Jak poprawnie obliczyć obciążenie fundamentu?

Ciężar budynku, mebli, jednostek oddziałuje na podstawę, podpora konstrukcji odbiera napór wiatru i śniegu. W tych warunkach prawidłowe obliczenie obciążenia fundamentu jest niezbędne do zapewnienia wytrzymałości. Obliczana jest powierzchnia podstawy, która przenosi siły na grunt, biorąc pod uwagę właściwości gruntu i jego nośność. Obliczenia określają głębokość układania, konfigurację klatki zbrojeniowej w betonie oraz średnicę prętów.

Wymagane parametry do obliczenia obciążenia na fundamencie

Celem obliczeń jest dobranie wymiarów fundamentu i jego przestrzennego położenia w gruncie w celu ograniczenia przesunięć, przemieszczeń fundamentu i konstrukcji gruntowych. Wybór powierzchni podeszwy i głębokości układania wpływa na warunki pracy konstrukcji bez osiadania, rolek, zmian w znakach konstrukcyjnych elementów konstrukcyjnych.

Przed obliczeniem obciążenia fundamentu należy wziąć pod uwagę parametry:

• struktura budynku i jego przeznaczenie;
• wysokość w gruncie fundamentów sąsiednich budynków, głębokość układania rur przechodzącej komunikacji;
• odciążenie terenu budowy;
• warunki geologiczne terenu, uwzględniające możliwą dynamikę: właściwości gleby, obecność kawern wietrzeniowych i jam krasowych, położenie i miąższość warstw;
• możliwy wpływ budowy i eksploatacji budynku na zmiany właściwości gleby;
• prawdopodobieństwo erozji gleby w pobliżu stosów konstrukcji wzniesionych w środowisku wodnym;
• głębokość zamarzania gleby i oznaka wilgotności gruntu.

Wytrzymałość fundamentu i jego odporność na pękanie sprawdzane są obliczeniami, które wykonuje się na podstawie odbioru obciążeń z części nadziemnej. Wysokość podstawy i stopień zanurzenia w gruncie dobiera się porównując wskaźniki techniczno-ekonomiczne z innymi opcjami.

Obliczanie obciążenia fundamentu

Obciążenie z dachu obejmuje masę pokrycia np. mauerlat, wiązary drewniane i żelbetowe, płyty stropowe, a także krokwie, łaty i elementy konstrukcji dachu. Dodatkowo obliczane są napory śniegu i wiatru, których wartość zależy od nachylenia dachu i wyrażana jest za pomocą współczynników tabelarycznych. Dodaje się wagę ludzi do konserwacji dachu, co odpowiada 100 kg/m2.

Przekrój płyty zawiera sumaryczną masę paneli, belek, materiałów wykończeniowych. Obciążenie jest dodawane z mebli domowych, ludzi, sprzętu, przegród tymczasowych i stałych. Ciężar domu obejmuje wiele urządzeń hydraulicznych, a także rury komunikacyjne.

Ciężar podłogi pierwszego poziomu konstrukcji jest brany pod uwagę przy zbieraniu wysiłków, stosuje się współczynniki przejścia, dla których brana jest pod uwagę zasada jej budowy:

• na ziemi;
• z oparciem na ścianach lub fundamentach.

W przekroju elementów pionowych brana jest pod uwagę masa ścian nośnych, słupów, wykuszy, balkonów i innych konstrukcji szkieletowych budynku. Aby obliczyć masę ścian, musisz określić ich objętość i pomnożyć przez masę objętościową materiału produkcyjnego.

Całkowite siły przenoszone są na podstawę i zależą od obszaru obciążenia. W przypadku ścian wskaźnik oblicza się według powierzchni jednego metra bieżącego ściany, a następnie mnoży się przez obciążenie w kg / m² - uzyskuje się masę, która jest przenoszona na fundament.

Podstawa w paski

Całkowite obciążenie jest określane przez końcowe zsumowanie wysiłków, podczas gdy boki, na których spoczywa dach, doświadczają największego nacisku. Zgodnie z tabelami SNiP 202.01-1983 przyjmuje się warunkowy dopuszczalny opór gruntu (kg / m²) i porównuje z uzyskaną rzeczywistą wartością masy na jednostkę powierzchni (kg / m²), podczas gdy pierwszy wskaźnik powinien być większy niż druga.

Obszar podeszwy znajduje się według wzoru S> a F / (b R)gdzie:

• S jest obliczonym wskaźnikiem powierzchni podstawy fundamentu pasowego, cm²;
• za - współczynnik bezpieczeństwa wynosi 1,2;
• fa - obciążenie podstawy z budynku;
• b - współczynnik warunków eksploatacji, zależny jednocześnie od rodzaju gruntu i typu budynku (w tabelach);
• R - obliczony opór gruntu, kg / cm².

Ostatni wskaźnik jest używany bez zmian, jeśli fundament jest zakopany 1,5 - 2,0 metry. W przypadku płytszego nurkowania wartość z tabeli jest przeliczana według wzoru Rm = 0,005 R (100 = h / 3), gdzie h jest głębokością osadzenia, a R zabrane ze stołu.

Jeśli obciążenie nie odpowiada rodzajowi gruntu, projekt dostosowujemy, zastępując ciężkie materiały lekkimi. W przeciwnym razie zwiększa się szerokość podeszwy podstawy. Zmiana materiału pokrycia lub ścian pociąga za sobą przekształcenie szeregu parametrów i współczynników. Często uciekają się do drugiej metody, biorąc pod uwagę koszty pracy przy produkcji cyklu zerowego.

Fundament kolumny

Obciążenie z takiej podstawy jest uważane za jedno podparcie i mnożone przez liczbę filarów. Objętość podparcia jest określana jako iloczyn powierzchni podeszwy przez długość elementu pionowego. Wynik mnoży się przez wagę objętościową materiału (częściej betonu). Dodaj masę metalowej ramy do podstawy.

Całkowite obciążenie (obliczenie masy domu) porównuje się z wartością tabelaryczną oporu gruntu. Jeśli fundament nie spełnia wymagań, wykonuje się więcej słupków lub zwiększa się pole przekroju podpory.

Formuła jest używana S = 1,3 P / R obliczyć całkowitą powierzchnię podeszew słupków, gdzie:

• 1,3 - współczynnik bezpieczeństwa;
• P - waga konstrukcji z podstawą, kg;
• R - obliczona odporność gruntu, uzyskana z tabel SNiP, kg / cm².

Na powierzchni ziemi zmniejsza się nośność gruntu, a wartość tabelaryczna pokazuje wartość na głębokości 1,5 - 2,0 m, dlatego dokonuje się korekty. Liczbę filarów i ich przekrój ustala się po ostatecznym obliczeniu całkowitej powierzchni dla wszystkich filarów. Ciężkie budynki obciążają słabe i niestabilne grunty, dlatego znacznie zwiększa się przekrój stopy podpory.

W przypadku przedłużenia liczba filarów jest rozpatrywana osobno, więc obszar stopy i liczba elementów różnią się od głównej konstrukcji.

Fundament palowy

Objętość stosu określa się mnożąc powierzchnię podstawy przez długość elementu. Przekrój prostokątnego pręta oblicza się, mnożąc szerokość i długość, a dla okrągłego stosu znajduje się wzór S = r 3,14 (r - średnica koła). Kubatura jednej podpory jest mnożona przez liczbę elementów i uzyskuje się całkowitą objętość fundamentu palowego. Masę określa się jako iloczyn kubatury i masy objętościowej materiału pala.

Pręty mogą być połączone rusztem lub podtrzymywać monolityczną płytę. Masę tych elementów oblicza się w ten sam sposób i dodaje się do masy stosów. Obciążenie na 1 cm² gruntu określa się dzieląc masę budynku (z fundamentami) przez nośną powierzchnię przekroju podstawy. Otrzymana wartość jest porównywana z indeksem tabeli normatywnej.

Formuła jest używana D = S Rgdzie:

• S - całkowita powierzchnia podeszew palowych;
• R - obliczeniowa rezystancja uziemienia na poziomie pręta pionowego.

Określ zdolność pręta do opierania się siłom i do jakiego stopnia można go obciążyć. Parametr zależy od rodzaju pala i kategorii gruntu. Standardowy rozmiar elementów jest ściśle przestrzegany i znacznie trudniej jest ocenić właściwości gleby, czasami zaprasza się do tego specjalistę technicznego.

Obliczenie obciążenia pala śrubowego dla fundamentu wyraża się wzorem W = D / kgdzie:

• W - wartość siły operacyjnej, którą element pionowy może wytrzymać;
• re - obliczony wskaźnik zdolności elementu zaczerpnięty z tabeli;
• k - współczynnik wytrzymałości.

Przekrój i długość pala dobiera się z uwzględnieniem stabilności gruntu. W niektórych regionach solidny fundament leży głębiej niż trzy metry i podstawa pręta może do niego nie sięgać. W takim przypadku wiszące pale stosuje się po geologicznej eksploracji terenu.

Analiza gleby

Lepiej zamówić badanie u specjalistów, którzy wiercą studnie na różnych głębokościach i pobierają próbki do badań laboratoryjnych właściwości fizycznych i mechanicznych. Na powierzchni znajduje się warstwa żyznej gleby, następnie znajduje się gleba nośna, na której spoczywa fundament.

Główne rodzaje gleb:

• skalisty;
• zamrożone z odrobiną lodu;
• rozproszone;
• technogeniczny z wypełnieniem i obszarami aluwialnymi.

Możesz samodzielnie określić kategorię gleby, kopiąc studnie w rogach przyszłego domu. Należy pamiętać, że nadmierne zużycie materiałów powoduje niepotrzebne marnotrawstwo, natomiast słaba podstawa powoduje zniszczenie konstrukcji.

Garść gleby zwilża się wodą i zwija w linę o średnicy około 1 cm, a powstałą próbkę zwija się w pierścień.

Wyniki:

• opaska uciskowa rozpada się - piasek;
• toczy się, ale raczej krucha - glina piaszczysta;
• sznurek jest uzyskiwany, ale nie składa się w pierścień - lekka glina;
• wygina się w okrąg, ale na powierzchni są pęknięcia - ciężka glina, zbliżona do gliny;
• lepka opaska uciskowa nie pęka po zgięciu - glina.

Poziom cieczy gruntowej określają ślady wody na ścianach piwnicy u sąsiadów. Głębokość zamarzania jest pobierana z odniesienia dla obszaru budowy.

Wyznaczanie nośności gruntu

Charakterystyka wpływa na wysokość fundamentu i powierzchnię jego podstawy i jest determinowana właściwościami gruntu. Gleby mokre są bardziej niestabilne i mniej trwałe. Piaski średniej i dużej frakcji nie zmieniają swoich właściwości po zwilżeniu.

Rodzaj gleby można określić samodzielnie, ale jej nośność jest regulowana w tabelach referencyjnych dokumentów regulacyjnych. Grunt pod domem może składać się z kilku warstw, dlatego akceptują kategorię, która przeważa nad pozostałymi warstwami.

Wilgotność określa oko. Jeżeli woda nie dociera do wykopanej studni lub dołka i nie gromadzi się tam, gleba jest klasyfikowana jako sucha. Pojawienie się wilgoci na dnie wskazuje, że zbliża się poziom cieczy gruntowej, a ziemia jest uważana za nasyconą wilgocią.

Gęstość gleby zmienia się wraz z głębokością, ponieważ gleba naciska na leżące poniżej warstwy i ściska je. Ziemia na głębokości 1 m jest uważana za gęstą przy badaniu nośności. W przypadku braku danych geologiczno-eksploracyjnych i wskaźników tabelarycznych zakłada się zdolność wytrzymania obciążeń na poziomie 2 kg/cm².