Jak poprawnie obliczyć fundament

Treść artykułu

• Głębokość fundamentu
• Obliczanie fundamentów listwowych według wzorów
• Obciążenia i uderzenia
• Określenie szerokości podeszwy
• Obliczanie fundamentów listwowych zgodnie z harmonogramem

Fundamentem jest konstrukcja budynku poniżej rzutu kondygnacji. Jego celem jest przeniesienie obciążeń z całej konstrukcji na fundament gruntowy. Obciążona gleba może zmieniać swoją strukturę, powodując odkształcenia w budynkach, których limit jest ograniczony normami. Prawidłowo wykonane obliczenia fundamentów zapewnią trwałość i niezawodność każdego budynku.

Fundamenty, ze względu na ich odporność na obciążenia, można podzielić na sztywne i elastyczne. Konstrukcje wykonane z gruzobetonu i betonu są sztywne. Dobrze znoszą ściskanie i nie radzą sobie dobrze przy rozciąganiu i zginaniu..

Fundamenty żelbetowe posiadają wzmocnienie wewnątrz konstrukcji. Dostrzega siły rozciągające i zginające, dlatego żelbet ma zastosowanie do elementów elastycznych.

Ważny! Warunkiem koniecznym do obliczenia wszelkich fundamentów jest dostępność wyników badań geologiczno-topograficznych na placu budowy.

W obliczeniach przyjmuje się, że budynek i podłoże współpracują ze sobą. Niekorzystny wpływ czynników środowiskowych może również zmienić podłoże. Na przykład temperatura wpływa na właściwości pęcznienia i falowania, a woda może zmieniać strukturę osiadania i zasolenia gleb..

Poziom umiejscowienia wody w gruncie, możliwość jej zmiany, skład chemiczny wody decyduje również o doborze materiału, konstrukcji i sposobie wykonania fundamentu. Wszystkie te dane są wskazane w raporcie z badania.

Głębokość fundamentu

Przy określaniu poziomu podeszwy piwnicy bierze się pod uwagę:

• konstrukcja budynku i jej przeznaczenie;
• obecność sąsiednich konstrukcji i znak dna ich fundamentów;
• właściwości gleby;
• wody gruntowe i zmiany ich położenia;
• głębokość zamarzania gleby;
• niekorzystne skutki dla środowiska;

Elewację dna fundamentu wykonuje się niezależnie od stopnia zamarznięcia gruntu, jeśli fundament jest gruntem nieporowatym, a budynek jest ogrzewany zimą. Ponadto, jeśli badania i obliczenia wykażą, że nie ma deformacji, które naruszają wytrzymałość całego budynku, z okresowym zamrażaniem i rozmrażaniem gleby.

Fundament ogrzewanych pomieszczeń pod ścianami zewnętrznymi kładzie się na głębokość większą niż obliczona wartość głębokości zamarzania gleby, jeśli podstawą dla nich jest falująca gleba.

Obliczoną wartość tej głębokości określa wzór:

re_fa = k_godz* d_fn, Gdzie

• k_godz – współczynnik warunków termicznych w budynku;
• re_fn – standardowa głębokość zamarzania gleby.

W przypadku budynków nieogrzewanych zimą k_godz= 1,1; dla podgrzewanego k_godz podjęte zgodnie z tabelą.

Rodzaj budynku	Temperatura powietrza w sąsiednim pomieszczeniu
0	pięć	dziesięć	15	20 i więcej
Partery	0.9	0.8	0,7	0.6	0.5
Podłogi lagowe	1.0	0.9	0.8	0,7	0.6
Podłogi izolowane	1.0	1.0	0.9	0.8	0,7
Budynek piwnicy	0.8	0,7	0.6	0.5	0,4

Wartość standardowa d_fn przyjęta jako średnia wartość maksymalnych rocznych sezonowych głębokości zamarzania przez 10 lat.

Wartość tę można obliczyć za pomocą wzoru:

M_t– bezwymiarowa liczba równa sumie wartości bezwzględnych temperatur poniżej zera zimą na danym obszarze. Występuje w SP 131.13330.2012.

re₀ zaakceptowany:

• 0,23 – iły i iły;
• 0,28 – piaski muliste i drobnoziarniste;
• 0,3 – piaski gruboziarniste i średnioziarniste;
• 0,34 – gleby grube.

Gleby falujące obejmują:

• zawierające glinę;
• piaski drobnoziarniste i muliste;
• gruboziarnisty z wtrąceniami ilasto-iłowymi.

Obliczanie fundamentów listwowych według wzorów

Obliczenie fundamentów budynków odbywa się według 2 grup stanów granicznych:

• nośność – pierwsza grupa;
• deformacje – druga grupa.

Pierwszy stan graniczny oznacza całkowitą niemożność obsługi budynku. Drugi to trudna normalna obsługa. Obliczenia są wykonywane w celu określenia optymalnych wymiarów konstrukcji fundamentowej.

Obciążenia i uderzenia

Standardowe obciążenie pomnożone przez współczynnik bezpieczeństwa (przeciążenie) – ?_fa, podaje wartość obliczoną.

Projekt	Współczynnik niezawodności ?fa
Metal	1.05
Beton, gęstość >1600 kg / m3	1.10
Żelbet, kamień, kamień zbrojony, drewno, gęstość <1600 kg / m3:
prefabrykowane –	1,2
na budowie –	1,3
Gleby
naturalny	1.1
Wielka ilość	1.15

Do obciążenia śniegiem i wiatrem ?_fa = 1,4, dla działania temperatury ?_fa = 1,1.

Przez czas działania obciążenia dzielą się na stałe i tymczasowe. Podczas budowy, a także podczas eksploatacji, stałe obciążenia działają bez przerwy. Obejmują one ciężar wszystkich konstrukcji budowlanych i ciężar gruntu. Obciążenia tymczasowe dzielą się na:

• działanie długoterminowe (tymczasowo zlokalizowany sprzęt, składowanie materiałów i części dowolnej produkcji, ciężar ludzi i zwierząt, suwnice i suwnice pomostowe);
• działania krótkoterminowe (śnieg, wiatr, lód, sprzęt do rozruchu i naprawy, ludzie itp.);
• działania specjalne (od eksplozji, wypadków, awarii sprzętu, zmian w konstrukcji bazy itp.).

Obliczenia wykorzystują kombinację obciążeń:

1. Podstawowy – trwały + długo działający + krótko działający.
2. Specjalne – stałe + długoterminowe + krótkoterminowe + jedno działanie specjalne.

Przy obliczaniu podstawy na podstawie odkształceń używana jest podstawowa kombinacja obciążeń. W obliczeniach bierze się również pod uwagę główną kombinację, ale jeśli istnieją obciążenia specjalne, obliczenia są przeprowadzane dla specjalnej kombinacji. Dla określonego typu kombinacji obciążeń współczynniki redukcyjne kombinacji są uwzględniane w obliczeniach – ?.

Ostatecznie wybiera się bardziej niebezpieczną kombinację obciążeń. W przypadku budynków mieszkalnych o sztywnej konstrukcji obciążenie fundamentu składa się z ciężaru:

• Stałe obciążenia:
  • Ściany, płyty podłogowe, sufity piwnic (jeśli występują).
  • Fundament i ciężar na ławkach naziemnych.
• Tymczasowe obciążenia:
  • Śnieg.

Równomiernie rozłożone standardowe obciążenie budynków mieszkalnych można przyjąć zgodnie z SNiP – 1,5 kPa (współczynnik przeciążenia – ?_fa = 1,3).

Określenie szerokości podeszwy

Fundamenty budynków mieszkalnych o schemacie sztywnej konstrukcji obliczane są jako ściskane centralnie. Są rozmieszczone symetrycznie względem podłogi lub ściany piwnicy. Obliczenia dokonywane są na podstawie warunku granicznego wyważenia wszystkich sił działających na fundament.

F – pełne obciążenie fundamentu, h – głębokość fundamentu b – szerokość podstawy fundamentu

Aby dokonać wstępnych obliczeń, możesz użyć wartości R.₀ zgodnie z poniższymi tabelami.

Podkładowy	Gęstość gleby, kg / cm2	Kąt tarcia wewnętrznego ?	Moduł odkształcenia E, kg / cm2	Waga wolumetryczna ?, T / m3
gęsty	średnia gęstość
Duże piaski	4.5	3.5	36-41	2000-500	1,75-1,85
Średnie piaski	3.5	2.5	33-38	500-300	1,6-1,9
Drobne piaski:			30-36	400-250
– niska wilgotność	3.0	2.0	1,6-1,9
– nasycony wodą	2.5	1.5	1,8-1,9
Piaski zakurzone:			28-34	250-125	1,8-2,0
– niska wilgotność	2.5	2.0
– mokry	2.0	1.5
– nasycony wodą	1.5	1.0

Podkładowy	Współczynnik porowatości	Konsystencja gleby w kg / cm2	Kąt tarcia wewnętrznego ?	Moduł odkształcenia E, kg / cm2	Waga wolumetryczna ?, T / m3
gęsty	Plastikowy
Glina piaszczysta	0.5	3.0	3.0	18-28	200-125	1,7-1,95
0,7	2.5	2.0	1,5-1,85
Ił	0.5	3.0	2.5	12-25	250-80	1,8-1,95
0,7	2.5	1.8	1,75-1,9
1.0	2.0	1.0	1,7-1,8
Glinki	0.5	6.0	4.0	30-36	400-250	1,9-2,0
0.6	5.0	3.0	1,9-2,0
0.8	3.0	2.0	1,8-1,9
1.1	2.5	1.0	1,7-1,8

W przypadku solidnego fundamentu paskowego określa się szerokość podeszwy:

• F to obciążenie działające na górną część fundamentu;
• R₀ – odporność gleby, która jest pobierana z tabel;
• ?_mt– średni ciężar właściwy fundamentu i gruntu na jego krawędziach;
• h – wysokość fundamentu.

Na przykład określimy szerokość podeszwy solidnego fundamentu paskowego ze sztywnym schematem z następującymi danymi:

• F = 255 kN;
• R0 = 250 kPa – dla gliny o współczynniku porowatości 0,7;
• Głębokość układania – 1,8 m, wysokość h = 2,0 m. Materiał fundamentu – beton M 200, ?_mt= 2,0 kg / m³.

Dla głębokości mniejszych niż 1,5 m stosuje się współczynnik m.

Głębokość układania h	1.4	1,3	1,2	1.1	1.0	0.9	0.8	0,7	0.6
Współczynnik m	0.97	0.93	0,90	0.87	0.83	0,80	0,77	0,73	0,70

Wymaganą szerokość podeszwy uzyskuje się:

Następnie wyjaśniamy R0 dla głębokości podstawy fundamentu mniejszej niż 2,0 m za pomocą wzoru:

R = R₀* [1 + k₁ (b – b₀) / b₀] * (d + d₀) / 2d₀;

• k₁ – dla iłów, iłów, iłów piaszczystych i piasków pylastych – 0,05; dla grubych piasków i gruboziarnistych gruntów – 0,125.
• b i d – szerokość i głębokość fundamentu
• b₀ i d₀ – wartości szerokości i głębokości przyjęte w tabelach

R = 250 • [1 + 0,05 (1,2 – 1) / 1] • (1,8 + 2) / 2 • 2 = 240 kPa

Określamy szerokość podstawy fundamentu

Aby uzyskać dokładniejsze dane, obliczona wartość oporu gleby jest obliczana na podstawie danych pomiarowych.

Obliczanie fundamentów listwowych zgodnie z harmonogramem

Harmonogram obliczeń dla litych fundamentów pasmowych dla zewnętrznych ścian z cegły

H.	390	360	330	270
k1	1.04	1,00	0.96	0,90

?	0.0	pięć%	dziesięć%	15%	20%	25%	trzydzieści%
k2	1.07	1.04	1.02	1,00	0.98	0.96	0.93

R	0,00	300	600	900	1200	1500	1800	2100
k3	0,76	0.81	0.86	0,90	0.95	1,00	1.05	1.10

Harmonogram obliczeń litych fundamentów taśmowych dla ścian wewnętrznych

H.	390	360	330	270
k1	1.04	1,00	0.96	0,90

R	0,00	500	1000	1500	2000	2500	3000	3500
k3	0.52	0.62	0,72	0.82	0.91	1,00	1.09	1.18

Zgodnie z harmonogramem utworzonym dla budynków cywilnych z ceglanymi ścianami, obliczenia są wykonywane na podstawie danych R i liczby pięter. Znaleziona szerokość podeszwy jest mnożona przez współczynniki korekcyjne k₁, do₂, do₃:

• do₁ – uwzględnia wysokość podłogi;
• do₂ – stosunek powierzchni okna do powierzchni ściany w%;
• do₃ – obciążenie przenoszone przez zakładkę jednej kondygnacji.

Możliwe jest określenie szerokości podeszwy za pomocą wykresu tylko wtedy, gdy grubość ściany wskazana na wykresie pokrywa się z przyjętą grubością muru.

Dla przykładu, znajdźmy szerokość piwnicy w piwnicy zewnętrznej ściany z cegły o grubości 77 cm w domu trzykondygnacyjnym (podpiwniczonym). W tym przypadku R = 2,0 kg / cm²; H = 3,0 m; ? = 20%; P = 1800 kg / bieg. m. Z wykresu wynika, że ​​szerokość podeszwy wynosi b ’= 110 cm; b = 110 • 0,98 • 1,5 = 113 cm.

Wszystkie podane tabele i wykresy mają jedynie charakter orientacyjny. Dokładniejszych obliczeń dokonują specjaliści na podstawie badań gruntu (terenowych i laboratoryjnych) na placu budowy.

Powiązane Wpisy:

1. Jak poprawnie obliczyć zbrojenie i wzmocnić fundament Treść artykułu Jak działa zbrojenie fundamentów Jak wzmocnić fundament Podstawowe parametry zbrojenia Konfiguracja zbrojenia dla NZLF, taśmy i płyty Dzianie, instalacja i kontrola Ręczna produkcja fundamentów żelbetowych jest najbardziej krytycznym ze...
2. Jak obliczyć wielkość kominka w zależności od powierzchni pomieszczenia Kominek to nie tylko dekoracja pokoju. Potrafi to ogrzać, podgrzać. Oczywiście, jeśli odpowiada powierzchni pomieszczenia. Na naszej stronie z poradami znajdziesz proste i zrozumiałe obliczenia, które pozwolą Ci dokładnie określić rozmiar...
3. Jak obliczyć drewniane belki podłogowe Treść artykułu Struktura drewna Określenie wymiarów przekroju belki drewnianej za pomocą wzorów Obliczanie belki drewnianej zgodnie z harmonogramem Wybór podłogi drewnianej wynika najczęściej z przyjazności dla środowiska materiału i łatwości montażu....
4. Naprawa konstrukcji żelbetowych: kiedy jest to możliwe i jak to zrobić poprawnie Treść artykułu Przyczyny i rodzaje uszkodzeń do naprawy Podstawowe metody naprawy Leczenie pęknięć Eliminacja dużych defektów Podczas odsłonięcia klatki wzmacniającej Zasady, których należy przestrzegać Co jest tańsze: zdemontować konstrukcję żelbetową i...