Как да се изчисли основата за метални колони

Изображението на метална колона в оборудваното мазе

Въпреки огромната популярност на рамкови ленти или монолитни основи, в някои случаи те не могат да се използват поради характеристиките на почвата, натоварването на единица площ на конструкцията, характеристиките на самата сграда. Като правило основите на колоните често се изграждат за промишлени предприятия с тежка енергия, машиностроене и военни нужди.

Такива безгредови фундаменти издържат огромни товари, но изчисляването винаги се извършва на всяка колона поотделно, защото има пълна колекция от всички допустими товари от самата сграда, почвените и климатичните условия в района на строителството.

Какви са колоните?

Скица на подреждането на основата под металната колона

Стоманобетон. Те са издръжливи, произведени в индустриални условия, поради което отговарят на всички стандарти за качество, както и на бетона. Вътре в тези колони вече е осигурена армировка, но колоните от този тип са тежки и за тяхната инсталация е необходимо да се използва мощно строително оборудване.

Metal. Те са по-леки от стоманобетонния, но също така използват напълно различни методи на монтаж. Освен това при изчисляването е необходимо първоначално да се определи недвусмислено кой тип колона трябва да се използва.

Какви данни трябва да се съберат за правилното изчисление на основите на колоните?

Схема на свързване на метална колона с подсилване на основата

Твърде трудно е да се изчисли основата на колоните, тъй като тук се събират много фактори едновременно. Ясно е, че е почти невъзможно да се правят такива сложни изчисления сами, имате нужда от специално образование и умения. Следователно, преди да започнете изчисляването на основата на колоните, трябва да получите следните данни:

  • климатичните условия в района на строителната площадка, вида и дебелината на ветровете и честотата на душовете;
  • да се създаде подробна геодезическа карта и е по-добре да се направи анализ с цел да се получат данни за структурата на почвата, дебелината на меките и издръжливи скали. Трябва също така да получите данни за появата на подземните води, тяхното сезонно движение;
  • масата на самата сграда. Колкото по-голям е, толкова повече колони трябва да бъдат. Ясно е, че за стоманобетонните колони се използват фундаменти тип стакан, а за метални колони - напълно различни;
  • вида на колоната, нейните носещи характеристики, степента на опъване и компресия при излагане на високи и ниски температури;
  • вид бетон, неговата марка, състав и изпълнение;
  • структурата на бъдещата структура, материала на носещите стени и подове, височината на конструкцията.

Преди това изчисляването на колоната е извършено с помощта на стандартни индикатори на допустимото натоварване. Например, стандартната дълбочина на възглавницата е до 200 мм, а горната й част се простира от земята до височина 50 мм.

Такива колони не могат да издържат на движението на почвата, защото подложката бързо се изми и основата се срути. Сега, изчислението ясно показва максималната допустима дълбочина на възглавницата, тя трябва да бъде под дълбочината на замръзване на почвата, където практически няма товари.

Как се изчислява основата на колоната

Монолитна основа на колони за метална колона

Като правило изчисляването на основата за метална колона предполага дали почвата е в състояние да издържи на проектното натоварване на основата, с която тя ще действа на квадратен сантиметър площ и събирането на всички данни за бъдещата конструкция. Всъщност трябва да получите пълна информация за сградата, почвите и подземните води, да събирате и систематизирате данните и въз основа на прехвърлянето им на строителите на завършения проект. За това имате нужда от:

  • получават от архитекта проект на бъдещата сграда, спецификация на строителни материали и комуникации;
  • изчисляване на общата площ на подпората;
  • да направим колекция от всички параметри, да ги организираме и да получим действителния проектно налягане на сградата като цяло.

Как да разберете товара, който ще създаде самата сграда? За да направите това, трябва да получите подробни данни за самата сграда, да съберете масата и характеристиките на всички материали, които могат да бъдат използвани при нейното изграждане, както и планираните комуникации, бъдещите мебели, количеството сняг върху покрива. Това изчисление се състои от няколко части:

  1. Изчисляване на подове на сгради и стоманени колони. Първо трябва да знаете масата на самата метална колона, защото и тя, макар и леко, създава натиск върху земята. За да направите това, изчислете обема на структурата. Това се извършва чрез геометрична формула за изчисляване на обема на цилиндъра. Това е обемът, който след това се умножава по плътността на метала, за да се получи масата на стоманената колона.
  2. След това трябва да знаете масата на припокриване. Като правило това са фабрични продукти и всеки производител вече посочва масата им. Ето защо е достатъчно да се свържете с доставчиците.
  3. Има случаи, когато на металните колони е монтирана структура на rostverkovoy. Неговото тегло също не е проблем за изчисляване, тъй като е достатъчно да се знае колко бетонни или готови бетонни конструкции ще бъдат използвани за изграждане на решетка.
  4. Изчисляване на масата на стените. Тук много зависи от материала, защото тухла тежи по-малко от бетон, но повече от пяна блокове. Следователно е необходимо да се съберат данни за всички строителни материали, използвани при строителството на сградата.
  5. Изчисляване на покрива. Това включва спецификацията на материалите, от които е направено таванското пространство, както и спецификацията на всички покривни материали до външната облицовка. При проектирането на конструкцията архитектът предоставя подробна спецификация, така че е лесно да се изчисли общата маса на конструкциите.
  6. След като се съберат всички получени данни, се изчислява цифра, която характеризира максимално допустимото натоварване върху подпорите на основата.

За да разберете коя сила натиска върху единица от областта на подкрепа, трябва да знаете нейните общи размери. Ако стоманеният стълб има квадратно сечение от 50 х 50 см, тогава площта за поддръжка ще бъде 2500 см2. Тогава налягането, което ще се отрази на единицата на земната повърхност, се изчислява чрез разделяне на масата на сградата от площта на една подложка.

Сега най-важният етап в изчисляването на основата за стоманена подпора е изследването на характеристиките на почвата и събирането на данни за нейната конструктивна съпротива. Тези данни ще предоставят услугата за проучване. Ако съпротивлението на почвата е по-голямо от изчисленото от самата сграда, тогава опората ще издържи натоварването и няма да се деформира с течение на времето. Ако производителността е по-малка, тогава трябва да увеличите броя на колоните.

Но винаги съществува правило: по-голям брой подпори няма да бъдат излишни, затова дизайнерите често инсталират подпори с интервал от приблизително 1,5 - 3 м. Това се прави, за да се осигури необходимия резерв за здравина на конструкциите, свързани с неразрешено оборудване, подреждане на помещения или инсталиране на тежко промишлено оборудване, По правило изчисленията дават задължителен резерв от 50% за всяка подкрепа.

Допълнителни изчисления за метални колони

Местоположението на металната колона в кладенеца

Също така се извършват допълнителни изчисления за съществуващи и бъдещи геодезически проучвания. За да се осигури правилна геодезия, се наблюдават котвени връзки, а именно височината на главите им. За тази цел се използват шаблони или приспособления.

Шаблонът е метална плоска рамка с готови гнезда за болтови съединения. Те са свързани по кофража с основните оси на основата, след това са фиксирани. За да се получат по-точни данни, нивото на инсталиране на шаблона първоначално се показва в колоната, за да се контролира степента на изместване.

Препоръчва се шаблонът да се заварява към арматурата на колоната, за да се избегне вертикалното изместване по време на закрепването на конструкциите. След като се изсипе основата на колоната с бетон, се извършва основното управление на местоположението на шаблона и, ако е необходимо, се прави корекция преди втвърдяването на бетона.

Сега увеличаването на здравината на рамката на основата за стоманената колона се постига чрез свързване на стоманата и поставянето й в специални кладенци. Такива вдлъбнатини първоначално са предвидени в основната купа, остават отворени през цялото време и не се изливат с бетон в първия етап на конструкцията. Само когато болтът е монтиран, фиксиран и местоположението му е точно измерено, то кладенецът е затворен.

Изчисляване на отделна основа за колоната

Основната задача при проектирането на основите е да се осигури равномерно прехвърляне на товара от конструкциите (подпори на тръбопроводи, резервоари и др.) Към основата, така че натискът, възникващ под основата на основата, да не доведе до неприемливи деформации на конструкцията.

На практика най-често се използват бетонни и стоманобетонни основи.

Формата на основите е разделена на отделни колони и колони, лента под стената и твърда под цялата конструкция. Отделни фундаменти могат да бъдат сглобяеми или монолитни.

Според условията на експлоатация се разграничават следните видове фундаменти: твърди - работещи в компресия и изработени от бетон; гъвкави - възприемащи силите на натиск и огъване и изработени от стоманобетон.

Свободните основи в плана обикновено имат правоъгълна форма с аспектно съотношение не повече от 3: 1 (фиг.46).

Монолитните основи, бетонирани на място, като правило, имат стъпаловидна форма. Съществуват следните препоръки за избор на броя на стъпките:

- ако височината на основата е ≤ 450 mm, тогава проектът се извършва с една стъпка;

- ако 450 ≤ ≤ 900 mm - две стъпки;

- ако> 900 мм - три стъпки.

Минималната височина на стъпалата е 300 мм.

Изчисляването на отделните основи се извършва при предположението, че основата е абсолютно твърдо тяло. Поради това устойчивостта на почвата се разпределя по основата на мазето по линеен закон. Изчислението на фондацията се състои от 2 части:

1. Изчислете деформацията на основата под основата, която след това определя размера на основата в плана.

2. Изчислете самата основа за якост, т.е. определя размера на отделните части на основата и нейното подсилване.

7.1. Определяне на размера на подметката на сутерена

В основата на основата има товари от колоната, масата на самата основа и натиска на почвата върху нейните ръбове (Фигура 46).

46. ​​Проектната схема на отделна фондация

Изчислението се основава на силата на основата, върху която лежи основата. Приемат се два варианта за зареждане на основата: централна и ексцентрична. Ограниченото състояние се определя от носещата способност на основната почва.

Размерите на основата на основата се определят от условието, че налягането под подметката не надвишава крайната устойчивост на почвата към компресията

където - максималното налягане под основата на основата;

- стандартно земно съпротивление на основата до компресия;

- коефициент на работните условия;

- коефициент на надеждност за предназначението на структурата.

При изчисляване на централно заредената фундамент, площта на основата на основата се определя от състоянието на отсъствието на принуждаване на основа

където - размерът на основата на основата;

- регулаторна надлъжна вертикална сила в основата;

- изчислената устойчивост на почвата, която се приема съгласно нормите;

= 20 kN / m 3 - средна плътност на основата и почвата по нейните ръбове;

- дълбочината на основата.

7.2. Изчисляване на отделна централно компресирана основа за огъване

Изчисляването на основата се извършва на първата група гранични състояния. Под основата на основата от централното натоварване възниква отблъскване на основната почва (Фигура 47). Подметката на основата работи като плоча за огъване. В този случай, колкото по-ниска е плочата на влакната, толкова повече те са опънати. Напреженията на опън водят до образуване на пукнатини в основата по протежение на нормалните участъци. За да може основата да устои на напукване, се използва стоманена армировка. Основата е подсилена със заварени мрежи от пръчки с периодичен профил с диаметър най-малко 10 mm и стъпка 100-200 mm. Заварената мрежа е монтирана по дължината на основата при спазване на защитен слой, чиято дебелина трябва да бъде най-малко 30-35 мм, ако има подготовка за пясък и чакъл под основата и е равна на 70 мм без подготовка на основата.

Най-опасни са секциите 1 и 2 на огънатата основа, където се променя височината. За да определите огъващия момент в тези секции, помислете за прекъснатата част на основата, като конзола, равномерно натоварена отдолу от реактивното налягане на основата. Получената реакция на почвата към отрязаната част се прилага в центъра на тежестта на носещата повърхност. За секции 1 и 2, съответно, получаваме реакцията и

където - геометричните размери (фиг.47).

Фиг. 47. Дизайнът на основата при огъване

Гъвкавият момент в секции 1 и 2 се изчислява като продукт на получената базова реакция към рамото му

За да се определи площта на напречното сечение на армировката според граничното състояние, се счита, че когато се образува пукнатина, целият товар пада върху армировъчните пръти и достига изчисленото съпротивление на опън. За да се изчисли силата на опън в армировката, са изведени равновесни условия за секции 1 и 2 (Фигура 47). Токът на огъване от натиска на почвата до дъното на основата се балансира от момента на вътрешните сили в усилването по отношение на центъра на въртене на частите на основата, разделени от пукнатини. Необходимата площ на армировката се определя от формулите

където - коефициентът на действие на клапана.

7.3. Изчисляване на отделна основа за бутане

Едно от ограничаващите състояния на фондацията е разбивката на нейната колона. Експериментално е установено, че разрушаването на основата от форсиране се извършва по страничните повърхности на пресечната пирамида (Фигура 48).

Фиг. 48. Проектната схема за преместване на основата:

1 - колона; 2 - пирамида бутане

Разрушителни вътрешни сили се намират в участъци от стоманобетонната основа под ъгъл спрямо основата. Тъй като натискът на почвата е равномерно разпределен върху цялата повърхност на основата на основата и вертикалното натоварване от колоната по време на пробиването ще бъде прехвърлено в почвата само през основата на пирамидата на щанцоване, е възможно да се изчисли силата на натиск като небалансирана част от вертикалното натоварване

къде е наземното налягане;

- площта на основата на пирамидата;

- Размерът на основата на пирамидата.

Както е показано на фигура 48, размерите на основата на пирамида се разчитат лесно

където - размерът на напречното сечение на колоната.

Напреженията на опън ще възникнат по дължината на страничните стени на пирамидата. Имайки предвид това, можете да напишете състоянието на здравината на основата за натискане (фиг.49)

къде е конструкцията конкретна устойчивост на опъване;

- зоната на страничната повърхност на нагнетателната пирамида.

Фиг. 49. Проектната схема определя силата на разрушаване

Площта на страничната повърхност на пирамидното принуждение може да се изчисли по следната формула

където - дължината на средната линия на страничната повърхност на пирамидата на разрушаване.

След заместването (7.9) в (7.8) получаваме

7.4. Изчисляване на ексцентрично компресирана основа

Нецентралното компресиране на мазето се извършва в случаите, когато в допълнение към централната компресионна сила се предава огъващ момент през колоната към основата (фигура 50). Налягането на почвата над повърхността на мазето в този случай няма да бъде същото. От другата страна на основата, към която моментът ще предава допълнителна компресия, реакцията на почвата ще бъде максимална, а от другата страна - минимална. Най-лесният начин да се вземе предвид линейното разпределение на натиска на почвата в дъното на основата е да се изчисли средното налягане. Например, за да се изчислят напреженията във вертикална секция 1 (фигура 50), е необходимо да се изчисли средното налягане на почвата върху отрязаната част на основата

Фиг. 50. Безцентрово компресиране на основата

В бъдеще, извършване на изчисляване на армировка стомана или изчисляване на основата за бутане е необходимо да се използва средното налягане на почвата на дъното на основата.

Изчисляване на колоната в колоната

Изчисляването на основата се извършва под колоната на средния ред, който служи като централно компресиран елемент. Основата за колоната на средния ред се счита за централно натоварена.

7.1 Изчисляване на дъното на колонната основа.

Усилията от нормативното натоварване се определят приблизително чрез разделяне на изчислените натоварвания на средния коефициент на безопасност за товара:

γп= 1,15 - средният коефициент на безопасност за товара;

7.2. Дълбочината на основата

Дълбочината на основаване на основата d се определя, като се вземат предвид:

- структурните особености на структурата;

- дълбочината на съседните основи и полагане на комуникации;

- топография, естество на леглата и свойствата на почвата;

- дълбочините на сезонното замръзване на почвата.

7.3 Определяне на дълбочината на сезонното замразяване:

гFn= 1.2 - нормативна дълбочина на сезонното замразяване, m; зап= 0,6 - коефициент, характеризиращ параметрите на сградата.

Дълбочината на основата трябва да е по-голяма от 0,9 м. Приемам дълбочината на основата от 1,5 м. Предполагам, че защитният слой бетон е0= 3,5 см, тъй като препаратът ще се извърши на земята, дебелина на слоя 10 см

Определяне на ширината на основата на сутерена.

оценената устойчивост на почвата (взета според SNiP MPa - прашна ниско влага, плътни пясъци).

дълбочината на основата. м.

делът на почвата върху парче от основата. kN / m 3.

7.5 Дължина на дъното на мазето

С централно заредена основа ние вземаме квадратната форма на основата на основата. Дължина на основата:

Приемайте основата: 1,6'1,6 м и Ае = 2.6 m 2

7.6 Налягане на дъното на почвата

Вземете бетон B15 със силата на едноосово компресиране Rб = 8,7 МРа, нормативната устойчивост на бетона под напрежение RBT = 0,75 MPa и работна арматура A-II с конструктивна якост на опън RS = 280 МРа.

7.7 Полезната минимална височина на фундамента се определя от условието за натискане на колоната му под действието на изчисленото натоварване:

7.8. Височината на основата с изискванията за проектиране

Конструктивно приемайте височината на стъпките1 = 20 cm; з2 = 20 cm

Конструктивно приемайте височината на стъпките1 = 20 cm; з2 = 20 cm

Примери за изчисляване на колонните основи на металната рамка

Уважаеми колеги, продължаваме да разглеждаме малки примери за използването на комплекса FOC за изчисляване на фондациите. Днес разглеждаме примери за изчисляване на колонните основи на металната рамка. В началото ще направим ръчно изчисление на две фондации с допълнително сравнение с резултатите, получени за комплекса FOC.

Пример за изчисляване на колонни основи. Сурови данни

Строежът се характеризира със следните атмосферни и климатични влияния и натоварвания:

  • тегло на снежната покривка (изчислена стойност) - 240 kg / m 2;
  • натиск на вятъра - 38 кг / м2;

геология

Схема за обозначаване на фондацията

Относителна разлика на утайката (Δs / L)ф = 0.004;

Макс С.umax или средно Sф тежест = 15 см;

Натоварванията на основите на колоните бяха получени от LIRA.

За ръчно изчисление помислете за основите на FM3 и FM4

1. Ръчно изчисление

Определяне на размера на подметката на сутерена

Основните размери на основата на основите се определят въз основа на изчислението на основите за деформации. Площта на крака се определя предварително от състоянието:

където P е средното налягане в основата на основата, определено от формулата:

А е основата на основата.

N - вертикално натоварване в края на основата

G е теглото на основата с почва по ръбовете

където γ е средната стойност на специфичното тегло на фундамента и почвата по краищата му, определена като 2 т / м 3;

d е дълбочината на депозита;

За предварителното определяне на размера на фундаментите P се определя от таблица Б.3 [SP 22.13330.2011]

P = 250 kPa = 25,48 т / т2.

За фондацията FM3, N = 35,049 т

А = 35,049 т / (25,48 т / т 2 - 2,00 т / m3; 3,300 м) = 35,049 т / 18,88 т / м2 = 1,856 м 2.

Вземете размерите на основата b = 1,5 м

За фондацията FM4, N = 57.880 т

А = 57,880 т / (25,48 т / т 2 - 2,00 т / т 3,300 м) = 57,880 т / 18,88 т / т 2 = 3,065 м 2.

Вземете размерите на основата b = 1,8 м

1. Определяне на устойчивостта на конструкцията на почвената основа

5.6.7 При изчисляване на деформациите на основата с помощта на проектните диаграми, посочени в 5.6.6, средното налягане под основата на сутерена p не трябва да превишава проектното съпротивление на почвата на основата R, определено от формулата

където γв1 и γs2 съотношения на работните условия, взети в съответствие с таблица 5.4 [1];

k - коефициентът се приема за равен на един, ако характеристиките на якост на почвата (φп и сп) се определят чрез директни тестове и k = 1,1, ако те се вземат в съответствие с таблиците в допълнение Б [1];

кZ- коефициент, взет равен на един при b 3;

y 'II - същото за почвата, лежаща над основата на основата, kN / m 3;

сII- изчислената стойност на специфичната адхезия на почвата, разположена директно под основата на фундамента (виж 5.6.10 [1]), kPa;

г1- дълбочината на основите, m, безполезни структури от нивото на планиране или намалената дълбочина на външните и вътрешните фундаменти от пода на сутерена, дефинирани от формулата (5.8) [1]. С фундаментни плочи в d1вземете най-малката дълбочина от стъпалото на плочата до нивото на планиране;

гб- дълбочина на мазето, разстоянието от нивото на планиране до пода на мазето, m (за конструкции с мазе с дълбочина над 2 м се приема, че е 2 м);

тук hите- дебелината на почвения слой над мазето от сутерена от мазето, m;

зCF - сутеренни стени на пода, m;

γCF - изчислената стойност на специфичното тегло на подовата конструкция в сутерена, kN / m 3.

При дебелина на подготовката на бетон или смачкан камък hп позволено да се увеличи d1на часп.

бележки

1 Формулата (5.7) [1] може да се използва за всяка форма на основи в плана. Ако основата на основата е с формата на кръг или правилен многоъгълник с площ А, стойността на b се приема за равна.

2 Изчислените стойности на специфичното тегло на почвата и на материала на сутеренния етаж, включен във формулата (5.7) [1], се допускат да бъдат взети равни на техните стандартни стойности.

3 Изчислената устойчивост на почвата с подходящо оправдание може да се увеличи, ако проектът на основата подобри условията на работа с основата, например, периодични, с отвори, с междинна подготовка и т.н.

4 За основи плочи с ъглови рязания, конструктивната устойчивост на основната почва се увеличава с помощта на коефициента kг съгласно таблица 5.6 [1].

5 Ако d1> d (d е дълбочината на основата от нивото на оформлението), във формулата (5.7) [1] вземаме d1 = d и dб = 0

6 Изчисленото съпротивление на основата на почвата R, определено от формулите (B.1) [1] и (B.2) [1], като се вземат предвид стойностите на R0 Таблици Б.1-Б.10 [1] от приложение Б [1] могат да се използват за предварително определяне на размерите на основите в съответствие с указанията на раздели 5-6 [1].

Предистория:

Фондацията е лосион, подобен на льоса, с полутвърда консистенция, жълто-кафяв цвят, с включването на слоеве пясъчна глина, покрити с желязо. (EGE 2)

За фондацията FM3: b = 1,50 m;

За фондацията FM4: b = 1,80 m;

За създаването на Fm3:

R = (1,10 * 1,00) / 1,00 · [0,72 · 1,00 · 1,50 m · 1,780 t / m 3 + 3,87 · 3,30 m · 1,691 t / m 3 +

+ (3.87-1.00) · 0.0 · 1.691 t / m 3 + 6.45 · 1.1 t / m 2] = 1.10 · (1.922 t / m 2 + 21.596 t / m 2 +

+ 0.0 + 7.095 t / m 2) = 33.674 t / m 2.

За основаването на FM4:

R = (1,10; 1,00) / 1,00; [0,72; 1,00; 1,80 m; 1,780 t / m 3 + 3,87; 3,30 m; 1,691 t / m 3 +

+ (3.87-1.00) · 0.0 · 1.691 t / m 3 + 6.45 · 1.1 t / m 2] = 1.10 · (2.307 t / m 2 + 21.596 t / m 2 +

+ 0.0 + 7.095 t / m 2) = 34.098 t / m 2.

2. Определяне на валежите

5.6.31 Отлагането на фундаментната основа s, cm, като се използва схемата на проектиране под формата на линейно деформируемо полу-пространство (вж. 5.6.6 [1]) се определя чрез метода на сумиране на слой по слой, като се използва формулата

където b е безразмерен коефициент, равен на 0,8;

σzp, i - средната стойност на вертикалното нормално напрежение (наричано по-долу "вертикалното напрежение") от външното натоварване в i-тия слой на почвата, преминаващ вертикално през центъра на основата на фундамента (виж 5.6.32 [1]), kPa;

заз - дебелината на i-тия слой на почвата, cm, взета не повече от 0,4 от ширината на сутерена;

Eаз - модул на деформация на i-тия слой на почвата по протежение на първичния товарен клон, kPa;

σZγ,аз - средната стойност на вертикалното натоварване в i-тия слой на почвата по вертикалата, минаваща през центъра на основата на основата, от собственото му тегло, избрано при изкопни работи на почвата (виж 5.6.33 [1]), kPa;

Ee, i - модул на деформация на i-тия слой на почвата по вторичния товарен клон, kPa;

n е броят на слоевете, в които се счупва свиваемият слой на основата.

В този случай разпределението на вертикалното напрежение през дълбочината на основата се извършва в съответствие със схемата, показана на Фигура 5.2.

DL - знак за план; NL - маркирайте повърхността на естествения терен; FL - маркирайте долната част на основата; WL - ниво на подземните води; B, C - долната граница на свиваемата последователност; d и dп - дълбочината на основата, съответно от нивото на оформлението и повърхността на естествения релеф; б е ширината на основата; p е средното налягане под основата на основата; итеZG и szg, 0 - вертикално натоварване поради земното тегло на дълбочина z от основата на основата и на нивото на основата; σZP и σzp, 0 - вертикално натоварване от външно натоварване на дълбочина z от основата на основата и на нивото на основата; σzy, i - вертикален стрес поради тежестта на почвата, изкопана в основата в средата на i-тия слой на дълбочина z от основата на основата; Нс - сгъваема дълбочина

Фигура 5.2 - Диаграма на разпределението на вертикалните напрежения в линейно деформируемо полу-пространство

Забележки:

1 При липса на експериментални дефиниции на модула на деформация Еe, i за структури от II и III ниво на отговорност е позволено да приема Ее,аз = 5Еаз.

2 Средни натоварвания σzp, i и σZγ,аз в i-тия слой на почвата се позволява да се изчисли като половината сума от съответните напрежения в горната zI-1 и дъното zаз границите на слоя.

5.6.32 Вертикално натоварване от външно натоварване σZP = σZ - σцу зависи от големината, формата и дълбочината на основата, разпределението на натиска върху почвата по нейната основа и свойствата на базовите почви. За правоъгълни, кръгли и ивици основи, стойностите на sZP, kPa, на дълбочина z от основата на основата, вертикално преминаващ през центъра на основата, се определя от формулата

където α е коефициентът, взет от таблица 5.8 [1] в зависимост от относителната дълбочина ß, равна на 2z / b;

р е средното налягане под основата на фундамента, kPa.

5.6.33 Вертикално натоварване поради тежестта на почвата в дъното на основата σ = σ - σцу, kPa, на дълбочина z от основата на правоъгълни, кръгови и ленти, се определя от формулата

където α е същото като в 5.6.32 [1];

итеzg, 0 - вертикално натоварване поради тежестта на почвата на нивото на основата на основата, kPa (при планиране чрез рязане σzg, 0 = γ'd, при липса на планиране и планиране чрез добавяне σzy, 0 = γ'dп, където γ 'е специфичното тегло на почвата, kN / m 3, разположено над основата; d и dn, m, - виж фигура 5.2 [1]).

В този случай изчислението на σZγ размерите се използват не по отношение на фундамента, а на ямата.

5.6.34 При изчисляване на течението на основите, издигнати в шахти с дълбочина, по-малка от 5 m, се разрешава да не се вземе под внимание втория термин във формулата (5.16).

5.6.41 Долната граница на свиваемия слой на основата се взема на дълбочина z = Hв, където условието σZP = 0,5σ. Дълбочината на сгъваемите слоеве не трябва да бъде по-малка от Nмин, равен на b / 2 при b ≤ 10 m, (4 + 0.1b) при 10 ≤ b ≤ 60 m и 10 m при b> 60 m.

Ако в дълбочина Hс, открити при горните условия, се полага слой от почва с деформационен модул Е> 100 МРа, като се позволява да се образува компресируем слой в горната част на тази почва.

Ако долната граница на свиваемия слой, установена при горните условия, е в почвен слой с деформационен модул E ≤ 7 MPa или такъв слой лежи директно под дълбочината z = Hс, този слой е включен в сгъстяващата последователност, а за Hс вземете минимума от стойностите, съответстващи на основния слой или дълбочината, където условието σZP = 0.2ите.

При изчисляване на утаяването на различни точки от основата на плочата, дълбочината на сгъстяващите се слоеве може да се приеме за постоянна в целия план на основата (при липса на почви в състава му с деформационен модул E> 100 MPa).

Разположението на основата в участъка

Площта на основата на фундамента Fm3: S = 2,25 m 2 (размери 1,50 m × 1,50 m).

Регулаторно натоварване от структури N = 29,208 т

с b = 1,5 m ≤ 10 m

Таблица: Проектна основа FM3

Маса на масата на масата H = 2.00 m> Hмин = 0.75 m

Население на фондацията: S = 0,8 · 0,049 m = 0,0392 m (3,92 cm) 2 (размери 1,80 m × 1,80 m).

Регулаторно натоварване от структури N = 47,598 тона

с b = 1,8 m ≤ 10 m

Таблица: Проект за мазе FM4

Маса на масата на масата H = 2.00 m> Hмин = 0.90 м

Население на фондацията: S = 0,8 · 0,061 m = 0,0488 m (4,88 cm) p cf. = N0 / A = (35,049 t + 2,00 t / m 3; 3,300 m; 1,500 m; 1,500 m) / (2 250 m 2) =

= 49.899 t / 2.250 m 2 = 22.177 t / m 2

Qаз = 22.177 t / m 2 · 1.50 m · (1.50 m - 0.40 m) / 2 = 18.296025 t

QII = 22.177 t / m 2 · 1.50 m (1.50 m - 0.90 m) / 2 = 9.97965 t

Проверете условията (2.26) [2], за бетонни класове B15,

18,296025 t 2 · 1,5 m · (3,600 m - 0,040 m)

18,296025 t 2 · 1,5 m · (0,300 m - 0,040 m)

9,97965 t 2 · (1,50 m - 0,40 m) 2 · 1,50 m = 5,0314 tm

МII = 0.125 · 22.177 t / m 2 · (1.50 m - 0.90 m) 2 · 1.50 m = 1.4969 tm

Като работни пръти ще приемем армировка от клас A-III с изчислена съпротива Rите = 37206.93 т / м2.

Необходимата площ на напречното сечение на армировката съгласно формулата (2.32) [2]

Аси = 5.0314 tm / (0.9 "(3.600 m - 0.040 m); 37206.93 t / m 2) =

= 5.0314 tm / 119211.00372 t / m 2 = 0.000042 m 2 = 0.42 cm 2.

АSII = 1.4969 tm / (0.9 "(0.300 m - 0.040 m); 37206.93 t / m 2) =

= 1.4969 tm / 8706.421 t / m 2 = 0.000172 m 2 = 1.72 cm 2.

Приемете 8 Ø10 A-III Aите = 6.280 cm2, стъпка 200 mm.

За фондация FM4

Срязващата сила в лицето на колоната и лицето на подметката (2.25) [2]:

p p cf. = N0 / A = (57.880 t + 2.00 t / m 3 · 3.300 m · 1.800 m · 1.800 m) / (3.240 m 2) =

= 79,264 т / 3,240 m 2 = 24,464 т / м 2

Qаз = 24.464 t / m 2 · 1.80 m (1.80 m - 0.40 m) / 2 = 30.82464 t

QII = 24.464 t / m 2 · 1.80 m (1.80 m - 0.90 m) / 2 = 19.81584 t

Проверете условията (2.26) [2], за бетонни класове B15,

30.82464 t 2 · 1.8 m (3.600 m - 0.040 m)

30.82464 t 2 · 1.8 m (0.300 m - 0.040 m)

19,81584 t 2 · (1,80 m - 0,40 m) 2 · 1,80 m = 17,050 tm

МII = 0.125 · 24.464 t / m 2 · (1.80 m - 0.90 m) 2 · 1.80 m = 4.588 tm

Като работни пръти ще приемем армировка от клас A-III с изчислена съпротива Rите = 37206.93 т / м2.

Необходимата площ на напречното сечение на армировката съгласно формулата (2.32) [2]

Аси = 17,054 тт / (0,9 "(3,600 т - 0,040 т); 37206,93 т / т2) =

= 17.054 тт / 119211.00372 t / m 2 = 0.000143 m 2 = 1.43 cm 2.

АSII = 4,458 тт / (0,9 "(0,300 т - 0,040 т); 37206,93 т / т2) =

= 4,458 тт / 8706,421 t / m 2 = 0,000512 m 2 = 5,12 cm 2.

Приемете 9 Ø10 A-III Aите = 7.065 cm2, стъпка 200 mm.

Относителна разлика седимент (4.88 cm - 3.92 cm) / 600 cm = 0.0016

Препоръчителни статии по тази тема:

Можете да оставите коментар на тази статия или да зададете въпрос на автора на страниците ни в социалните мрежи Vkontakte или Facebook

Пример за изчисляване на основата за метална колона

г1 - дълбочината на основата от пода (3.15 м).

Разрешени са единен размер на основата на сутерена 3.0x3.0 м (основата на мазето е 9.0 м 2).

Определяне на съпротивлението на конструкцията на почвената основа спрямо характеристиките на якост:

K - коефициентът на надеждност за почвата (K = 1);

b е ширината на основата на мазето (b = 3.0 m);

K коефициентZ= 1 за b 3 - като се вземе предвид претеглящото действие на водата);

II 1 - същото, лежащо над основата на мазето в дълбочина d1 (18.0х1.0 + 8.64х2.0) / 3.0 = 11.8 kN / m 3 - като се вземе предвид претеглящото действие на водата);

CII - проектната стойност на специфичното сцепление на почвата, разположена непосредствено под основата на основата (СII= 17 kPa).

Тогава проектното съпротивление на почвената основа R ще бъде:

Средно налягане под основата на основата от външни товари (№II), мъртва тежест на фондацията (Gе) и почвата върху первазите (GGR), определена по формулата:

Състояние Pcf.R работи. Основното натоварване е 100x (239-196) / 239 = 18%. Размерите на основата на мазето могат да бъдат намалени. Размерът на основата е 2.7 x 2.7 м (7.29 м 2). След това:

Средното налягане под основата на основата ще бъде 1140 / (2,7 x 2,7) + 3,15 x 22 = 226 kPa. Състояние Pcf.R изпълнено. "Недостатъчното" на базата е 100x (238-226) / 238 = 5.0%.

Огъващият момент до основата на основата е 270 + 8х3,2 = 296 kNm.

В този случай, пределният натиск върху земята в основата на фондацията ще бъде:

максимално налягане Pмакс= 226 + 6x296 / (2.7x2.72) = 316 kPa, което е повече от 1.2xR = 1.2x238 = 286 kPa, което не е позволено от проектните стандарти. Увеличаваме дължината на основата на основата до 3,0 м. След това средното налягане по основата на основата ще бъде 1140 / (2,7 × 3,0) + 3,15 × 22 = 210 kPa. Максимално налягане Pмакс= 210 + 6х296 / (2.7x3.0 2) = 283 kPa, което е по-малко от 1.2xR = 1.2x238 = 286 kPa;

минимално налягане Pмин= 2x210-283 = 137 kPa> 0. Не се получава отделяне на основата на основата от основната почва.

Налягането на ръба в основата на основата е в приемливи граници. Размерите на основата на основата са избрани оптимално.

Определяне на сетълмента на фондацията произведена по метода на сумиране на седимента по слой по слой.

Естествените натоварвания на нивото на основата на основата са 1,0х18,0 + 2,0х8,64 = 35 kPa. Допълнителни напрежения от товара на нивото на основата на основата са Ro = 210-35 = 175 kPa.

Количеството на валежите на основата се изчислява по формулата:

където  е безразмерен коефициент равен на 0.8; ZPI - средни вертикални (допълнителни) напрежения в i-тия слой на почвата; заз и Еаз - височина и модул на деформация на i-тия слой на почвата; n е броят на почвените слоеве, в които се разрушава свиваемата почвена маса.

Уреждането на фондацията е изчислено, като се вземе предвид най-неблагоприятният случай, когато дебелината на пясъчния рудник над геоложката секция има максимална стойност.

Основата за метална колона

Еднообразното разпределение на товарите в рамковите конструкции на сградите и конструкциите върху подземните почви е необходимо за стабилността на цялата сграда, затова е важно да се изчисли и инсталира правилно основата на колоните, като се осигури дългосрочно действие на стените и подовете. Колоните често се използват като заредени елементи при конструирането не само на промишлени, но и на жилищни сгради и са инсталирани със същите строги изисквания за надеждност и толеранси от конструктивните изчисления, независимо от начина на тяхното производство и монтаж.

Значителни изисквания за основа

В типична конструкция рамковите сгради се издигат само за промишлена употреба. С разработването на сегмент от отделни сгради от няколко етажа на голяма площ, се налагат носещи стълбове под формата на колони както в самите къщи, така и в къщи (балкони, огради, навеси, гараж за няколко автомобила).

Често рамковата конструкция на външните стени, поддържащи подовете, е направена под формата на стълбове от подсилен монолит, които запълват празнината между тях с леки блокове от газобетон. Неравномерното утаяване на бетонни стелажи ще доведе до напукване на материала на стената. Ето защо трябва да се подхождате отговорно към правилната основа на основата под лагерите, които са направени под формата на колони.

Основният документ за това строителство ще бъде "Насоките за проектиране на фундаменти на естествена основа за колони на сгради и съоръжения на промишлени предприятия".

Стоманобетонови изделия

При проектирането на сградната конструкция могат да бъдат взети под внимание стандартните елементи на фабричната продукция с вече известни характеристики и монтажни контури за бърза инсталация.

Основата на колоната се избира въз основа на резултатите от изследванията на механично-динамичните характеристики на подземните почви. Разнообразие от варианти за цялостния дизайн на основите на колоните се определя от характеристиките на дизайна, площта и формата на бъдещата структура.

Основни условия

Размерите на подметката под подвижната опора са избрани така, че натоварването на равнината на контакт със земята да не надвишава нейната носеща способност. Типичните индикатори за свиване на всеки отделен натоварен елемент в основата не надвишават допустимите стойности, посочени в стандартите.

Колоната може да стои на отделна основа или да бъде поставена в група, за която има единична основа (тип лента или плоча).

Групи колони на една база

Освобождаване на армировка за бъдещи колони в монолитна бетонна плоча.

Когато се изчислява базата на колоната под колоната, основата на базата на 1 колона се приема като начална стойност. Необходимият брой такива подложки трябва да бъде взет с минимална сила от поне 50% за всеки елемент, който трябва да бъде инсталиран.

Материалите за производство на единични основи са:

  • продукти от стоманобетон;
  • развалинни камъни;
  • тухла;
  • насипен бетон.

Към твърдите видове бази са включени конструкции, изработени от монолитен рециклиран бетон и изработени от тухлена зидария.

Колоните, инсталирани на подготвената основа, се отличават от вида на произвеждания материал: метал, стоманобетонни продукти. Всеки вид има свой собствен метод на закрепване в долната точка. Podkolonniki за тях се произвеждат в завода (стандартен тип) или директно на строителната площадка на мястото на инсталацията (проектно изчисление).

Монолитният метод на самопроизводство има предимството да бъде универсален, независимо дали стоманеният или стоманобетонният продукт ще бъде монтиран върху основата.

Подметки за стоманобетон

Носещите конструкции, изработени от колони, са монтирани върху отделни фундаменти, за да не се излива голямо количество бетон в ленти или плочи. Те ще приемат и разпределят товара от структурата в най-критичните точки. Стандартните продукти за типично изграждане на промишлени съоръжения се произвеждат в заводи, готови за монтаж. Те се състоят от основа, простираща се до дъното, и колона, поставена в стъклото.

Тези сглобяеми елементи трябва да отговарят на изискванията на GOST 24476-80.

Пример за завършена основа (с различни размери) за колоната е показан на чертежа:

Увеличаването на зоната на контакт със земята поради разширяването на опорната пета води до следните резултати:

  • увеличава носещата способност на колоната;
  • намалено натоварване на земята от общото тегло на фундаментната конструкция, дължащо се на разликата в напречното сечение на подметките и вертикалните колони - се счита, че техният Ø може да издържи на сградата, но не зависи от площта на подпората.
Очила с греди

При многоетажната конструкция е допустимо да се избере този тип подпори, ако почвата, лежаща под сградата, не е огнеупорна, спокойна и не е склонна към потъване. Очите могат да стоят на твърди, неподвижни скали с дълбоко ниво на подпочвените води.

Връзката на отделните колони и техните основи в една твърда структура на типа лента се осъществява от два основни типа връзки:

  1. Стоманобетонните продукти се свързват чрез поставяне на греди в основата на колоната, последвано от наливане на циментов разтвор.
  2. Стоманените елементи са закрепени с анкерни болтове, които се изсипват в фундаментния блок под отворите в петата на колоната и осигуряват силно фиксирано фиксиране.

Ако стандартните фабрични продукти не отговарят на техническите характеристики, определени в строителния проект, след извършване на геоложки инженерни проучвания е разрешено да се направи стъклена основа за подпорни колони на място въз основа на изчисление на специфичните условия на строителната площадка.

Изливане на основата на място

За запълване на основата на мястото на монтаж на колоната се извършва индивидуално изчисление с определяне на площта на подметката, теглото и височината на стъклото.

Необходимо е да се направи правилно подсилващата клетка, така че създадената структура да има висока степен на якост. Закрепващите болтове са положени съгласно GOST 24379.1-80, допустими са отклонения в рамките на ± 0.02 cm от проекта.

Как трябва да се оценява подсилващата армировка за отделна метална подложка за този видеоклип:

  • използвайте безо патен бетон не по-малък от M 200;
  • максималната водонепропускливост не е по-висока от 5% (за да съответства на B2);
  • защитен слой от бетон върху армировъчните пръти е не по-малък от 3 см (наличието на видими участъци от стоманената рамка е забранено);
  • пукнатините в замразения монолит не могат да надвишават 0,1 мм.
Геометрията трябва да се поддържа

Под подредената фундамент се монтира твърд кофраж, който ще издържи натоварването при изливането на течната маса и ще запази желаната геометрия на продукта, изходът от стоманени пръти е фиксиран.

Основата за попълнената колона се извършва с подробно изчисление на всички параметри в специализирана дизайнерска организация или с помощта на компютърна програма, която определя необходимите геометрични размери на всяка част и изискваното подсилване на подметката и стълбата.

В процеса на бетониране е необходимо да се маркират специални геодезически нива (еталони) и височини. Те ще бъдат необходими както за контролиране на монтажа на останалите структури на сградата, така и за геодезически проучвания в процеса на работа, за да се идентифицира селището на фондацията.

Инсталиране на колони

Стоманобетонните стълбове с квадратно или кръгло сечение се поставят върху фрезовани обувки, които се поставят на необходимото ниво от геодезистите на бетонов разтвор.

Изграждането на анкерни болтове под метални колони се поставя със същата грижа. Частта от пръта, която се издава над бетона, е предварително зададена и фиксирана в специален проводник, за да издържи на хоризонталните и вертикални размери.

При някои разновидности на заводските стълбове котвата не е поставена, а остава в горната част на кладенеца за самоинсталация на място.

Във всеки случай всяка колона трябва да бъде поставена на геометрично проверена, твърда основа съгласно разработената проектна документация. Във всеки отделен случай е необходимо да се включи специалист за ново съоръжение, за да се оптимизира обхватът на работата, финансовите разходи и да се избегнат непоправими грешки.

6.1.5 Пример за изчисляване на фундаментите на естествена основа за колони на сгради и конструкции

Пример 6.1. Определете размера и площта на подсилената секция на ексцентрично зареден сутерен с стъпаловидна част от плочата и стъклен съединител с колонка с размери lс × bс = 400 × 400 мм. Дълбочината на колоната е 0.75 м. Марки: дъното на колоната е 0.90 м, ръбът на мазето е 0.15 м, дъното на подметката е 2.65 м. Размерът на подметката е 3.3 х 2.7 м.

Изчислените натоварвания на нивото на ръба на основата са дадени в таблица. 6.1.

ТАБЛИЦА 6.1. ПРИМЕР 6.1

Забележка. Индексите означават; x - посока по големия размер на подметката; y е същото по по-малката.

Материали: клас стомана A-III, Rите = 360 МРа (ø 6-8 мм), Rите = 375 МРа (ø 10 мм), бетон от клас B10 (B15).

Проективните съпротивления се вземат със следните коефициенти на работните условия: γb1 = 1; γb2 = 0.9; γb4 = 0.85.

Решението. 1. Целта на предварителните геометрични размери на основата (фиг.6.12). Определете необходимата дебелина на стъклото с комбинация от 3:

д0 = Мх/ N = 336/2100 = 0.16 m, т.е. д0 0,2 лс = 0.2-0.4 = 0.08 м, но не по-малко от 0.15 м. След това размерът на колоната е lUC = бUC = 2 · 0.15 + 2 · 0.075 + 0.4 = 0.85 м. Приемаме, като вземем предвид препоръчания модул 0.3 м.

Височината на стъпалата на плочата hаз = 0,3 м. Площта на основата на фундамента А = 3,3 · 2,7 = 8,92 м 2. Момент на съпротива в посока на по-големия размер

Wх = 1 2 b / 6 = 3.3 2 · 2.7 / 6 = 4.9 m 2.

Работната височина на плочата е h = 0.3 · 2 - 0.05 = 0.55 м. Дълбочината на стъклото е hг = 0,75 + 0,05 = 0,8 m.

2. Изчисляване на основата за натискане. Разстоянието от горната част на плочата до дъното на колоната е 1.05 м, а hUC = (1UC - 1в) / 2 = 0.25 m, следователно, тестът за натискане на плочата се прави от дъното на под-колоната.

Максимално натоварване на земната повърхност (6.9):

рмакс = 2100 / 8,92 + (336 + 72; 2,4) / 4,9 = 0,339 МРа.

Приемете най-високата стойност на pмакс = 0.339 МРа. Силата на притискане F = A0рмакс.

Тогава F = 1.64 · 0.339 = 556 kN.

Задаваме класа на бетон B10 с RBT = 0.57 МРа. С γb2 = 0.9 и γb4 = 0.85 RBT = 0.57; 0.9; 0.85 = 0.436 МРа.

KRBTбрз0 = 1 · 0,436 · 1,45 · 0,55 = 305 2 = 0,5 · 2,7 (3,3 - 0,9 - 2 · 0,85) - 0,25 [2,7 - 0,9 - 2 (0.85 - 0.3)] 2 = 0.85 m 2;

Товароносимостта на основите съгласно формула (6.26)

F = 0.436 [(0.85-0.3) 1.45 ± 0.3 · 0.9] = 465 kN> 288 kN.

Приетата основа удовлетворява състоянието на скъсване

Помислете за допълнителна опция с двустепенна основа с височина на горната стъпка от 0.45 м. След това (с h0 = 0.7 м):

А0 = 0.5-2.7 (3.3-0.9-2.7) - 0.25 (2.7-0.9-2.7) 2 = 1.31 m 2;

F'= 1.31; 0.339 = 444.1 kN;

Товароносимостта на основата съгласно формулата (6.1)

F = 1; 0.436; 1.6; 0.7 = 488.3 kN> 444 kN,

т.е. и такава основа удовлетворява силата на разрушаване.

Ще покажем обаче, че последният вариант е по-малко икономичен. Всъщност, обемът на плочата с височина 0,9 м с тристепенна основа

V3 = 3.3 · 2.7 · 0.3 + 2.4 · 1.8 · 0.3 + 1.5 · 0.9 · 0.3 = 4.37 m 3, а за двустепенна основа, като се вземат предвид допълнителните под-колона обем на височина от 0,9 - 0,75 = 0,15 м

V2 = 3.3; 2.7; 0.3 + 2.4; 1.8; 0.45 + 0.9; 0.9; 0.15 = 4.74 m 3> 4.37 m 3.

Така приемаме тристепенната основа с височина на плочата от 0,9 м.

Проверете якостта на долния етап за дадено отстраняване от 450 mm и h01 = 0.25 m:

А0 = 0.5-2.7 (3.3-2.4-2.25) - 0.25 (2.7-1.8-2.25) 2 = 0.5m2;

P = 0.5; 0.339 = 169 kN:

Товароносимостта на етапа F = 1 · 0.436 · 2.05 · 0.25 = 223 kN> 169.5 kN.

Размерите на стъпалата, разположени по-горе, се обозначават чрез пресечната точка на линията АВ с линиите, ограничаващи височините на стъпалата (Фигура 6.13).

Определянето на площта на напречното сечение на армировката на плочата на мазето се извършва, като се използва пример за по-ниска армировка (насочена по-голямата страна на основата на фундамента) от клас А-II.

Изчислени усилия на нивото на крака, взети с комбинация от 3, без да се взема предвид теглото на основата:

N = 2100 kN; М = 336 + 72; 2.4 = 509 kN · m; д0x = 509/2100 = 0.242 m.

Определете натиска върху почвата в изчислените участъци (виж фиг.8.12)

Pмакс = N / A + M / W = 2100 / 8,92 + 509 / 4,9 = 370 kN / т2;

рII = 236 ± 0.45 · 135 = 297 kN / т2.

рIII = 236 ± 0.28 · 135 = 274 kN / т2.

Приемете клас A-II с Rите = 285 МРа:

Sorochan E.A. Основи, фундаменти и подземни съоръжения