Расчет армирование ленточного фундамента: Расчет арматуры для ленточного фундамента частного дома

Расчет армирования ленточного, плитного и свайного фундамента.

Содержание статьи

• 1 Пример расчета армирования ленточного фундамента
• 2 Пример расчета армирования плитного фундамента
• 3 Пример расчета армирования свайного фундамента
• 4 Пример расчета схемы и затрат на армирование фундамента

Часто в процессе подготовки к строительству возникает вопрос, какая толщина арматуры оптимальна? С одной стороны, правильный расчёт армирования фундамента влияет на его прочность, а следовательно надёжность и долговечность всего строения. Это особенно важно, учитывая, какие средства тратятся на строительство. С другой стороны – естественное желание не переплачивать.

Строители профессионалы выполняя расчет параметров армирования фундамента пользуются положениями СниП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции». В частном же строительстве, для расчета, более чем достаточно выполнения одного единственного правила: в площади сечения железобетонной конструкции доля суммарной площади всех армирующих стержней не должна быть менее одной тысячной (или 0,1 %).

Пусть формулировка кажется слегка запутанной, на самом деле пользоваться правилом несложно. Для наглядности произведём, в качестве примеров, несколько практических расчётов толщины и количества армаатуры для ленточного, плитного и свайного фундаментов. В вычислениях нам понадобятся некоторые исходные данные, их мы будем брать из нижеприведённой таблицы.

Таблица площади сечения арматуры для армирования ж/б конструкций
(ГОСТ 5781-82)

В зависимости от механических свойств арматурная сталь подразделяется на классы A-I (А240), А-II (А300), А-III (А400), A-IV (A600), A-V (A800), A-VI (A1000).

Арматурная сталь изготовляется в стержнях или мотках. Арматурную сталь класса A-I (A240) изготовляют гладкой, классов А-II (А300), А-III (А400), A-IV (A600), A-V (A800) и A-VI (A1000) — периодического профиля.

Пример расчета армирования ленточного фундамента

Проектируется ленточный фундамент с сечением:

• высота 1,8 м;
• ширина ленты 0,4 м.

Требуется рассчитать возможные варианты продольной арматуры и выбрать оптимальный.

Рассчитаем площадь сечения фундамента: 1,8 х 0,4 = 0,72 м.кв.

Минимальное суммарное сечение арматуры: 0,72 / 1000 = 0,00072 м.кв.

Разделив полученное значение на площади сечения арматуры различных диаметров (из вышеприведённой таблицы), получим минимально необходимое количество прожилин. Так для арматуры диаметром 6 мм имеем:

0,00072 / 0,0000285 = 25,30580079 шт.

Округлив полученное значение в большую сторону (для запаса прочности), получим: для того, чтобы произвести армирование фундамента с заданными размерами арматурой «шестёркой», понадобится смонтировать 26 продольных стержней. Конечно же – не самое лучшее инженерное решение.

Продолжив расчёт для других диаметров арматуры, получим следующие варианты:

• для стержней диаметра 6 мм — 26 шт, по аналогии ниже(пропущены мм. и шт.):
• 8  — 15;
• 10 — 10;
• 12 — 7 ;
• 14  — 5 ;
• 16  — 4 ;
• 18  — 4 ;
• 20  — 3 ;
• 22  — 3 ;
• 25  — 2 ;
• 28  — 2 ;
• 32  — 2 ;
• 36  — 1 ;
• 40  — 1 .

Нетрудно заметить, что «наши» варианты – это стержни арматуры диаметром 16 или 18 мм. Их на фундамент требуется 4 штуки — по два на нижний и верхний ярусы.

Пример расчета армирования плитного фундамента

Проектируется плитный фундамент под строение 8 на 5 метров. Толщина плиты 35 см. В распоряжении хозяина имеется арматура диаметром 10 мм. Требуется определить параметры арматурной конструкции.

Поперечное сечение. Определим его площадь: 8,0 х 0,35 = 2,8 м.кв.

Минимальное суммарное сечение арматуры: 2,8 / 1000 = 0,0028 м. кв.

Количество прожилин: 0,0028 / 0,000079 = 35,5 = 36 штук

(18 в верхнем слое и 18 – в нижнем).

Итого, в поперечном направлении в верхнем и нижнем слое содержится по 18 прутков арматуры.

Продольное сечение. Определим его площадь: 8,0 х 0,35 = 1,75 м.кв.

Минимальное суммарное сечение арматуры: 1,75 / 1000 = 0,00175 м.кв.

Количество прожилин: 0,00175 / 0,000079 = 22,2 = 23 штук, принимаем 24 шт. (12 в верхнем слое и 12 – в нижнем).

Итого, в поперечном направлении в верхнем и нижнем слое содержится по 12 прутков арматуры.

Пример расчета армирования свайного фундамента

Определим наиболее оптимальный и бюджетный способ армирования заливных свай круглого сечения диаметром 20 см (0,2 м).

Определим площадь сечения сваи:

S = ПR2 = 3,14 х (0,2 / 2)2 = 0,0314 м. кВ.

Минимальное суммарное сечение арматуры:

0,0314 / 1000 = 0,0000314 м.кв.

Путём деления полученного значения на табличные площади срезов арматуры различных диаметров, получим:

• для стержней диаметра 6 мм — 2 шт;
• 8 мм — 1 шт;
• 10 мм — 1 шт;
• 12 мм — 1 шт.

Результаты расчётов показывают, что двух стержней арматуры диаметром 6 мм вполне достаточно. Однако, армирование железобетонных изделий менее чем 3 прожилинами не рекомендуется, так как это резко снижает их прочность. В нашем случае самым дешёвым, но в то же время абсолютно отвечающим требованиям прочности выходом, будут 3 прутка диаметром 6 мм.

Пример расчета схемы и затрат на армирование фундамента

Требуется рассчитать схему и затраты на армирование плитного фундамента под двухэтажный коттедж прямоугольной формы размерами 7 на 9 метров с толщиной плиты 40 см.

1. Расчёт продольной арматуры (поперечное сечение 7,0 х 0,40).

Площадь сечения: 7 х 0,4 = 2,8 м.кв.

Минимальное суммарное сечение арматуры: 2,8 / 1000 = 0,0028 м.кв.

Сделаем расчёт для одного из диаметров арматуры, 8 мм;

Количество прожилин:

0,0028 / 0,0000503 = 55,6 = 56 штук, или по 28 внизу и вверху.

Рассчитаем ячейку арматурной сетки в этом случае:

От ширины плиты отнимем значение минимального расстояния от арматуры до наружной стенки (50 мм = 0,05 м), умноженное на два (слева и справа). На оставшейся длине равномерно разместим расчетное количество прутьев, а именно, разделим её на рассчитанное число прожилин минус один. Полученное значение и есть ширина ячейки:

A= (7,0 м – 2 х 0,05 м) / (28 – 1) = 0,26 м = 26 см.

Для продольного армирования нам понадобится 56 прутьев длиной по 9 м, итого общая длина арматуры диаметром 8 мм составит:

56 х 9 = 504 метра

По данным справочной таблицы, один погонный метр арматуры восьмерки весит 0,395 кг, значит, общий вес составит:

504 х 0,395 = 199 кг.

Проводим аналогичные расчёты для других видов арматуры и получаем:

• для  6 мм — 99 шт, ячейка 14 см, общий вес: 208 кг;
• 8 мм — 56 шт, ячейка 26 см, общий вес: 199 кг;
• 10 мм — 36 шт, ячейка 41 см, общий вес: 200 кг;
• 12 мм — 25 шт, ячейка 58 см, общий вес: 209 кг;
• 14 мм — 19 шт, ячейка 77 см, общий вес: 202 кг;
• 16 мм — 15 шт, ячейка 99 см, общий вес: 229 кг;
• 18 мм — 12 шт, ячейка 138 см, общий вес: 216 кг;
• 20 мм — 10 шт, ячейка 173 см, общий вес: 223 кг.

2. Расчёт поперечной арматуры (продольное сечение 9,0 х 0,40).

Площадь сечения: 9 х 0,4 = 3,6 м.кв.

Минимальное суммарное сечение арматуры: 3,6 / 1000 = 0,0036 м.кв.

Рассчитываем интересующие нас значения по нескольким диаметрам арматуры:

• для 6 мм — 127 шт, ячейка 14 см, общий вес: 207 кг;
• 8 мм — 72 шт, ячейка 25 см, общий вес: 199 кг;
• 10 мм — 46 шт, ячейка 40 см, общий вес: 199 кг;
• 12 мм — 33 шт, ячейка 56 см, общий вес: 213 кг;
• 14 мм — 24 шт, ячейка 81 см, общий вес: 188 кг;
• 16 мм — 19 шт, ячейка 99 см, общий вес: 222 кг;
• 18 мм — 15 шт, ячейка 127 см, общий вес: 224 кг;
• 20 мм — 12 шт, ячейка 178 см, общий вес: 208 кг.

Рассмотрим полученные значения. Ячейку при изготовлении плитного фундамента рекомендуется принимать равной 40…70 мм. В этот диапазон попадают два диаметра: 10 и 12 мм.

продольная:

• для 10 мм — 36 шт, ячейка 41 см, общий вес: 200 кг
• для 12 мм — 25 шт, ячейка 58 см, общий вес: 209 кг

поперечная:

• для 10 мм — 46 шт, ячейка 40 см, общий вес: 199 кг;
• для 12 мм — 33 шт, ячейка 56 см, общий вес: 213 кг.

Общий вес для диаметра 10 мм: 200+199 = 399 кг; общий вес для диаметра 12 мм: 209+213 = 422 кг.

Так как стоимость арматуры в большинстве определяется по массе, в нашем случае оптимальным вариантом будет пруток диаметром 10 мм. Геометрические параметры ячейки 41 х 40 см.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Понравилась статья?

Подпишитесь на новые

Расчет армирование ленточного фундамента — Профилированный брус

Достаточно просто сделать правильно ленточный фундамент собственными руками для своего деревянного дома, коттеджа или бани. Для начала следует изучить основные особенности состава ленточного фундамента для дома или бани, выяснить, как выполняется его армирование, определиться с расчетами и подготовить сам бетон для заливки фундамента.

Создание ленточного фундамента обычно выбирают для того, чтобы построить здания, под ними будет располагаться подвал или какое-либо теплое подполье. Делать устройство самого ленточного фундамента небольшого заложения собственно для дома, бани или дачи при постройке в сухих грунтах, тоже, на самом деле, правильное решение. Тут необходимо определиться насколько глубоко промерзают грунты на участке. Грунты, промерзающие глубоко, относят к пучинистым, такое строительство станет достаточно затратным из-за большого количества работ.

Содержание статьи:

• 1 Правильный расчет армирования
• 2 Укладка арматуры
  • 2.1 Полезные советы
• 3 Схема армирования ленточного фундамента
• 4 Прутья для армирования фундамента
• 5 Армирование углов дома
• 6 Схема для того, чтобы соорудить арматурную конструкцию

Правильный расчет армирования

Для того, чтобы анализ грунта был выполнен правильно, необходимо правильно рассчитать  само армирование и строительство фундамента под деревянный дом. Выяснив состав грунтов на участке, получится очень точно совершить нужные расчеты, подобрать дома для строительства, точно сделать его глубину заложения, определиться с количеством бетона для заливки, а также арматуры непосредственно для армирования.

Когда подготовительные работы будут завершены, разработан проект дома, правильно выбрано местоположения, схема и расчет основания, приступают к устройству ленточного фундамента собственными руками.

Выполнить соответственно схемы правильную разбивку всех осей для того, чтобы залить ленточный фундамент под само строительство дома, можно при помощи теодолита. Если его нет, помогут колышки и шнур. Потом выкапывается траншея под устройство ленточного фундамента. Это возможно вручную с помощью лопаты или при помощи спецтехники.

Для того, чтобы правильно устроить собственными руками ленточный бетонный фундамент под строительство, нужно сначала заполнить траншею песком, потом щебнем. Все слои должны быть выполнены по расчету, их толщина должна быть не более 20 см. Далее кто-то сделает фундамент попроще, а кто-то выполнит основательно, сделав армирование надежным.

Уложив щебень или гравий, нужно сделать подготовку из бетона тонким слоем. После того, как бетон наберет прочность, можно далее устраивать фундамент под дом. Подготовку из бетона можно делать с помощью профилированной мембраны. Расчеты показывают, что применив правильно профилированную мембрану в строительстве, сроки и стоимость строительства сильно сократятся. Понадобиться меньше бетона и арматуры. Технология работ достаточно легкая и легко выполнимая самостоятельно.

1. На продольные участки фундамента падет самая большая нагрузка. Поэтому в этих участках нужно использовать толстую ребристую арматуру диаметром 10-15 мм  — в зависимости от показателей прочности грунта (чем сильней колеблиться в пределах возводимого дома, тем берем больше диаметр) Почему именно ребристая арматура? спросите вы — да потому что у нее больше площадь соприкосновения с бетоном, т.е большая сцепляемость с бетоном.
2. Необходимо углубить армированный каркас не более чем на 5 см от поверхности фундамента, от дна и краев опалубки. Этого достаточно чтобы защитить арматуру от коррозий.

Считаем количество арматуру необходимой для армирования ленточного фундамента. Итак предположим диаметр арматуры 12 мм , по 2 прута в вертикали в два ряда, пускай вертикальные будут через каждые 0.5м  Периметр нам известен =30 м  получаем: 30*2(гориз. прутья) =60м.

Вертикальные 60*2+2 =124  прибавим еще по 1 приутику на каждый угол получаем 128 прутьев.

Предположим что высота вертикального прута 70 см. Получаем 128 * 0.7= 89.6 м

Укладка арматуры

Следующим этапом строительства является расчет и правильная укладка арматуры. Она производится так: сначала нужно выполнить армирование самими арматурными стержнями. При армировании арматура связывается при помощи вязальной проволоки. Она должна иметь антикоррозийное покрытие. Иногда используют сварное соединение для арматуры, но тут важно, чтобы места сварки не подвергались коррозии. Можно иногда сделать и горизонтальное армирование, и сложный каркас из самой  арматуры. Все это зависит от того, насколько тяжелыми являются стены дома. Для правильной схемы раскладки арматуры нужно использовать расчет.

Для того, чтобы устроить опалубку ленточного основания нужны разные материалы: тут не обойтись без досок, шифера, стекломагниевых листов (СМЛ), фанеры, металлической опалубки. Лучше заранее рассчитать их необходимое количество. Так же армированию подлежит столбчатый фундамент

При желании сделать раствор своими руками, не следует забывать о правильном соотношении песка/щебня/цемента для бетона, водоцементного соотношения – 0,5. Рассчитать количество бетона, можно с помощью умножения длины на высоту и ширину самого ленточного фундамента.

Полезные советы

1. Для изготовления бетона, нужно использовать чистый песок, воду и гравий. В составе песка и гравия не должно быть  глины и земли.
2. Немного меняться может соотношение частей для бетона, но гравий в составе бетона должен превышать песок в 1,5-2 раза.
3. Воды в бетонной смеси должно быть около 60% всей массы цемента.
4. Для того, чтобы рассчитать состав бетонной смеси нужно помнить, что в мокром песке или гравии для бетона тоже есть вода.
5. При холодной погоде, для бетона возможно использование подогретой воды. Так бетон затвердеет быстрее. При жаркой погоде лучше использовать холодную воду, чтобы бетон не схватился очень быстро.
6. Когда бетонная смесь будет залита в опалубку, проткните ее обязательно во многих местах щупом, для извлечения воздуха. Простучать снаружи смесь деревянным молотком. С помощью строительного вибратора произвести уплотнение бетона.
7. По истечению трех дней снять опалубку. После приобретения бетоном достаточной прочности, выполнить следующий этап работ – сделать бетонный цоколь. Это также можно сделать собственными руками.
8. У фундамента, который сделали из винтовых свай, есть достоинства и недостатки. При создании легких конструкций прекрасно подойдет винтовое основание. Это могут быть детские горки, песочницы, оранжереи и беседки, а также баня или легкий деревянный дом.
9. Армирование фундамента является процессом, который необходим для того, чтобы усилить конструкцию и увеличить срок эксплуатации дома. Другими словами, это составление «скелета», который выполняет защитную функцию, сдерживает давление почвы на сами стены базиса. Однако для реализации данной функции в полном объеме, нужно не просто грамотно рассчитать арматуру для фундамента, но и правильно организовать строительные работы.

Схема армирования ленточного фундамента

Основой ленточного фундамента является бетонный раствор, который состоит из цемента, воды и песка. Он обладает такими физическими характеристиками, которые не могут гарантировать отсутствие деформации самой основы здания. Чтобы увеличить способность противостоять сдвигам основы дома, резким изменениям температур, а также остальным негативным факторам, необходимо, чтобы в структуре находился металл.

Этот материал является пластичным, однако не может обеспечивать надежную фиксацию, и армирование становится значимым этапом в комплексе работ.

Арматурой для такого фундамента является стальной прут, который имеет ребра жесткости.

Прутья для армирования фундамента

Армировать фундамент нужно в тех местах, где велика вероятность появления зон растяжения. Замечено, что самое большое растяжение может появиться на самой поверхности основания, а это может создать  предпосылки для того, чтобы делать армирование, которое приближено к самому верхнему уровню. Для того, чтобы избежать коррозию каркаса, он надежно должен защищаться слоем бетона от внешних воздействий. Ведь потом будет проводиться конопатка бруса.

Оптимальным расстоянием арматур для самого фундамента является 5 см прямо от поверхности.

Достаточно сложно предугадать продвижение деформации, зоны растяжения способны появиться  и в нижней, и в верхней части. Поэтому, армирование должно проводиться и снизу, и сверху с помощью арматуры, которая имеет диаметр 10-12 мм, и у этой арматуры для такого фундамента обязательно должна быть ребристая поверхность.

Именно так получается идеальный контакт с самим бетоном.

У остальных частей скелета может быть гладкая поверхность и небольшой диаметр.

Занимаясь армированием ленточного фундамента, который, как правило, имеет ширину не более 40 см, возможно использование 4-х прутов, которые соединяются в один каркас, имеющий  диаметр 8 мм.

• Между горизонтальными прутьями должно быть расстояние 30 см.

При достаточно большой длине ленточный фундамент не очень широкий, и в нем могут появиться продольные растяжения, а в поперечных их не будет совсем. Тут можно сделать вывод, что поперечные гладкие и тонкие прутья необходимы только для того, чтобы создать каркас, а не принимать нагрузки.

Армирование углов дома

Отдельное внимание нужно уделить армированию самих углов.

Достаточно часто случается так, что деформация приходится на угловые части, но не на середину, как обычно. Поэтому необходимо армировать углы таким образом, чтобы согнутый конец арматуры заходил в одну сторону стену, а другой — абсолютно в другую.

Для того, чтобы соединить прутья лучше, по мнению специалистов, воспользоваться проволокой. Далеко не вся арматура производится непосредственно из стали, которую используют при сварке. Однако, даже если сварка допустима, могут довольно часто появиться проблемы, избежать которые было абсолютно реально, с помощью проволоки, к примеру, если сталь перегрета, это ведет к изменению свойств, и в месте сварки прут становится очень тонким, сварочный шов становится недостаточно прочным и т. д.

Схема для того, чтобы соорудить арматурную конструкцию

Начинать армирование нужно с того, чтобы установить опалубку. Ее внутреннюю поверхность необходимо выложить пергаментом, который позволит потом сделать съем конструкции достаточно простым. Есть специальная схема для того, чтобы создать каркас:

1.  Сначала нужно вбить в грунт траншеи специальные арматурные прутья, которые имеют такую же длину, как и глубина основания. Необходимо, чтобы расстояние от опалубки составляло 50 мм, а шаг равнялся 400-600 мм.

2.  Подставки толщиной 80-100 мм нужно установить на дно, а сверху уложить около 2-3 ниток самого нижнего ряда арматуры. Для подставок полностью подойдут кирпичи, которые устанавливают на ребро.

3.  Далее нужно верхние и нижние ряды арматуры закрепить с поперечными перемычками прямо к самим вертикальным штырям.

4.  Там, где пересечения крепятся при помощи увязки, нужно использовать проволоку или сварку.

Также нужно строго выдерживать расстояние до самых наружных поверхностей основания. Это можно сделать при помощи кирпичей. Такое условие является важным, т.к. такие конструкции из металла не должны устанавливаться прямо на дне. Потом будет производится конопатка деревянного дома и они обязательно должны быть подняты над уровнем земли хотя бы на 8 см.

Когда арматура будет установлена, нужно будет проделать вентиляционные отверстия, а потом заливать бетонный раствор.

В будущем вентиляционные отверстия повысят амортизационные характеристики фундамента, и предотвратят появление плохих гнилостных процессов.

Ленточные фундаменты | PP Nordica Дания

Для монолитных ленточных фундаментов бетон, армированный ^DURUS® EasyFinish, полностью или частично заменит арматурные стержни в фундаментах и ​​значительно облегчит рабочий процесс.

Бетон армируется, когда он поступает на стройплощадку. Структура бетона представляет собой трехмерную матрицу волокон, что придает фундаменту ту же прочность, что и традиционный бетон, армированный сталью.

^DURUS® EasyFinish может использоваться во всех типах строительства, где используются ленточные фундаменты, таких как жилые и многоэтажные дома, сельскохозяйственные здания, промышленные здания, магазины и другие.

При армировании ленточного фундамента с помощью ^DURUS® EasyFinish экономится время на обработку, формование и укладку стержневой стали. Разгрузить бетономешалку в ленточный фундамент нужно только один раз, так как арматура вмешивается в бетон. Все это вносит экономический эффект в общий бюджет строительства.

Предварительно армированный бетон с ^DURUS® EasyFinish устраняет трудоемкие рабочие процессы, связанные с перемещением и установкой стальной арматуры. Сотрудники больше не сталкиваются с необходимостью подъема тяжестей, неудобных поз, опасного подъема, подъемного оборудования и физически сложных рабочих процессов. Экономится время, затрачиваемое на резку, гибку, гибку и установку стальной арматуры.

При использовании традиционной стальной арматуры существует риск смещения. Это может иметь катастрофические последствия для качества сборной конструкции. ^DURUS® EasyFinish распределяется по бетонной матрице в соответствии с DS/EN 206. DS/EN 206 и, таким образом, представляет собой трехмерное армирующее решение. Это обеспечивает эффект армирования по всему сечению конструкции.

^DURUS® EasyFinish не нужно доставлять, хранить, охранять или координировать со стороны руководства строительства. Он прибывает смешанным с бетоном без специальной обработки.

При армировании всего здания с помощью ^DURUS® EasyFinish без армирующей стали можно избежать выравнивания потенциалов.

Для подготовки расчетов и документации рекомендуем нашего партнера инженерного дома PPCD. Это специалисты по статическим расчетам конструкций из полипропиленового фибробетона. Членство в Ассоциации инженеров-консультантов гарантирует беспристрастное консультирование и соблюдение этических принципов надлежащей практики консультирования. Кроме того, посредством страхования они берут на себя ответственность за подготовку необходимой проектной документации А и проектной документации Б в соответствии с Инструкцией 271 ВОО. Инструкция 271 ВОО.

Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше.

Влияние вмещающего давления на несущую способность двух образцов квадратного и ленточного фундамента (численное исследование) | SpringerPlus

• Исследования
• Открытый доступ
• Опубликовано: 09 октября 2014 г.

• Аараш Хоссейни ¹  

СпрингерПлюс том 3 , номер статьи: 593 (2014) Процитировать эту статью

• 2404 доступа

• 2 Цитаты

• Детали показателей

Abstract

В данной статье представлены результаты модельных испытаний влияния давления локализации на несущую способность фундаментов двух видов квадратного и ленточного фундаментов. Несущая способность фундаментов зависит от многих факторов, включая вид грунта, глубину, форму и тип нагрузки. Поведение грунта зависит от типа нагрузки и типа деформации, которые могут иметь большое значение для величины несущей способности. Вид деформаций зависит от величины давления на грунт в прошлом и настоящем. Таким образом, изучение роли стресс-пути, которая зависит от величины давления на почву, будет иметь важную роль в определении поведения почвы. В этом исследовании в первую очередь изучается влияние ограничивающего давления на сцепление и угол трения. Затем оценивается влияние обоих на несущую способность по методам Мейергофа и Терцаги. С помощью программного обеспечения Plaxis были изучены изменения параметров сопротивления сдвигу обоих образцов при различных давлениях в замкнутом пространстве, а также рассчитана и сопоставлена ​​несущая способность двух типов квадратных и ленточных фундаментов. Это исследование показало, что величина несущей способности за счет увеличения бокового давления увеличилась, и это увеличение больше в зерновом грунте, чем в связанном.

1 Введение

В последнее время специалисты по строительству получили опыт улучшения грунта различными методами. Расширено использование участков с маргинальными свойствами грунта в связи с необходимостью доступности хороших строительных площадок. Из-за этого улучшения несущей способности грунта фундамента заметно возросла. Одним из методов повышения емкости почвы является закрепление почвы. Используя металлическую ячейку, геоячейка является текущим улучшением в этой области для обеспечения удержания в почве. Специалисты по гражданскому строительству эффективно применили эти новые подходы в нескольких областях геотехнического проектирования; однако они не получили большого внимания в приложениях для фундаментов. За последние несколько десятилетий благодаря рассмотрению взаимодействия грунта и конструкции были достигнуты большие успехи в модификации существующих форм фундаментов наряду с разработкой новых и нетрадиционных типов фундаментных систем. Это приводит к тому, что система использует форму и прочность материала, что делает ее более реалистичной. Одним из этих новых методов является боковое удержание несвязного грунта. Влияние бокового удержания на несущую способность, особенно на песчаных грунтах, изучалось многими исследователями.

Эти исследователи пришли к выводу, что удерживание грунта уменьшает осадку и, следовательно, увеличивает несущую способность грунта.

Достижение оптимальных размеров ячейки было завершено серией испытаний на нагрузку модельной плиты на круглых основаниях, поддерживаемых заполненными песком ячейками квадратной формы из бумажной сетки, для выявления различных видов отказа (Rea and Mitchell (1978)).

Экспериментальное исследование, касающееся метода повышения несущей способности ленточного фундамента, опирающегося на песчаное основание, с использованием вертикальной нерастяжимой арматуры, представлено Махмудом и Абдраббо (1989). Результаты испытаний показывают, что с этим типом армирования увеличивается несущая способность грунтового основания и модифицируется характеристика нагрузки-перемещения основания.

Результаты испытаний на несущей способности ленточного фундамента, поддерживаемого слоем песка, армированного слоями георешетки, на лабораторной модели были исследованы Khing et al. (1993).

Предельная несущая способность ленточных и квадратных фундаментов, опирающихся на песок, армированный георешеткой, была изучена Puri et al. (1993). Предельная несущая способность поверхностных ленточных фундаментов на песке, армированном геосеткой, и неармированном песке была представлена ​​Omar et al. (1993а, [б]). Использование вертикального армирования наряду с горизонтальным армированием, состоящим из ряда взаимосвязанных ячеек, построенных из полимерных георешеток, которые удерживают и ограничивают грунт в своих карманах, было исследовано Dash et al. (2001б). Mandal и Manjunath (1995) использовали георешетку и бамбуковые палки в качестве элементов вертикальной арматуры, а также изучали их влияние на несущую способность ленточного фундамента. Раджагопал и др. (1999) изучали прочность напорного песка, влияние локализации геоячеек на прочность и жесткость сыпучих грунтов. Экспериментальное исследование несущей способности ленточного фундамента, поддерживаемого песчаной подушкой, армированной матрацем из геоячеек, было проведено Dash et al. (2001а). Ленточные фундаменты, но армированные различными материалами, такими как стальные стержни, также изучались несколькими авторами (Милович, 1977; Бассетт и Ласт, 1978; Верма и Чар, 1986), стальными сетками (Доусон и Ли, 19).88; Абдель-баки и др. 1993), геотекстиль (Das 1987) и георешетки (Milligan and Love, 1984; Ismail and Raymond, 1995). Винод Кумар Сингх и др. представили результаты лабораторных модельных испытаний по влиянию удержания грунта на поведение модельного основания, опирающегося на песок Ганга, под эксцентрично-наклонной нагрузкой. Для удержания песка использовались ограничивающие ячейки разной высоты и ширины.

2 Моделирование

В этом исследовании для численного моделирования использовалось программное обеспечение Plaxis. PLAXIS — это трехмерная программа конечных элементов, специально разработанная для анализа фундаментных конструкций, включая морские фундаменты. Он сочетает в себе простые процедуры графического ввода, которые позволяют пользователю автоматически генерировать сложные модели конечных элементов, с расширенными средствами вывода и надежными процедурами расчета. Программа разработана таким образом, что пользователь может анализировать сложные конструкции уже после нескольких часов обучения. Эта программа может моделировать поведение грунта под нагрузкой так же, как это происходит в природе.

Для моделирования поведения грунта использовалась модель твердеющего грунта. Используемые параметры образцов представлены в таблице 1.

Полноразмерная таблица

Граничное условие модифицируется на одной из вертикальных сторон модели в виде сетки по направлению × и переносимой по направлению y, а под моделью представляет собой сетку по направлению y и переносимой по направлению ×. Таким образом, помимо сохранения баланса всей модели в горизонтальной плоскости, также будут освобождены ее перемещения по вертикали, являющиеся направлением силы веса и принудительной нагрузки.

Следующие допущения были важны для упрощения анализа.

1. 1.

   Проблема была проанализирована как осесимметричная модель.

2. 2.

   Учитывая многолетнее поведение почвы, образец изучался в осушенном состоянии.

3. 3.

   Исследование проведено параметрическое.

3 Методология и результаты анализа

В последние десятилетия обычно применялось несколько различных подходов к определению несущей способности мелкозаглубленных фундаментов. Знаменитая формула тройного N для них — это Терцаги, и ее можно записать в виде, приведенном в уравнении (1) 9.0007

qult=cNc+qNq+0,5γBNγ

(1)

Где, q _ult – предельная несущая способность грунтового массива, c – сцепление, q – добавочное давление, B – ширина фундамента γ – удельный вес массы почвы. Аналогично N _c ,  Н _q ,  С _γ — коэффициенты несущей способности, которые зависят от угла трения грунта. Известно, что второй и третий члены уравнения (1) вносят основной вклад в несущую способность мелкозаглубленных фундаментов на несвязных грунтах. Различные исследователи, такие как Терцаги (1943), Meyerhof (1963), Hansen (1970), Vesic (1973), Bolton and Lau (1989) предложили значения для третьего фактора.

Хотя все эти методы обычно основаны на решении предельного равновесия, существуют различия между их предположениями о граничных условиях и учетом влияния веса грунта. принимая во внимание несколько допущений, рассчитал третий коэффициент несущей способности, т. е. N _γ . Terzaghi (1943) предположил, что компоненты уравнения несущей способности можно безопасно накладывать друг на друга. Мейерхоф (1951, 1963) предложил уравнение несущей способности, подобное уравнению Терцаги, но включающее коэффициент формы s-q с членом глубины Nq. Он также включил факторы глубины и факторы наклона.

Помимо этих предположений, почти все традиционные методы предполагают постоянное значение угла трения грунта для расчета коэффициентов несущей способности. Как правило, при расчете несущей способности основания условие бокового давления на грунт не учитывается. Величина угла трения и сцепления рассчитываются на основе полученных средних результатов некоторых экспериментальных испытаний, в то время как структурная ценность фундамента игнорируется. Тем не менее, фундамент может иметь большое влияние на величину напряжения в почве [Abdel-baki et al. (1993), Дас и Омар (1994), Дас и др. (1996), De Beer (1970), Fragaszy and Lawton (1984), Meyerhof (1953, 1965)].

В данном исследовании с помощью программного обеспечения Plaxis изучены изменения параметров сопротивления сдвигу обоих образцов давлением в обделке 100, 300, 600, 1000, 1500 и 2000 кН/м ² и несущую способность двух видов квадратного и ленточного фундамента на основе Вычислены и сравнены методы Терцаги и Мейергофа.

Анализ этих цифр позволяет лучше понять влияние давления локализации на несущую способность.

Для изучения влияния всестороннего давления на несущую способность и ее параметры сначала были изучены изменения когерентности и угла трения, представленные в таблице 2.

Полноразмерная таблица

После этого был построен квадратный фундамент и ленточный размерами 2×2 м и 2×10 м и рассчитаны коэффициенты несущей способности и предельной несущей способности по методам Терцаги и Мейергофа, которые рассчитано большинство приложений с учетом величины угла трения и когерентности, полученной при ограничении давления. Полученный результат представлен в таблицах 3 и 4 и на рисунках 1 и 2.

Полноразмерный стол

Полноразмерный стол

Изменения несущей способности в образце 1.

Полноразмерное изображение

Изменения несущей способности в образце 2.

Изображение в натуральную величину

Для изучения влияния сдерживающего давления на несущую способность предельная несущая способность каждого образца представлена ​​при давлении 100 и 2000 кН/м ² в таблице 5 и сравнена путем применения коэффициента несущей способности (BCR).

Полноразмерная таблица

4 Заключение

На основании полученных результатов видно, что несущая способность в образце 1 в ленточном фундаменте по методу Терцаги увеличивается в 6,59 раза, это увеличение квадратного фундамента по методу Терцаги и Мейергофа в 7,84 и 6,79 раза, соответственно. Также в образце 2 в ленточном фундаменте по методу Терцаги увеличивается в 1,85 раза, а по методу Мейергофа увеличивается в 1,89 раза, это увеличение в квадратном фундаменте составляет 1,87 раза по методам Терцаги и Мейергофа. Сравнивая полученные результаты, можно сделать вывод, что увеличение вмещающего давления в зерновых грунтах оказывает большее влияние на увеличение несущей способности.

Ссылки

• Абдель-баки С., Рэймонд Г.П., Джонсон П.: Повышение несущей способности основания за счет одного слоя армирования . Труды, Том. 2, Geosynthetics 93 Conference, Ванкувер, Канада; 1993:407-416.

  Google Scholar

• Bassett RH, Last NC: Армирование грунта под фундаментом и насыпями . Симпозиум по армированию земли, ASCE, Питтсбург; 1978: 202-231.

  Google Scholar

• Bolton MD, Lau CK: Масштабный эффект в несущей способности гранулированных грунтов . Международные материалы 12-й Международной конференции по механике грунтов и проектированию фундаментов, Рио-де-Жанейро, Бразилия; 1989:895-898.

  Google Scholar

• Das BM: Неглубокий фундамент из глины с геотекстильными слоями. Материалы 8-й Панамериканской конференции по механике грунтов и проектированию фундаментов 1987, 2: 497-506.

  Google Scholar

• Дас Б.М., Омар М.Т.: Влияние ширины фундамента на модельные испытания несущей способности песка с армированием георешеткой. Geotech Geol Eng 1994, 12: 133-141. 10.1007/BF00429771

  Артикул Google Scholar

• Дас Б.М., Пури В.К., Омар М.Т., Эвигин Э.: Несущая способность ленточного фундамента на армированную георешеткой влияние песчаных отложений в модельных испытаниях. Proc, 6-я Международная конференция по морской и полярной инженерии 1996, 12: 527-530.

  Google Scholar

• Dash S, Rajagopal K, Krishnaswamy N: Ленточный фундамент на песчаных подушках, армированных георешетками, с дополнительным плоским армированием. Геотекстиль и геомембрана 2001, 19: 529-538. 10.1016/S0266-1144(01)00022-X

  Артикул Google Scholar

• Даш С., Кришнасвами Н., Раджагопал К.: «Несущая способность ленточного фундамента, опирающегося на песок, армированный георешеткой». Геотекстиль и геомембрана 2001, 19: 535-256.

  Google Scholar

• Доусон А., Ли Р.: «Полномасштабные испытания фундамента из глины, армированной сеткой». Геосинтетика для улучшения почвы 1988, 127-147.

  Google Scholar

• De Beer EE: Экспериментальное определение коэффициента формы и несущей способности тел из песка. Geotechnique 1970, 20: 387-411. 10.1680/геот.1970.20.4.387

  Артикул Google Scholar

• Fragaszy RJ, Lawton E: Несущая способность армированного песчаного основания. J Geotech Eng Div 1984, 110(10):1500-1507. 10.1061/(ASCE)0733-9410(1984)110:10(1500)

  Артикул Google Scholar

• Hansen JB: Пересмотренная и расширенная формула для несущей способности. Датский геотехнический институт, Копенгаген, Бюллетень 1970, 28: 5-11.

  Google Scholar

• Исмаил И. , Раймонд Г.П.: Геосинтетическое укрепление зернистых слоистых грунтов. Труды , 1, Геосинтетика 1995, 95: 317-330.

  Google Scholar

• Хинг К.Х., Дас Б.М., Пури В.К., Кук Э.Е., Йен С.К.: «Несущая способность ленточного фундамента на песке, армированном георешеткой». Геотекстиль и геомембраны 1993, 12: 351-361. 10.1016/0266-1144(93)

  -Д

  Артикул Google Scholar

• Махмуд М.А., Абдраббо Ф.М.: Испытания несущей способности ленточного фундамента на армированном песчаном основании. Can Geotech J 1989, 26: 154159.

  Артикул Google Scholar

• Mandal JM, Manjunath VR: Несущая способность ленточного фундамента, опирающегося на армированное песчаное основание. Строительство и строительные материалы 1995, 9(1):35-38. 10.1016/0950-0618(95)92858-E

  Артикул Google Scholar

• Мейергоф Г. Г.: «Предельная несущая способность фундаментов». Geotechnique 1951, 2(4):301-332. 10.1680/геот.1951.2.4.301

  Артикул Google Scholar

• Мейергоф Г.Г.: Несущая способность фундаментов при внецентренно-3-х наклонных нагрузках. ICSMFE Цюрих 1953, 1: 1-19.

  Google Scholar

• Мейерхоф Г.Г.: Некоторые недавние исследования несущей способности фундаментов. Can Geotech J 1963, 1(1):16-26. 10.1139/т63-003

  Артикул Google Scholar

• Мейерхоф Г.Г.: Мелкие фундаменты. Ж С МФД, АСЦ Е 1965, 91: СМ2. 21–31

  Google Scholar

• Milligan GWE, Love JP Proceeding Symposium по армированию полимерными сетками в гражданском строительстве. В Модельные испытания георешеток под слоем заполнителя в мягком грунте . ICI, Лондон, Англия; 1984:4. 2.1-4.2.11.

  Google Scholar

• Милович Д Проц. 9-й Международной конф. по механике грунтов и фундаментостроению. В Испытания несущей способности на армированном песке . ᅟ, Токио, Япония; 1977:1. 651–654

  Google Scholar

• Омар М.Т., Дас Б.М., Пури В.К., Йен С.К.: Предельная несущая способность мелкозаглубленных фундаментов на песке с армированием георешеткой. Can Geotech J 1993, 30: 545-549. 10.1139/т93-046

  Артикул Google Scholar

• Омар М.Т., Дас Б.М., Йен С.К., Пури В.К., Кук Э.Е. Предельная несущая способность прямоугольных фундаментов на песке, армированном геосеткой. Geotech Test J 1993, 16: 246-252. 10.1520/GTJ10041J

  Артикул Google Scholar

• Пури В.К., Хинг К.Х., Дас Б.М., Кук Э.Е., Йен С.К.: Несущая способность ленточного фундамента на песке, армированном геосеткой. Геотекстиль и геомембрана 1993, 12: 351-361. 10.1016/0266-1144(93)

  -Д

  Артикул Google Scholar

• Раджагопал К., Кришнасвами Н., Латха Г.: Поведение песка, ограниченного одиночными и множественными геоячейками. Геотекстиль и геомембрана 1999, 17: 171-184. 10.1016/S0266-1144(98)00034-X

  Артикул Google Scholar

• Ри С., Митчелл Дж. К. Proc. Симпозиум по армированию земли. В Армирование песка с использованием ячеек бумажной сетки . ASCE, Питтсбург; 1978: 644-663.

  Google Scholar

• Terzaghi K: Теоретическая механика грунтов . Джон Уайли и сыновья, Нью-Йорк, США; 1943.

  Книга Google Scholar

• Verma BP, Char ANR: Испытания несущей способности оснований из армированного песка. J Geotech Eng 1986, 112(7):701-706. 10.1061/(ASCE)0733-9410(1986)112:7(701)

  Артикул Google Scholar

• Весич А.С.: Расчет предельных нагрузок фундаментов мелкого заложения. J Soil Mech Foundat Div, ASCE 1973, 99: 45-73.

  Google Scholar

Ссылки для скачивания

Информация об авторе

Авторы и организации

1. Исламский университет Азад, Аракский филиал, Арак, Иран

   Аараш Хоссейни

1. Аараш Хоссейни

   Просмотр публикаций автора

   Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Автор, ответственный за переписку

Аараш Хоссейни.

Дополнительная информация

Конкурирующие интересы

Автор заявляет, что у него нет конкурирующих интересов.

Оригинальные файлы изображений, представленные авторами

Ниже приведены ссылки на оригинальные файлы изображений, представленные авторами.