Как рассчитать арматуру на фундамент ленточный: Расчет арматуры для ленточного фундамента частного дома
Какая арматура нужна для ленточного фундамента
Ленточный фундамент — сплошная железобетонная конструкция в виде ленты, которая проходит по периметру строения и полностью принимает нагрузку здания. Этот вид основания отличают высокая прочность и надежность, долговечность. Он прекрасно подходит для влажных почв, пучинистых и слабых грунтов, высокого уровня грунтовых вод. За счет свойств конструкция выдерживает высокие нагрузки и уменьшает глубину промерзания почвы, что положительно влияет на теплоизоляцию. Ленточный фундамент выбирают для домов с подвалом, цокольным или подземным этажом.
Монтаж ленточного фундамента достаточно простой, но при этом трудоемкий. Кроме того, он требует большое количество строительных материалов, в том числе и арматуры. Отметим, что армирование обязательно используется при строительстве данного типа основания, поэтому без арматуры здесь не обойтись. Давайте рассмотрим, какая арматура нужна для ленточного фундамента.
Технология установки ленточного фундамента
Прежде чем определить, какую арматуру использовать для фундамента дома, нужно понять, как правильно устанавливать ленту.
Сначала расчищают и выравнивают участок, делают разметку с помощью колышков и веревки. На подготовленном месте выкапывают траншею или котлован, причем рыть начинают с самой низкой точки участка. Для небольших домиков или бани достаточно глубины в 40 сантиметров. Если вы еще не выбрали проект загородного дома, много интересных готовых вариантов дач и коттеджей, вы найдете в каталоге “МариСруб”.
В траншею укладывают песчаную подушку с гравием высотой 15 сантиметров, поливают прохладной водой и трамбуют. Песок с гравием используются, чтобы равномерно распределить вес дома на площадь подошвы фундамента. Затем укладывают гидроизоляцию, для этого подойдет специальный текстиль или пленка, обычный рубероид. В завершении делают опалубку из досок, брусков или фанеры.
После проделанных работ приступают к армированию. Металлическая арматура для ленточного фундамента защищит бетон от разрывов при дальнейшей эксплуатации конструкции. Она увеличивает прочность материала и помогает справиться с нагрузкой.
Подробности, как правильно делать армирование, читайте ниже.
После установки армированной сетки в опалубку заливают бетонную смесь и оставляют до полного высыхания. После того, как бетон застынет, опалубку снимают, основание покрывают гидроизоляцией и при необходимости утепляют. Мы узнали основные этапы монтажа ленточной конструкции, а теперь рассмотрим расчет арматуры для ленточного фундамента.
Как рассчитать арматуру
Расчет количества арматуры для ленточного фундамента проводят в зависимости от размеров основания. Для этого длину стороны основания умножают на количество лент и на число прутьев в поясах сетки. Как правило, для укладки арматуры используют два пояса по две штуки в каждом. Однако при слабых грунтах лучше делать по 3-4 прутка в каждом ряду. А число лент зависит от количества несущих стен.
Например, для ленточного фундамента 10х10 с двумя внутренними стенами количество арматуры рассчитывают так:
длина стороны в 10 метро Х 6 (4 основные и 2 внутренние стены-ленты) Х 4 (по два прутка в двух поясах) = 240 метров.
Для установки армированной сетки также потребуется вспомогательная вертикальная арматура, которую рассчитывают в зависимости от ширины и высоты фундамента. Вертикальное армирование обеспечивает жесткость конструкции и предотвращает появление трещин на стенах основания. Для расчета общую длину ленты умножают на 5,4.
Например, для фундамента с шириной ленты в 40 см и двумя несущими внутренними стенами по 10 см количество дополнительной вертикальной арматуры рассчитывают так:
общая длина ленты 60 метров (40+2х20) Х 5,4 = 324 метра.
Для связывания арматуры в сетку используют специальную проволоку. Сварочный аппарат применять нельзя, так как в местах сварки со временем появится коррозия! Для армирования выбирают стальную вязальную проволоку с диаметром 0,8-1,2 мм. Для одного соединения применяют четыре связки длиной по 0,3 метра. Таким образом, для одного соединения потребуется 1,2 метра вязальной проволоки. Рассчитав нужное количество соединений, узнаете общую длину требуемой проволоки.
Какую арматуру выбрать
Для строительства ленточного фундамента обычно используют стальную арматуру класса А2, которая имеет маркировку А300. Кроме того, подходят материалы класса А3 (А400), А5 (А800) и А6 (А1000). Такая арматура за счет рифленой поверхности хорошо сцепляется с бетоном и эффективно усиливает фундамент.
Основную арматуру выбирают только с рифленой поверхностью, а дополнительные прутья можно брать и с гладкой. Рассчитать диаметр материалов нужно по параметрам конструкции ленты. Но обычно диаметр арматуры для ленточного фундамента составляет 12-14 мм, вспомогательной — варьируется в пределах 4-10 мм.
Сегодня производители предлагают арматуру из стеклопластика. Это современные материалы с высокой прочностью и надежностью, но весят они гораздо меньше, поэтому количества арматуры потребуется больше. Поэтому эксперты рекомендуют выбирать традиционные материалы из стали. Мы определили, какую арматуру использовать для ленточного фундамента, а далее рассмотрим технологию установки и вязки.
Схема армирования
Для частного загородного дома используют две схемы армирования, которую выполняют четырьмя или шестью стежками. Второй вариант используют для фундамента шириной более 0,5 метров.
В грунт траншеи забивают прутья арматуры длиной, равной глубине фундамента. На дно опалубки выкладывают гидроизоляционные материалы и кладут кирпичи. Сверху устанавливают армированную сетку или каркас. Для вязки каркаса стержни арматуры связывают в квадратные ячейки, которые связывают проволокой.
Длина стороны ячейки составляет 30-60 см. Сетку устанавливают в 50-70 мм от краев траншеи. Сетку укладывают в два ряда по две-три нитки. Ряды крепят к вертикальным штырям с помощью вязальной проволоки. После армирования не забудьте сделать вентиляционные и канализационные отверстия, лишь затем заливайте опалубку бетоном.
Мастера “МариСруб” подберут подходящий тип фундамента, выполнят армирование и монтаж конструкции, рассчитают количество строительных и расходных материалов, установят вентиляционные и канализационные системы.
Качественно и надежно строим деревянные дома из бревна и бруса под ключ или под усадку!
Расчет арматуры для ленточного фундамента
Долговечность и прочность любой постройки определяется надежностью основы, а потому данный этап строительных работ не предполагает экономии средств на строительных материалах. Для сохранения целостной структуры фундамента и обеспечения прочности при всех видах нагрузок выполняется армирование – монтаж каркаса из композитных или металлических прутьев.
Расчет арматуры для ленточного фундамента
Для определения количества арматуры, необходимой для конкретного случая и расчета стоимости работ необходимо определить тип фундамента.
Пример: для заливки ленточного фундамента постройки 6х6 метров потребуются стальные прутья арматуры, диаметр которых составляет не менее 10 и не более 14 мм.
Рассмотрим фундамент высотой 60 см и шириной 40 см.
Традиционно ленточные фундаменты армируются двумя поясами стержней, причем продольный слой (состоит минимум из 4 прутьев) укладывается в нижней и верхней части фундамента по всему периметру, при этом расстояние от поверхности бетона должно составлять не менее 5 см.
Расход прутьев на ленточный фундамент здания 6х6 метров определяем из расчета необходимой длины одного прута, которая составляет 24 метра (6+6+6+6=24 м по периметру). Если укладка выполняется в 4 прута – расход составит 96 метров.
Для выполнения поперечного армирования, при условии, что расстояние арматуры от поверхности бетона составляет 5 см, на одно соединение понадобится 1,6 м поперечной арматуры (0,3м х 2 + 0,5м х 2).
При условии отступа от поверхности бетонного основания в 50 мм длина поперечной арматуры (горизонтальной и вертикальной на одно соединение) составит: 300×2+500×2=1600 мм или 1,6 м. Всего таких соединений при шаге в 50 см будет 24/0,5=48. Итого общая длина гладких стержней составит 1,6 х 48 = 76,8 метров.
Для расчета общей стоимости арматуры, необходимой для заливки ленточного фундамента, потребуются следующие исходные данные: вес одного погонного метра и стоимость одной тонны стальной арматуры. В случае применения композитной арматуры необходимость в расчетах отсутствует, так как этот строительный компонент реализуется по погонным метрам, а не по весу.
Расчет арматуры для столбчатого фундамента
При армировании столбчатого фундамента отсутствует необходимость использования толстых прутьев, диаметр арматуры может составлять 10 мм. Вертикальные прутья должны быть ребристыми, горизонтальные используются для создания единого каркаса.
В большинстве случаев арматурный каркас для одного столба состоит из 2 – 4 стержней, длина которых совпадает с высотой столба. Если диаметр столба превышает 20 см, то количество прутьев для каркаса может быть увеличено, при этом они должны равномерно распределяться внутри столба.
Пример: для армирования столба высотой 2 метра и диаметром 20 см можно ограничиться четырьмя арматурными стержнями (диаметр каждого – 10 мм), расстояние между прутьями – 10 см.
Для перевязки потребуется гладкая арматура, диаметр – не более 6 мм.
Расход ребристой арматуры на укрепление одного столба составит 8 м (2м х 4), длина гладкой проволоки – 1,6 м (0,4м х 4). Если необходимо армировать 40 столбов, то совокупный расход ребристой арматуры составит 320 м, гладкой – 64 м.
Для определения расхода вязальной проволоки принимаем длину куска для каждого соединения равной 30 см. Каждый столб армируется четырьмя горизонтальными прутьями, которые крепятся к 4 вертикальным элементам. Следовательно, для вязки арматуры в одном столбе необходимо 4,8 м проволоки (0,3м х 4 х 4). Для фундамента, состоящего из 40 столбов, потребуется 192 метра проволоки (4,8м х 40).
Расчетные модули > Фундаменты > Фундамент общего назначения
Нужно больше? Задайте нам вопрос
Этот модуль обеспечивает расчет прямоугольного фундамента с приложенной осевой нагрузкой, перекрывающей нагрузкой, моментом и поперечной нагрузкой. Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео:
Модуль позволяет перемещать положение приложения осевой нагрузки вне центра фундамента и обеспечивает автоматический расчет допустимого увеличения несущей способности грунта на основе размеров и/или глубины фундамента.
ниже поверхности.
Модуль проверяет рабочую нагрузку, давление грунта, устойчивость к опрокидыванию, устойчивость к скольжению, изгиб на каждой из четырех поверхностей опоры, сдвиг в одном направлении в точке «d» с каждой из четырех сторон опоры и сдвиг на продавливание по расположенному периметру. ‘d/2’ от граней пьедестала.
Общие
Нажмите, чтобы рассчитать (кнопка отображается только при выборе двухосного анализа) весь анализ и проектирование каждый раз при изменении входного параметра. Таким образом, из соображений эффективности программа автоматически переходит в режим ручного пересчета при выборе двухосного анализа. Щелкайте по этой кнопке в любое время, когда вы хотите пересчитать с текущими входными параметрами.
f’c
Прочность бетона на сжатие через 28 дней.
fy
Предел текучести арматуры.
Ec
Модуль упругости бетона.
Плотность бетона
Плотность бетона используется для расчета собственного веса пьедестала и фундамента, если выбран этот параметр.
Обратите внимание, что модификации кода для легкого бетона в этом модуле не применяются. Цель этого ввода в основном состоит в том, чтобы позволить пользователю указать что-то в диапазоне от 145 до 150 pcf.
Значения Phi
Введите значения снижения производительности, применяемые к Vn и Mn.
Двухосный анализ
Выберите «Да» или «Нет», чтобы указать, следует ли выполнять двухосный анализ. Если выполняется двухосный расчет, в решении будут учитываться моменты, действующие одновременно относительно двух ортогональных осей фундамента. Если двухосный анализ НЕ выполняется, решение будет считать, что моменты, приложенные к двум ортогональным осям, действуют не одновременно.
Величина длины кромки для M и V (отображается только при выборе двухосного расчета)
При расчете сдвига и момента для фундаментов, где максимальные значения давления ) размера основания от края для использования при расчете моментов и сдвигов из-за переменного давления грунта в этом регионе.
Меньшее значение этой переменной приведет к более консервативному расчету, поскольку он будет сфокусирован на более узкой полосе, которая испытывает наибольшее давление грунта.
Игнорировать проверки на скольжение
Выберите этот вариант, если скольжение по какой-либо конкретной причине не рассматривается при проектировании.
Учитывать вес фундамента при определении несущей способности грунта
Выберите этот параметр, чтобы модуль рассчитывал собственный вес фундамента и применял его как направленную вниз нагрузку при определении несущей нагрузки грунта. Собственный вес будет умножен на коэффициент статической нагрузки в каждой из комбинаций нагрузок от давления на грунт.
Примечание. Обычно следует выбирать этот параметр. Отключение этой опции может привести к неправильным расчетам несущей способности грунта в фундаментах с моментом. Если цель состоит в том, чтобы попытаться сравнить опорное давление грунта с чистым допустимым давлением, то было бы целесообразно использовать параметр на вкладке Допустимые значения грунта для «Увеличить опорную нагрузку за счет веса основания» или отрегулировать допустимое опорное давление вручную, если этого требуют расчетные параметры.
дальнейшая регулировка.
Учитывать вес основания при определении скольжения, опрокидывания и подъема
Выберите эту опцию, чтобы модуль рассчитывал собственный вес основания и применял его в качестве нисходящей нагрузки при определении коэффициентов безопасности скольжения, опрокидывания и подъема. Собственный вес будет умножен на коэффициент статической нагрузки в каждой из комбинаций нагрузки на устойчивость.
Минимальное отношение стали – температура/усадка
Введите минимальное отношение температуры/усадки стали, рассчитанное с использованием полной толщины фундамента. Это вызовет предупреждающее сообщение, если секция недостаточно армирована.
Примечание. Эта проверка выполняется при условии, что будет предоставлен только один мат из заданного арматурного стержня. Если конструкция имеет чистое поднятие, так что верхний мат является гарантией, или если верхний мат будет предоставлен в любом случае, имейте в виду, что программа по-прежнему будет учитывать вклад только одного мата в соответствие требованиям к температуре и усадке.
В этом случае может оказаться более удобным установить соотношение T&S равным половине общего количества, зная, что двух матов будет достаточно для обеспечения полного требуемого количества.
Минимальный коэффициент безопасности при опрокидывании
Введите минимально допустимое отношение момента сопротивления к опрокидывающему моменту. Если фактическое соотношение меньше указанного минимального соотношения, появится сообщение о том, что устойчивость к опрокидыванию неудовлетворительна.
Минимальный коэффициент запаса прочности при скольжении
Введите минимально допустимое отношение силы сопротивления к силе скольжения. Если фактическое отношение меньше заданного минимального отношения, появится сообщение о том, что стабильность скольжения неудовлетворительна.
Учитывать ACI 10.5.1 и 10.5.3 в качестве минимального усиления
Установите этот флажок, если вы хотите, чтобы модуль учитывал разделы 10.5.1 и 10.5.3 ACI 318 при определении минимального усиления.
Допустимые значения для грунта
Допустимое давление грунта
Введите допустимое давление на грунт, которому может противостоять грунт. Это сопротивление рабочей нагрузке, которое будет сравниваться с расчетным давлением грунта при рабочей нагрузке (нагрузки не учитываются, как при расчете прочности).
Плотность грунта
Введите плотность грунта в фунтах на куб.
Глубина основания фундамента ниже поверхности почвы
Расстояние от нижней части фундамента до верхней части почвы. Это значение используется для определения допустимого увеличения несущей способности грунта и пассивного сопротивления грунта скольжению, но не используется ни в каких других расчетах в этом модуле.
Увеличить опорную нагрузку на вес основания
Нажмите [Да], чтобы модуль рассчитал вес одного квадратного фута (вид сверху) веса основания и добавил его к допустимому значению несущей способности грунта.
Это приводит к тому, что грунт не подвергается штрафу за собственный вес основания, и полезен в ситуациях, когда в инженерно-геологическом отчете указаны допустимые чистые несущие нагрузки.
Пассивное сопротивление грунта скольжению
Введите значение пассивного сопротивления грунта скольжению. Это значение будет использоваться для определения компонента сопротивления скольжению, создаваемого пассивным давлением грунта. Сопротивление скольжению из-за пассивного давления затем добавляется к сопротивлению скольжению из-за трения, чтобы определить общее сопротивление скольжению для каждой комбинации нагрузок.
Коэффициент трения грунт/бетон
Введите коэффициент трения между грунтом и основанием для использования в расчетах сопротивления скольжению.
Увеличение несущей способности грунта
В этом разделе можно указать некоторые размеры, превышение которых автоматически увеличивает допустимое давление несущей способности грунта.
Увеличения на основе глубины фундамента: Предоставляет метод автоматического увеличения базового допустимого несущего давления грунта на основе глубины фундамента ниже некоторой опорной глубины. Собирает следующие параметры:
Допустимое увеличение давления на фут: указывает величину, на которую базовое допустимое опорное давление грунта может быть увеличено на каждый фут глубины ниже некоторой контрольной глубины.
Если основание фундамента ниже: Указывает требуемую глубину, чтобы начать постепенное увеличение допустимого опорного давления грунта на основе глубины фундамента.
Пример: Предположим следующее: Базовое допустимое давление грунта на опору = 3 кгс. Основание фундамента находится на глубине 6 футов-0 дюймов ниже поверхности почвы. В геотехническом отчете указано, что допускается увеличение опорного давления на 0,15 тыс. футов на каждый фут глубины, когда основание находится глубже, чем на 4 фута ниже поверхности почвы.
Поскольку вы указали, что если фундамент находится на 6 футов ниже поверхности почвы, модуль автоматически рассчитает скорректированное допустимое давление на грунт как 3 тыс.фут + (6 — 4 фута) * 0,15 тыс.фунт = 3,30 тыс.фунт.0003
Увеличения на основе размера фундамента: Предоставляет метод автоматического увеличения базового допустимого несущего давления грунта на основе размеров фундамента, превышающих какой-либо контрольный размер. Собирает следующие параметры:
Допустимое увеличение давления на фут: указывает величину, на которую базовое допустимое опорное давление грунта может быть увеличено на каждый фут длины или ширины, превышающей некоторый эталонный размер.
Когда максимальная длина или ширина больше: Указывает требуемый размер, чтобы начать поэтапное увеличение допустимого несущего давления грунта на основе размера фундамента.
Пример: Предположим следующее: Базовое допустимое давление грунта на опору = 3 кгс.
Фундамент измеряет 12′-0″ x 6′-0″. В геотехническом отчете указывается, что допустимо увеличение опорного давления грунта на 0,15 тыс. футов на каждый фут, если наибольший размер фундамента в плане превышает 4 фута. Модуль автоматически рассчитает скорректированное допустимое давление на грунт как 3 тыс. футов + (12 футов — 4 фута) * 0,15 тыс. футов = 4,2 тыс. футов.
Примечание. Увеличение в зависимости от глубины фундамента и размеров в плане является кумулятивным.
Максимально допустимое давление на опору: Позволяет указать верхний предел опорной нагрузки на грунт, который не может быть превышен, независимо от указанных выше увеличений.
Скорректированное давление на грунт: Отображает допустимое давление на грунт, скорректированное с учетом веса, глубины и размеров основания, как указано.
Данные фундамента
На этой вкладке вы вводите размеры фундамента и пьедестала.
Ширина, длина и толщина: определяет габаритные размеры основания.
Если двухосный анализ НЕ используется, то можно использовать только одно направление.
Размеры пьедестала: Если бетонный пьедестал опирается на фундамент, его размеры можно указать здесь. Размеры px и pz используются для определения мест на всех четырех сторонах, где рассчитывается односторонний сдвиг, двусторонний сдвиг и изгибающий момент. Если вы введете ненулевую высоту, вы можете выбрать, чтобы вес этой призмы был рассчитан и добавлен как статическая нагрузка. Любые приложенные нагрузки от вскрыши будут исключены из области, определяемой как размер основания вдоль осей xx и yy, независимо от заданной высоты призмы.
Примечание. Если опора не определена, то при определении критических мест для проверки на сдвиг и изгиб место нагрузки будет рассматриваться как поверхность опоры.
Определения арматурных стержней: укажите количество и размер арматурных стержней, параллельных каждой оси.
Расположение арматурного стержня: укажите расстояние от центра арматурного стержня до нижней поверхности фундамента.
Обратите внимание, что это размер до центра арматурного стержня, а не до прозрачного покрытия.
Учитывать вес пьедестала при определении: этот параметр позволяет пользователю указать, следует ли учитывать собственный вес пьедестала при определении опорного давления грунта, и отдельно, следует ли учитывать собственный вес пьедестала. пьедестал следует учитывать при выполнении проверок на скольжение, опрокидывание и подъем.
Приложенные нагрузки
На этой вкладке можно указать осевую нагрузку, поперечный момент и момент, приложенные к опоре, а также нагрузку от перекрывающих пород, приложенную ко всему размеру фундамента в плане (за исключением области, обозначенной как пьедестал).
Введите вертикальные нагрузки с положительным знаком для направления вниз. Сдвигающие нагрузки приложены в месте расположения пьедестала. Если указана высота пьедестала, сдвиг будет применяться на этой высоте и создаст момент на основании, равный поперечной нагрузке * (толщина основания + высота пьедестала).
Внимание! Этот модуль не допускает поднятия сетки на фундаменте. Если результат факторизованных осевых нагрузок (стационарная, динамическая, ветровая и т. д.) дает отрицательный знак нагрузки, модуль не будет пересчитывать и уведомит вас о том, какая комбинация нагрузок привела к чистому подъему.
Сочетания нагрузок
Вкладка «Сочетания нагрузок» содержит три подвкладки: LRFD Сочетания нагрузок, Сочетания давления грунта и Сочетания устойчивости. Все они основаны на выбранном наборе сочетаний нагрузок.
Комбинации нагрузок LRFD используются для расчета моментов и сдвигов в фундаменте для использования при определении напряжений и требуемой арматуры. Комбинации на этой вкладке находятся на уровне силы.
Комбинации на двух других вкладках относятся к сервисному уровню и используются для проверки несущей способности грунта и устойчивости соответственно.
Примечание.
Модуль «Общее основание» применяет факторизованные нагрузки к основанию и определяет другой эксцентриситет, чем тот, который был определен с использованием эксплуатационных нагрузок для проверки опорного давления грунта.
Результаты
На этой вкладке представлена сводка всех рассчитанных значений. Сообщаются коэффициенты напряжений, применяемые и допустимые значения, а также сочетания нагрузок для этих основных значений.
Давление грунта
На этой вкладке приводится сводка расчетного давления на грунт при рабочей нагрузке для моментов и сдвигов, приложенных к указанной оси, для каждой комбинации нагрузок.
Устойчивость к опрокидыванию и скольжению
На этой вкладке представлены расчеты момента опрокидывания и сопротивления фундамента относительно каждой оси для каждой комбинации нагрузок, а также сил скольжения и сопротивления в каждом направлении для каждой комбинации нагрузок.
Обратите внимание, что программа настроена на индивидуальный поиск опрокидывающей силы и силы сопротивления. Например, возьмем ситуацию, когда основание подвергается равным и противоположным сдвигам на заданной высоте. Здравый смысл подсказывает, что эти силы компенсируют друг друга, и основание не испытывает от них чистого приложенного опрокидывающего момента. Но программа рассматривает одну из двух равных и противоположных сил как опрокидывающую силу, а другую — как противодействующую. Таким образом, для этих двух сил сообщается чистый опрокидывающий момент, но момент сопротивления ТАКЖЕ учитывает влияние противодействующей нагрузки, поэтому учет, используемый для определения коэффициента опрокидывания, является правильным.
Изгиб основания
На этой вкладке представлены сводные данные рассчитанного фактора нагрузки на все четыре края периметра опоры для каждого сочетания нагрузок. Он указывает, вызывает ли указанное сочетание нагрузок растяжение верхней или нижней поверхности фундамента.
Примечание. В случаях, когда напряжение возникает в верхней части фундамента, проверка на изгиб будет основываться на предположении, что заданный арматурный мат расположен на верхней поверхности фундамента. Пользователь должен просмотреть результаты и определить, действительно ли для каких-либо комбинаций нагрузок требуется армирующий верхний мат или можно ли усилить основание только нижним матом.
Сдвиг основания
На этой вкладке представлены сводные данные расчетного сдвига нагрузки с учетом факторов на всех четырех краях периметра опоры для каждой комбинации нагрузок. Также рассчитывается двухсторонний или продавливающий сдвиг.
2D Эскиз
Диаграмма
3d рендеринг
Конструкция PAD Foundation — Structville
0001
Оглавление
Насыпные фундаменты представляют собой изолированные плиты прямоугольной, квадратной или круглой формы, устанавливаемые под железобетонные колонны или их стойки для надежной передачи нагрузки колонны на землю. Это тип мелкозаглубленного фундамента, который широко используется во всем мире, особенно в районах, где грунт обладает хорошей несущей способностью. Их также называют изолированными основаниями или фундаментами. Проектирование фундаментных плит включает в себя определение размеров фундаментной плиты в соответствии с геотехническими требованиями и обеспечение достаточной толщины и армирования для удовлетворения конструктивных требований.
Размеры блочного фундамента не должны быть слишком маленькими, чтобы не вызвать чрезмерную осадку или потерю несущей способности грунта. На самом деле допустимая несущая способность обычно используется для контроля осадки при проектировании кустового фундамента, поэтому она рассматривается как параметр предельного состояния эксплуатационной пригодности. Ширина блочного фундамента предполагается не менее 1000 мм, а толщина не менее 150 мм.
Геотехнический проект подушки фундамента Геотехнический расчет блочного фундамента может выполняться в соответствии с требованиями EN 1997-1:2004 (Еврокод 7). Еврокод 7 дает три подхода к геотехническому проектированию фундаментов, и они заключаются в следующем:
Подход к проектированию 1 (DA1) : В этом подходе к воздействиям и параметрам прочности грунта применяются частные коэффициенты.
Подход к проектированию 2 (DA2) : В этом подходе частные коэффициенты применяются к воздействиям или к последствиям воздействий и к сопротивлениям заземления.
Подход к проектированию 3 (DA3) : В этом подходе частные коэффициенты применяются к воздействиям или к эффектам воздействий от конструкции и к параметрам прочности грунта.
При проектировании эти три подхода могут дать очень разные результаты. Однако национальное приложение Великобритании к Еврокоду 7 допускает только подход к проектированию 1 (DA1). При расчете подушки фундамента с использованием Подхода к проектированию 1 для конструкции должны быть выполнены три предельных состояния с соответствующей комбинацией нагрузок. Эти предельные состояния;
EQU : потеря равновесия конструкции
STR : внутреннее разрушение или чрезмерная деформация самой конструкции Подъем фундамента из-за давления воды
HYD : Разрушение из-за гидравлического уклона
При расчете кулисного фундамента с использованием DA1 существует два набора комбинаций предельных состояний для предельных состояний STR и GEO. Комбинация 1 обычно используется для проектирования конструкции фундамента, а комбинация 2 обычно используется для определения размеров фундамента. Частные коэффициенты для предельных состояний приведены в таблице ниже;
Частные коэффициенты для EQU, UPL и HYD приведены в таблице ниже. Их также можно использовать для проверки подъема всех типов заглубленных конструкций.
Частные коэффициенты свойств почвы приведены в таблице ниже;
Следует отметить, что кулисные фундаменты относятся к конструкциям категории 2, что означает, что они являются обычными конструкциями, заложенными на несложных основаниях. Они не представляют исключительного геотехнического риска. В результате могут использоваться стандартные процедуры полевых и лабораторных испытаний для проектирования и исполнения. Геотехническое проектирование площадочного фундамента может быть выполнено инженерами-геотехниками или инженерами-строителями. Однако инженерно-геологический расчет сооружений категории 3 с аномальной опасностью может выполняться только инженерами-геотехниками.
Проектирование блочного фундамента может быть выполнено любым из следующих методов;
(a) Аналитический (прямой) метод
(b) Полуэмпирический (косвенный) метод
(c) Предписывающий метод с использованием предполагаемой несущей способности (BS 8004)
При использовании аналитического (прямого) метода все предельные состояния должны быть проверено. Предельная несущая способность q ult блочного фундамента должна быть проверена с использованием приведенного ниже выражения;
q ульта = c’N c s c d c i c g c b c + q’N q s q d q i q g q b q + γ’BN γ s γ d γ i γ g γ b γ /2
где;
c = сцепление
q = вскрышная порода
γ = масса тела
N i = коэффициенты несущей способности
s i = коэффициенты формы
d i = коэффициенты глубины
i i = коэффициенты уклона
g i = коэффициенты уклона грунта
b i = коэффициенты уклона основания
Рассчитайте несущую способность фундамента с размерами 1 м x 1 м, заложенного на 0,9 м ниже слоя латеритного грунта. Характеристический угол сопротивления сдвигу φ k грунта составляет 21°, а эффективное сцепление c’ составляет 10 кН/м 2 . Уровень грунтовых вод находится на 8 м ниже поверхности земли, а удельный вес почвы составляет 18 кН/м 3 .
Раствор
Поскольку основание опирается на связный фрикционный грунт, важным свойством материала является угол сопротивления сдвигу φ и эффективное сцепление c’ .
Расчетные значения угла сопротивления сдвигу
Характеристическое значение φ k = 21°. Обратите внимание, что коэффициент безопасности γ φ применяется к тангенсу φ k , а не к φ k .
Combination 1 : γ φ = 1.0, tan φ d = tan φ k /γ φ = tan 21° = 0.383, φ d = 21°
Combination 2 : γ φ = 1,25, TAN φ D = TAN φ K /γ φ = TAN 21 /1,25 = 0,307, φ D = 17 °
. сплоченность C ‘= 10 кН/м 2
Комбинация 1 : γ C’ = 1,0, C ‘ D = C’/γ C ‘ = 10 KN/M 2
043
0439043
9043 9047 9047 9047 9047. Комбинация 2 : γ c’ = 1,25, c’ d = c’/γ c’ = 10/1,25 = 8 кН/м 2Шаг 2: 9039 Расчетные коэффициенты несущей способности . Используйте уравнения в разделе D.4 Приложения D Еврокода 7.
i. Коэффициент вскрыши N q
N Q = E (π × TANφ D ) × TAN 2 (45 + φ D /2)
Комбинация 1: a /2)
. = 7,07
Комбинация 2: φ d = 17°, N q = 4,77
ii. Коэффициент сплоченности, N C
N C = (N Q — 1) COT φ D
Комбинация 1: φ D = 21446. 0403 Комбинация 2: φ d = 17°, N c = 12,28
iii. Коэффициент веса тела N γ
N γ = 2 (N Q — 1) TANφ D
Комбинация 1: φ D = 21446, сочетание 1: φ D = 21446,
Шаг 3: Рассчитайте расчетные коэффициенты формы. Используйте уравнения в Приложении D Еврокода 7.
Квадратное основание
i. S Q = 1 + SIN φ D
Комбинация 1: φ D = 21 °, S Q = 1,358
Комбинация 2: Q
2: Q = 1,358
2: Q . = 1,292
ii. s c = (s q N q − 1)/(N q − 1)
Combination 1: N q = 7. 07, s q = 1.358, s c = 1,419
Комбинация 2: N q = 4,77, с q = 1,292, с c = 1,369
iii. s γ = 0,7 (для квадратной формы)
Этап 4: Рассчитайте пластовое давление, q .
Удельный вес грунта составляет 18 кН/м 3 и коэффициент запаса прочности γ γ = 1
q = 18 × глубина фундамента = γ γ × 18 × 0,9 = 16,2 кН/м
Шаг 5: Расчет допустимого q ult :
q ult = c’N c s c d c i c g c b c + q’N q s q d q i q g q b q + γ’BN γ s γ d γ i γ g γ b γ /2
For this calculation, all inclination factors have been ignored.
q ult = c’N c s c + q’N q s q + 0,5γ’BN γ S γ
Комбинация 1: Q ULT = (10 × 15,84 × 1,419) + (16,2 × 7,07 × 1,358) + (0,5 × 18,0 × 4,06 × 0,07 × 1, м 2
Комбинация 2: q ult = (8 х 12,28 х 1,369) + (16,2 х 4,77 х 1,292) + (0,5 х 18,0 х 2,305 х 1,0 х 0,9 м) 2 0 6 5 290 кН
Для определения размеров фундамента следует использовать допустимую несущую способность Комбинация 2 (другие коэффициенты запаса не применяются).
Для полуэмпирического (косвенного) метода следует использовать общепризнанный полуэмпирический метод, такой как оценка несущей способности с использованием прессометрии. Обычно используется опыт и испытания для определения параметров SLS, которые также удовлетворяют требованиям ULS. Пример можно найти в Приложении E стандарта EN 1997-1:2004.
При использовании предписывающего метода следует использовать предполагаемую несущую способность из BS 8004. При применении такого метода результат проектирования следует оценивать на основе сопоставимого опыта.
Пример расчета конструкции блочного фундамента
При расчете конструкции башмака можно предположить, что реакция под основанием колонны, нагруженной в осевом направлении, распределяется равномерно, если нагрузка является концентрической без изгибающего момента. В противном случае можно предположить, что распределение давления изменяется линейно по основанию, как показано ниже.
(a) Расчетное предельное давление на смятие
Для концентрически нагруженного блочного фундамента расчетное давление грунта определяется формулой;
q = P/A prov
Где;
P = расчетная осевая сила колонны = 1,35G k + 1,5Q k (кН)
A prov = площадь основания, предусмотренная для фундамента (м 2 )
(b)
3 (b) Изгиб
Критическая секция для изгиба находится на поверхности колонны на блочном фундаменте или стены на ленточном фундаменте. Момент берется на участке, полностью проходящем через блочный фундамент, и обусловлен предельными нагрузками с одной стороны сечения. Не допускается перераспределение моментов.
(c) Сдвиг балки
Вертикальная поперечная сила представляет собой сумму нагрузок, действующих вне рассматриваемого сечения. Напряжение сдвига проверяют на расстоянии d от лица колонны. Обычной практикой является достаточное углубление основания, чтобы не требовалось поперечное армирование. Глубина основания часто контролируется конструкцией на сдвиг.
(d) Продавливание
Правила проверки сопротивления продавливанию приведены в разделе 6.4 EN 1992-1-1:2004. Усилие сдвига при продавливании представляет собой сумму нагрузок за пределами периферии критического сечения. Необходимо провести две проверки на продавливание – по периметру колонны и на расстоянии d – 2d от лица колонны.
Расчет квадратного блочного фундамента для колонны 250 × 250 мм, несущей характеристическую постоянную нагрузку G k 800 кН и характеристическую переменную нагрузку Q k 425 кН. Предполагаемое допустимое опорное давление неагрессивного грунта 225 кН/м 2 . f ck = 30 Н/мм 2 ; f yk = 500 Н/мм 2 ; Бетонное покрытие = 50 мм
Блок-фундамент является конструкцией категории 2, и этот расчет должен выполняться с использованием предписывающих методов:
Пусть 10% эксплуатационной нагрузки приходится на собственный вес блок-блока.
Площадь основания A = 1,1(800 + 425)/225 = 5,99 м 2
Минимальные размеры фундамента = √5,99 = 2,447 м при условии А prov = 6,25 м 2 )
Нагрузка в предельном состоянии N Ed = (1,35 x 800) + (1,5 x 425) = 1717,5 кН = 1717,5/6,25 = 274,8 кН/м 2
Критический момент дизайна на лицевой стороне колонны
M ED = (274,8 x 1,125 2 )/2 = 173,89 КН/М
9 2 2 )/2 = 173,89 кН/м
2 )/2 = 173,89 кН/м 2 )/2 = 173,89 кН/м.