Come calcolare correttamente la fondazione

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La fondazione è la struttura dell’edificio sotto la pianta. Il suo scopo è di trasferire i carichi dall’intera struttura alla fondazione del suolo. Il terreno caricato può cambiare la sua struttura, causando deformazioni negli edifici, il cui limite è limitato dalle norme. Il calcolo corretto delle fondazioni garantirà la durata e l’affidabilità di qualsiasi edificio.

Come calcolare correttamente la fondazione

Le basi, in base alla loro capacità di resistere ai carichi, possono essere divise in rigide e flessibili. Le strutture fatte di calcinacci e cemento sono rigide. Resistono bene alla compressione e non si comportano bene nello stretching e nella flessione..

Le fondamenta in cemento armato hanno rinforzo all’interno della struttura. Rileva le forze di trazione e flessione, quindi il cemento armato è applicabile per elementi flessibili.

Come calcolare correttamente la fondazione

Importante! Un prerequisito per il calcolo di eventuali fondazioni è la disponibilità dei risultati delle indagini geologiche e topografiche in cantiere.

Si ritiene che l’edificio e il sottofondo funzionino insieme nel calcolo. L’influenza sfavorevole dei fattori ambientali può anche cambiare il sottofondo. Ad esempio, la temperatura influisce sulle proprietà dei suoli gonfiore e sollevati e l’acqua può modificare la struttura dei suoli subsidenza e salini..

Come calcolare correttamente la fondazione

Il livello della posizione dell’acqua nel terreno, il suo possibile cambiamento, la composizione chimica dell’acqua determinano anche la scelta del materiale, della struttura e del metodo di costruzione della fondazione. Tutti questi dati sono indicati nel rapporto del sondaggio.

Profondità della fondazione

Nel determinare il livello della suola dello scantinato, si tiene conto di quanto segue:

  • struttura edile e suo scopo;
  • la presenza di strutture adiacenti e il segno del fondo delle loro fondamenta;
  • proprietà del suolo;
  • acque sotterranee e cambiamenti nella loro posizione;
  • la profondità del congelamento del suolo;
  • effetti negativi sull’ambiente;

L’elevazione del fondo della fondazione viene presa indipendentemente dal livello di congelamento del terreno, se la fondazione è terreno non poroso e l’edificio viene riscaldato in inverno. Inoltre, se studi e calcoli mostrano che non ci sono deformazioni che violano la forza dell’intero edificio, con congelamento e scongelamento periodici del terreno.

Come calcolare correttamente la fondazione

Le fondamenta delle stanze riscaldate sotto le pareti esterne sono poste a una profondità maggiore del valore calcolato della profondità di congelamento del terreno, se la base per loro è sollevare il terreno.

Il valore calcolato di questa profondità si trova nella formula:

df = kh* dfn, Dove

  • Kh – coefficiente di condizioni termiche nell’edificio;
  • dfn – profondità standard di congelamento del suolo.

Per gli edifici che non sono riscaldati in inverno kh= 1,1; per k riscaldatoh preso secondo la tabella.

Tipo di edificio Temperatura dell’aria nella stanza adiacente
0 cinque dieci 15 20 e più
Piani terra 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5
Piani di ritardo 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6
Pavimenti isolati 1.0 1.0 0.9 0.8 0.7
Edificio seminterrato 0.8 0.7 0.6 0.5 0,4

Valore standard dfn assunto come valore medio delle profondità massime annue di congelamento stagionale per 10 anni.

Questo valore può essere calcolato utilizzando la formula:

formula

Mt– un numero adimensionale pari alla somma dei valori assoluti di temperature inferiori allo zero in inverno in una determinata area. Si trova in SP 131.13330.2012.

d0 accettato:

  • 0.23 – argille e argille;
  • 0,28 – sabbie limose e a grana fine;
  • 0.3 – sabbie a grana grossa e a grana media;
  • 0.34 – terreni grossolani.

I terreni pesanti sono:

  • argilla contenente;
  • sabbie a grana fine e limose;
  • a grana grossa con inclusioni argillose e limose.

Calcolo delle basi del nastro mediante formule

Il calcolo delle fondamenta degli edifici viene effettuato in base a 2 gruppi di stati limite:

  • capacità portante – il primo gruppo;
  • deformazioni – il secondo gruppo.

Come calcolare correttamente la fondazione

Il primo stato limite implica l’impossibilità totale di gestire l’edificio. Il secondo è quando il normale funzionamento è difficile. Il calcolo viene eseguito per determinare le dimensioni ottimali della struttura della fondazione.

Carichi e impatti

Carico standard moltiplicato per il fattore di sicurezza (sovraccarico) – ?f, dà il valore del calcolato.

Design Fattore di affidabilità ?f
Metallo 1.05
Calcestruzzo, densità >1600 kg / m3 1.10
Cemento armato, pietra, pietra rinforzata, legno, densità <1600 kg / m3:
prefabbricato – 1,2
in cantiere – 1,3
suoli
naturale 1.1
massa 1.15

Per carico di neve e vento ?f = 1.4, per l’azione della temperatura ?f = 1.1.

Per il tempo di azione, i carichi sono divisi in permanenti e temporanei. Durante la costruzione, nonché durante il funzionamento, i carichi costanti funzionano senza interruzione. Questi includono il peso di tutte le strutture edilizie e il peso del suolo. I carichi temporanei sono suddivisi in:

  • azione a lungo termine (attrezzature localizzate temporaneamente, deposito di materiali e parti di qualsiasi produzione, peso di persone e animali, carroponti e gru a ponte);
  • interventi a breve termine (neve, vento, ghiaccio, attrezzature per la messa in servizio e la riparazione, persone, ecc.);
  • azioni speciali (a seguito di esplosione, incidenti, guasti alle attrezzature, cambiamenti nella struttura della base, ecc.).

Il calcolo utilizza una combinazione di carichi:

  1. Base: permanente + a lunga durata + a breve durata.
  2. Speciale – permanente + a lungo termine + a breve termine + un’azione speciale.

Quando si calcola la base per deformazioni, viene utilizzata la combinazione base di carichi. Anche la combinazione principale viene considerata come forza nel calcolo, ma se ci sono carichi speciali, il calcolo viene eseguito per una combinazione speciale. Per un certo tipo di combinazione di carico, i fattori di riduzione della combinazione sono presi in considerazione nel calcolo – ?.

Come calcolare correttamente la fondazione

Alla fine, viene scelta una combinazione di carichi più pericolosa. Per gli edifici residenziali con una struttura rigida, il carico sulla fondazione è costituito dal peso:

  • Carichi costanti:
    • Pareti, piani intermedi, piani interrati (se presenti).
    • Fondamento e peso sulle sue panchine.
  • Carichi temporanei:
    • Neve.

Un carico standard uniformemente distribuito per edifici residenziali può essere prelevato secondo SNiP – 1,5 kPa (coefficiente di sovraccarico – ?f = 1.3).

Determinazione della larghezza della suola

Le fondazioni di edifici residenziali con uno schema di struttura rigida sono calcolate come compresse centralmente. Sono disposti simmetricamente rispetto al pavimento o alla parete del seminterrato. Il calcolo viene effettuato in base alle condizioni dell’equilibrio limitante di tutte le forze che influenzano la fondazione.

Come calcolare correttamente la fondazioneF – pieno carico sulla fondazione, h – profondità della fondazione b – larghezza della base della fondazione

Per effettuare un calcolo preliminare, è possibile utilizzare il valore R.0 secondo le tabelle seguenti.

adescamento Densità del suolo, kg / cm2 Angolo di attrito interno ? Modulo di deformazione E, kg / cm2 Peso volumetrico ?, T / m3
denso media densità
Sabbie grandi 4.5 3.5 36-41 2000-500 1,75-1,85
Sabbie medie 3.5 2.5 33-38 500-300 1,6-1,9
Sabbie fini: 30-36 400-250
– bassa umidità 3.0 2.0 1,6-1,9
– saturo di acqua 2.5 1.5 1,8-1,9
Sabbie polverose: 28-34 250-125 1.8-2.0
– bassa umidità 2.5 2.0
– bagnato 2.0 1.5
– Saturo d’acqua 1.5 1.0
adescamento Coefficiente di porosità Consistenza del suolo in kg / cm2 Angolo di attrito interno ? Modulo di deformazione E, kg / cm2 Peso volumetrico ?, T / m3
denso plastica
terreno sabbioso 0.5 3.0 3.0 18-28 200-125 1,7-1,95
0.7 2.5 2.0 1,5-1,85
terra grassa 0.5 3.0 2.5 12-25 250-80 1,8-1,95
0.7 2.5 1.8 1,75-1,9
1.0 2.0 1.0 1,7-1,8
argille 0.5 6.0 4.0 30-36 400-250 1,9-2,0
0.6 5.0 3.0 1,9-2,0
0.8 3.0 2.0 1,8-1,9
1.1 2.5 1.0 1,7-1,8

Per una base di striscia solida, la larghezza della suola è determinata:

formula

  • F è il carico che agisce sulla parte superiore della fondazione;
  • R0 – resistenza del suolo, che viene preso dalle tabelle;
  • ?mt– il peso specifico medio della fondazione e del suolo sui suoi bordi;
  • h – altezza della fondazione.

Ad esempio, determiniamo la larghezza della suola di una fondazione a striscia solida con uno schema rigido con i seguenti dati:

  • F = 255 kN;
  • R0 = 250 kPa – per terriccio con un coefficiente di porosità di 0,7;
  • Profondità di posa – 1,8 m, altezza h = 2,0 m Materiale di fondazione – calcestruzzo M 200, ?mt= 2,0 kg / m3.

Per profondità inferiori a 1,5 m, viene applicato il coefficiente m.

Profondità di posa h 1.4 1,3 1,2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6
Coefficiente m 0.97 0.93 0.90 0.87 0.83 0,80 0,77 0.73 0,70

Si ottiene la larghezza della suola richiesta:

formula

Successivamente, chiariamo R0 per una profondità di base della fondazione inferiore a 2,0 m utilizzando la formula:

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

  • K1 – per argille, argille, argille sabbiose e sabbie limose – 0,05; per sabbie grossolane e terreni grossolani – 0.125.
  • b e d – larghezza e profondità della fondazione
  • B0 e d0 – valori di larghezza e profondità accettati nelle tabelle

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

Specifichiamo la larghezza della base della fondazione

formula

Per ottenere dati più accurati, il valore calcolato della resistenza del suolo viene calcolato dai dati dell’indagine.

Calcolo delle basi della striscia secondo il programma

Programma di calcolo per fondazioni di nastri pieni per muri di mattoni esterni

Come calcolare correttamente la fondazione

H 390 360 330 270
K1 1.04 1.00 0.96 0.90
? 0.0 cinque% dieci% 15% 20% 25% trenta%
K2 1.07 1.04 1.02 1.00 0.98 0.96 0.93
R 0.00 300 600 900 1200 1500 1800 2100
K3 0.76 0.81 0.86 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10

Programma per il calcolo di fondazioni di nastri pieni per pareti interne

Come calcolare correttamente la fondazione

H 390 360 330 270
K1 1.04 1.00 0.96 0.90
R 0.00 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
K3 0.52 0.62 0,72 0.82 0.91 1.00 1.09 1.18

Secondo il programma creato per edifici civili con pareti in mattoni, il calcolo viene effettuato utilizzando i dati R e il numero di piani. La larghezza della suola trovata viene moltiplicata per i fattori di correzione k1, per2, per3:

  • per1 – tiene conto dell’altezza del pavimento;
  • per2 – rapporto tra area della finestra e area del muro in%;
  • per3 – il carico trasmesso dalla sovrapposizione di un piano.

È possibile determinare la larghezza della suola utilizzando il grafico solo se lo spessore della parete indicato sul grafico coincide con lo spessore accettato della muratura.

Ad esempio, troviamo la larghezza del seminterrato di un muro di mattoni esterno spesso 77 cm in una casa a tre piani (con un seminterrato). In questo caso, R = 2,0 kg / cm2; H = 3,0 m; ? = 20%; P = 1800 kg / corsa. m. Secondo il grafico, troviamo che la larghezza della suola è b ‘= 110 cm; b = 110 • 0,98 • 1,5 = 113 cm.

Tutte le tabelle e i grafici forniti sono solo indicativi. Un calcolo più accurato viene effettuato da specialisti sulla base di studi sul suolo (campo e laboratorio) in cantiere.

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