Разное

Расчет столбчатого фундамента: расчет и основные этапы возведения

Содержание

Делаем расчет столбчатого фундамента своими руками

В статье «Расчет фундамента» мы говорили о том, что нужно учитывать при расчете основания, независимо от того, какой конкретно объект предполагается на нем возводить. Сегодня же мы постараемся подробно описать процесс расчета столбчатого фундамента. Воспользовавшись представленной информацией, вы сможете без труда своими руками учесть все нюансы и определиться с оптимальным выбором столбчатого основания, в том числе, прикинуть предстоящие расходы на строительство дома.

Оцениваем нагрузку от дома

Если вы самостоятельно решаете вопросы строительства загородного дома, то уже на этапе проектирования постройки знаете, из каких строительных материалов будете возводить здание. А это значит, что уже сейчас можно оценить вес надземной части постройки, просуммировав нагрузки от всех конструкций здания и добавив к ним сезонные нагрузки, а также нагрузки от объектов, которые впоследствии будут размещены внутри сооружения.

Исходя из полученных данных, оцениваются размеры железобетонной обвязки – высокого ростверка, который послужит рамой, равномерно распределяющей нагрузки на все опоры. Он же будет при необходимости передавать неравномерную деформационную нагрузку от столбчатого фундамента. Рассчитывается объем обвязки и ее массу при условии, что средний объемный вес железобетона равен 2400 кг/м3.

Суммируем все вышеперечисленные нагрузки F (по сути, проводим расчет нагрузки на фундамент), и остается только определиться с характером грунта и общим количеством опор.

Оцениваем характер грунта

Если расчет столбчатого фундамента осуществляется своими силами, то проведение лабораторных исследований показателей грунта не предполагается. Поэтому пойдем по бюджетному пути – будем проводить оценку на глаз. Для этого на месте предполагаемого строительства дома выкапываем шурф (яму) глубиной ниже глубины промерзания грунта (ГПГ). ГПГ можно узнать в справочном пособии или в статье, о которой мы говорили в самом начале повествования. Предположим, что ГПГ составляет 1,5 м. Выкапываем шурф глубиной 1,8 м. и отбираем пробы грунта и пытаемся скатать из него небольшой шарик. Оцениваем характер грунта следующим образом:

  • если шарик не скатывается, и вы визуально определили песчаный слой дна шурфа, то в зависимости от крупности песка, расчетное сопротивление грунта (далее – R) принимает значение от 2 (для очень мелкого, пылеватого) до 3 (для среднего) и 4,5 (для крупного песка)*;
  • если шарик рассыпается при сдавливании, велика вероятность, что грунт – супесь (R=3)*;
  • если шарик при сдавливании не рассыпается и по краям лепешки не образуются трещины, то перед нами глина (R=3-6)*;
  • шарик из грунта не рассыпается при сдавливании, но по краям образуются трещины, грунт – суглинок (R=2-4)*

*Значение R зависит также от влажности грунта и коэффициента пористости. Ориентировочные значения расчетного сопротивления грунта представлены в таблице ниже. Следует учитывать, что представленные значения актуальны при заглублении фундамента на 1,5…2 метра. Если же вы планируете возводить мелкозаглубленный фундамент, то расчетное сопротивление грунта будет уже другим: R=0,005R0(100+h/3), где R0-табличная величина, h – глубина (см), на которую планируется закладывать фундамент.

Итак, получили значение R. Определяем параметры и количество опор-столбов.

Расчет количества опор столбчатого фундамента

Количество столбов во многом зависит от площади основания каждого из них. Предположим, что вы выбрали к установке буронабивные сваи диаметром 300 мм. с расширением в нижней части (башмаком) в 500 мм (50 см). Площадь подошвы каждой опоры S будет равна pi×D2/4= 3,14×50×50/4=1960 см2.
Предположим, что нагрузка F = 100000 кг, R=4, тогда необходимо решить простое уравнение с одной неизвестной типа: R=F/(S×n), где n – количество опор. В нашем случае получаем n = 13 шт. Но ведь сами опоры также будут оказывать воздействие на грунт, поэтому их также необходимо включить в нагрузку. Проводим поправочные вычисления. Пусть длина столба составляет 2 м, диаметр оставляем тем же – 0,3 м. Объем одной опоры составит: 2×3,14×0,3×0,3/4=0,14 м3. Принятый средний объемный вес железобетона равен 2400 кг/м3, тогда масса одной опоры составит: 0,14×2400=336 кг (340 кг). Тогда масса 13 опор составит, соответственно, 4500 кг. Умножаем эту величину на коэффициент надежности 1,3, суммируем с F и подставляем в уравнение выше: 4=105850/(1960n). n=14 – количество опор, которые потребуется установить в нашем случае. Перед строительством столбчатого основания советуем ознакомиться с информацией по армированию железобетонных опор, которая представлена в этой статье. Также неплохо прочитать статью о расчете бетона для фундамента, изучив которую вы сможете определиться с количеством и качественными показателями бетонной смеси для основания своего дома.

Как видите, рассчитать количество столбов для столбчатого фундамента не так-то и сложно.

Загрузка…

Расчет столбчатого фундамента: порядок проведения

Во многих случаях для возведения строений используют столбчатые фундаменты. Особенно, если строительная площадка размещена на проблемных грунтах, а само здание имеет не очень большую нагрузку.

Основание такого типа обойдётся дешевле, чем закладка ленточного фундамента. А если к обустройству основания подойти со всей серьёзностью и правильно выполнить расчет столбчатого фундамента, то получим довольно-таки прочную конструкцию под дом. Именно об этом и пойдёт речь в данной статье. Попробуем разобраться, с чего начитать и какие величины необходимо рассчитывать.

Нюансы столбчатого основания

Столбы подойдут для легкой постройки

Первоначально разберёмся, какие существуют отличия столбчатого основания от ленточного:

  • чаще всего использовать для зданий, которые возводятся из облегчённого строительного материала и не имеют больших габаритов. Примером может служить дом из бруса без обустройства подвала;
  • состоит из нескольких опор, размещённых в тех местах, в которых предполагается наибольшая нагрузка.

Устройство сборного основания

Различают столбчатый фундамент двух видов:

  1. Монолит. Он обустраивается в виде столбов с обеспечением армирующих элементов залитых бетоном.
  2. Сборный. Закладывается из отдельных столбов, которые впоследствии соединяются ростверком. Материалом для его установки являются металлические элементы, которые скрепляются между собой посредством сварки. Такой фундамент имеет слабые места, особенно в точках соединения.

По уровню заглубления столбчатые основания можно подразделить на заглублённые и мелкозаглублённые. Заглублённый обустраивается ниже уровня промерзания грунта, а мелкозаглублённый на глубину не более 7 см.

Для каждого из видов необходимо производить свои расчёты, учитывая факторы различного направления.

Первоначальные данные

Перед началом расчётов необходимо подготовить некоторые данные, которые используются при выполнении процесса:

  • уровень прохождения грунтовых вод. Необходимо обращать внимание на тот факт, как изменяется этот показатель от времени года;
  • насколько грунт промерзает в зимнее время года;
  • тип грунта;
  • предполагаемая нагрузка от массы дома и всего, что будет наполнять его;
  • непосредственно вес самого основания;
  • сезонные нагрузки, ветровые и снежные.

Расчёт нагрузки

Немаловажным фактором для обеспечения прочности базиса является проведение правильного расчёта нагрузки на столбчатый фундамент. Начинать следует с определения типа материала для возведения будущего строения. Таким способом, можно определить вес конструкции.

Размеры ростверка определаются после расчета нагрузки

Далее, добавив к данному значению вес всех элементов, которые будут использоваться, и сезонные воздействия, получим общую нагрузку на основание.

После того, когда общая нагрузка определена, устанавливают размеры ростверка, функция которого состоит в равномерном распределении веса на все столбы.

Также он поможет распределить изменения в почве, которые возникают при замерзании грунта.

Объем обвязки и ее массу необходимо распределять при условии, что средний удельный вес железобетона равен 2400 кг/м3.

После того, как определена данная величина, остаётся разобраться с типом почвы и необходимым количеством столбов.

Тип почвы

Изучая почву, пробурите отверстие ниже глубины промерзания

Столбчатый фундамент и его расчет определаются по геологическим условиям. При выполнении частных строительных работ определение типа грунта в лабораторных условиях не производятся. Чаще всего это определяется подручными средствами.

Для этого необходимо подготовить отверстие, которое будет обустроено на глубину ниже уровня промерзания грунта. Для каждого региона данные показатели отличаются. Это значение можно узнать из справочных материалов. К примеру, если уровень промерзания грунта около 1 м, то отверстие обустраивается глубиной 1,3 м. Затем отбираем образцы почвы и скатываем её в небольшой шарик.

Глинистые почвы легко формируются в комок и пачкают руку

Далее, по данному образцу делаем выводы:

  1. Если шарик сформировать не получается, то на участке преобладает песчаный тип грунта. По фракции крупинок определяем сопротивление почвы: для мелкого – 2, для среднего – 3, для крупного – 4,5.
  2. Если шарик сформировался, а при малейшем надавливании рассыпается, то тип почвы – супесь. Его сопротивление равно 3.
  3. Если при надавливании шарик превращается в лепёшку, причём на краях не образуются трещины, то имеем глинистую почву. В этом случае степень сопротивления варьируется от 3 до 6.
  4. При раздавливании шарика в лепёшку на краях образуются трещинки, то тип почвы – суглинок. Показатели сопротивления 2 – 4.

Следует помнить, что значение сопротивления грунта зависит от её уровня влажности и пористости. Правильно определиться с данным значением помогут данные, представленные в таблице:

Обращаем внимание на то, что данные значения подходят только для заглублённого фундамента.

Если же планируется обустройство мелкозаглублённого основания, то сопротивление следует рассчитывать по такой формуле: R=0,005хR0(100+h/3), где R0-табличная величина, h – планируемая глубина закладки опор в сантиметрах.

Рассчитываем число опор

Число опор напрямую зависит от того, какая будет площадь её основания. Приведём пример, как рассчитать количество столбов в случае обустройства бурозабивных свай с диаметральным сечением 300 мм, с последующим обустройством башмака габаритами в 50 см. Используем формулу вычисления площади круга S=3,14*r2. Подставив все значения, получим площадь равную 1960 см2. Подробнее о расчете столбов основания смотрите в этом видео:

Предполагаемую нагрузку берём равную 100 т (F), сопротивление почвы – 4 (R). Воспользовавшись формулой R=F/(S*n) и поставив все известные значения, получим уравнение, решив которое, получим значение n (количество свай). В данном примере, получаем 13 опор.

К нагрузке дома прибавляйте вес самой опоры

Не забываем, что сами опоры также имеют определённый вес, поэтому их также учитываем в общей нагрузке. Для этого производим дополнительные вычисления. Например, если длина столба равна 2 м, то объём опоры вычисляем умножением площади основания на длину столба. В итоге получаем значение – 0,14 м3. Умножаем данное число на объёмный вес железобетона 2400 кг/м3 и определяем вес одной опоры, приблизительно 340 кг. А вес 13 таких опор бет равным около 4,5 т.

Прибавив вес опор в общую нагрузку и произведя повторные, более точные вычисления, получаем, что необходимо закладывать 14 опор.

В принципе, представленные вычисления не так уж и сложны, и выполнить их самостоятельно вполне реально. Для облегчения выполнения расчета свайного фундамента можно воспользоваться онлайн калькулятором. В данном случае просто вводятся исходные данные, а затем используем полученные результаты.

Калькулятор расчета столбчатого фундамента: арматура, бетон, опалубка, габариты

Инструкция по расчету габаритов и количества  материалов столбчатого фундамента

 

Представленная программа помогает выполнить пример расчета стоимости свайного или столбчатого фундамента с усилительным ростверком. Выходящие данные будут включать нужное количество и цену следующих строительных материалов:

  • Щебень;
  • Арматура;
  • Песок;
  • Цемент.

В соответствии с Вашими введенными данными, калькулятор в режиме онлайн будет формировать чертеж будущего проекта.

Выбираем тип столба

При вводе параметров калькулятора, предоставляется возможность выбрать столбы и их основания двух основных форм: круглой или прямоугольной.

Все размеры необходимо указать в мм

H — Высота основной секции столба.

B — Указываем диаметр или ширину.

A — Высота основания сваи. Если Вы используете столбцы без основы, то не нужно указывать этот размер.

D — Диаметр или ширину основания фундаментной сваи.

D1 — Длина основания прямоугольной формы.

B1 — Ширина сваи прямоугольной формы.

Если фундаментный столб имеет круглое сечение, то эти размеры не используем в расчете.

Размеры фундамента

Y — Длина.

X — Ширина.

Y1 — Общее количество столбов по всей длине монолита, включая столбы в углах.

X1 — Общее количество свай по ширине монолита, включая столбы в углах.

S — Если этот параметр отмечен, то будет выполняться расчет столбов, которые располагаются под всей постройкой равномерно. В том случае, если не отмечен, то только сваи, которые будут располагаться по периметру всего фундамента.

Размеры ростверка

F — Высота.

E — Ширина.

В том случае, когда не требуется расчет ростверков монолитного типа, то не нужно указывать эти параметры.

Арматура

ARM1 — Общее число прутков арматуры для одного столбца.

ARM2 — Общее число рядов арматуры в ленте ростверка.

ARMD — Диаметр арматуры. Эти значения необходимо указывать в миллиметрах.

В том случае, если для Вашего проекта армирование не требуется, то это значение устанавливается в 0.

Указываем количество цемента, которое необходимо для изготовления 1 м³ бетона. Все данные указываем в килограммах.

Указываем пропорцию по массе для приготовления бетонного раствора. Значение параметров в каждом отдельном случае будут различны.

В первую очередь вышеуказанные параметры будут зависеть от технологии строительства, диаметра фракции щебня и марки цемента. Эти данные Вы можете уточнить у поставщиков и продавцов строительных материалов.

Укажите цены на строительные материалы, что позволит выполнить ориентировочный расчет общей стоимости проекта.

По введенным результатам программа выполнит вычисления:

  • Объема бетонного раствора для одного столба, раздельно для нижней и верхней части.
  • Расстояние между сваями, и их количество.
  • Общая масса и длина требуемого количества арматуры.
  • Объем раствора для ростверка.
  • Готовые чертежи с общим планом, по которым Вы сможете правильно спроектировать свайный фундамент.
  • Итоговую стоимость всех основных материалов для монтажа свайного с ростверком или столбчатого монолита.

Сфера применения

Сегодня используют столбчатый фундамент в том случае, когда монтаж конструкции ленточного типа не целесообразно, к примеру, для построек с легкими стенами, без подвалов, для бань или гаражей. Благодаря нашей программе, расчет не только не отнимет у Вас много времени, но, и поможет избавиться от трудоемкого процесса расчета. Вам необходимо будет только правильно заполнить все поля согласно подробной инструкции, и Вы сразу сможете получить все необходимые и достаточные сведения для постройки столбчатого монолита, узнаете объемы строительных материалов, а также общую стоимость проекта.

Общие данные

Столбчатый фундамент, как правило, состоит из железобетонных столбов, каждый из которых имеет расширение в нижней части, и объединен между собой ростверком. Такое сооружение опоры помогает ей препятствовать пучению почвы и выдерживать большие нагрузки. Столбцы должны располагаться в местах пересечения, в углах будущего здания, под тяжелыми стенами, несущими, балками или ответственными конструкциями. Сваи должны быть во всех местах с высокой нагрузкой. Ростверк используется для того, чтобы усилить конструкцию, выполненный между столбцами в форме армированной перемычки.

Где не стоит использовать столбчатый фундамент

На подвижных грунтах категорически не рекомендуется монтировать конструкцию, а также на таких как глинистые или слабые почвы, водянистые или торф. Не рекомендуется использовать в местности, где находится резкие перепады высот.

Где применяют

Фундамент на бетонных сваях станет идеальным решением для постройки дома, гаража, бани или дачи без существенных затрат.

Материалы

В первую очередь необходимо определить количество этажей будущей постройки и ее массу. Далее выполняется выбор материалов и расчет проекта, где можно использовать кирпич, бетон, железобетон, а также камень. Согласно типу выбранного материала выбирается размер сечения столбцов. Для бетонных свай размер сечения не менее 400 мм, для камня не менее 600 мм, для кирпича 380 мм, в том случае если кладка выше уровня грунта и не менее 250 мм в случае использования перевязочной технологии с забиркой.

Достоинства

Благодаря своей конструкции столбчатые конструкции отличаются рядом преимуществ, которые делают их идеальным решением для постройки жилых и нежилых объектов. Такой тип конструкции значительно дешевле, чем ленточные или блочные монолиты, расходует меньше строительных материалов и для их возведения уходит значительно меньше времени и затрат. Такой проект позволяет уменьшить площадь постройки и дает незначительную усадку. Такой тип основы для дома отлично противостоит пучениям морозных грунтов и разрушительному влиянию грунтовых вод.

Поэтапное строительство

Перед тем, как начать строительные работы, нужно определить глубину максимальную промерзания грунта и вид почвы. Все это нужно для того, чтобы при надобности можно было замерять уровень, на который могут подниматься грунтовые воды, после чего правильно выполнить гидроизоляцию. Монтаж столбчатого фундамента выполняется в следующей последовательности.

  1. Очищаем площадку, подготовительные работы.
  2. Согласно проекту выполняется разметка участка под конструкцию.
  3. Подготовка ям для столбцов.
  4. Выполняется монтаж опалубки для будущих опор.
  5. Монтаж арматуры.
  6. Выполняется заливка бетонных свай.
  7. Изготавливаем ростверка.
  8. Строительство стенок между столбцами или забирки.
  9. Выполняем гидроизоляцию по периметру всего фундамента.

Период и время заливки

Заливка бетона является заключительным этапом и должна выполнять слоями по 25-40 миллиметров. Каждый слой необходимо разработать вибратором, что позволит исключить образование воздушных прослоек, существенно ослабляющих монолит. Всю заливку правильней всего выполнить за один этап, залив бетонный слой, разбив вибратором и такими темпами до конца опоры.

Не рекомендуется заливать опоры с промежуточным интервалом в один день, так как могут образоваться швы на стыке слоев, что негативно скажется на крепости несущей конструкции сооружения.

Важно

Рассчитать фундамент для дома можно для всех типов построек: каркасных, блочных, монолитных, деревянных и кирпичных.

В том случае, когда планируется возвести дом на пучинистом грунте, то не рекомендуется откладывать строительство, которое уже начали. В том случае, если каркас начатый будет оставлен на зиму, то он деформируется.

Залитые бетонные опоры, должны выстоять в течение не менее 30 дней. За данный период не рекомендуется эти опоры подвергать нагрузке.

Лучше всего для изготовления бетонного раствора использовать цемент серии М400, крупнозернистый песок или мелкий гравий лучшего всего подойдут в качестве наполнителя.

Подробный пример расчета столбчатого фундамента

Зачем производить расчет фундамента?

Перед тем как начать строить дом, нужно сначала провести все необходимые расчеты. Есть фундаменты, которые просчитываются достаточно легко – это плитные и ленточные, а есть более сложные варианты – столбчатые. У этих фундаментов есть одно неоспоримое преимущество – их можно дорабатывать (специальные подошвы и расширения), но это скорее исключение, чем правило.

Возвести столбчатый фундамент возможно не применяя грузоподъемную технику и спецтранспорт.

Основываются расчеты столбчатого фундамента сразу на нескольких факторах – масса дома и масса фундамента, а вот масса здания формируется из целого ряда показателей, часть из которых учитывается, а часть (при частном строительстве) можно смело отбросить. Для столбчатого фундамента совершенно не играет роли среднегодовая сила ветра и сейсмическая активность региона, потому что на маленький дом эти силы имеют минимальное воздействие, которое принимается за нуль.

Все основные факторы должны быть учтены максимально верно, чтобы в итоге не возникало неожиданностей.

Обычно столбчатый фундамент применяется в крайних случаях, поэтому для примера расчета можно использовать одноэтажный сруб из хвойных деревьев (дуб используется в XXI веке нечасто из-за несоразмерной дороговизны), с периметром 9×10 м и длиной простенков 15 м.
Расчет внешних и внутренних стен

Схема столбчатого фундамента.

У каждого строительного материала есть свои особенности, которые упрощают или усложняют работу. При расчете деревянных домов очень удобным фактором считается, что толщина у простенков и внешних стен разнится в два раза (внешние толще), что в значительной мере упрощает работу.

Разные типы древесины имеют различную массу, но средняя из расчета на 1 м² – 70-100 кг. Эти числа при малогабаритном строительстве позволяют игнорировать тип древесины, потому что итоговый результат будет различаться крайне незначительно. Единственный нюанс – это толщина стен, которая превосходит базовую в 2 раза (базовая составляет 15 см), то есть отсчет идет не от 70-100, а от 140-200 кг/м².

Малая масса деревянных стен обусловлена их природной физической легкостью. Такие стены не отвечают самым высоким физическим показателям, но с задачей удержания тепла справляются гораздо лучше бетонных. Единственное, что важно не забыть – это закрыть все отверстия паклей при выполнении работы.

Чтобы масса была идеально точной у сруба, нужно заранее знать точное количество стен и простенков, а также возможность их добавления в ходе эксплуатации. В данном случае добавочные простенки исключаются.
Расчет перекрытий цоколя и между этажами

Схема перекрытия цоколя.

Перекрытия рассчитываются проще всего, потому что подсчитать площадь дома несложно (длина помноженная на ширину), а дальше дело техники. Но существует три вида перекрытий – плитные, деревянные и монолитные, причем плиты и дерево имеют свои подпункты. В расчетах сруба нельзя использовать монолитные перекрытия, нежелательны и пустотные плиты между этажами. Таким образом, остаются всего три варианта:

  1. Перекрытие из дерева с легким утеплителем (200 кг/м³), чья масса у цоколя составляет 100-150 кг/м², а между этажами 70-100 кг/м².
  2. Перекрытие из дерева с тяжелым утеплителем (500 кг/м³), что масса у цоколя составляет 200-300 кг/м², а между этажами 150-200 кг/м².
  3. Железобетонные плиты, которые используются исключительно для организации цокольной части здания. Масса их много больше – 400 кг/м², но это оправдывается их выработкой.

При строительстве дома на столбчатом фундаменте оптимальным решением служат железобетонные плиты для цоколя – они идеально удерживают нагрузки, с которыми не справится даже ростверк.

У дерева в свою очередь есть свои преимущества – оно достаточно недорогое, а вместе с этим идеально защищает от температур снаружи дома. Единственный серьезный минус – это недолговечность. Если для основания используется не дуб, то даже столбчатый фундамент не спасет дерево от гниения (дерево приподнято над грунтом, что значительно оберегает его от влаги).
Какая кровля лучше?

Пример возведения кровли.

На этот вопрос нет однозначного ответа, но чаще всего на срубах можно углядеть натуральную кровлю, битумную черепицу, шифер и металл. Исключения встречаются, но не так уж часто, чтобы заострять на них внимание.

Массы можно распределить следующим образом в порядке возрастания:

  1. Битумная черепица легче всех своих собратьев, так как выделяется не только среди всех вариантов черепицы, но и среди синтетических аналогов – всего 8 кг/м². Интереснейший внешний вид и простота монтажа добавляют ей привлекательности. Есть у нее и два минуса – неустойчивость к резким перепадам температур, а также высокая цена. Именно цена обычно удерживает людей от ее приобретения.
  2. Натуральная кровля весит всего 15-20 кг/м². Это практически бесплатный кровельный материал, который надо регулярно заменять. Визуальный эффект зависит от рук мастера, но кровля почти всегда хорошо смотрится. Единственный минус – короткий срок эксплуатации.
  3. Металл. Непривычно видеть металл достаточно легким материалом, но 30 кг/м² доказывают, что такое возможно (для сравнения керамическая черепица в 4 раза тяжелее). Металл легко монтируется, долго служит и не пропускает воду, но есть и серьезный минус – никакой теплоизоляции, а звук при малейших ошибках монтажа только усиливается.
  4. Шифер из легких материалов оказался тяжелее всех – 50 кг/м². Его дешевизна и доступность в любом уголке планеты обязывает включить его в общий список. В советское время он получил широкое распространение, и технология его изготовления была отточена до высочайшего уровня.

При расчете к каждой стене прибавляется 1 м, поскольку кровля с каждой стороны дома выходит на 50 см.

На этом же этапе рассчитывается количество осадков, воздействующих на дом в связи с тем, что за площадь воздействия принимается площадь кровли. На юге показатели небольшие – 50 кг/м², на севере 200 кг/м², а в средней полосе России 100 кг/м². Эти данные можно использовать, как аксиому при строительстве зданий до 5 этажей.
Пример расчета столбчатого фундамента

Варианты столбчатого фундамента на пучинистом и непучинистом грунтах.

Перед тем, как проводить расчет диаметра столбчатого фундамента, нужно найти массу дома, массу ростверка, фундамента, а потом и площадь соприкосновения фундамента с почвой.

Первым делом высчитываются все внутренние и наружные стены дома, а также площадь соприкосновения их и столбчатого фундамента.

При подсчете внешних стен нужно помнить, что их толщина в 2 раза больше стандартной, а простенки равны ей. Т.о. выводится формула:

S=P×2×h+l×h, где P – это периметр дома, l – суммарная длина всех простенков дома, коэффициент 2 – отношение периметра к стандарту, h – высота стен. S=((9+10)×2)×2×2,7+15×2,7=205,2+40,5=245,7 м².

Есть и другие способы подсчета, но этот самый простой, к тому же погрешность с ним равноценна всем остальным вариантам.

Далее нужно вычислить площадь основания стен, что значительно проще.

Sосн=(P×2+l)×y, где за y принимается толщина стены.

Sосн=(38×2+15)×0,15=13,65 м² (лучше принять за 13, чтобы обеспечить в итоге более качественный столбчатый фундамент).

Для того чтобы найти массу деревянных стен, достаточно просто перемножить площадь на показатели массы на 1 м² (средние в данный момент). M=S×85=245,7×85=20884,5 кг.

Пример гидроизоляции и армирования столбов фундамента.

Перекрытия подсчитать гораздо проще. Для этого в качестве цоколя в пример пойдут железобетонные плиты, а под крышу деревянное межэтажное перекрытие с тяжелым утеплителем.

  • M=S×Mпер, где S – это площадь дома, а Mпер – масса перекрытия на 1 м²;
  • M1=S×Mплиты=9×10×400=36000 кг;
  • M2=S×Mдерева=9×10×175=15750 кг;
  • Mсум=M1+M2=36000+15750=51750 кг.

Подсчитать массу кровли тоже не составит труда, главное, не забывать про осадки с учетом холодного региона. Кровля будет указана из битумной черепицы:

  • Mкров=S×m=10×11×8=880 кг;
  • Mос=10×11×100=11000 кг;
  • Mсум=Mкров+Mос=11880 кг.

Для наглядности можно воспользоваться таблицей:

Вид стен Масса стен Масса перекрытий Масса кровли Сумма, кг
Кругляк 20884,5 51750 11880 84514,5

Важно хорошо закрепить ростверок на столбах фундамента, чтобы избежать вытек бетона.

Теперь можно начинать считать ростверк и фундамент
Ростверк высчитывается по суммарной длине стен без коэффициентов (ширина 0,5 м), а толщина его стандартная – 0,4 м. Масса раствора бетона у ростверка и фундамента принимается за 2400 кг/м³.

M=(P+l)×y×h×2400, где y – ширина фундамента, а h – его высота. M=(38+15)×0,5×0,4×2400=10,6×2400=25440 кг/м³.

Перед тем как проводить расчет диаметра столбчатого фундамента, нужно испробовать стандартный вариант в 0,3 м. Столбы ставятся с частотой 1 шт. на 1 м стены (ростверка). Глубина их залегания доходит до 1,6 м (глубина промерзания + 50 см), а высота над землей 0,4, что в сумме дает ровно 2 м.

При этом важно помнить, что самой меньшей устойчивостью к нагрузкам обладает песчаная поверхность – 20000 кг/м².

Пример расчета диаметра колонны выглядит следующим образом:

Опорная часть колонны составляет S=3,14×0,15×0,15=0,07 м², объем колонны V=S×h=0,07×2=0,14 м³.

Количество столбов lсум=P+l=38+15=53 м = 53 шт. Sсум=53×0,07=3,71 м².

Mсум=53×0,14×2400=17808 кг.

Итоговая масса = 17808+25440+84514,5=127762,5 кг.

Чтобы узнать, подходят ли выбранные параметры колонн к дому, нужно разделить массу дома на площадь опоры: 127762,5/3,71=34437,33. Данные показатели почти в 1,5 раза превосходят положенную норму, из-за чего пример расчета диаметра особенно удачен, потому что придется увеличить объем столбов на 50% и одновременно на 25% увеличить их концентрацию. При увеличении только объема увеличится вместе с этим и масса, а для компенсации массы можно использовать повышение количества столбов в процентном соотношении вдвое меньше увеличенного объема.

На этом этапе возможно использование подошвы, что избавит от необходимости увеличивать площадь и количество, но добавит необходимость полного выкапывания грунта для ее установки.

С учетом всех вышеизложенных формул и расчетов можно подсчитать не только сруб, но и любой другой дом, в который идут более сложные или простые материалы. Единственная разница, которая может возникнуть в вычислениях – вид фундамента.

Расчет арматуры свайного фундамента калькулятор


Расчет количества материалов столбчатого фундамента

Расчет количества материалов столбчатого фундамента

Это могут быть столбы с круглым или прямоугольным основанием. И с круглой или прямоугольной основной частью.

Укажите размеры в миллиметрах

B — Ширина или диаметр.
H — Высота основной части.

A — Высота основания столба. Если свая без основания, то не указывайте этот размер.
D — Ширина или диаметр основания.

D1 — Длина для прямоугольного основания.
B1 — Ширина для прямоугольного столба.
При круглых сечениях эти размеры в расчете не участвуют.

Габариты столбчатого фундамента

X1 — Количество столбов по ширине, включая столбы по углам.
Y1 — Количество столбов по длине, включая столбы по углам.

S — Если отмечено, то будут рассчитываться столбы, расположенные равномерно под всем домом. Если нет, то столбы только по периметру фундамента.

E — Ширина ростверка.
F — Высота ростверка.
Если расчет монолитного ростверка не требуется, то не указывайте эти размеры.

ARM1 — Количество прутьев арматуры в одном столбе.
ARM2 — Количество рядов арматуры в ленте ростверка.
ARMD — Диаметр арматуры. Указывается всегда в миллиметрах.
Если армирования не требуется, то установите значения в 0.

Укажите количество цемента для изготовления одного кубического метра бетона. В килограммах.
Укажите пропорции для изготовления бетона, по весу. Эти данные различны в каждом конкретном случае.
Они зависят от марки цемента, размеров щебня и технологии строительства. Уточняйте их у поставщиков строительных материалов.

Для расчета ориентировочной стоимости строительных материалов укажите их цены.

В результате программа автоматически вычислит:
Расстояние между фундаментными столбами и их количество.
Объем бетона для одного столба, отдельно для верхней и нижней части.
Количество бетона для ростверка.
Длину и вес необходимого количества арматуры.
Стоимость строительных материалов для устройства монолитного столбчатого или свайного фундамента с ростверком.
Чертежи дадут общее представление и помогут в проектировании свайных фундаментов.

Для бань и домов без подвалов, домов с легкими стенами и домов из кирпича, где применять ленточный фундамент не экономично, часто применяется столбчатый фундамент. Его расчет дело трудоемкое, но с нашей программой подсчеты не отнимут у вас много времени. Все, что вам нужно, это заполнить согласно инструкции соответствующие поля, и вы получите сведения о необходимых для строительства материалах, узнаете их количество и общую стоимость.

Краткая характеристика

Столбчатый фундамент имеет вид столбов, которые объединены при помощи ростверка. Столбы эти располагаются по углам будущего строения, а так же на местах пересечения стен, под несущими или просто тяжелыми стенами, балками и ответственными конструкциями. В тех местах, где нагрузка особенно велика. Ростверк служит для усиления столбчатого фундамента, и имеет вид армированной перемычки между столбами.

Где не стоит применять столбчатый фундамент

Применять столбчатый фундамент не рекомендуется там, где находятся подвижные или слабые грунты, такие как торф или насыщенные водой глинистые грунты. Не стоит применять фундамент этого типа и в зонах, где наблюдается резкий перепад высот.

Преимущества

Столбчатый фундамент имеет ряд достоинств, делающих его оптимальным решением при строительстве частного дома. Он дешевле, чем ленточный или плитный фундамент, экономичнее по расходу строительных материалов и затратам на его возведение, дает меньшую усадку и позволяет сократить общую площадь фундамента. Такой фундамент эффективно противостоит разрушительному воздействию морозного пучения грунта.

Материалы

В зависимости от массы и этажности дома следует подбирать и материалы для изготовления фундамента. Это камень, кирпич, бетон и железобетон. Согласно типу материала подбирается и минимальный размер сечения столбов. Так, для бетонных столбов размер сечения не должен быть меньше 400 мм, для каменной кладки не меньше 600 мм, для кирпичной кладки 380 мм, если она выше уровня земли, и от 250 мм, если использована технология перевязки с забиркой.

Строительство фундамента

Прежде чем приступать к строительству, необходимо выяснить глубину промерзания почвы, вид и состав грунта, чтобы при необходимости устроить его замену, и уровень расположения грунтовых вод для выявления необходимости в дренаже и гидроизоляции. Строительство столбчатого фундамента протекает в 9 последовательных этапов.
1. Подготовительные работы, представляющие собой очистку строительной площадки.
2. Разметка фундамента, когда земельный участок размечается согласно проекту.
3. Рытье ям.
4. Установка опалубки для столбов.
5. Установка арматуры.
6. Заливка столбов.
7. Изготовление ростверка.
8. Постройка так называемой забирки или заграждающей стенки между столбами.
9. Меры по гидроизоляции фундамента.

Важные моменты

Если дом возводится на пучинистых грунтах, то нельзя откладывать начатое строительство. Если оставить пустующий фундамент на зиму, он может деформироваться.
Только что залитые опоры из бетона должны отстояться в течение 30 дней. В этот период нагружать их не рекомендуется.
Для изготовления бетона оптимально подойдет цемент марки М400, а в качестве наполнителя мелкий гравий и крупнозернистый песок.



Расчет столбчатого фундамента

Онлайн калькулятор расчета столбчатого фундамента

Расчет столбчатого фундамента, свайный фундамент с ростверком

Простой онлайн калькулятор рассчитает точное количество требуемых строительных материалов для монолитного свайно-ленточного фундамента. Начните расчет сейчас!

Столбчато-ленточный фундамент

Чаще всего в загородном строительстве используют буронабивные сваи фундамента, которые идеально дополняются монолитной лентой – это самый простой и экономичный способ. Сваи берут на себя несущую функцию, тогда как ростверк (лента) берет на себя соединяющую функцию и таким образом равномерно распределяет нагрузку на столбы. Столбчатый монолитный железобетонный фундамент отлично подходит для пучинистых грунтов, когда земля промерзает и расширяется, при этом строение должно быть легким или средней тяжести. Фундамент на столбах идеальное решения для возведения деревянных, каркасных и дачных домов, а так же гаражей и хозяйственных построек. Столбчатый фундамент лучше не использовать при строительстве каменных или кирпичных домов.

Столбчатый фундамент своими руками

Онлайн калькулятор столбчатого фундамента позволяет вам не только произвести расчет количества столбов, количества арматуры и объема бетона, но и получить наглядные чертежи фундамента с ростверком и полную стоимость буронабивного фундамента с ростверком.

Технология предполагает заливку бетонного раствора в опалубку, для этого нужно заранее пробурить отверстия, при возведении частного дома земляные работы можно провести в ручную, без привлечения бурильной установки. Диаметр сваи рассчитывается из расчета давления, которое будет оказывать вес загородного дома. Сваи фундамента должны быть углублены ниже, чем уровень промерзания грунта в вашем регионе. Бетонные столбы подойдут для любой глубины, они могут быть монолитными, как в нашем случае, важно чтобы их ширина была минимум 400 мм. Асбестобетонные или металлические трубы подходящего диаметра можно залить бетоном, при этом исключаются работы по опалубке. Рекомендуемое расстояние между столбами не более 3 метров.


Несущая способность фундамента на сваях с ростверком

Учтите, что данный онлайн калькулятор предполагает только расчет материалов и затрат по вашему фундаменту, но не дает возможность просчитать несущую способность фундамента, так как для подобного расчета потребуется геодезия вашего участка, сбор нагрузок и прочее.



Расчет фундамента на винтовых сваях: область применения и достоинства свайных оснований, подсчет

Одна из разновидностей фундамента – винтовые сваи, особый тип, применяемый в тех местах, где использование другого вида основания сооружения невозможно. Состоит такая опора из прямого ствола и одной или нескольких лопастей.

На производстве их изготавливают сварным либо литым способом. Название говорит само за себя – сваи ввинчиваются в грунт, создавая будущему дому основу.

Схема свайно-винтового фундамента.

Особенности свайных конструкций


О сфере использования, недостатках и достоинствах, а также о том, как рассчитать количество винтовых свай для фундамента, стоит поговорить подробнее.

Область применения

  1. Как основа для мачт, башен, ЛЭП и прочих высотных конструкций.
  2. Для домов, стоящих на заболоченной и подвижной почвах.
  3. Под легкие сооружения (рекламный щит, ограда).
  4. Для зданий облегченного, каркасного типа (склад, ангар).
  5. Для сооружения причалов, мостов и прочих околоводных конструкций.
  6. Как анкеры под оттяжки.
  7. Временные сооружения, подлежащие разборке в перспективе (аттракционы, ярмарочные павильоны).
  8. Как укрепляющее откосы сооружение.
  9. В качестве фундаментов для крупных теплиц.
  10. Для стоек под шумозаграждающие сооружения и щиты.
  11. Как стойки под фундамент строений, стоящих вблизи исторических памятников, где недопустима вибрация при строительных работах.
  12. В качестве усиления монолитных фундаментов, тогда их лента или плита имеют опорой винтовые сваи, если почва обводнена или есть другие проблемы.
Достоинства свайных оснований

Дом на участке, имеющим большой угол уклона.

  1. Быстрота и безопасность монтажа. Сваи устанавливаются за 1/3 дня.
  2. Нет необходимости трудоемкой подготовки и выравнивания почвы под площадку.
  3. Срок службы свай более 100 лет при безопасной эксплуатации.
  4. Возможность проводить ремонтные работы своими руками.
  5. Благодаря вентиляции, дерево, из которого возведен дом, не будет плесневеть и загнивать.
  6. Монтаж можно проводить в любое время года.
  7. Опоры выдерживают большие нагрузки (до 5 тонн на каждый элемент) по ГОСТ 25100-95.
  8. Работы можно проводить в близости от проложенных коммуникаций, а также в плотно застроенных районах.
  9. Ограничений в типе и уклоне грунта практически не существует. Исключением считаются только скальные породы.
  10. Низкая цена материала и монтажа. Свайное основание #8212; достаточно дешевый вид фундамента .

Обратите внимание! Следует отметить, что данный тип фундаментов не рекомендуется использовать для слишком тяжелых и больших строений. Он оптимально подходит для домов из дерева, газобетона, пеноблоков, а также для небольших кирпичных построек.

Расчет свай

Если вам необходимо монтировать такой тип основы, в первую очередь нужно произвести расчет свайно-винтового фундамента, исходя из нижеследующего.

Учитываемые моменты

  1. Определить свойства почвы, на которой будет располагаться строение.
  2. Подсчитать степень давления здания на грунт.
  3. Рассчитать высоту фундамента .
  4. Определиться с количеством свай.
  5. Рассчитать диаметр стержней.
  6. Посчитать полную стоимость материала и работ.

Чтобы сделать грамотно расчет стоимости фундамента на винтовых сваях, необходимо учитывать, что оптимальным расстоянием между стойками принято считать 2,5/3,0 м. Игнорирование этого правила может привести к преждевременному выходу конструкции из строя.

На фото часть проекта дома на сваях.

Рекомендуется перед проведением работ сделать проект дома, в котором обозначены не только основные, но и дополнительные опоры. Они продлят срок службы строению, создав равномерную нагрузку на плоскость и предотвращая деформацию пола.


Очень полезен при подсчетах калькулятор расчета фундамента на винтовых сваях, его легко найти на сайте. Как пример, стоит рассмотреть подсчет в стандартной ситуации.

Конкретный пример

  1. Определяется вес здания, включая все подсобные и хозяйственные предметы, мебель, отделочные материалы. Стены, кровля, перекрытия, двери, окна, перегородки и прочее.
  2. Для дома из бруса, размером 4×6 м и высотой 3,5 м, возьмем материал с сечением 15×15 см. Допустим, из него выполнены 4 стены, пол с потолком, 2 перегородки. Прибавим вес мебели, печи или камина. Примерная удельная масса получится около 600 кг/м3.
  3. Промежуточный расчет винтовых свай для фундамента выглядит следующим образом: 600×0,15×0,15+(3×6×4+30×3,5)+24×100=4790 кг.
  4. Далее вычисляется нагрузка снега на кровлю. Для этого нужно умножить площадь кровли на 180. Например: 4×6×180=4320 кг.
  5. Считаем нагрузку от ветра: площадь пола умножить на (40+15Н), где Н – высота строения. 24×(40+15×3,5)=2220 кг.
  6. Подсчитываем динамическую нагрузку, где умножаем площадь дома на 350, получив в итоге: 4×6×350=8400 кг.
  7. Суммируем полученные данные, подведя итог в 19730 кг общего веса.

Число свай для среднего здания.

Конечно, данный расчет фундамента из винтовых свай довольно приблизителен. Хотя, существуют и примерные стандарты для дома средней величины, построенного из деревянного бруса. Такое строение будет достаточно прочным при трех сваях на каждую четырехметровую стену и при четырех – на шестиметровую.

Длина свай будет зависеть от типа грунта и глубины залегания подземных вод. В среднем грунте, с запасом промерзания, для нагрузки в полторы тонны и выше на каждую стойку, целесообразно применить опоры длиной от 2,5 метров .

Конечно, нет строго определенных параметров, и инструкция по расчетам будет более точной только в руках специалиста. Профессиональный проектировщик сделает не только чертеж, но и более точные подсчеты.

Но и самостоятельно, все же, можно справиться с задачей, сделав в итоге поправку на ошибки, установив сваи с запасом прочности. Лучше укрепить дом сильнее, чем это нужно, и это будет правильным решением.

Вывод

Программа, которая поможет при расчете основания.

Ответственно подойдя к решению вопроса, используя помощь профессионалов, либо просто калькулятор расчета свайно-винтового фундамента, вы ощутимо облегчите себе задачу. У вас будет возможность построить дом на почве любого типа, причем, строение гарантированно будет высокопрочным. Вы сэкономите и деньги, и время, получив в итоге долговечную опору для постройки.


В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме (узнайте также как произвести расчет арматуры для ленточного фундамента ).


Источники: http://www.zhitov.ru/pile_foundation/, http://zamer-doma.ru/raschet-stolbchatogo-fundamenta/, http://fundament-expert.ru/operacii/raschet/69-raschet-fundamenta-na-vintovyx-svayax




Комментариев пока нет!

Расчет столбчатого фундамента : формулы и примеры

Перед тем как начинать возведение дома, сначала нужно детально все рассчитать и измерить, после чего только следует приступать к работе. Произвести расчет столбчатого фундамента достаточно сложно, т.к. даже под небольшой дом на таком основании может потребоваться несколько доработок.

Устройство столбчатого фундамента.

Основные материалы для возведения дома

Материалов для стен существует великое множество, но в данном случае нужно рассмотреть именно дом из бруса, чья масса составляет 160 кг/м². Данные показатели касаются толщины стен в 30 см, т.к. именно столько имеют несущие стены, но простенки нужно учитывать в 2 раза тоньше. Именно благодаря невысокой массе несущая способность столбчатого фундамента зачастую не нуждается в доработке.

Варианты столбчатых фундаментов.

В качестве межэтажных перекрытий обычно используется дерево с легким (80 кг/м²) или тяжелым (170 кг/м²) утеплителем. Для цоколя аналогичные перекрытия будут иметь массу 110 и 230 кг/м². Тут толщину пересчитывать не придется, т.к. она стандартная. В особых случаях, когда нужно добиться более качественного цоколя, можно воспользоваться железобетонными плитами (400 кг/м²), т.к. они не гниют от времени.

Расчет столбчатого фундамента требует попутно точно знать, какая будет кровля, а вместе с этим примерное местонахождение постройки. Оптимальный вариант – это битумная черепица или ондулин (8 кг/м²), но в связи с их синтетическим происхождением экстремальные температуры они не выдержат.

На 2 месте находится натуральная кровля (20 кг/м²), которая при правильной укладке пролежит и век, но обладает куда более слабым внешним видом. Металлическая кровля немного тяжелее (30 кг/м²), но полное отсутствие звукоизоляции делает ее нежелательной при накрывании жилых домов, тогда как для хозяйственных и технических построек лучшей кровли не найти. Но чаще всего можно увидеть дешевый и абсолютно неразнообразный материал – шифер (50 кг/м²), который доступен любому желающему, монтируется легко, а вместе с этим выдерживает колоссальные нагрузки.

Схема столбчатого фундамента с ростверком.

Местоположение дома важно для того, чтобы можно было рассчитать максимальное годовое давление осадков на кровлю. В южной части страны это всего лишь 50 кг/м², в центральной полосе – 100 кг/м², а на самом севере – 170 кг/м². При этом нужно учитывать, что давление осуществляется именно на кровлю, которая выходит за пределы здания в каждую сторону на 0,5 м.

Под основанием дома всегда располагается ростверк, который проходит под всеми стенами, причем сечение его на всех промежутках одинаковое (в данном случае будет использовано 0,5*0,5 м). Масса 1 м³ железобетона составляет 2400 кг. Нужен ростверк для того, чтобы обеспечить предельное равновесие и устойчивость.

Сами столбы у фундамента рассчитываются исходя из этой же массы, но при необходимости можно доработать их при помощи расширения у основания, которое обеспечит большую площадь опоры на грунт с минимальным увеличением массы.

Вернуться к оглавлению

Направляющая шина для циркулярной пилы своими руками.
Чертежи стола для циркулярки своими руками.
Какой фундамент лучше для дома из бруса? Подробнее>>

Базовые расчеты дома

Для начала нужно определиться, как будет выглядеть дом, из чего он будет сделан и где расположен. Допустим, дом из бруса будет иметь всего 1 этаж, причем цоколь оформлен железобетонными плитами, а межэтажное перекрытие из дерева с легким утеплителем. Периметр здания 9*11 м, а суммарная длина простенков – 15 м. Сам дом находится в центральной полосе страны, стоит на сухой глине, а кровля у него из шифера.

Таким образом, сначала нужно привести стены и простенки к общим показателям длины, а затем вычислить их суммарную массу:

L=P+l, где L – суммарная длина стен и простенков, P – периметр, l – длина простенков внутри дома.

L=(9+11)*2+15=55 м

M1=(P+l\2)*3*m1, где M1 – масса всех стен и простенков, m1 – масса 1 м² стены, 3 – стандартная высота стены в помещении.

M1=40+15/2*3*160=22800 кг

Схема монтажа столбов.

Затем вычисляется масса кровли и давление осадков на нее:

M2=(a+1)*(b+1)*(50+100), где a – длина дома, b – ширина, 50 – масса 1 м² кровли, 100 – давление осадков на 1 м² кровли.

M2=10*12*150=18000 кг

Теперь можно вычислить суммарную массу 2 перекрытий сразу:

M3=S*(m2+m3), где S – площадь дома, m2 – масса 1 м² цокольного перекрытия, m3 – 1 м² межэтажного перекрытия.

M3=9*11*(400+80)=47520 кг

Затем рассчитывается объем и масса ростверка:

V1=S2*L, где S2 – площадь сечения.

V1=4=0.5*0.5*55=13.75 м³

M4=V*2400=13.75*2400=33000

В самом конце считается фундамент. Для его расчета необходимо уточнить глубину залегания столбов и их сечение, после чего можно начинать расчет. Допустим, на 1 м приходится 1 столб, глубина залегания 2 м, а сечение 0,4*0,4 м. Тогда пример расчета столбчатого фундамента попутно позволяет подсчитать площадь опоры 1 столба:

V2=S3*h, где S3 – площадь сечения, а h – высота 1 столба.

V2=0.4*0.4*2=0.32 м³

M5=V2*L*1*2400, где 1 – это коэффициент соотношения столбов к 1 м.

M5=0.32*55*1*2400=42240 кг.

S0=0.4*0.4=0.16 м².

Sсум=S0*L=0.16*55=8.8 м².

Все полученные данные базового расчета можно внести в таблицу:

Материал Каркас, кг Кровля и осадки, кг Перекрытия, кг Ростверк, кг Столбы, кг Масса суммарная, кг Площадь опоры, м²
Брус 22800 18000 47520 33000 42240 163560 8,8

Вернуться к оглавлению

Финальные работы с данными

Схема подготовки основания под незаглубленный столбчатый фундамент.

Теперь на руках есть все необходимые данные, но нужно узнать, возможно ли строительство. Несущая способность сухой глины – 25000 кг/м². Т.е. в данном случае для определения суммарной несущий способности надо 8,8*25000=220000 кг.

Если сравнить суммарную массу дома 163560 кг и ту, что может выдержать грунт 220000 кг, то строительство возможно (обязательно нужен запас, хотя бы на 40000 кг).

Но бывают такие ситуации, когда в ходе решения получается невозможность строительства, для чего применяется достаточно эффективное действие – расширение у основания. Естественно, масса изделия будет повышаться, но увеличение площади опоры несоразмерно, поэтому заранее подсчитывается, во сколько раз нужно увеличить основание, после чего работа пойдет как по маслу.

Приведенный выше пример расчета подходит далеко не только для столбчатого фундамента и дома из бруса, но и для всех аналогов, т.к. формулы универсальные.

http://youtu.be/q0lgt7HK2L8

Единственное, что важно при расчете фундаментов, – это заранее точно узнать числа, которыми потом придется оперировать, иначе даже маленькая погрешность может вылиться в очень нехорошие последствия.

Расчет столбчатого фундамента

Фундаменты

Стеновые материалы

Кровля




В зависимости от количества и расположения несущих стен постройки.
Тип фундамента
















В зависимости от требуемой прочности фундамента, а так же от погодных условий.
Марка бетона
М100 (В7,5) М150 (В10)М200 (В15)М250 (В20)М300 (В22.5)М350 (В25)М400 (В30)М450 (В35)М500 (В40)М550 (В45)М600 (В50)М700 (В55)М800 (В60)



В зависимости от характеристик грунта и расчетной нагрузки.

Количество столбов/свай:




шт




Диаметр основной части столба/сваи.
Единицы измерения — миллиметры.

Диаметр столба D1:




мм




Высота основной части столба/сваи.
Единицы измерения — миллиметры.

Высота столба h2:




мм




Диаметр нижнего расширения столба/сваи.
Единицы измерения — миллиметры.

Диаметр основания столба D2:




мм




Высота нижнего расширения столба/сваи.
Единицы измерения — миллиметры.

Высота основания столба h3:




мм




Ширина заложения фундамента.
Единицы измерения — метры.

Ширина ростверка А:




метров




Длина заложения фундамента.
Единицы измерения — метры.

Длина ростверка B:




метров




Высота сечения ростверка.
Единицы измерения — миллиметры.

Высота ростверка C:




мм




Ширина сечения ростверка.
Единицы измерения — миллиметры.

Толщина ростверка D:




мм



Длина ростверка в середине E:




метров



Расчет арматуры




Длина используемых стержней арматуры в арматурном каркасе. Максимальна длина арматуры в розничной продаже 11.7 метров
Единицы измерения — метры.
Длина стержня арматуры



метров


*Расчет арматуры будет выполнен автоматически, по заданным параметрам фундаментной плиты, в соответствии со СНиП 52-01-2003



Расчет опалубки




Единицы измерения — миллиметры.
Ширина доски




мм




Единицы измерения — миллиметры.
Длина доски




мм





Если значение не введено, будет расчитана оптимальная толщина доски при опорах каждый метр. Если значение указано, будет рассчитано оптимальное расстояние между опорами.
Единицы измерения — миллиметры.

Толщина доски




мм



Чертеж

Расчет массивных фундаментов под виброактивное оборудование

  • 1.

    Кондин А.Д., Гоз М.А., Рациональное строительство фундаментов промышленных зданий , Москва, Стройиздат (1964).

    Google Scholar

  • 2.

    Новак М. «Нелинейность вертикальных колебаний твердых тел в Праге», Acta Technol ., № 5 (1957).

  • 3.

    Алексеев Б.Г. Расчет вертикальных колебаний подземных массивных фундаментов // Изв.Вузов. Строительство Архитектура , №4, 21-25 (1981).

  • 4.

    Ильичев В.А., Динамическое взаимодействие конструкций с основанием и передача вибрации грунтом (промышленная сейсмика), Справочник конструктора , Стройиздат, Москва (1981).

  • 5.

    Чернов Ю. Т. Колебания строительных конструкций. Аналитические методы расчета. Основы проектирования и регулирования вибрации строительных конструкций, подверженных эксплуатационным динамическим воздействиям , АСВ, Москва (2011).

  • 6.

    Пятецкий В.М., Александров Б.К., Савинов О.А., Современные основы машин и их робототехническое проектирование , Стройиздат, Москва (1993).

    Google Scholar

  • 7.

    Савинов О.А., Современное проектирование и расчет фундаментов машин , Стройиздат, Москва (1979).

    Google Scholar

  • 8.

    Ильичев В.А., Р.А. Мангушев, Справочник геотехники. Фундаменты, фундаменты и подземные сооружения , АСВ (2016).

  • 9.

    Ильичев В.А., Холмянский М.Л. Учет заглубления при определении коэффициентов жесткости и демпфирования фундаментов машин. Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений. Тезисы докладов 7-й Всесоюзной конференции , Москва. , 1989.

  • 10.

    М. Новак, Некоторые вопросы о колебаниях оснований и оснований.Динамика строительных конструкций , Стройиздат, Москва (1965).

  • 11.

    Солодовников В.В., Статистическая динамика линейных систем автоматического управления , Физматгиз, Москва (1960).

    Google Scholar

  • 12.

    Чернов Ю. Т., Осипова М. В. Общий случай колебаний массивных тел на упругих опорах // Строит. Мех. Raschet Sooruj. , № 4 (261), 58-63 (2015).

  • 13.

    Ю. Т. Чернов, М. Д.-К. Зебилила. Планарные колебания массивных виброизолированных тел при произвольном смещении основания. Нашел. Eng ., No. 3, 55 , 190-194 (2018).

  • (PDF) Проектирование фундаментов, армированных колоннами

    Проектирование армированных грунтов колоннами

    Мунир Буассида,

    Университет Туниса Эль-Манар, Группа инженерно-геологических исследований.

    Национальная инженерная школа Туниса, Тунис, Тунис

    РЕЗЮМЕ

    Проектирование фундаментов на укрепленном грунте с помощью колонн обычно включает две проверки: во-первых, несущую способность

    и, во-вторых, расчетную осадку.В этом материале подробно описывается комплексная методология определения оптимизированного коэффициента

    улучшенной площади, чтобы избежать завышенных количеств столбцов материала. В основе предлагаемой методики

    лежит оценка, во-первых, минимального коэффициента площади улучшения (IAR), соответствующего допустимой несущей способности армированного грунта

    ; тогда максимальный IAR выводится из проверки допустимого урегулирования. Проанализирован проект резервуара

    , чтобы показать, что использование новой методологии проектирования, которая была включена в недавно разработанное программное обеспечение для

    расчет армированного грунта колоннами, позволяет избежать завышенного армирования.

    РЕЗЮМЕ

    Leimensnement d’une fondation sur sol renforcé par colnes inclut, en premier replace, la vérification de la capacity

    portante, et, en second replace, la vérification du tassement. Этот вклад представляет собой новый метод

    , определение оптимального постоянного разрешения для оценки количества составляющих

    колонн. Une valeur minimale du taux d’incorporation is идентифицируется как допустимая проверка портовой емкости

    ; suivie de l’estimation d’une valeur maximale du taux d’incorporation découlant de la vérification du

    tassement допустим.Проект резервуара был раскрыт для наблюдения за созданием нового творчества

    Методология измерения, которая была создана в соответствии с логическим каналом усиления.

    1 ВВЕДЕНИЕ

    Хорошо известно, что усиление слабых грунтов колоннами

    направлено на увеличение несущей способности, уменьшение осадки на

    , ускорение консолидации

    мягких грунтов за счет осушенного столба материала и

    предотвращение риска разжижения, особенно в случае

    насыщенных рыхлых песков.Стоимость схем

    фундамента из армированного грунта (RS) с использованием каменных колонн,

    уплотнительных свай или метода глубокого перемешивания, по существу, составляет

    , контролируемых объемной долей внедренного материала

    , как указано в отношении коэффициента площади улучшения (IAR). Коэффициент площади улучшения

    (IAR) определяется как общее поперечное сечение колонн

    , деленное на площадь нагруженного фундамента

    .

    Слабые грунты часто имеют очень низкие характеристики прочности и жесткости.

    .В эту категорию грунтов в основном входят

    высокосжимаемых грунтов с недренированной прочностью на сдвиг менее

    более 30 кПа, модулем Юнга менее 2 МПа и

    рыхлых песков с углом трения менее 30 ° (т.е. SPT <

    10) .

    В зависимости от принятой техники армирования колонн

    IAR варьируется от:

    — от 0,15 до 0,35 для каменных колонн; Прочность материала колонны

    в основном характеризуется большим углом трения

    (т.е.е. больше 40 °).

    — от 0,2 до 0,7 для глубокого перемешивания; Прочность материала колонны

    в основном характеризуется повышенной когезией

    (в двадцать раз и более, чем у исходного грунта).

    — от 0,05 до 0,15 для виброуплотнения, с добавлением материала

    или без него; Прочность материала колонны составляет

    , характеризуется умеренным сцеплением и повышенным углом трения

    .

    Проектирование фундаментов на усиленном грунте колоннами

    обычно включает проверки, во-первых, несущей способности

    и, во-вторых, осадки.Конструкция

    также может включать ускорение консолидации, когда колонны

    ведут себя как вертикальные стоки, и потенциал разжижения в случае

    рыхлых насыщенных песков.

    Существующие методы часто нацелены на однократную проверку

    несущей способности или осадки путем принятия модели ячейки

    . Кроме того, существующие методы были сформулированы для

    уникального типа техники установки колонн, то есть каменных

    колонн (Priebe, 1995), (французский стандарт, 2005) или глубокого перемешивания

    (Broms, 2000) и т. Д.

    В этих публикациях IAR рассматривался только как

    данных, поэтому оптимизация количества материала колонки

    не обсуждалась. Обратите внимание, что IAR

    не учитывается французским стандартом для оценки несущей способности RS

    по модели изолированной колонны.

    Далее, независимо от метода установки колонны или

    моделирования RS, ни один из предыдущих методов расчета

    не учитывал как несущую способность, так и проверки осадки

    .

    Чтобы предложить комплексную процедуру проектирования

    , в этом документе представлена ​​новая методология, которая включает в себя проверки несущей способности

    и осадки

    . Более того, предлагаемая методология

    учитывает результаты недавних исследований, которые были получены в рамках хорошо сформулированных рамок

    .

    Эта методология проектирования подробно описана для армированных грунтов

    концевыми несущими и плавающими колоннами.Составляющие

    армированного грунта, то есть исходный грунт также

    , называемый слабым грунтом и армирующими колоннами, идентично

    моделируется как трехмерная среда. Усиливающие колонны

    расположены в произвольном порядке под

    . Мы не можем найти эту страницу

    .

    (* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

    {{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

    {{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

    {{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}}
    {{addToCollection.description.length}} / 500

    {{l10n_strings.TAGS}}
    {{$ item}}

    {{l10n_strings.PRODUCTS}}

    {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

    {{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

    {{l10n_strings.LANGUAGE}}
    {{$ select.selected.display}}

    {{article.content_lang.display}}

    {{l10n_strings.AUTHOR}}

    {{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

    {{$ select.selected.display}}

    {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}}
    {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

    Исследование метода расчета напряжений в зонах сильного ограничения бетонной конструкции на свайном фундаменте на основе эквивалентной теории включения Эшелби

    3.1. Взаимосвязь упругого напряжения и деформации

    На основе гипотезы и анализа метода Мори – Танака механические свойства грунтового основания с сваями сравниваются с ортотропной анизотропией. Анизотропия — одна из важнейших характеристик инженерно-геологических материалов. Zhang et al. [20] и Ли и др. [21] изучали взаимосвязь между динамической реакцией плиты и фундамента; Ян и др. [22] и Reccia et al. [23] рассчитали несущую способность и осадку анизотропного основания.На упругой стадии соотношение напряжение – деформация может быть выражено как:

    {ε} = [S] {σ} или {σ} = [C] {ε}

    (4)

    где {ε} = {ε11, ε22, ε33, ε23, ε31, ε12} T, {σ} = {σ11, σ22, σ33, σ23, σ31, σ12} T. [S] — матрица гибкости, [C] — матрица жесткости, [S] = [C] -1 — обратная матрица матрицы жесткости [C]. Для ортотропных анизотропных материалов матрица гибкости:

    [S] = {S11S12S13000S21S22S23000S31S32S33000000S44000000S55000000S66}

    (5)

    В приведенных выше уравнениях есть девять независимых коэффициентов гибкости.В технике инженерная константа упругости часто используется для выражения константы упругости композитных материалов. Связь между инженерной упругой постоянной и коэффициентом гибкости может быть выражена как [24]:

    [S] = [1E11 − ν12E22 − ν13E33000 − ν21E111E22 − ν23E33000 − ν31E11 − ν32E221E330000001G230000001G310000001G12]

    (

    )
    где E11, E22, E33, v12, v13, v21, v23, v31, v32, G23, G31, G12 составляют механическую упругую постоянную грунтового основания со сваями.Для ортотропных материалов существует только девять независимых параметров упругости, так как Sij = Sji:

    v21E11 = v12E22v31E11 = v13E33v32E22 = v23E33}, то есть vijEj = vjiEi, (i, j = 1, 2, 3, но i ≠ к)

    (7)

    где vij всего шесть, но три из них могут быть представлены еще тремя пуассоновскими и E11, E22, E33. Обычно три соотношения в уравнении (7) называются теоремой Максвелла.

    Согласно матричному анализу, {ε} = [S] {σ} может быть выражено следующими двумя выражениями:

    {ε11ε22ε33} = [- 1E11 − ν12E22 − ν13E33 − ν21E111E22 − ν23E33 − ν31E11 − ν32E221E33] { σ11σ22σ33}

    (8)

    {ε23ε31ε12} = [1G230001G310001G12] {σ23σ31σ12}

    (9)

    3.2. Определение упругих постоянных

    Чжао ввел теорию эквивалентного включения Эшелби в определение упругой постоянной горного массива с анкером [11]; эта статья ссылается на свою практику и вводит теорию в определение упругой постоянной грунтового основания с сваями.

    Согласно анализу упругой механики, в композиционном материале с свайно-грунтовым основанием упругие постоянные грунтового основания и сваи могут быть выражены как [11]:

    Hinkl0 = λ0⋅δin⋅δkl + μ0 ( δin⋅δkl + δil⋅δnk)

    (10)

    Hinkl1 = λ1⋅δij⋅δkl + μ1 (δij⋅δkl + μ1⋅δil⋅δjk)

    (11)

    где Hinkl0 и Hinkl1 — тензоры коэффициентов упругости грунтового основания и сваи соответственно, а λ0 и μ0 — постоянные хромоты грунтового основания, а λ0 = v0⋅E0 (1 + v0) (1−2v0), μ0 = E02 (1 + v0), v0, E0 — коэффициент Пуассона и модуль упругости грунтового основания соответственно.δij, δkl, δil, δjk — тензорные символы.

    На границу композитного материала с сваей и грунтовым основанием прикладывается однородное напряжение, а также изотропный материал той же формы и размера и с такими же упругими механическими свойствами, что и материал грунта (матрицы) в свае — закладывается грунтовый фундамент. При той же внешней силе зависимость напряжения от деформации грунтового основания может быть выражена как [11]:

    где C0 — коэффициент упругости грунтового основания со сваями.Из-за наличия свай средняя деформация, создаваемая в грунтовом основании, не равна ε0, и взаимодействие между сваями будет вызывать деформацию возмущения ε˜, а соответствующее возмущенное напряжение составляет σ˜. Следовательно, определяющую связь грунтового основания с сваями можно представить в виде [11]:

    σ (0) = σ0 + σ˜ = C0ε0 + C0ε˜ = C0 (ε0 + ε˜)

    (13)

    Теория эквивалентных включений Эшелби указывает, что возмущенное поле деформации, вызванное различными механическими свойствами материалов, может быть смоделировано возмущенным полем, создаваемым внутренней деформацией ε * в области включения.То есть включение и матрицу можно рассматривать как один и тот же материал, что можно выразить как [11]:

    σ (1) = σ0 + σ˜ + σ ′ = C1 (ε0 + ε˜ + ε ′) = C0 (ε0 + ε˜ + ε′ − ε *)

    (14)

    где C1 — постоянный тензор упругости сваи в грунтовом основании с сваей, а ε * — эквивалентная собственная деформация сваи в грунтовом основании с сваей. ε ′ и σ ′ — возмущающее напряжение и деформация, соответственно, из-за наличия свай. Следуйте эквивалентной теории включения Эшелби, чтобы экспортировать результаты:

    где S — тензор Эшелби четвертого порядка.

    Подстановка уравнений (13) и (14) в (15) может быть выражена как:

    σ ′ = C0 (ε′ − ε *) = C0 (S − I) ε *

    (16)

    где I — тензор четвертого порядка.

    Мы предполагаем, что n — коэффициент замещения объема, то есть отношение объема сваи к грунтовому фундаменту с сваей. Согласно принципу эквивалентного включения, среднее напряжение σ композитного материала с свайно-грунтовым основанием равно однородному напряжению σ0, приложенному к границе.

    σ = σ0 = (1 − n) ⋅σ0 + n⋅σ (1)

    (17)

    Уравнения (16) и (17) могут быть выражены как:

    σ˜ = −n⋅σ ′ ε˜ = −n1⋅ (ε′ − ε *) = — n⋅ (S − I) ε *}

    (18)

    Подставляя уравнения (16) и (18) в (14), соответственно, можно выражается как:

    ε * = {C0 + (C1 − C0) ⋅ [nI + (1 − n) S]} — 1⋅ (C0 − C1) ⋅ε0

    (19)

    Предположим, P = {C0 + (C1 −C0) ⋅ [nI + (1 − n) S]} — 1⋅ (C0 − C1), приведенные выше уравнения могут быть выражены как:

    Для грунтового фундамента с сваями, подставив уравнения (10), (11), ( 15) и (18) в уравнение (14) можно выразить как [11]:

    [D1D2D3D4D5D6D7D8D9] {ε11 * ε22 * ε33 *} + [L1111L1111L1] {ε110ε220ε330} = 0

    (21)

    где [D1D2D3D4D5D6D7D8D9] — матрица модулей упругости грунтового основания с сваями, [L1111L1111L1] — матрица модулей упругости однородного грунтового основания, {ε11 * ε22 * ε33 *} — эквивалентная внутренняя деформация грунтового основания со сваями, и {ε110ε220ε330} — однородная деформация грунтового основания, где:

    D1 = n⋅L1 + L2 + (1 − n) ⋅ (S2211 + S3311) D2 = n + L3 + (1 − n) ⋅ (S2222 + S3322) D3 = n + L3 + (1 − n) ⋅ (S2233 + S3333) D4 = n + L3 + (1 − n) ⋅ (L1⋅S2211 + S3311) D5 = n⋅L1 + L2 + (1 − n) ⋅ (L1⋅S2222 + S3322) D6 = n + L3 + (1 − n) ⋅ (L1⋅S2233 + S2211) D7 = n + L3 + (1 − n) ⋅ (L1⋅S3322 + S2222) D8 = n + L3 + (1 − n) ⋅ (L1⋅S3322 + S2222) D9 = n⋅L1 + L2 + (1 − n) ⋅ (L1⋅S3333 + S2233)

    где L1 = 1 + 2 (μ1 − μ0) (λ1 − λ0), L2 = (λ1 + 2μ0) (λ1 − λ0), L3 = λ0 (λ1 − λ0).

    Уравнение (20) показывает взаимосвязь между эквивалентным эффектом ξij * композитного материала с свайным и грунтовым фундаментом и грунтовым основанием ξij0, согласно εij * = P⋅εij0, может быть выражено как [11]:

    {ε11 * ε22 * ε33 *} = 1p {Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q9} {ε110ε220ε330}

    (22)

    где:

    Q1 = L1⋅ (D6⋅D8 − D5⋅D9) + D3⋅ (D5 − D8) + D2⋅ (D9 − D5) Q2 = L1⋅ (D2⋅D9 − D3⋅D8) + D6⋅ ( D8 − D2) + D5⋅ (D3 − D9) Q3 = L1⋅ (D3⋅D5 − D2⋅D6) + D8⋅ (D6 − D3) + D9⋅ (D2 − D5) Q4 = L1⋅ (D4⋅D9− D6⋅D7) + D1⋅ (D6 − D9) + D3⋅ (D7 − D4) Q5 = L1⋅ (D3⋅D7 − D1⋅D9) + D4⋅ (D9 − D3) + D6⋅ (D1 − D7) Q6 = L1⋅ (D1⋅D6 − D3⋅D4) + D9⋅ (D4 − D1) + D7⋅ (D3 − D6) Q7 = L1⋅ (D5⋅D7 − D4⋅D8) + D2⋅ (D4 − D7) + D1⋅ (D8 − D5) Q8 = L1⋅ (D1⋅D8 − D2⋅D7) + D5⋅ (D7 − D1) + D4⋅ (D2 − D8) Q9 = L1⋅ (D2⋅D4 − D1⋅D5) + D7⋅ (D5 − D2) + D8⋅ (D1 − D4) P = D1⋅ (D5⋅D9 − D6⋅D8) + D2⋅ (D6⋅D7 − D4⋅D9) + D3⋅ (D4⋅D8 − D5⋅ D7)

    Дальнейший вывод может быть выражен как [11]:

    ε12 * = — (μ1 − μ0) μ0 + (μ1 − μ0) ⋅ [n + 2 (1 − n) ⋅S1212] ⋅ε120

    (23 )

    ε13 * = — (μ1 − μ0) μ0 + (μ1 − μ0) ⋅ [n + 2 (1 − n) ⋅S1313] ⋅ε130

    (24)

    ε12 * = — (μ1 − μ0) μ0 + (μ1 − μ0) ⋅ [n + 2 (1 − n) ⋅S2323] ⋅ε230

    (25)

    На основании приведенного выше вывода связь между эквивалентной деформацией грунтового основания с сваями и внутренней деформацией получается грунтовый фундамент.Кроме того, могут быть получены соответствующие инженерные упругие постоянные в матрице гибкости грунтового основания с сваями.

    • (1)

      Осевой модуль упругости E11 равен:

      E11 = ε110ε110 + n⋅ε11 * ⋅E0 = E01 + n⋅ [Q1 − v0⋅ (Q2 + Q3)] / P

      (26 )

    • (2)

      Модули упругости E22 и E33 грунтового основания со сваями равны в радиальном направлении свай. Радиальный модуль упругости E22 и E33 составляет:

      E22 = E33 = E01 + n⋅ [Q5 − v0⋅ (Q4 + Q6)] / P

      (27)

    • (3)

      Модуль осевого сдвига G23:

      G23 = 1 + G02 (1 − n) S2323 + G0 / (G1 − G0)

      (28)

      Модули сдвига G12 и G13 грунтового основания со сваями равны в радиальном направлении сваи.Модуль радиального сдвига G12 и G13 составляет:

      G12 = G13 = 1 + G02 (1 − n) S1212 + G0 / (G1 − G0)

      (29)

    • (4)

      Коэффициенты Пуассона v12 и v13 грунтового основания сваями равны в осевом направлении свай. Осевые коэффициенты Пуассона v12 и v13 равны:

      v12 = v13 = v0 − n⋅ [Q4 − v0⋅ (Q5 + Q6)] / P1 + n⋅ [Q1 − v0⋅ (Q2 + Q3)] / P

      (30)

      Согласно выводу теоремы Максвелла в уравнении (7), следующее может быть выражено как:

    • (5)

      Радиальный коэффициент Пуассона v23:

      v23 = v0 − n⋅ [Q6 −v0⋅ (Q4 + Q5)] / P1 + n⋅ [Q9 − v0⋅ (Q7 + Q8)] / P

      (33)

    Согласно выводу теоремы Максвелла в уравнении (7):

    Из E22 = E33 уравнение (35) выражается как:

    Из вышеизложенного выводятся девять механических параметров в матрице гибкости грунтового основания с сваями и определяющая связь грунтового основания с сваями в упругой стадии. Установлено.Где E22 = E33, v12 = v13, v32 = v23, G12 = G13.

    Revit OpEd: расчет фундаментов и изоляции

    Я был вовлечен в дискуссию на RevitForum.org, в которой спрашивали, как рассчитать полную битумную изоляцию, необходимую для покрытия бетонных поверхностей фундамента. В исходном посте описывалось использование инструмента Paint и сколько времени на это потребовалось. Мне всегда интересно, отвечают ли люди за расчеты или мне просто интересно, когда я читаю такие запросы. Иногда спрашиваю. Интеллектуальные упражнения могут быть интересными, но они могут потратить много времени, если результаты на самом деле никому не пригодятся.

    Поскольку я уже приложил к этому усилия, я решил использовать этот пост, чтобы поделиться примером проекта, который я создал в ответ. Я поделился более ранней версией в ветке, но в этой высказано больше идей.

    Я склонен пытаться использовать графики и формулы для расчета / прогнозирования необходимого изоляционного материала вместо использования краски и отбора материала. Изолированные фундаменты (опоры) имеют одну форму (большинство из них), поэтому нет составных слоев, таких как фундаментные плиты, полы или стены.

    Это не так просто, как просто указать всю площадь поверхности каждого типа фундамента. Это даже не просто сделать. Поверхность, касающаяся земли, не получает изоляции (как я понимаю в этой ситуации). Когда колонна стоит на основании, изоляция не требуется, поэтому нам нужно вычесть площадь основания колонны из верхней части площади поверхности основания. Никакая изоляция не требуется и там, где стена стоит на опоре.

    У нас также есть неравенство параметров. Изолированные опоры не имеют параметра «толщина».Фундамент и перекрытия делаю. Непоследовательное применение размерных значений — это проблема, с которой мы сталкиваемся, когда используем предоставленные семейные категории (как следует из их наименования / поведения) и пытаемся скомпилировать их информацию с использованием «того же» понятия размерных критериев. Просто они не все равны, у них разные «убеждения».

    Мой подход начался с графика фундамента, который включает в себя опоры и плиты, график для стен и третий график для колонн. Мне нужно было различать опоры и плиты, чтобы я мог создавать формулы для определения площади верха и сторон каждого вида опор.Полы и перекрытия имеют толщину и периметр по умолчанию. Когда они прямоугольные, у них также есть ширина и длина. Если они нерегулярны, то этого не происходит. Основания фундамента не имеют толщины, но имеют ширину и длину.

    Я использовал формулу для разделения объема, чтобы получить приблизительную высоту, которую можно использовать для расчета площади поверхности для верха и сторон. Я использовал параметр под названием Is Slab (целое число), чтобы моя формула Bitumen могла решить, какой метод формулы применяется. Я просто ввожу 1 для плит и 0 для опор.Это график фундамента для настенных, изолированных фундаментов и плит / полов.

    Как видите, я добавил несколько строк в заголовок, чтобы объяснить пустые ячейки в расписании. Я также добавил формулы (после захвата изображений) в комментарии, чтобы можно было проверить результаты, не имея модели.

    Вот расписание стен. Я не разрешил перекрытие стен на опоры или стены и их собственные опоры в приведенном выше расписании. Я бы, вероятно, создал другой график для вычитания площади нижней поверхности стен или, если возможно, включил бы его в этот.

    А вот расписание для столбцов, я поставил (-) в заголовок, чтобы было более очевидно, что площадь следует вычесть из других итогов.

    Возможно, вы уже знаете, что столбцы не имеют параметров базовой ширины или длины, которые мы можем видеть в расписаниях. У них есть имя типа, но параметры, которые управляют их базовыми размерами, называются «b» и «h», как соответствующая графика в некоторых руководствах по проектированию конструкций, которые я видел. Я добавил два общих параметра, Базовую ширину и Базовую длину, в семейство столбцов и просто сделал их равными «b» и «h».Это, вероятно, самый простой способ разрешить контент, в котором не используются системные параметры, совместимые с другими семействами, а также с контентом, который вы загружаете и который обнаруживает такой же конфликт между другим контентом той же категории.

    Предполагая, что описанный выше подход совершенно неинтересен, мы можем рассмотреть несколько возможных альтернатив.

    • Мы можем «рисовать» на материалах, и есть инструмент Split Face, который работает с полами, фундаментными плитами и стенами, но не с фундаментными конструкциями или колоннами.Мы можем смоделировать все элементы фундамента в виде перекрытий и / или фундаментных плит, что упростило бы использование инструмента «Разрезать грань» и рисование на изоляции.
    • Используйте комбинацию вышеперечисленных расписаний и некоторое использование инструмента Paint и взятия материалов.
    • Мы можем создать отдельные семейства для условий изоляции, которые можно запланировать отдельно, или, по крайней мере, для фундаментов, которые нельзя «покрасить» с помощью инструмента рисования Revit.
    • Мы можем создавать более сложные семейства фундаментов, которые имеют дополнительную форму (формы) для изолированных поверхностей, которые, в свою очередь, могут использоваться для их определения при отгрузке материала вместо обычного расписания.
    • Талантливый программист с Revit API может учесть все виды перестановок и создать довольно исчерпывающую сводку).

    Я разместил файл проекта, если вы хотите СКАЧАТЬ. Счастливой изоляции!

    Как рассчитать фундаментную балку

    Расчет конструкций зданий и инфраструктур часто выполняется с использованием моделей, которые в упрощенном виде представляют ограничения в основании конструкции. Даже во многих случаях конструкция привязана к основанию с помощью жесткого фиксатора .

    Однако этот подход не позволяет анализировать фактическое напряженное состояние фундаментов, а в некоторых случаях также может привести к неправильной оценке реакции конструкции надземных конструкций. Использование пружинного ограничителя может быть эффективным способом преодоления этих проблем и получения более точного прогноза поведения конструкции.

    Основные преимущества использования пружинных ограничителей при моделировании конструкций

    Моделирование опор фундамента с пружинными ограничителями дает несколько преимуществ.Среди них можно выделить три основных преимущества:

    описание реалистичных ограничений

    У вас есть возможность выбрать жесткость пружины в зависимости от типа грунта основания. Кроме того, можно назначить пружины с разной жесткостью в разных частях граничной зоны. Наконец, вы можете определить ограничения пружины вращения, которые полезны, например, для моделирования вращения цоколя у основания колонны.

    улучшенная точность модели

    Использование пружинных ограничений позволяет оценить правильный размер пиков деформации и их положение.Кроме того, он позволяет правильно рассчитать силы, действующие на фундаментные конструкции, и, следовательно, их правильный размер. Не менее важно, что вы можете учесть взаимодействие грунт-конструкция и получить реалистичный отклик надземных конструкций.

    выше Конструктивная надежность

    Можно проанализировать реакцию конструкции путем оценки различных значений жесткости грунта и элементов фундамента, получая действующие силы огибающих. Таким образом можно учесть возможные неопределенности модели из-за неопределенности в знании типа почвы и его изменчивости.

    Моделирование фундаментов в виде балок Винклера

    Модель Winkler основана на предположении, что почва в общей точке деформируется пропорционально действующей на нее нормальной силе. Деформация не зависит от деформации других точек и линейно зависит от приложенной силы.

    Константа пропорциональности, называемая константой почвы , является физической характеристикой почвы и должна измеряться на месте.

    Тип грунта [МПа / мм]
    Песок 0.02 ÷ 0,03
    Глина 0,08 ÷ 0,12
    Гравий 0,10 ÷ 0,30

    Константа жесткости почвы

    Модель Винклера особенно полезна для моделирования поведения упругих фундаментных балок, часто используемых в качестве фундаментных конструкций в случаях, когда фундаментный цоколь не предлагается. Если фундаментные балки рассчитываются с учетом колонны как жестких ограничений и давления грунта как распределенной нагрузки, полученные изгибающие моменты и поперечные силы обычно приводят к завышению размеров фундаментных балок.

    Более точные результаты можно получить за счет использования упругих пружинных ограничителей на основе константы грунта Винклера. На рисунке ниже представлено схематическое изображение фундамента из балки Винклера. Жесткость пружины — это постоянная почвы, умноженная на ширину балки.

    Схема фонда Винклера

    Расчет фундаментной балки с грунтовой опорой Винклера

    Здесь мы показываем пример расчета фундаментной балки с использованием грунтовых опор Винклера.Изучаемая система представлена ​​на рисунке ниже. Балка подвергается распределенному воздействию из-за статических нагрузок. Кроме того, колонны оказывают сосредоточенное действие сдвига и изгибающие моменты на некоторых участках балки. Пример взят из работы Colajanni et al. [1].

    Описание исследуемой фундаментной балки

    Модель построена и решена с использованием WeStatiX . Если вы хотите узнать, как создать модель балки Винклера, ознакомьтесь с этим и другими примерами и учебным пособием.

    После моделирования геометрии балки были приложены распределенные и узловые нагрузки. Опора Винклера была вставлена ​​путем применения ограничений упругих элементов. При этом, как только была выполнена дискретизация балки, код применял узловое ограничение с жесткостью в узлах балки. Диаграммы значимых результатов показаны ниже:

    В частности, диаграмма вертикальных перемещений:

    Вертикальные смещения фундаментной балки

    Можно видеть, что вертикальное смещение не является постоянным, но представляет собой пики, интенсивность которых может быть точно оценена с использованием этой стратегии моделирования.

    Диаграмма поперечных сил:

    Диаграмма действия на сдвиг фундаментной балки

    Диаграмма изгибающего момента:

    Диаграмма изгибающего момента фундаментной балки

    Зная точное распределение усилий сдвига и изгиба в балке, принимаются правильные конструктивные решения и можно избежать ненужного завышения размеров. Кроме того, можно выполнить несколько расчетов для оценки реакции конструкции с учетом неопределенности в жесткости грунта, чтобы получить диапазон значений воздействия для фундаментной балки.

    Полученные результаты согласуются с аналитическими решениями, представленными в [1]. Вы можете проверить точность решения WeStatiX , взглянув на валидационный тест поддержки Winkler.

    В WeStatiX вы можете найти другие применения эластичных удерживающих устройств! Например, вы хотите научиться моделировать глубокие фундаменты на упругих опорах или промышленные полы из фибробетона? Вы можете найти эти и другие приложения по адресу WeStatiX .

    Riferimenti

    [1] Коладжанни П., Фальсоне Г., Рекуперо А., Упрощенная формулировка решения для балок на фундаменте Винклера, допускающая разрывы из-за нагрузок и ограничений , Международный журнал инженерного образования, 25, 1, 75 — 83, ( 2009 г.).

    Расчет нагрузок при проектировании колонн и фундаментов | Структурный дизайн

    Как рассчитать общие нагрузки на колонну и соответствующее основание?

    Эта статья написана по просьбе моих читателей.Студенты-инженеры обычно путаются, когда дело доходит до расчета нагрузок для конструкции колонн и опор. Ручной процесс прост.

    Виды нагрузок на колонну
    1. Собственный вес колонны x Количество этажей
    2. Собственная масса балок на погонный метр
    3. Нагрузка стен на погонный метр
    4. Общая нагрузка на плиту (статическая нагрузка + динамическая нагрузка + собственный вес)

    Колонны также подвергаются действию изгибающих моментов, которые необходимо учитывать при окончательном проектировании.Лучший способ спроектировать хорошую конструкцию — использовать передовое программное обеспечение для проектирования конструкций, такое как ETABS или STAAD Pro. Эти инструменты намного опережают ручную методологию проектирования конструкций и настоятельно рекомендуются.

    В профессиональной практике мы используем несколько основных допущений при расчетах нагрузок на конструкции.

    Вы можете нанять меня для решения ваших задач по проектированию конструкций. Свяжитесь со мной.

    Для колонн

    Собственный вес бетона составляет около 2400 кг на кубический метр, что эквивалентно 240 кН.Собственный вес стали составляет около 8000 кг на кубический метр. Даже если предположить, что большая колонна размером 230 мм x 600 мм с 1% стали и стандартной высотой 3 метра, собственный вес колонны составляет около 1000 кг на пол, что эквивалентно 10 кН. Поэтому в своих расчетах я предполагаю, что собственный вес колонны составляет от от 10 до 15 кН на пол.

    Для балок

    Расчеты, аналогичные приведенным выше. Я предполагаю, что каждый метр балки имеет размеры 230 мм x 450 мм, исключая толщину плиты.Таким образом, собственный вес может составлять около 2,5 кН на погонный метр.

    Для стен

    Плотность кирпича колеблется от 1500 до 2000 кг на кубический метр. Для стены толщиной 6 дюймов, высотой 3 метра и длиной 1 метр, мы можем рассчитать нагрузку на погонный метр, равную 0,150 x 1 x 3 x 2000 = 900 кг, что эквивалентно 9 кН / метр. С помощью этой методики можно рассчитать нагрузку на погонный метр для любого типа кирпича.

    Для блоков из автоклавного газобетона, таких как Aerocon или Siporex, вес на кубический метр составляет от 550 до 700 кг на кубический метр.При использовании этих блоков для строительства нагрузка на стену на погонный метр может составлять всего 4 кН / метр , что может привести к значительному снижению стоимости строительства.

    для плиты

    Предположим, что плита имеет толщину 125 мм. Теперь каждый квадратный метр плиты будет иметь собственный вес 0,125 x 1 x 2400 = 300 кг, что эквивалентно 3 кН. Теперь предположим, что чистовая нагрузка составляет 1 кН на метр, а наложенная временная нагрузка — 2 кН на метр. Таким образом, мы можем рассчитать нагрузку на плиту примерно от 6 до 7 кН на квадратный метр.

    Фактор безопасности

    В конце, после расчета всей нагрузки на колонну, не забудьте добавить коэффициент запаса прочности.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *