Основи на изчисляването на основата

Всеки иска построената къща да служи няколко поколения, така че основата й да издържа на всякакви натоварвания, да не се напуква или провисва.

За да направите това, трябва да извършите много сложни изчисления, които изискват добри математически и инженерни познания.

Преди да се заемете с калкулатора, трябва да разберете какви видове деформации на основата и какви видове товари съществуват.

Видове основни деформации:

ролка - когато различни страни на твърда основа се утаяват в различна степен;
shift - изместване в хоризонталната равнина;
валежи - изместване във вертикалната равнина без пета;
пропадане - валежи, причинени от качествени промени в структурата на основата (размразяване на вечната замръзналост, уплътняване на рохкава почва от вибрации, излугване и др.).

И за всеки елемент има сложни формули за изчисление. Съществуват и някои видове деформации на фундамента, които са специфични само за определени видове конструкции. Например, щанцоване.

Пукнат товар

Пробивната конструкция на срязване се извършва само за фундаментни плочи. Този тип товар се среща в опора, когато нейната ширина и дължина са в пъти по-големи от дълбочината.

Пробиването се случва, когато върху плочата действа концентриран товар. Такъв товар е типичен за колони, пилоти, поддържащи стълбове - елементи, които притискат плочата на едно малко място.

В този случай силата на натиск има тенденция да изтласква фрагмента на плочата надолу. И следователно е необходимо да се изчисли за щанцоване.

Налягането възниква върху малка площ, така че може да достигне големи стойности. В тялото на стоманобетонна плоча налягането се отклонява под ъгъл от 45 градуса.

Оформя се своеобразна носеща пирамида, която държи колоната върху себе си. И на границата на тази пирамида с останалата част от плочата възниква сила на опън, на която бетонът не е особено устойчив.

Дали плочата може да издържи натоварването или не, зависи от няколко параметъра. Дебелината на плочата влияе, колкото по-голяма е тя, толкова по-добре продуктът се противопоставя на щанцоване.

Влияе и площта на колоната или колоната - колкото по-голяма е тя, толкова по-голяма е контактната площ на носещата пирамида с останалата част от плочата, съответно по-голяма е силата на задържане.

Съществува и зависимост от големината на натоварването и степента на бетона. И наличието и броят на армировъчните пръти, които свързват носещата пирамида с останалата част от плочата, също са важни тук. Колкото повече пръчки, толкова по-силно може да издържи натискането на плочата.

Има още един специален случай на щанцоване - когато плочата се поддържа от точкова опора. Например, ако купчина или колонен фундамент е положен с решетка от плоча.

В този случай изчислението за щанцоване също е необходимо, просто структурата се оказва обърната. Но това не влияе върху разпределението на силите в плочата.

За да се изчисли срязването на щанцоване, е необходимо да се сравни очакваното натоварване с допустимото. Това се прави по формулата:

F - допустимо натоварване;
а - коефициент на бетон (1 за тежък, 0,85 за финозърнест, 0,8 за лек);
Rbt - клас на якост на бетона в kg/cm2;
u е средната аритметична стойност между горния и долния периметър на носещата пирамида;
h - дебелина на плочата.

Ако получената стойност е по-голяма от проектното натоварване за проекта, това означава, че щанцоването няма да доведе до разрушаване на плочата. В противен случай е наложително да се преразгледа проектът.

Други натоварвания и деформации

Необходими са задълбочени предварителни проучвания, за да се определи утаяването или други видове деформация на основата. Трябва да започнете с избора на форма, геометрия на опората на къщата, въз основа на характеристиките на различни конструкции, здравината на използваните материали.

Необходимо е да се определи нивото на полагане на подметката на опората.

Това зависи от дълбочината на замръзване на почвата, структурни характеристики на сградата (наличие на мазе, мазе и др.), Геоложки и хидрогеоложки особености на почвата, масата на сградата, наличието на специални условия на обекта ( сеизмичност, вечна замръзналост и др.), наличието на подземни комуникации и сгради наблизо, релефа на обекта. Минимална дълбочина - половин метър.

След като се определи формата и дълбочината на отметката, се изчисляват размерите на опората. И тук ще е необходимо да се изчисли стабилността на основата за преобръщане, срязване и вертикално натоварване.

Важен параметър е изчисляването на сетълмента. Тя може да бъде абсолютна, средна и допълнителна. За да се изчислят тези параметри, е важно да имате подробни познания за геологията на обекта. Но въпреки това задачата съвсем не става лесна.

Има няколкостотин метода за изчисляване на черновата.

Най-често срещаните и добре известни от тях са линейно деформируемият полупространствен метод, линейно деформируемият слой с метод с крайна дебелина, методът на еквивалентния слой на почвата и, може би, най-често срещаният - методът на сумиране по слой.

Последният се използва широко, тъй като се различава в сравнителната простота на изчисленията, но точността му намалява с увеличаване на площта на опората и дълбочината на нейното появяване.

Независимо от това, това е напълно приемлив начин за частно строителство.

Методът за изчисляване на сетълмента се извършва чрез сумиране по слой, съгласно следния алгоритъм:

Изгражда се геоложки разрез на обекта, върху който ще бъде положена основата.
Прилагат се размерите на основата.
Изграждат се графики на напрежения от почвената маса и допълнително външно натоварване.
Изчислява се дебелината на свиваемия слой.
Дебелината е разделена на отделни фрагменти (слоеве).
Изчислява се черновата на един фрагмент.
Общата утайка се сумира.

Методът е много удобен при изчисляване на малки хомогенни площи, в структурата на които няма гъсти несвиваеми или слабо свиваеми почви.

При използването на този метод има редица предположения.

Приема се за даденост, че деформацията линейно зависи от напрежението, изчислението се извършва въз основа на диаграмата на най-високите налягания - в средата на фундамента не се взема предвид наслояването на пластовете, страничното разширение на почвата се игнорира, дълбочината на изчисление е ограничена, под която се приема, че почвата е несвиваема.

Можете да увеличите точността на изчисленията, като ги извършите за няколко точки под сградата и след това изградите пространствен модел.

Но това увеличава обема на грешните изчисления експоненциално, докато точността не нараства пропорционално на увеличаването на обема на изчисленията.

Не бива да пренебрегвате този вид деформация като преобръщане. Това може да се случи при силно търкаляне на сградата или при огромни натоварвания от вятър.

Последното важи за леки къщи, монтирани върху непогребани основи.

Въпреки това, в повечето случаи изчислението се извършва по такъв начин, че да издържа на 25% разделяне на опората (когато възникне отрицателно налягане, част от опората не натиска върху земята, а по-скоро се издига).

За да изключите преобръщане, трябва правилно да изчислите теглото на сградата, теглото на опората, съпротивлението на изместване, което създават и да го сравните с възможните натоварвания от вятър.

Изчисляването на натоварването на щанцоване, утаяване или накланяне на опората на къщата обикновено не се извършва отделно от дизайна на къщата. Можете да прочетете по-горе, че за да определите параметрите на основата, трябва да знаете характеристиките на цялата сграда, както и характеристиките на обекта.

Пълният проект на къща може да варира значително в цената.

Ако това е типична архитектура, тогава за работата на архитект и инженер ще трябва да платите поне 10 000 рубли, за индивидуален проект цената започва от 1000 рубли на квадратен метър.