Jak vypočítat zatížení na sloupovém základu?

V tomto článku se podíváme na funkce výpočtu zatížení základů domu. Dozvíte se, proč je nutné tyto výpočty provádět a jak je provádět sami. Podrobně bude prostudována technologie stanovení únosnosti zeminy, výpočtu hmotnosti objektu a síly sněhových a větrných vlivů a bude demonstrována posloupnost těchto výpočtů v praxi.

Zatížení základu je přípustné digitální hodnoty udávající nosnost. Provádění přesných výpočtů zahrnuje provedení geologického průzkumu a stanovení stupně uvolnění půdy a nasycení vlhkostí.

Obsah

1. Proč se provádějí výpočty zatížení základů?
2. Obecná pravidla pro výpočet zatížení základu
3. Výpočet zatížení na pásovém základu
4. Výpočet zatížení na sloupový základ
5. Výpočet zatížení pilotového základu
6. Postup provádění výpočtů a výpočtů
7. Sběr půdních indikátorů
8. Stanovení únosnosti zeminy

Proč se provádějí výpočty zatížení základů?

Výpočet zatížení, které základ unese během provozu, je klíčovou fází při návrhu jakéhokoli základu. Na základě těchto výpočtů jsou stanoveny potřebné nosné charakteristiky budoucího základu, jeho standardní velikost a nosná plocha.

Zjištěná zatížení hmotností budovy, zatížením sněhem a větrem, jakož i provozním tlakem se také porovnávají s únosností zeminy na staveništi, protože únosnost zeminy může být v některých případech menší než nosné vlastnosti samotného základu.

Rýže: Možný výsledek nesprávného výpočtu zatížení základů domu

Odpovědný přístup k provádění těchto výpočtů zajišťuje, že základ pro konkrétní budovu bude vybrán správně. V opačném případě riskujete stavbu domu na příliš slabém základu, což povede k jeho zničení a deformaci, nebo postavení základu s nedostatečnou nosnou plochou, který se pod tíhou stavby jednoduše usadí do země.

Je to důležité,: určování zatížení základů a jejich porovnání s únosností půdy je nejlépe svěřeno profesionálním projekčním organizacím, které provedou všechny výpočty v souladu se stavebními předpisy. Pokud se to rozhodnete udělat sami, je nesmírně důležité důkladně prostudovat metodiku provádění těchto výpočtů.

Obecná pravidla pro výpočet zatížení základu

Zatížení je určeno pomocí proměnných a konstantních hodnot:

• stavební hmota;
• základní hmotnost;
• zatížení střechy sněhem;
• tlak větru na budovu.

Celková hmotnost budovy se vypočítá sečtením hmotnosti stěn se stropy, dveří s okny, systému krokví a střechy, jakož i spojovacích prvků, klempířských, dekorativních prvků a počtu lidí, kteří budou v domě bydlet současně. čas.

Výpočet zatížení na pásovém základu

Určení zatížení základny pásky začíná výpočtem hmotnosti samotné pásky, pro kterou se používá následující vzorec:

V – objem stěn;
q – hustota základního materiálu.

Je nutné sečíst všechny typy tlaku na základ, pro které můžete použít následující vzorec: (Pd+Pfl+ Psn+Pv)/ Sph.

Pozor! Je důležité, aby výsledek výpočtů, vyjádřený ve specifickém zatížení, byl menší než přípustné hodnoty odporu půdy. Rozdíl by měl být asi 25 %, což je nutné pro kompenzaci nepřesností.

Získání přesných informací je možné při zohlednění typů stěn, je nutné určit, které z nich jsou nosné a plní funkci držení podlah, schodišť, krokví. Jsou identifikovány samonosné stěny, které plní funkci podpory výhradně vlastní hmoty. Na základě těchto údajů určí, na kterou stranu položit stěny určité šířky, s povinnou kontrolou přípustných hodnot.

Výpočty zatížení v programu „APM Civil Engineering“

Výpočet zatížení na sloupový základ

Zatížení na sloupovém základu se určuje pomocí jednoho vzorce. Zde je třeba počítat s tím, že vliv stavby bude rozložen mezi všechny stávající podpěry. Je nutné vynásobit plochu průřezu pilíře (Sс) do výšky (H). Výsledkem výpočtu bude objem, který by měl být vynásoben hustotou materiálu použitého k vybudování základu (q) a celkovým počtem sloupů uložených v půdě.

• Výpočty budou provedeny pomocí následujícího vzorce: Pфc= Sс× H× q×N.
• Celkový průřez lze určit pomocí následujícího vzorce: Sсо= Sс × N.

Zatížení pilot můžete vypočítat vydělením hmoty domu jeho nosnou plochou, která bude vypadat takto: P/Sco.

Je to důležité,! Pokud se během výpočtů ukáže, že zemní tlak překračuje přípustné hodnoty, pak by měly být změněny použité parametry a referenční plocha by měla být rozšířena. Je nutné zvýšit počet podpěr a zvětšit je v průměru, což pomůže získat základnu s požadovanými parametry.

Výpočet zatížení pilotového základu

Charakteristickým rysem výpočtu pilotového základu je potřeba identifikace hmoty budovy (P), která se dělí počtem podpěr.

Pozor! Je nutné vybrat piloty s požadovanými délkami a požadovanými pevnostními charakteristikami s ohledem na geologické vlastnosti půdy. Protože během provozu pilotový základ nese stejné zatížení jako jiné typy základů – od hmoty budovy, užitečného tlaku, sněhové pokrývky a větru.

Zatížení pilotového základu je nutné vypočítat tak, aby bylo možné později při projektování porovnat s maximálním přípustným zatížením zeminy staveniště a případně zvýšit počet pilot nebo průřez podpěr. použitý

Pro porovnání přípustného zatížení pilotového základu a půdy je třeba provést následující výpočty:

• Určete hmotnost budovy a všech souvisejících zatížení, sečtěte je a vynásobte bezpečnostním faktorem;
• Určete nosnou plochu jedné hromady pomocí vzorce: „r2 * 3.14“ (r je poloměr hromady, 3,14 je konstanta) a poté vypočítejte celkovou nosnou plochu základny a vynásobte výslednou hodnotu podle počtu pilot v základu;
• Vypočítejte skutečné zatížení na 1 cm2 půdy: vydělte hmotu budovy nosnou plochou základu;
• Porovnejte výsledné zatížení se standardním přípustným zatížením na zemi.

Například: dům o hmotnosti 95 tun. (s přihlédnutím k zatížení sněhem a větrem) je postaven na základech 50 vrtaných pilot, jejichž celková nosná plocha je 35325 2 cm3. Půdu na stanovišti představují tvrdé jílovité horniny, které vydrží zatížení 2 kg/cmXNUMX.

• Skutečné zatížení země: 95000/35325 = 2,69 kg/cm2.

Jak ukazují výpočty, zatížení z budovy přenášené základy do země umožňují realizovat tento projekt ve specifických terénních podmínkách.

Důležité! Pokud by byla zatížení větší než přípustná, bylo by nutné zvětšit nosnou plochu základu zvýšením počtu pilot nebo jejich průřezu.

Postup provádění výpočtů a výpočtů

Bez ohledu na typ základny se výpočty provádějí v následujícím pořadí:

• Kromě zatížení od vlastní hmotnosti konstrukce, která se skládá z hmoty stěn, podlah a střechy, provozního tlaku, zatížení sněhem, je nutné zjistit parametry týkající se jednotkové délky podpěry. jsou také stanoveny zatížení krytem a větrem;
• Výpočet hmotnosti základu. Založení domu bude také vyvíjet zatížení na půdu, které je nutné vypočítat a přičíst k zatížení od hmoty budovy. Chcete-li to provést, musíte určit objem základny na základě rozměrů (výška, šířka a obvod) a vynásobit jej objemovou hustotou betonu (hmotnost jednoho metru krychlového).
• Výpočet nosných charakteristik půdy – k tomu musíte určit typ půdy a v souladu s regulačními tabulkami vypočítat přípustné zatížení na 1 cmXNUMX. půda.
• Ověření získaných údajů s odporem zeminy – v případě potřeby se upraví plocha podpory, např. u pásového podkladu se zvětší její tloušťka. Při uspořádání pilotových nebo sloupových základů je nutné zvýšit počet podpěr v základu nebo jejich průřezovou plochu;
• Měření základů – dimenzování;
• Výpočet tloušťky pískového polštáře vytvořeného přímo pod podrážkou. Zhutňovací lože z písku a štěrku je nutné, aby se zabránilo smršťování půdy pod tíhou budovy a aby se minimalizovaly svislé zvedání síly. Za normálních podmínek je jeho tloušťka 20 cm (10 cm písku a 10 cm štěrku), při stavbě těžkých domů v kypřené půdě však může být zvýšena až na 50 cm.

Je třeba vzít v úvahu, že uvedené vzorce pro výpočet zatížení budou relevantní výhradně v oblasti nízkopodlažní výstavby, to znamená při výstavbě objektů do výšky 3 podlaží. Schéma je zjednodušené, protože bere v úvahu pouze měrný odpor půdy; pokud je nutné předvídat posun půdních vrstev, mělo by být vyhledat pomoc u profesionálů. Je vhodné provést výpočty dvakrát, aby se zajistilo určení požadovaných parametrů, protože na tom závisí stabilita budovy.

Sběr půdních indikátorů

Při návrhu základu je nutné provést geodetický rozbor zeminy na staveništi, který umožňuje určit tři důležité ukazatele – typ zeminy, hloubku jejího promrznutí a hladinu podzemní vody.

Na základě typu půdy se vypočítá její nosná charakteristika, která se používá při výpočtu nosné plochy základu. Hloubka zamrznutí půdy určuje úroveň prohloubení základu – při stavbě v podmínkách vzdutí půdy musí být základ položen pod mrazivou vrstvou země. Na základě údajů o podzemní vodě je určena potřeba vyvinout drenážní systém a vodotěsný základ.

Je to důležité,: výše uvedené indikátory půdy můžete sbírat sami, k tomu potřebujete pouze ruční vrtačku a metr.

Rýže: Struktura půdy v Moskevské oblasti

Pro sběr indikátorů je nutné vytvořit několik vrtů o hloubce 2-2.5 m pomocí ruční vrtačky podél obvodu staveniště. Jedna studna by měla být umístěna ve středu staveniště, dvě další – ve středních částech bočních obrysů navrhovaného základu. Potřeba vyvrtat několik studní je způsobena skutečností, že různé části lokality mohou mít různé hladiny podzemní vody.

Nejprve musíte určit typ půdy: během procesu vrtání vezměte zeminu odstraněnou ze studny (z hloubky 2 metrů) a navalte ji do hustého válce o tloušťce 1-2 centimetry. Pak zkuste válec ohnout.

• Pokud je půda sypká a není možné z ní vytvořit válec (prostě se drolí), máte co do činění s písčitou půdou;
• Válec se odvaluje, ale zároveň je pokrytý prasklinami a láme se pod ohybovým tlakem, což znamená, že půda v oblasti je hlinitopísčitá;
• Válec je hustý, ale při ohýbání se láme – lehká hlína;
• Půda se dobře válí, ale při ohnutí se pokryje trhlinami – těžká hlína s vysokým obsahem jílu;
• Zemina se snadno válí, při ohýbání nepraská a neláme se – jílovitá půda.

Dále je nutné určit ukazatel hladiny podzemní vody. Vyvrtané studny nechte přes noc, aby se naplnily vodou. Druhý den ráno vezměte dvoumetrový dřevěný proužek a zabalte jej papírem, proužek spusťte do otvoru. Na základě mokré oblasti určete, v jaké vzdálenosti od povrchu studny se voda nachází.

Rýže: Vyzkoušejte dobře, abyste určili hladinu podzemní vody

Je to důležité,: Skutečnou úroveň promrzání půdy doma není možné určit. To vyžaduje specializované vybavení a samotná analýza se provádí po dlouhou dobu pozorování konkrétní oblasti.

Předkládáme vaší pozornosti mapu odhadované hloubky zamrznutí půdy v různých oblastech Ruska, která by měla být použita při samostatném navrhování základů.

Stanovení únosnosti zeminy

Přibližnou únosnost zeminy lze určit na základě dříve provedených průzkumů. Znáte-li typ půdy na staveništi, porovnejte jej s údaji v tabulce níže.