sans tenir compte du degré de gel sous les murs intérieurs des bâtiments avec chauffage, si les sols sont protégés de l'humidité du début de la construction jusqu'à la mise en service.
Que comprend le calcul de la fondation?
Le concepteur collecte les charges de la structure du sol et sélectionne la structure de base. La partie souterraine du bâtiment fonctionne en conjonction avec le sol, de sorte que les caractéristiques du sol sont également prises en compte, par exemple, sa capacité à résister à des forces extrêmes.
Le calcul de la fondation comprend les parties suivantes :
- calcul de la résistance aux charges (capacité portante);
- calcul de la déformation du sol.
La conception se déroule dans une phase distincte ou dans le cadre d'un projet clé en main. Les conceptions de fondation suivantes sont utilisées :
- ruban (béton armé monolithique ou préfabriqué);
- colonnes avec ou sans poutres;
- pile;
- à partir de dalles;
- autres types.
Avant le début du calcul, le concepteur doit disposer des conditions de construction pour la construction, des caractéristiques géodésiques et techniques du site objet, des indicateurs climatiques dans la région. Le spécialiste travaille avec des dessins architecturaux et des sections détaillées d'unités, utilise des informations sur les caractéristiques technologiques et de conception de la structure.
Le concepteur donne une liste des charges perçues par la fondation et propose par écrit des options lors du choix de son type. Le projet comprend des dessins généraux et détaillés avec une description de la base, des marques de profondeur et des dimensions globales. La spécification des matériaux, le calcul du béton pour la fondation, les exigences pour le renforcement et la conception du support sont donnés.
Calcul de la capacité portante du sol
Formule S H> Poù:
- S - surface unique, m² ;
- H - capacité portante, kg / m²;
- P - masse de la structure toutes charges confondues, kg.
Le calcul de la fondation de la maison est effectué selon la méthode suivante:
- l'indicateur de résistance du sol aux charges est déterminé;
- le poids total de la structure est calculé ;
- la quantité de pression sur le sol est trouvée;
- la charge et la capacité portante de la terre sont comparées, des corrections sont apportées aux paramètres dimensionnels.
La masse de neige sur le toit peut être calculée par la densité de la couverture. Par exemple, dans la voie du milieu, le chiffre est de 100 kg/m². S'il y a un objet non standard dans le bâtiment, par exemple une piscine, son poids est ajouté à la masse totale.
Le poids des personnes pour une maison de campagne, un appartement en ville et un chalet est calculé par la formuleRl. = 400 kg/m² · Sp., où:
- Rl. - poids des personnes, kg ;
- SP. - surface de la maison, m².
En conséquence, le bon équilibre d'indicateurs est choisi pour assurer la stabilité et la solidité de la maison. Le calcul exclut le déplacement de la semelle et le renversement de la structure.
La conception prend en compte la direction des charges, comme inclinée, verticale ou horizontale. Pour cela, on utilise les coefficients qui se trouvent dans les ouvrages de référence du designer et du designer.
Calcul de la déformation du sol
Quelques significations :
- gravier avec agrégat sableux ou argilo-limoneux - 4 - 5 kg / cm²;
- pierre concassée avec une charge similaire - 4,5 - 6 kg / cm²;
- sables grossiers et moyens de densité moyenne et élevée - 2,5 - 4,5 kg / cm²;
- sables poussiéreux et fins à faible humidité et humide - 1,5 - 2 kg / cm².
- loam sableux (porosité 0,3 - 0,7) - 2 - 4 kg / cm²;
- terreau - 1 - 4 kg / cm²;
- argile - 1 - 9 kg / cm².
Si la fondation s'approfondit à moins de 1,5 m, la densité sous la limite inférieure sera différente. Pour le calcul, la formule est appliquée R = 0,005 Ro (100 + h / 3)où:
- Ro - valeur du tableau pour une profondeur de 1,5 m ;
- H - profondeur estimée.
Les déformations des supports de construction sont sédimentaires et d'affaissement. Le premier type comprend les notions : affaissement total, moyen ou supplémentaire sous charge, qui est déterminé par le nombre de sections modifiées. Des déformations supplémentaires sont causées par le mouillage par la pluie et la neige fondue, avec une zone aveugle mal exécutée autour de la maison. Les fondations se tassent en raison de l'action dynamique des équipements, des fuites d'eaux usées, de l'approvisionnement en eau.
Affaissement - déformations défaillantes, dans lesquelles le sol changera radicalement. Pour les éviter, les sols sablonneux ressemblant à du loess et meubles sont compactés, les sols gelés sont dégelés.
Les principales étapes du calcul
Lors de la conception, il est supposé que la charge du poids de la structure est répartie uniformément sur la zone de support. Dans les sols humides limoneux et argileux, le liquide gèle rapidement, le sol gonfle. Cette caractéristique de ces types affecte négativement la capacité portante.
Une élévation élevée des eaux du sol agit de la même manière si la profondeur de congélation est beaucoup plus faible. L'inégalité de ce processus entraîne une déformation des fondations et l'apparition de fissures. Par conséquent, la maison doit être réparée dans 2 à 3 ans.
Le calcul de la fondation en bande comporte les étapes suivantes :
- trouver la masse d'un bâtiment en collectant des charges utiles et nuisibles sur les éléments structurels de la maison ;
- choix de tailles de support;
- ajustement des dimensions après le calcul final et vérification des paramètres.
Les erreurs de conception résident dans le fait que la profondeur de la fondation attenante est rendue plus profonde que la semelle du support de la structure existante.La solidité de la fondation souffre si elle est réalisée à une faible profondeur (50 cm) du niveau du sol en béton cellulaire, que l'on trouve souvent dans un garage ou des structures similaires. Il ne devrait pas être permis que les efforts soient redistribués à la base de la maison, qui sont supérieurs à la caractéristique de portance de la pièce de support.
Détermination du poids des structures de la maison
Pour commencer, le type de sol et la hauteur de la stagnation des eaux du sol pour la région de construction sont déterminés. Les matériaux qui sont utilisés pour la construction de la charpente du bâtiment, de la toiture, de la décoration extérieure et intérieure sont pris en compte. La disposition du bâtiment, son nombre d'étages et le type de toiture sont tirés de plans d'architecture et de construction.
La masse approximative de la maison est constituée de charges permanentes et temporaires. La constante comprend le propre poids des murs, des toits, des plafonds. La pression de la terre et de l'eau du sol sur les parois latérales de la base est prise en compte.
La charge vive est :
- long terme;
- court terme;
- type particulier.
La pression à long terme fait référence à la force transmise par l'équipement, à l'effet du poids des matériaux stockés dans l'entrepôt, aux meubles. Une force à court terme se produit lorsque des personnes sont trouvées, la charge comprend le poids des mécanismes de levage dans les halls de production, l'effet de la neige et du vent sur le toit.
Un type spécial comprend les urgences, les effets sismiques, les changements dans les efforts lors de l'affaissement du sol à partir des chantiers miniers. Il n'est possible de calculer correctement la fondation en bande qu'après avoir collecté les charges dans les combinaisons les plus défavorables, qui montrent les positions les plus dangereuses.
Détermination des dimensions de la fondation
La taille de la fondation est considérée comme standard (500 mm) pour les chalets d'été à deux étages ou à un étage, car la charge du bâtiment est faible et le sol ne se tasse pas avec le temps. Les experts recommandent des supports colonnaires sans augmenter de manière significative les dimensions horizontales. S'il est nécessaire d'augmenter la capacité portante, la partie inférieure du support se dilate et le poteau prend la forme d'un verre renversé.
Dans d'autres cas, les dimensions de la base dépendent de l'épaisseur des murs de la maison et de la profondeur de gel du sol en hiver. Pour un bâtiment lourd de murs en briques (500 mm) et de sols en béton armé, une fondation monolithique en bande avec armature est réalisée ou des blocs préfabriqués sont utilisés. Dans un bâtiment avec sous-sol, un type de ruban est également fabriqué, mais la base est approfondie sous le sous-sol. L'épaisseur du ruban est similaire à la taille du mur.
Correction des dimensions de la fondation
La correction et le dimensionnement sont effectués pour sélectionner l'option la plus rentable afin de calculer correctement le béton de la fondation en fonction des dimensions de base sélectionnées. Si la capacité portante obtenue dépasse la charge de conception de la structure de 15 à 20 %, afin d'économiser les dimensions du support, vous pouvez la réduire.
Les dimensions corrigées en largeur et en longueur sont vérifiées par un nouveau calcul. Le fait est pris en compte que lors de la collecte de charges, il convient de prendre en compte la cylindrée modifiée de la fondation et son poids réduit.
Le calcul final est effectué selon la formule H> kP / (dR)où:
- H - capacité portante, dépend de la taille de la base;
- à - le coefficient de calcul de la fiabilité est constamment égal à 1,2 ;
- R - la charge de la maison, calculée comme l'ensemble des efforts ;
- ré - coefficient tabulaire, dépendant du type de sol et du type d'ouvrage ;
- R - résistance du sol, tirée du tableau.
La seule surface de la bande de base est considérée comme la multiplication de la largeur de la bande par la longueur totale de la structure. Lors de la correction de la longueur du ruban de support, il ne sera pas possible de réduire, par conséquent, ils fonctionnent avec une taille en largeur. La correction d'un type colonnaire signifie la sélection du nombre de verres et la modification de leurs dimensions.
Comment déterminer vous-même le type de sol sur le site
Méthode de détermination visuelle :
- Le sol argileux, lorsqu'il est frotté à l'état sec, donne une sensation poudreuse, les grumeaux sont difficiles à écraser. L'argile humidifiée reste molle et plastique, s'étale sur les doigts, se roule en saucisse. Le gâteau plat lorsqu'il est pressé est obtenu sans fissures sur les bords.
- Les loams sous forme sèche donnent la sensation de grains de sable, les grumeaux s'effritent facilement à l'impact. La masse humide roule dans la saucisse, mais lorsqu'elle est pliée, elle se fissure et le gâteau est obtenu avec des fissures sur les bords.
- Un sol de loam sableux à l'état sec ressemble à de la farine ou de la poussière. La masse humide forme des grumeaux de faible résistance, qui s'effritent. La masse humide manque de plasticité, elle ne roule pas en anneau, ne s'aplatit pas en galette.
Le sable est une masse meuble sans lien entre les particules fines. A l'état sec, il se réveille entre les doigts, et à l'état humide, il n'y a pas de plasticité, de collant et de cohésion.
Un exemple de calcul d'une fondation en bande
Pour le calcul, une section d'une longueur de 1 m est sélectionnée.Les forces agissant sur cette pièce sont déterminées en divisant la charge totale du bâtiment par la surface requise. À la suite du calcul, la largeur de la base sera obtenue, le rapport de la pression spécifique sur le sol sous la section de la bande et la résistance de la terre sera vérifié.
Exemple : La charge d'un bâtiment est calculée en collectant les efforts. L'indicateur de la résistance de calcul est contenu dans le tableau DBN B.1.2. - 10 - 2009. La masse totale de la structure est de 238 t divisée par la surface de base de la section de ceinture de 21,4 m2 et la pression sous la semelle est de 11,12 t / m2. On peut voir dans le tableau qu'un indice de sol calculé similaire est de 20,0 t / m2, ce qui signifie que la fondation avec les dimensions sélectionnées fonctionnera de manière fiable et ne se tassera pas sous la charge, tandis que la marge de sécurité requise est définie.
