Podstawą każdej większej pracy budowlanej jest położenie fundamentów. Zależy to od tego, jak solidnie zostanie to zrobione, jaka jest oczekiwana żywotność wznoszonego budynku. Z tego powodu położenie fundamentów w budownictwie jest uważane za jeden z najważniejszych etapów.
Aby fundament mógł z łatwością wytrzymać wszystkie oczekiwane obciążenia, ważne jest nie tylko przestrzeganie technologii jego układania, ale także wstępne obliczenie wszystkich możliwych oddziaływań na niego. Tylko specjalista, który ma duże doświadczenie w tej dziedzinie, może przeprowadzić prawidłowe obliczenia, uwzględniając wszystkie czynniki, które mogą mieć choćby najmniejszy wpływ na fundament. Ale każdy może dokonać ogólnej wstępnej kalkulacji obciążenia fundamentu, rozumiejąc w ten sposób jego wytrzymałość i eliminując niepotrzebne koszty.
Informacje wymagane
Pierwsze pytanie dotyczy tego, co musisz wiedzieć, aby poprawnie obliczyć obciążeniedo fundacji. Oto:
- ogólny układ budynku, wysokość, czyli ilość kondygnacji, materiał z jakiego zostanie wykonany dach;
- rodzaj gleby, głębokość wód gruntowych;
- materiał używany do produkcji poszczególnych elementów budowlanych;
- region budowy;
- wartość penetracji fundamentu;
- głębokość zamarzania gleby;
- grubość warstwy gruntu poddanej obciążeniom odkształcalnym.
Ta informacja jest potrzebna, aby uwzględnić małe wskaźniki dokładności obliczeń.
Dlaczego potrzebne są obliczenia
Co obliczenie obciążenia fundamentu daje przyszłemu deweloperowi?
- Właściwe wartości pozwolą Ci znaleźć najbardziej odpowiednie i niezawodne miejsce, w którym możesz zbudować konstrukcję.
- Jeśli wszystko poprawnie obliczysz, możesz łatwo zapobiec ewentualnej deformacji ścian lub samego fundamentu, a za nim konstrukcji.
- Obliczenia pomogą zapobiec osiadaniu gleby (wkrótce zniszczenie całego budynku).
- Możliwe będzie zrozumienie, ile materiałów należy zakupić, aby wykonać prace budowlane. To znacznie obniży całkowity koszt.
Jeżeli obliczenia są wykonane niepoprawnie lub wcale, to możliwe są takie odkształcenia budynku i fundamentu jak przekrzywienie, wygięcie, osiadanie, wybrzuszenie, przechylenie, przesunięcie lub przemieszczenie poziome.
Główne rodzaje obciążenia
Zanim zaczniesz obliczać obciążenia, ważne jest, aby wiedzieć, że istnieją trzy głównekategorie, które mogą stanowić ten ładunek:
- Wartość statystyczna. Ta kategoria obejmuje wagę samej konstrukcji i każdego pojedynczego elementu domu.
- Drugi typ to uderzenia spowodowane warunkami pogodowymi. W obliczeniach należy również uwzględnić wiatr, deszcz i inne opady.
- Obiekty, które będą już w domu, również wywierają pewien nacisk, więc obliczenie obciążenia fundamentu musi koniecznie uwzględniać te wskaźniki.
Rodzaj fundamentu zależy od rodzaju gruntu, na którym jest zbudowany. Dlatego ważne jest również obliczenie obciążenia podłoża. Fundament wywiera również nacisk i charakteryzuje się takimi wskaźnikami jak całkowita powierzchnia podparcia i jego głębokość.
Wzór obliczania obciążenia gruntu
W celu określenia wymaganej wartości stosuje się następujący wzór podstawowy:
N=Nf + Nd + Ns + Nv, gdzie H to wartość początkowa, czyli całkowite obciążenie gruntu, Nf to wartość wskazująca obciążenie od fundamentu, Nd to obciążenie domu, to znaczy obciążenie od budynku, Hs to sezonowe obciążenie śniegiem, Hv to obciążenie wiatrem.
Nd dla wszystkich typów fundamentów oblicza się w ten sam sposób. Nf oblicza się inaczej w zależności od rodzaju fundamentu.
Obciążenie taśmy i monolitycznej podstawy
Wskaźnik obciążenia podłoża gruntem pomoże określić optymalną wielkość powierzchni posadowienia i ocenić dopuszczalne obciążenie. Do tego obliczenia odpowiednia jest podstawa pasmowa. Obliczenie obciążenia odbywa się według następującego wzoru:
Nflm=V × Q, gdzie V jest całkowitą objętością fundamentu, która została uzyskana przez pomnożenie wysokości, długości i szerokości podstawy (taśma lub monolityczna); Q to ciężar właściwy (gęstość) materiału użytego do budowy podstawy. Ta wartość nie musi być obliczana, w tabelach referencyjnych można znaleźć wszystkie niezbędne wskaźniki.
Następnie dzielimy wskaźnik Nf przez powierzchnię bazową (S) i otrzymujemy wartość obciążenia właściwego (Nu), która powinna być mniejsza niż dopuszczalna referencyjna wartość oporu gruntu (Сg):
Well=Nflm/ S ≦ Сг.
Aby uniknąć wpływu błędów obliczeniowych, odchylenie to powinno przekraczać 25%. Jeśli uzyskana wartość przekracza wartość odniesienia, lepiej zwiększyć szerokość podstawy, w przeciwnym razie zacznie pękać i zwisać.
Obliczanie obciążenia płyty fundamentowej w przypadku wznoszenia monolitycznej podstawy odbywa się w podobny sposób. Trzeba tylko wziąć pod uwagę obciążenia odkształcające, naprężenia osnowy i rolki. W tym celu kładzie się fundament ze zwiększonym marginesem obliczonych wartości.
Obciążenie podstawy kolumny
Obliczenia pomogą obliczyć prawidłową liczbę pali lub podeszew fundamentowych dla bezpiecznej budowy.
Ciężar właściwy to wartość, która pokazuje, jakie maksymalne ciśnienie projektowe może wytrzymać grunt, aby nie dochodziło do osiadania i przemieszczenia. Konkretna wartość zależy od tego, o jakiej glebie mówimy i w jakiej strefie klimatycznej dom ma powstać. Jednak przy obliczaniuweź średnio - 2 kg / cm2
Całkowite obciążenie, jakie podeszwa podstawy słupa przenosi na podłoże, składa się z rozłożonej masy konstrukcji i ciężaru samej kolumny. Dlatego obliczenie obciążenia fundamentu słupowego będzie wyglądać tak:
- Vc=Sc x Hc;
- Pc=Vc x q;
- Pfc=Pc x N;
- Sfc=Sc x N;
gdzie Sc jest powierzchnią nośną kolumny, Hc jest wysokością, Vc jest objętością kolumny, Pc jest ciężarem kolumny, q jest gęstością materiału kolumny, N jest całkowita liczba kolumn, Pfc to całkowita masa fundamentu, Sfc to całkowita powierzchnia podpory.
Obciążenie fundamentu palowego
Korzystanie z tego wzoru do obliczania obciążeń na fundamencie palowym jest również możliwe, ale należy go nieco zmodyfikować. Mianowicie, gdy wynik jest już uzyskany zgodnie z poprzednim wzorem, należy go pomnożyć przez całkowitą liczbę pali, a następnie dodać wagę pasa (w przypadku, gdy ten pas był używany podczas budowy). Aby uzyskać żądaną wartość, należy pomnożyć uzyskaną wartość przez gęstość (ciężar właściwy) materiałów, które zostały użyte do produkcji pali.
Gdy znana jest liczba podpór śrubowych (N) i ciężar budynku (P), nośność jednej podpory jest równa stosunkowi P/N. Należy wybrać gotowe, najbardziej odpowiednie pale, o określonej nośności i długości odpowiadającej lokalnym cechom geologicznym.
Załaduj w domu nafundacja
Aby dokonać ogólnego obliczenia obciążenia domu na fundamencie, należy zsumować wskaźniki masy poszczególnych części domu:
- Płyty i wszystkie ściany.
- Drzwi i okna.
- Systemy krokwi i dachów.
- Rury grzewcze i wentylacyjne, wodno-kanalizacyjne.
- Wszystkie wykończenia dekoracyjne, paroizolacja i wodoodporność.
- Różne urządzenia, meble i schody.
- Wszystkie rodzaje mocowań.
- Ludzie, którzy mieszkają w budynku w tym samym czasie.
Aby to zrobić, będziesz potrzebować wskaźników z tabel (ciężar właściwy w zależności od materiału, z którego wykonana jest każda część), wcześniej obliczonych przez specjalistów. Teraz jest to łatwe w użyciu. Na przykład:
- W przypadku budynków z ramą o grubości nie większej niż 150 mm współczynnik obciążenia wynosi 50 kg/m2.
- Jeśli mówimy o ścianach z betonu komórkowego, których grubość wynosi do 50 cm, to - 600 kg/m2.
- Ściany żelbetowe o grubości do 15 cm obciążają 350 kg/m2.
- Płyty oparte na konstrukcjach żelbetowych są kruszone siłą 500 kg/m2.
- Podłogi z izolacją i belkami drewnianymi - do 300 kg/m2.
- Dach - średnio do 50 kg/m2.
- Jeżeli potrzebna jest wartość, która pokazuje tymczasowe obciążenie śniegiem, zwykle przyjmuje się średnią wartość 190 kg/m2 – dla regionów północnych, 50 kg/m2 – dla południa, 100 kg/m2 – dla środkowego pasa, lub jego obliczanie poprzez pomnożenie powierzchni rzutu dachu przez określone obciążenie odniesieniapokrywa śnieżna.
- Jeśli chcesz obliczyć obciążenie wiatrem, przyda się następujący wzór:
Hv=P × (40 + 15 × N), gdzie P to całkowita powierzchnia budynku, a H to całkowita wysokość domu.
Przykład obliczeń
Skorzystanie z powyższych obliczeń pozwoli prawidłowo określić wymagane wymiary fundamentu i zabezpieczyć się na wiele lat niezawodną konstrukcją. Aby łatwiej było zrozumieć, jak korzystać z wartości, należy spojrzeć na przykład obliczania obciążeń na fundamencie.
Jako przykład weźmy parterowy dom z betonu komórkowego znajdujący się na obszarze chronionym przed śniegiem i wiatrem. Dach dwuspadowy o nachyleniu 45%. Fundament - taśma monolityczna 6x3x0,5 m. Ściany: wysokość 3 mi grubość 40 cm Gleba - glina.
- Obciążenie dachu jest obliczane na podstawie obciążenia 1m2 rzutu, w tym przykładzie - 1,5m.
- Obciążenie ściany jest określane przez pomnożenie wysokości i grubości przez określone obciążenie odniesienia z punktu 2: Hc=60030, 4=720 kg.
- Obciążenie podłogi określa się mnożąc powierzchnię ładunkową przez wartość z punktu 4: Np=(63 / 62)500=750 kg. Powierzchnia obciążenia jest określona przez stosunek powierzchni fundamentu do długości tych boków, które są dociskane przez bale podłogowe.
- Obciążenie z podstawy taśmy (Q dla betonu i tłucznia - 230 kg/m2): 630, 4230=1656 kg.
- Obciążenie na metr podstawy: Ale=75+720+750+1656=3201 kg.
- Referencyjna wartość obciążeniadla gliny: Cr=1,5 kg/cm2. W przykładzie stosunek obciążenia do powierzchni podstawy wynosi: Studnia=3201/1800=1,8 kg/cm2, gdzie 6x3=18 m2=1800 cm2.
Przykład pokazuje, że dla takich danych początkowych wielkość wybranego fundamentu jest niewystarczająca, ponieważ obliczona wartość jest większa niż dopuszczalna wartość odniesienia i nie gwarantuje niezawodności budynku. Wymagana wartość jest określana krok po kroku.
Podczas planowania budowy należy przeprowadzić obliczenia i ich analizę, w przeciwnym razie konsekwencje użycia nieprawidłowych wartości mogą być katastrofalne.
