§ 39. Berechnung von Fundamenten für die Kipp- und Scherfestigkeit

Die Berechnung des Fundaments für die Stabilität sollte die Möglichkeit des Kippens ausschließen, auf der Basis scheren und zusammen mit dem Boden entlang einer bestimmten Gleitfläche scheren. Das Fundament gilt als stabil, wenn die Bedingung (6.1) erfüllt ist, in der F als eine Kraftwirkung verstanden wird, die zum Stabilitätsverlust (Neigung oder Scherung) des Fundaments beiträgt, und Fu ist ein Widerstand der Basis oder des Fundaments, der einen Stabilitätsverlust verhindert. Die Stabilitätsberechnungen werden gemäß den berechneten Lasten durchgeführt, die durch Multiplizieren der normativen Lasten mit den Sicherheitsfaktoren für die Last erhalten werden. Wenn für die gleiche Last die Normen zwei Sicherheitsfaktoren vorsehen, dann berücksichtigt die Berechnung eine von ihnen, die einen kleineren Stabilitätsbereich haben wird.


Abb. 7.7. Schema zur Berechnung der Kippsicherheit

Bei der Berechnung der Fundamente von Kippstützen für Brückenkräfte ergeben sich alle auf das Fundament einwirkenden äußeren Kräfte (einschließlich Eigengewicht) in den Kräften Fv, Qr und Moment Mu (Abb. 7.7). Die Kräfte Fv und Qr sind gleich den Vorsprüngen aller äußeren Kräfte auf der vertikalen bzw. horizontalen Seite, und das Moment Mie ist gleich dem Moment äußerer Kräfte um die Achse, die durch den Schwerpunkt der Basis des Fundaments senkrecht zur Konstruktionsebene verläuft. Der Moment, in dem Mie zum Kippen des Fundaments beiträgt (Drehen um die Achse O - siehe Abb. 7.7). Der Moment Mz, der dem Kippen widersteht, ist gleich Fva, wobei a der Abstand vom Kraftangriffspunkt Fv zum Rand des Fundaments ist, relativ zu dem die Verkippung auftritt.

Die Stabilität von Strukturen gegen Umkippen sollte nach der Formel berechnet werden
Mi≤ (Schnurrbart / un) Mz, (7.5)
wobei Œu und Ìz die Momente sind, in denen die Kräfte relativ zur Achse der möglichen Drehung (Verkippung) der Struktur, die durch die äußersten Stützpunkte verläuft, jeweils kippt und gehalten werden, kN · m; us - der Koeffizient der Arbeitsbedingungen, der bei der Prüfung von Bauwerken mit getrennten Stützen für die Bauphase genommen wird, beträgt 0,95; für die Stufe des kontinuierlichen Betriebs gleich 1,0; beim Prüfen von Abschnitten von Betonkonstruktionen und Fundamenten auf felsigen Fundamenten gleich 0,9; auf Nicht-Gesteinsbasen - 0,8; UN ist der Zuverlässigkeitskoeffizient für den beabsichtigten Zweck der Struktur, angenommen 1,1 in den Berechnungen für die Stufe des kontinuierlichen Betriebs und 1,0 in den Berechnungen für die Bauphase.

Kippkräfte sollten mit einem Belastungsfaktor größer als eins genommen werden.

Die Haltekräfte sollten mit einem Ladungssicherheitsfaktor für konstante Lasten Yf genommen werden, wobei μ der Reibungskoeffizient des Fundaments über dem Boden ist.

Gemäß den Anforderungen von SNiP 2.05.03-84 sollte die Stabilität von Strukturen gegen Scherung (Slip) durch die Formel berechnet werden
Qr ≤ (yc / yn) Qz, (7.6)
wo Qr ist die Scherkraft, kN, gleich der Summe der Projektionen der Scherkräfte auf die Richtung der möglichen Scherung; yc ist der Koeffizient der Arbeitsbedingungen, der als 0,9 angenommen wird; own ist der Zuverlässigkeitskoeffizient für den beabsichtigten Zweck der Struktur, wie in Formel (7.5) genommen; Qz ist die Haltekraft, kN, gleich der Summe der Projektionen der Haltekräfte zur Richtung der möglichen Verschiebung.

Die Scherkräfte sollten mit einem Sicherheitsfaktor für die Last größer als eins und den Haltekräften mit einem Sicherheitsfaktor für die Last, der in der Erläuterung zu Formel (7.5) angegeben ist, verwendet werden.

Als eine haltende horizontale Kraft, die durch den Boden erzeugt wird, ist es erlaubt, eine Kraft aufzunehmen, deren Wert den aktiven Druck des Bodens nicht übersteigt.

Die Reibungskräfte in der Basis sollten aus den Mindestwerten der Reibungskoeffizienten der Basis des Fundaments über dem Boden bestimmt werden.

Bei der Berechnung der Scherenfundamente sind folgende Werte der Reibungskoeffizienten μ des Mauerwerks auf dem Boden zu berücksichtigen

5.6.3. Berechnung der Stabilität des Fundaments nach dem Plan Scherschema

Das Fundament wird für die Scherung auf seiner Basis oder auf der Basis des Bodenkissens unter der Einwirkung der horizontalen Komponente der Last auf das Fundament im Falle eines unstabilisierten Zustandes des Grundbodens berechnet und stabilisiert, wenn die Bedingung (5.83) nicht erfüllt ist.

Bei einer flachen Verschiebung wird die Formel angewendet

wo ΣFsr und ΣFsa - die Summe der Projektionen auf die Gleitebene der berechneten Kräfte, die jeweils gehalten und verschoben werden.

Höhe der Zurückhaltung

und die Summe der Scherkräfte

wo ist fv - normal zur Gleitebenenkomponente der berechneten Belastung auf dem Fundament; u ist der hydrostatische Gegendruck (bei Grundwasserständen über dem Kellerfundament); Und - der Bereich der Basis der Basis; Fh - Tangente an die Gleitflächenkomponente der Last auf dem Fundament; Ep und Ea - resultierender passiver und aktiver Druck des Bodens.

Der resultierende passive Druck des Bodens an der vertikalen Kante des Kellers wird durch die Formel bestimmt

wo d ist die Tiefe des Fundaments des Fundaments durch die mögliche Entfernung des Bodens; λp - Koeffizient des passiven Drucks des Bodens; λp = tg 2 (45 ° + φIch/ 2).

Der resultierende aktive Druck wird durch den Ausdruck berechnet

wo d1 - die Tiefe des Fundaments von der Seite gegenüber der möglichen Schmutzablösung; λa - Koeffizient des aktiven Bodendrucks; λa = tg 2 (45 ° - φIch/ 2);.

Beispiel 5.19. Es ist erforderlich, das Fundament des Abstandhaltersystems gemäß dem flachen Scherschema entlang der Sohle zu berechnen. Grunderde - sandiger Lehm; IchL = 0,5; e = 0,65; mitn = 6 kPa; φn = 24 °; γIch = 17 kN / m 3. Bemessungslasten im Keller Fv = 240 kN; Fh = 110 kN. Die Gründungstiefe von der Planungsebene d = 1 m, von der Geschossdecke d1 = 1,5 m, Bauklasse III. Die Abmessungen des Fundaments ergeben sich aus der Berechnung der Deformationen; b = 1,5 m; l = 1 m

Die Entscheidung. Die berechneten Werte der Festigkeitseigenschaften des Bodens

Überprüfen Sie die Bedingung (5.83). Nach der Formel (5.82)

tg & dgr; = 110/240 = 0,46; δ = 25 °;

sin22 ° = 0,375; tgδ> sinφIch,

d.h. Bedingung (5.83) ist nicht erfüllt und Formel (5.82) ist im betrachteten Fall nicht anwendbar. Die Berechnung sollte nach dem planaren Scherschema erfolgen (Abb. 5.39). Für Füllgründe akzeptieren wir:

Um den resultierenden aktiven und passiven Druck mit den Formeln (5.96) und (5.95) zu berechnen, bestimmen wir zunächst die Koeffizienten λa und λp, sowie hc :

Wir berechnen die Summe der Halte- und Scherkräfte nach den Formeln (5.93) und (5.94):

ΣFsr = (240 - 0) tg22 ° + 1,5 · 1 · 4 + 22 = 124 kN;

Überprüfen Sie die Bedingung (5.92):

γcΣFsr/ γn = 0,9 · 124 / 1,1 = 102 kN³; φIch = 20 ° und cIch = 15 kPa; darunterliegender Tonboden mit γ = 18,5 kN / m 3; φIch = 6 °; cIch = 19 kPa; Der Verfüllungsboden (der bis zur vollen Lehmhöhe reicht) hat die Eigenschaften von γ 'Ich = 0,95 gIch = 0,95 · 18 = 17 kN / m³; φ 'Ich = 0,9 φIch = 0,9 · 20º = 18º; c 'Ich = 0,5 sIch = 0,5 · 15 = 7,5 kPa. Die Vertikallast N = 200 kN / m wird mit einer Exzentrizität e = 0,25 m aufgetragen, die Breite des Fundamentfußes, berechnet durch Verformung, beträgt 2 M. Um das Fundament zu verkleinern, wird ein 0,5 m dickes Sandkissen mit den Eigenschaften γ verwendet.Ich = 17 kN / m 3; φIch = 34 °; cIch = 1 kPa. Die Breite der Sohle beträgt in diesem Fall 1,5 m, das Gewicht von 1 m der Kellerlänge beträgt G = 98 kN.

Die Entscheidung. Da das Fundament mit einer exzentrisch geneigten Last belastet wird und der aktive Bodendruck berücksichtigt werden soll, ist eine Berechnung der Tragfähigkeit des Fundamentes erforderlich. Die Formel (5.79) ist in diesem Fall aufgrund der Heterogenität der Basis nicht anwendbar, daher wird die Berechnung nach der Methode der kreiszylindrischen Gleitflächen nach der Formel (5.97) durchgeführt. Wenn man bedenkt, dass das Fundament im oberen Teil eine feste Stütze hat, nehmen wir den Punkt A als Mittelpunkt der Gleitfläche Der Radius der Gleitfläche ist r = AB = 4,2 m Die Größe der Grenzspannungen unter der Basis des Fundaments: pmax = 331 kPa; pmin = 65 kPa.

Wir teilen die durch die geschätzte Gleitfläche begrenzte Bodenmasse in acht Bahnen mit einer Breite b = 0,5 m.

Die Werte der Parameter und ihrer Produkte, die in der Formel (5.97) enthalten sind, sind in der Tabelle zusammengefasst. 5.33.

Um den resultierenden aktiven Bodendruck E zu bestimmena Mit Formel (5.96) müssen Sie zunächst λ berechnena und Hc für Lehmschicht:

Setzen wir die Ergebnisse der Berechnungen in die Formel (5.97) ein, erhalten wir:

Die Stabilität des Fundaments ist gegeben.

5.6.5. Tragfähigkeit von Böden aus langsam verdichtetem wassergesättigtem schluffigen Ton und biogenen Böden sowie Schluffen

Tragfähigkeit von langsam verdichteten wassergesättigten Ton- und Torfgrundböden (mit Feuchtigkeitsgrad Sr ≥ 0,85 und Konsolidierungsgrad cv ≤ 10 7 cm 2 / Jahr) wird in der Regel unter Berücksichtigung des unstabilisierten Zustandes des Bodens bestimmt; Festigkeitszustand ist:

Dabei ist σ die gesamte Normalspannung am betrachteten Punkt, bestehend aus den Spannungen im Bodenskelett und dem Überdruck im Porenwasser u.

Der übermäßige Druck im Porenwasser wird nach den Methoden der Theorie der Filtrationskonsolidierung von Böden bestimmt, wobei die Zunahme der Belastung des Fundaments während des Baus und Betriebs der Anlagen berücksichtigt wird.

Bei hohen Bauleistungen oder deren Belastung mit Betriebslasten sowie bei Fehlen von Entwässerungsschichten am Boden oder speziellen Entwässerungseinrichtungen kann die Tragfähigkeit von Böden aus langsam verdichteten wassergesättigten Böden als Sicherheitsabstand ohne Berücksichtigung des Winkels der inneren Reibung der Böden (φ = 0) oder bestimmt werden nimm Werte φIch und cIch, entsprechend unstabilisierten Bodenverhältnissen. In diesen Fällen wird die maximale Belastung auf einer gleichmäßigen Basis, die sich unter der Basis des Fundaments bis zu einer Tiefe von mindestens 0,75 b erstreckt, in Abwesenheit einer schwächeren darunterliegenden Schicht für die vertikale Komponente der Grenzwiderstandskraft der Basis des Streifenfundaments (1 m Länge) durch die Formel bestimmt

wo α der Winkel ist, rad:

hier fh - Horizontale Komponente der externen Last auf 1 m der Kellerlänge; q ist die Last auf dem Teil der beabsichtigten Bodenentfernung (unter Berücksichtigung des Gewichts des Kellergeschosses oder des technischen Untergrunds).

Zusätzlich zu der Berechnung nach der Formel (5.99) ist es erforderlich, die Stabilität des Fundaments gemäß dem Flachscherschema entlang der Sohle durch die Formel (5.92) zu überprüfen. Die Abmessungen des Fundaments werden durch eine weniger günstige Berechnungsoption bestimmt.

In Ermangelung einer horizontalen Komponente der Last auf dem Fundament (Fh = 0) die Formel (5.99) für das Streifenfundament hat die Form:

Berücksichtigung der Verlagerung von Stiftungen in das Designschema.

Ich entschloss mich, ein kleines Experiment durchzuführen, bei dem es um die Sicherung der Fundamente des Gebäudes vor Scherung ging. Die Berechnung erfolgt mit der Software LIRA-SAPR 2016 R2.

Ich betrachte es am Beispiel eines einfachen Rahmens. Säulen und Balken Sektion 400x400 mm. Grundlagen mit Abmessungen von 1500x1500 mm.

Eine gleichmäßig verteilte Last mit einer Intensität von 10 t / m wird entlang des oberen Rahmens des Rahmens aufgebracht. Im rechten Knotenpunkt wird eine konzentrierte Last von 50 Tonnen in Richtung der X-Achse angelegt.

Variante 1. In dem Entwurfsmodell sind die Basiselemente auf die Koeffizienten der Betten C1 und C2 eingestellt. Es gibt keine Fundamentfixierung entlang der X- und Y-Achse.

Option 2 In dem Entwurfsmodell sind die Basiselemente auf die Koeffizienten der Betten C1 und C2 eingestellt. Die Befestigung der Fundamente entlang der X- und Y-Achse erfolgt an allen Extrempunkten der Fundamente.

Option 3 In dem Entwurfsmodell sind die Basiselemente auf die Koeffizienten der Betten C1 und C2 eingestellt. Die Befestigung der Fundamente entlang der X- und Y-Achse ist allen Knoten der Fundamente zugeordnet.

Option 4 In dem Entwurfsmodell sind die Basiselemente auf die Koeffizienten der Betten C1 und C2 eingestellt. Die Befestigung der Fundamente entlang der X- und Y-Achse erfolgt entlang der zentralen Knoten der Fundamente.

Option 5 In dem Entwurfsmodell sind die Basiselemente auf die Koeffizienten der Betten C1 und C2 eingestellt. Die Schichtbuchhaltung wird mit dem KE56-Finite-Elemente-Job modelliert. Die Steifigkeitsberechnung ist unten gezeigt.

Die Bettkoeffizienten C1 und C2 werden unter Verwendung von Standard-LIRA-SAPR-Werkzeugen berechnet. Ihre Berechnung ist unten angegeben.

Berechnung der Koeffizienten der Bed Extreme Basen:

Berechnung der Bettverhältnisse des durchschnittlichen Fundaments:

Berechnungsschema mit zugewiesenen Bettkoeffizienten.

Berechnung der Schubsteifigkeit KE56 nach den Empfehlungen "Berechnung von Tragwerken auf einem elastischen Untergrund" S.N. Klepikow.

Baseline-Daten für die Berechnung:

Fundamentabmessungen (AxB, m): 1,50 × 1,50.

Poisson-Verhältnis der Bodenbasis, μ: 0,35.

Bodenverformungsmodul (E, kPa): 14715.00.

Berechnen Sie den Kellerbereich:

F = A ∙ B = 1,50
∙ 1,50 = 2,25 m 2

Berechnen Sie das Verhältnis der Seiten des Fundaments:

A / B = 1,50 / 1,50 = 1,00.

Die Werte der Koeffizienten w z und w x werden gemäß der nachstehenden Tabelle genommen und sind in diesem Fall gleich:

Der Steifigkeitskoeffizient für die Fundamentverschiebung wird basierend auf dem folgenden Ausdruck berechnet:

Kx = wz ∈ E / (√F (1 - μwx) (1 + μ)) = 1,06 ≈ 14715,00 / (√2,25 (1 - 0,35 0,50 ) ∙ (1 + 0,35)) = 9,336,57 kN / m 3.

Die bedingte Steifigkeit von KE56 auf der Verschiebung wird gleichgesetzt mit:

E & khgr; 56 = K x / n = 9336,57 / 9,00 = 1037,40 kN / m.

wobei n die Anzahl von KE56 pro 1 m 2 der Stiftung ist.

Unten sind die Ergebnisse von Berechnungen von Varianten des Design-Schemas.

Option 1. Bewegung entlang der Z-Achse.

Option 1. Bewegung entlang der X-Achse.

Option 2. Bewegung entlang der Z-Achse.

Option 2. Bewegung entlang der X-Achse.

Option 3. Bewegung entlang der Z-Achse.

Option 3. Bewegung entlang der X-Achse.

Option 4. Bewegung entlang der Z-Achse.

Option 4. Bewegung entlang der X-Achse.

Option 5. Bewegung entlang der Z-Achse.

Option 5. Bewegung entlang der X-Achse.

Option 1. Bodenverstärkung entlang der X-Achse.

Option 1. Verringern Sie die Bewehrung entlang der Y-Achse.

Option 2. Bodenverstärkung entlang der X-Achse.

Option 2. Verringern Sie die Bewehrung entlang der Y-Achse.

Option 3. Verringern Sie die Verstärkung entlang der X-Achse.

Option 3. Verringern Sie die Bewehrung entlang der Y-Achse.

Option 4. Bodenverstärkung entlang der X-Achse.

Option 4. Verringern Sie die Bewehrung entlang der Y-Achse.

Option 5. Bodenverstärkung entlang der X-Achse.

Option 5. Verringern Sie die Bewehrung entlang der Y-Achse.

Übersichtstabelle der Bewegungen nach Optionen:

Option

Z

X

1

2

3

4

5

Übersichtstabelle mit den Ergebnissen der Verstärkung:

Richtung

Ausgewählter Verstärkungsbereich

  • Im Allgemeinen geben die Optionen 3 und 4 einige große Bereiche ausgewählter Bewehrung in den Fundamenten.
  • Die maximale gewählte Bewehrung in den Varianten 2 und 5 ist gleich, aber die gewählte Bewehrung in den extremen Fundamenten ist etwas anders. 9,66 cm 2 / m in Variante 2, gegen 10,3 cm 2 / m in Variante 5.
  • Das Bewegen entlang der Z-Achse ist in allen Versionen außer 1 identisch.
  • Verschiebungen entlang der X-Achse für Option 1 können nicht als richtig angesehen werden, da das Fehlen von Befestigungen zu einer geometrischen Variabilität des Schemas in der X-Richtung führt.Für die Versionen 2, 3, 4 sind Verschiebungen entlang der X-Achse nahe 0. Die Verschiebung in Option 5 beträgt -4,73 mm.

Im Allgemeinen sind die Ergebnisse der Auswahl von Bewehrung und Verschiebungen für Option 5 am logischsten und in komplexeren Entwurfsschemata führt eine solche Variante der Simulation von Fundamentverschiebungen zu einem noch größeren Unterschied in den Ergebnissen einer einfachen Fixierung in der X- und Y-Richtung.

Die Definition der Schubsteifigkeit für KE56 ist jedoch ein ziemlich kompliziertes Problem, das in der Literatur nicht offenbart ist.

Die Berechnung des Kippfundaments

§ 39. Berechnung von Fundamenten für die Kipp- und Scherfestigkeit

Die Berechnung des Fundaments für die Stabilität sollte die Möglichkeit des Kippens ausschließen, auf der Basis scheren und zusammen mit dem Boden entlang einer bestimmten Gleitfläche scheren. Das Fundament gilt als stabil, wenn die Bedingung (6.1) erfüllt ist, in der F als eine Kraftwirkung verstanden wird, die zum Stabilitätsverlust (Neigung oder Scherung) des Fundaments beiträgt, und Fu ist ein Widerstand der Basis oder des Fundaments, der einen Stabilitätsverlust verhindert. Die Stabilitätsberechnungen werden gemäß den berechneten Lasten durchgeführt, die durch Multiplizieren der normativen Lasten mit den Sicherheitsfaktoren für die Last erhalten werden. Wenn für die gleiche Last die Normen zwei Sicherheitsfaktoren vorsehen, dann berücksichtigt die Berechnung eine von ihnen, die einen kleineren Stabilitätsbereich haben wird.


Abb. 7.7. Schema zur Berechnung der Kippsicherheit

Bei der Berechnung der Fundamente von Kippstützen für Brückenkräfte ergeben sich alle auf das Fundament einwirkenden äußeren Kräfte (einschließlich Eigengewicht) in den Kräften Fv, Qr und Moment Mu (Abb. 7.7). Die Kräfte Fv und Qr sind gleich den Vorsprüngen aller äußeren Kräfte auf der vertikalen bzw. horizontalen Seite, und das Moment Mie ist gleich dem Moment äußerer Kräfte um die Achse, die durch den Schwerpunkt der Basis des Fundaments senkrecht zur Konstruktionsebene verläuft. Der Moment, in dem Mie zum Kippen des Fundaments beiträgt (Drehen um die Achse O - siehe Abb. 7.7). Der Moment Mz, der dem Kippen widersteht, ist gleich Fva, wobei a der Abstand vom Kraftangriffspunkt Fv zum Rand des Fundaments ist, relativ zu dem die Verkippung auftritt.
Die Stabilität von Strukturen gegen Umkippen sollte nach der Formel berechnet werden
Mi≤ (Schnurrbart / un) Mz, (7.5)
wobei Œu und Ìz die Momente sind, in denen die Kräfte relativ zur Achse der möglichen Drehung (Verkippung) der Struktur, die durch die äußersten Stützpunkte verläuft, jeweils kippt und gehalten werden, kN · m; us - der Koeffizient der Arbeitsbedingungen, der bei der Prüfung von Bauwerken mit getrennten Stützen für die Bauphase genommen wird, beträgt 0,95; für die Stufe des kontinuierlichen Betriebs gleich 1,0; beim Prüfen von Abschnitten von Betonkonstruktionen und Fundamenten auf felsigen Fundamenten gleich 0,9; auf Nicht-Gesteinsbasen - 0,8; UN ist der Zuverlässigkeitskoeffizient für den beabsichtigten Zweck der Struktur, angenommen 1,1 in den Berechnungen für die Stufe des kontinuierlichen Betriebs und 1,0 in den Berechnungen für die Bauphase.
Kippkräfte sollten mit einem Belastungsfaktor größer als eins genommen werden.

Die Haltekräfte sollten mit einem Ladungssicherheitsfaktor für konstante Lasten Yf genommen werden, wobei μ der Reibungskoeffizient des Fundaments über dem Boden ist.
Gemäß den Anforderungen von SNiP 2.05.03-84 sollte die Stabilität von Strukturen gegen Scherung (Slip) durch die Formel berechnet werden
Qr ≤ (yc / yn) Qz, (7.6)
wo Qr ist die Scherkraft, kN, gleich der Summe der Projektionen der Scherkräfte auf die Richtung der möglichen Scherung; yc ist der Koeffizient der Arbeitsbedingungen, der als 0,9 angenommen wird; own ist der Zuverlässigkeitskoeffizient für den beabsichtigten Zweck der Struktur, wie in Formel (7.5) genommen; Qz ist die Haltekraft, kN, gleich der Summe der Projektionen der Haltekräfte zur Richtung der möglichen Verschiebung.
Die Scherkräfte sollten mit einem Sicherheitsfaktor für die Last größer als eins und den Haltekräften mit einem Sicherheitsfaktor für die Last, der in der Erläuterung zu Formel (7.5) angegeben ist, verwendet werden.
Als eine haltende horizontale Kraft, die durch den Boden erzeugt wird, ist es erlaubt, eine Kraft aufzunehmen, deren Wert den aktiven Druck des Bodens nicht übersteigt.
Die Reibungskräfte in der Basis sollten aus den Mindestwerten der Reibungskoeffizienten der Basis des Fundaments über dem Boden bestimmt werden.
Bei der Berechnung der Scherenfundamente sind folgende Werte der Reibungskoeffizienten μ des Mauerwerks auf dem Boden zu berücksichtigen

Lehm wenn nass

Berechnung der Neigung des Gebäudes

Wenn das Verhältnis der Höhe des Gebäudes zu seiner Größe in Bezug auf den Plan groß ist und es auch eine große Flexibilität des Fundaments gibt, dann kann das Gebäude unter dem Einfluss von Wind und seismischen Lasten umkippen. Die Berechnung für das Kippen eines Gebäudes ist sehr wichtig, da es direkt mit der konstruktiven Sicherheit des Gebäudes als Ganzes zusammenhängt.

"Die Normen für Konstruktion und Bemessung von mehrstöckigen Stahlbetonkonstruktionen" (JZ 102-79) empfehlen, bei der Berechnung des Überschlags des Gebäudes das folgende Verhältnis Haltemoment M einzuhaltenR zum Kippen Mov :

"Die Regeln für den Bau und die Konstruktion von mehrstöckigen Stahlbetonkonstruktionen" (JGJ 3-91) führen die gleiche Berechnung gemäß der Bedingung durch:

"Baustandards für seismisches Design" (GB 50011-2001), wenn Lasten mit seismischen Effekten kombiniert werden, sollten die Kombinationskoeffizienten gleich 1,0 sein. Bei mehrstöckigen Gebäuden mit einem Verhältnis von Höhe zu Breite von mehr als 4 ist ein Unterdruck unter der Basis des Fundaments sowie Bereiche ohne Druck nicht zulässig. In anderen Gebäuden sollte der Bereich ohne Druck 15% des Kellerbereichs nicht überschreiten.

Gemäß der Technischen Anleitung für die Bemessung von Hochbauten (JGJ 3-2002) für Gebäude mit einem Seitenverhältnis von mehr als 4 an der Fundamentenbasis sollte es keine spannungsfreie Fläche geben; für Gebäude mit einem Verhältnis von weniger als 4 ist die Fläche von null Stress nicht mehr als 15% des Kellerbereichs erlaubt.

Fundament Diagramm

1 - der obere Teil; 2 - Keller; 3 - berechneter Widerstandspunkt zum Kippmoment; 4 - die Unterseite des Fundaments

  • Kippende und haltende Momente

Der Aufprallbereich des Kippmoments ist der Bereich seiner Basis und die Aufprallkraft - horizontale seismische Belastung oder horizontale Windlast:

Wo ist M?ov - Kippmoment; H ist die Höhe des Gebäudes; С - Kellertiefe; V0 - Gesamtwerte der horizontalen Kraft.

Das Haltemoment wird an den Randpunkten aus dem Einfluss der Gesamtlasten berechnet:

wo ist mR - Haltemoment; G - Gesamtlasten (konstante Lasten, Wind- und Schneelasten mit einem niedrigen Standardwert); In - die Breite des Kellers.

  • Regulierung des Haltemoments und des Nullspannungsbereichs am Fundament

Zur Berechnung des Haltemoments

Wir gehen davon aus, dass die Wirkungslinien der Gesamtlasten durch die Mitte der Gebäudebasis verlaufen (Abb. 2.1.4). Der Abstand zwischen dieser Linie und der daraus resultierenden Basisspannung e0. Die Länge des Nullspannungsbereichs Bx, das Verhältnis der Länge des Nullspannungsbereichs und die Länge der Basis (B - x) / B werden durch die Formeln bestimmt:

Aus den Formeln wird das Verhältnis der Fläche der spannungsfreien Zone und der Fläche der Basis für ein sicheres Haltemoment erhalten.

Zonen mit Null-Basisspannung und der Zustand von Kippstrukturen

Grundlage: Berechnung eines möglichen Rollover

  • Welche Berechnung ist für die Gründung des Hauses erforderlich?
  • Muss ich die Gründung eines Privathauses für Nachhaltigkeit berechnen?
  • Kippmoment-Bestimmung
  • Bestimmung des Gegenmomentes

Sich die umgestürzte Gründung eines Privathauses vorzustellen, ist ziemlich schwierig. Ein natürlicher Grund für den möglichen Umsturz eines kleinen Hauses ist der Wind von enormer Kraft, der ihn aufgrund der Windrichtung des Gebäudes zur Seite stoßen kann. Zum Beispiel als eine einzelne Kiefer, die keine Grundlage hat, sondern stattdessen Wurzeln hat.

Abb. 1. Varianten möglicher Rotationen und Verschiebungen des Fundaments: a - Zug mit Rotation, b - Zug mit Rotation und Verschiebung, c - Verschiebung entlang der Basis.

Welche Berechnung ist für die Gründung des Hauses erforderlich?

Basierend auf dem direkten Zweck, der darin besteht, die Last der Struktur gleichmäßig auf den Boden zu übertragen, ist es notwendig, die Breite ihres Stützteils und ihre Stärke zu berechnen.

Um dies zu tun, ist es notwendig, das Gewicht der Struktur einschließlich ihres Eigengewichts der Basis zu bestimmen.

Die Berechnung der Festigkeit des Fundaments sollte die Schneelasten enthalten, die im Winter vom Dach auf das Dach übertragen werden, und das Gewicht von allem, was in den Raum eingebaut und gebracht wird (Heizsystem, Wasserversorgung, Abwasser, Möbel usw.).

Windlasten auf einem niedrigen Gebäude werden nicht in die Berechnung der Grundlage für Stärke einbezogen. Diese Lasten werden berücksichtigt, wenn eine Festigkeitsberechnung für ein Dachelement wie beispielsweise ein Mauerlat durchgeführt wird, durch das sie durch die Wände zum Hausboden übertragen werden.

In Abb. 1 zeigt Optionen für mögliche Rotationen und Verschiebungen des Fundaments: a) Zug mit Rotation, b) Zug mit Rotation und Verschiebung, c) Verschiebung entlang der Basis.

Abb. 2. Falsche Berechnung der Festigkeit des Fundaments kann zum Umkippen des gesamten Bauwerks führen.

In der Winterperiode wird die Basis mit geringer Tiefe durch Auftriebskräfte beeinflusst, die aus der Bodenhebung resultieren. Die ungleiche Verteilung dieser Kräfte kann zu einem Verlust der Stabilität des im Bild gezeigten Fundaments führen, insbesondere wenn aus irgendeinem Grund keine Struktur auf dem Fundament errichtet wurde. Um in diesem Fall einen Stabilitätsverlust auszuschließen, muss der Boden vor dem Einfrieren geschützt werden.

Wenn nach dem Bau des Hauses ein Stabilitätsverlust eintritt, sollten Sie nach Fehlern bei der Berechnung der erforderlichen Festigkeit suchen. Es hätte aber trotzdem nicht zum Umsturz der gesamten Struktur geführt, wie in Abb. 2. Es ist ein kleines Haus dargestellt, dessen Umsturz nicht erfolgte, weil die entsprechende Berechnung des Fundaments nicht durchgeführt wurde. Bei der Bestimmung der Größe der Basis und ihrer Penetration wurden die physikalischen Eigenschaften des Bodens nicht berücksichtigt (im Bild ist klar, dass dies sandiger Boden ist).

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Muss ich die Gründung eines Privathauses für Nachhaltigkeit berechnen?

Das Fundament, das nicht durch die Einwirkung von äußeren Kräften gestört wird, bewegt sich nicht in der horizontalen Ebene zusammen mit dem Boden, gilt als stabil. Die Grundlagen solcher kritischer Elemente wie Stützen von Brücken, Fabrikrohren usw. sind für die Stabilität berechnet.

Im Gegensatz zu Fabrikrohren kann die Berechnung der Gründung von Privathäusern für Rollover nicht durchgeführt werden. Und der Grund ist, dass diese Häuser eine relativ geringe Höhe haben. Wenn in der Fabrik der Schwerpunkt verlegt wird und die resultierenden Windkräfte sich in einer beträchtlichen Höhe vom Keller befinden, wodurch ein für die Verletzung der Stabilität ausreichendes Moment gebildet werden kann, dann wird für eine niedrige Struktur die Berechnung basierend auf diesem Faktor einfach nicht benötigt.

In der Privatwirtschaft gibt es derzeit auch getrennte Strukturen, die eine Berechnung ihrer Gründe für eine solche Auswirkung erfordern. Zum Beispiel, Windgeneratoren. In Abb. 3 zeigt 1 der Basisoptionen für einen solchen Generator. Sie sollten auf die Tiefe des Fundaments achten. Es übersteigt deutlich die Tiefe des Bodenfrierens. Die verbleibenden Abmessungen in Bild 3 können nur zur Orientierung verwendet werden und können von den tatsächlichen Abmessungen abweichen. Turmhöhe - Ndie. für den zuverlässigen Betrieb des Generators, hängt vom Gelände ab, aber im Durchschnitt kann es gleich 20 m betrachtet werden.

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Kippmoment-Bestimmung

Abb. 3. Schema der Basis des Windgenerators.

In Abb. 4 zeigt das Konstruktionsdiagramm, das die Kräfte zeigt, die auf das Fundament einwirken. Der Hauptfaktor beim Erstellen eines Rollover ist der Zeitpunkt MU. und das Haupthindernis ist die Kraft FU. Diese Komponente verhindert den Verlust der Stabilität.

Die gleichmäßig verteilte Belastung P ist die Reaktion des Bodens auf die Wirkung der Kraft FU. Q Kraftr Es wirkt sich auf die horizontale Verschiebung aus. Bei der Berechnung der Scherung ist der Koeffizient der Mauerwerksreibung über den Boden von großer Bedeutung. Für die Berechnung des Rollover wird diese Kraft nicht berücksichtigt.

Um das Kippmoment M zu bestimmenU es ist notwendig, die Windgeschwindigkeit und die Fläche der Struktur zu kennen, auf der sie wirkt (Segel). Um den Betrieb des Windgenerators zu gewährleisten, ist eine Mindestgeschwindigkeit von ca. 6-8 m / s erforderlich. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Windgeschwindigkeit sehr viel höher sein kann, daher sollte man in diesem Bereich auf die maximal mögliche Geschwindigkeit zählen. Bei einer Windgeschwindigkeit von 10 m / s beträgt der Druck beispielsweise 60 N / m 2 und bei einer Geschwindigkeit von 50 m / s beträgt dieser Druck 1500 N / m 2. Tabelle 1 gibt die Werte an, anhand derer Sie die maximalen Windgeschwindigkeiten bestimmen können sein Druck.

Windgeschwindigkeit, m / s

Kenntnis der Windgeschwindigkeit V und der Flügelfläche SL. nach Tabelle 1 ermitteln wir den entsprechenden Druck und für diesen Bereich berechnen wir die Kraft PL. an der Kante des Turms angebracht, das heißt, in einem Abstand Hdie von der Oberfläche der Erde. Unter Berücksichtigung der Tiefe h, in der sich die Basis der Basis befindet, wird die Schulter:

Der Wind wird über seine gesamte Länge auf den Turm einwirken. Um die Fläche zu bestimmen, bestimmen Sie zuerst die durchschnittliche Breite des Turms, LCP

Abb. 4. Diagramm der Kräfte, die auf das Fundament wirken.

Ldie -die Breite des Turms in seinem oberen Teil;
LH - Die Breite des Turms an der Basis.

Bestimmen Sie die Fläche des Turms senkrecht zur Windrichtung:

und jetzt definieren wir die Gesamtlast Pdie als ein Produkt von Quadrat Sdie zu dem Druckwert von Tabelle 1. Diese Kraft wird in der Mitte der Höhe des Turms angewendet.

Jetzt können Sie den Kippmoment bestimmen.

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Bestimmung des Gegenmomentes

Um diesen Punkt zu bestimmen, müssen Sie das Gewicht des Turms mit allen Geräten, das Gewicht des Fundaments und das Gewicht des Bodens darauf kennen. Analyse fig. 4 können wir daraus schließen, dass der an den Seiten in Richtung des Kippmoments befindliche Boden ebenfalls entgegenwirken wird. Dies ist richtig, aber nur, nachdem der Boden ausreichend dicht ist. Und das wird einige Zeit dauern. Daher kann dieser entgegenwirkende Faktor im Laufe der Konstruktion nicht berücksichtigt werden.

Wie in Abb. 4, Abstand von der Kraft FU zum Punkt O (die Projektion der Bezugskante) ist gleich a. Daher wird die Stabilitätsbedingung der Basis des Windgenerators sein:

wobei k> 1 der Zuverlässigkeitskoeffizient ist.

Als Warnung ist anzumerken, dass die obige Berechnung nicht viele Faktoren berücksichtigt, die beim Bau von Hochhäusern, Fabrikrohren, Eisenbahn- und Straßenbrücken unbedingt berücksichtigt werden müssen. Daher ist es sinnvoll, einen Spezialisten auch für die Installation solcher, auf den ersten Blick nicht komplizierter Struktur, wie einen Turm, einzubeziehen.

Evgeny Dmitrijewitsch Iwanow

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Berechnung der Stützenfundamente für das Umkippen

Es ist seit langem bekannt, dass die Zuverlässigkeit eines Gebäudes nicht nur von der richtigen Wahl des Fundaments, hochwertigen Baustoffen, Facharbeitern, sondern auch von der Definition der Böden auf der Baustelle und der entsprechenden Berechnung der Lasten abhängt.

Informationen und Aufgaben für Berechnungen

Die Konstruktion beginnt mit der Berechnung. Dies ist die erste Konstruktionsregel, und es spielt keine Rolle, ob wir beispielsweise von einem 9-stöckigen Wohnhaus oder von Onkel Toms Hütte sprechen. Für die Berechnungen benötigte Daten. Das Sammeln von Informationen ist die gleiche verantwortungsvolle Aufgabe wie das Berechnen von Daten. Daten werden auf verschiedene Arten gesammelt. Dies können dynamische oder statische Tests sein, oft auch Parameter und Werte aus Tabellen.

Für die Gestaltung von Stiftungen brauchen solche Informationen:

  • Berechnungen geotechnische Arbeiten;
  • Gebäudecharakteristik - Zweck, Baulösungen, Bautechnik;
  • welche Kräfte und Lasten wirken auf das Fundament?
  • die Anwesenheit nahegelegener Fundamente und die Auswirkungen auf das zu errichtende Gebäude.

Alle Anweisungen für die Berechnungen der Grundlagen von Gebäuden und Strukturen sind unter der gleichen Bezeichnung SP 22.13330.2011, die aktualisierte Version von SNiP 2.02.01-83 gegeben.

Bei der Berechnung bestimmen:

  • Was wird die Grundlage sein?
  • Art, Design, Material und Größe des Fundaments;
  • arbeiten, um die Wirkung von Deformationen zu reduzieren;
  • Interventionen zur Minderung von Änderungen in der Nähe von Stiftungen.

Berechnung der Gründe

Grundlegend für die Berechnungen ist die Bedingung, dass die Tragfähigkeit von Böden mit allen Elementen der Struktur berechnet wird.

Die Entwicklung sollte das Problem der Sicherstellung ihrer Nachhaltigkeit in allen Erscheinungsformen von Belastungs- und Wirkungsoptionen lösen. Schließlich führt der Verlust der Stabilität der Basen zu Deformationen und möglicherweise zur Zerstörung des gesamten oder eines Teils des Gebäudes.

Folgen der Fundamentverschiebung

Ein solcher wahrscheinlicher Stabilitätsverlust ist zu prüfen:

  1. Bodenschere zusammen mit dem Fundament;
  2. planare Scherung der Struktur in Kontakt: der Boden der Struktur ist die Bodenoberfläche;
  3. Basisverschiebung entlang einer seiner Achsen.

Neben den Lasten und anderen Kräften, die auf die Konstruktion einwirken, hängt die Stabilität des Gebäudes von der Tiefe des Fundaments, der Form und der Größe des Fundamentbodens ab.

Anwendung der Grenzzustandsmethode

Das Entwurfsschema zum Bestimmen von Lasten ist ziemlich verschieden und spezifisch für jedes Objekt. In verschiedenen Stadien bis 1955 gab es verschiedene Methoden zur Berechnung der Strukturen: a) zulässige Spannungen; b) zerstörende Lasten. Ab dem Zeitpunkt des angegebenen Datums werden Berechnungen nach der Methode der Grenzzustände durchgeführt. Sein Merkmal ist die Anwesenheit einer Anzahl von Faktoren, die die Endfestigkeit der Strukturen berücksichtigen. Wenn solche Strukturen die Anforderungen des Betriebs nicht mehr erfüllen, wird ihr Zustand als Grenze bezeichnet.

Erwähnte SP und SNiP setzen die folgenden Grenzzustände der Basen:

  • auf Tragfähigkeit;
  • auf Verformungen.

Verformung des Fundaments des Gebäudes durch Verschiebung

Je nach Tragfähigkeit gibt es Zustände, in denen das Fundament und die Struktur nicht den betrieblichen Standards entsprechen. Dies kann der Verlust ihrer stabilen Position, Kollaps, verschiedene Arten von Vibrationen, übermäßige Verformung sein, als ein Beispiel: Senkung.

Die zweite Gruppe kombiniert Bedingungen, die den Betrieb von Strukturen behindern oder deren Dauer verringern. Es kann zu gefährlichen Verschiebungen kommen - Sediment, Rollen, Durchbiegung, Rissbildung usw. Die Berechnung der Verformung wird immer durchgeführt.

Gründe werden von der ersten Gruppe in solchen Situationen berechnet:

  1. in der Gegenwart von horizontalen Lasten - Stützmauer, Arbeiten zur Vertiefung des Kellers (Wiederaufbau), die Grundlagen der Expansionsstrukturen;
  2. die Lage des Objekts in der Nähe von Grube, Hang oder Untertagebau;
  3. die Basis besteht aus nassen oder harten Böden;
  4. Die Anlage ist auf der I-Ebene aufgeführt.

Belastungsberechnung

Das Design berücksichtigt alle Arten von Lasten, die während des Baus und Betriebs von Gebäuden und Strukturen auftreten. Die Reihenfolge ihrer normativen und berechneten Werte ist in SP 20.13330.2011, einer aktualisierten Version von SNiP 2.01.07-85, festgelegt.

Lasten werden nach Expositionsdauer klassifiziert und sind dauerhaft oder vorübergehend.

Die ständigen Belastungen umfassen:

  • Gewicht der Elemente und Strukturen von Gebäuden;
  • Gewicht von Schüttgut;
  • hydrostatischer Druck des Grundwassers;
  • vorgespannte Anstrengungen, zum Beispiel: in Stahlbeton.

Die Palette der temporären Lasten ist breiter. Wir können sagen, dass all die anderen, die nicht zu den Dauerhaften gehören, ihnen gehören.

In der Regel wirken mehrere Kräfte auf die Basis oder Struktur, daher werden die Berechnungen der Grenzzustände mit kritischen Lastkombinationen oder entsprechenden Kräften durchgeführt. Solche Kombinationen werden entworfen, wenn die Zusammensetzung der gleichzeitigen Anwendung verschiedener Lasten analysiert wird.

Die Zusammensetzung der Lasten variiert:

  • Die Hauptkombinationen, die permanente, langfristige und kurzfristige Lasten umfassen:
  • spezielle Kombinationen, bei denen zusätzlich zu den Hauptbelastungen

Berechnung der Fundamentstabilität

Bisher nur oberflächlich mit der Methode der Grenzzustände vertraut, kann man sich die Menge an Informationen und die Anzahl der Berechnungen vorstellen, die für die korrekte Gestaltung von Fundamenten notwendig sind. Es gibt keinen Platz für Fehler und Auslassungen, denn wir sprechen über die Sicherheit nicht nur der Bauherren, sondern auch der Mieter oder Arbeiter. Und obwohl die Risiken von Massenkonstruktion und Individualität unvergleichbar sind, sollten die geringsten Zweifel den Entwickler dazu bringen, die Designer zu kontaktieren.

Die komplizierte Berechnung der Basis des Kippfundaments beginnt mit der Überprüfung der Tragfähigkeit des Fundaments. Zuerst müssen Sie den Zustand überprüfen:

Auf verschiedenen Böden wird die Stärke des endgültigen Basiswiderstandes unterschiedlich sein. Für felsige Böden wird wie folgt berechnet:

Auf benetzten Böden wird es aus der Gleichheit der Verhältnisse von Normal- und Tangentialspannungen in den Gleitflächen bestimmt.

Sohlenschere prüfen

Es ist notwendig, die gefährlichste aller möglichen Gleitflächen zu finden und für ein Gleichgewicht der Kräfte zu sorgen: Verschieben und Halten. Testing-Aktionen umfassen Kombinationen von Lasten und verschiedenen Effekten. Für jeden Fall wird die maximale Belastung berechnet.

Die obligatorische Bedingung der Berechnungen ist die Konstruktion von Diagrammen und Zeichnungen (auf einer gegebenen Achse oder relativ zu der Basis), die es erlauben, die Gleichheit der Kräfte oder Momente zu bestimmen. Die Systeme zeigen an:

  • Gebäude Lasten;
  • Bodengewicht;
  • Reibungskraft an der kritischen Gleitfläche;
  • Filtrationsdruck.

Da eine flache Scherung an der Sohle in einer Situation möglich ist, in der die mechanische Wechselwirkung des Bodens und der Basis des Fundaments durch Adhäsion geringer ist als der horizontale Druck, ist es notwendig, die Scherkräfte und Rückhaltekräfte zu berechnen. Die Grundlage für eine stabile Position zu überprüfen, ist die Einhaltung der Bedingungen:

wobei Q1 die Komponente der berechneten Lasten auf dem Fundament parallel zur Scherebene ist, kN; Еа und Ер - Komponenten des resultierenden aktiven und passiven Bodendrucks an den Seitenflächen der Fundamente, parallel zur Scherebene (kN); N1 - die Summe der berechneten Lasten vertikal (kN); U - hydrostatischer Gegendruck (kN); b, l - Parameter des Fundaments (m); c1, f - Bodenkoeffizienten: Haftung und Reibung.

Wenn die Bedingung nicht erfüllt wird, kann die Scherfestigkeit durch Erhöhen des Reibungskoeffizienten erhöht werden. Dann muss unter dem Fundament ein Kies-Sand-Kissen vorbereitet werden. Sehen Sie sich ein Video zur Herstellung eines Sandkissens an, um die Stabilität des Fundaments zu erhöhen.

Sole Verschiebung tritt normalerweise auf leicht komprimierbaren Böden auf. In der Bodenmasse findet oft eine tiefe Verschiebung statt.

Rollover-Check

Dies ist die letzte Stufe der Rollover-Berechnung. Es ist ziemlich formell, da das Umkippen einer Sohlenfläche während des Baus auf einem harten Untergrund - felsigen Böden - wahrscheinlich ist. Im Gegensatz dazu neigen komprimierbare Basen zum Auftreten von Rollen, dann verschiebt sich der Drehpunkt zur Mitte des Fundaments.

In jedem Fall sollte die Regel bestätigt werden, dass der Moment der Stabilität stärker ist als der Kippmoment. Der Test ermittelt das folgende Muster:

Beispiel

Überprüfen Sie die Stabilität der umgebenden Betonwand. Die Bedingungen des Beispiels: Die Breite der Sohle beträgt 2,1 m, die Höhe beträgt 2 M. Eine Seite ist mit Erde bündig mit der Wand gefüllt: q = 10 kN / m2, γ1 = 18 kN / m3, φ1 = 16º.

Die Wirkung der vertikalen Last N1 = 400 kN / m, horizontal - T1,1 = 120 kN / m.

  • Es ist notwendig, auf Scherung zu prüfen.

Die an der Wand wirkenden Lasten werden berechnet. Zusätzlich zu den in der Bedingung des Beispiels angegebenen wirkt auch die horizontale Kraft von Prigruz und Hinterfüllung. Es wird durch die Formel bestimmt:

Berechnetes Eigengewicht der Betonwand (Dichte 25 kN / m3):

Berechnen wir nun das Gewicht der Erde an den Kanten:

Berechnete Scherkraft nach der Formel:

Jetzt die Haltekraft (Reibungskoeffizient 0,45)

Um die Richtigkeit des Ausdrucks (12.5) zu überprüfen, ist es notwendig, den Koeffizienten der Arbeitsbedingungen und den Zuverlässigkeitskoeffizienten (für Strukturen der Ebene III der Verantwortung - 1.1) zu nehmen.

Durch Einsetzen der Daten 151.4 ≤ 1 · 221.9 / 1.1 = 201.7 erhalten wir das Ergebnis, dass die Reibungskraft größer als die Scherkraft ist, daher wird Stabilität bereitgestellt.

  • Die zweite Stufe ist ein Rollover-Test.

Horizontale Kräfte werden sichtbar, ihre Position relativ zur Basis des Fundaments:

Berechnen Sie das Kippmoment, das auf die horizontalen Kräfte einwirkt:

Vertikale Kräfte erzeugen ein Moment der Stabilität relativ zum ausgewählten Punkt der Basis des Fundaments:

Der Rollover-Test kann durch den Stabilitätskoeffizienten des Fundaments abgeleitet werden.

Diese Wand ist stabil.

Die Verwendung von Standardmethoden erleichtert die Planung und Berechnung der Fundamente, ein Beispiel für die Berechnung der Fundamente vereinfacht die Berechnungen. Auf der Grundlage der in dem Artikel gegebenen Empfehlungen ist es möglich, Fehler während des Baus der gewählten Struktur (Säulen-, Pfahl-, Band- oder Plattentyp) zu vermeiden.

Säulenfuß

Zum Beispiel wird ein einstöckiges Gebäude mit Parametern in der Größe 6 × 6 m verwendet, sowie mit Wänden aus einem 15 × 15 cm großen Holz (Volumengewicht 789 kg / m 3), das außen mit einer Schindel auf Rollenisolierung versehen ist. Der Keller des Gebäudes ist aus Beton: Höhe - 800 mm und Breite - 200 mm (Volumenmasse von Betonwerkstoffen - 2099 kg / m³). Es basiert auf einem Stahlbetonträger mit einem Querschnitt von 20 × 15 (Volumenindikatoren aus Stahlbeton kann - 2399). Die Wände sind 300 cm hoch und das Schieferdach hat zwei Abhänge. Der Keller und der Dachboden sind aus Bohlen, die auf Balken mit einem Querschnitt von 15 × 5 angeordnet sind, und sind auch mit Mineralwolle wärmeisoliert (das Schüttgewicht beträgt 299 kg).

Wenn man die Normen der Lasten kennt (nach SNiP), ist es möglich, die Fundamente korrekt zu berechnen. Ein Beispiel für die Berechnung des Fundaments ermöglicht es Ihnen, schnell Berechnungen für Ihr eigenes Gebäude durchzuführen.

Laden Sie Standards

  • Auf der Basis - 149,5 kg / m².
  • Auf dem Dachboden - 75.
  • Die Norm der Schneelast für das Gebiet in der mittleren Zone der Russischen Föderation ist 99 kg / m² relativ zur Dachfläche (im horizontalen Abschnitt).
  • Auf den Basen entlang verschiedener Achsen werden unterschiedliche Drücke angewendet.

Druck auf jede Achse

Genaue Indikatoren für konstruktive und regulatorische Belastungen erlauben uns, die Fundamente richtig zu berechnen. Ein Beispiel für die Berechnung des Fundaments ist für die Bequemlichkeit von Neueinsteigern gegeben.

Konstruktiver Druck entlang der Achse "1" und "3" (Außenwände):

  • Von der Mauerverkleidung: 600 x 300 cm = 1800 cm². Dieser Indikator wird mit der Dicke der vertikalen Überlappung von 20 cm (einschließlich Außenverkleidung) multipliziert. Es stellt sich heraus: 360 cm³ x 799 kg / m³ = 0,28 t.
  • Von randbalki: 20 x 15 x 600 = 1800 cm ³ x 2399

430 kg.

  • Von der Basis: 20 x 80 x 600 = 960 cm³ x 2099

    2160 kg.

  • Von der Kappe. Die Gesamtmasse der Gesamtüberlappung wird berechnet, dann wird 1/4 davon genommen.
  • Laschen mit Seiten von 5 × 15 werden alle 500 mm platziert. Ihr Gewicht beträgt 200 cm³ x 800 kg / m³ = 1600 kg.

    Es ist notwendig, die Masse der Bodenplatte und der Feilen, die in die Berechnung der Fundamente einbezogen werden, zu bestimmen. Ein Beispiel für die Berechnung des Fundaments weist auf eine 3 cm dicke Dämmschicht hin.

    Das Volumen beträgt 6 mm x 360 cm² = 2160 cm³. Weiter wird der Wert mit 800 multipliziert, die Summe wird 1700 kg betragen.

    Mineralwolle Isolierung ist 15 cm dick.

    Volumetrische Zahlen sind 15 x 360 = 540 cm³. Wenn wir mit einer Dichte von 300,01 multiplizieren, erhalten wir 1620 kg.

    Gesamt: 1600,0 + 1700,0 + 1600,0 = 4900,0 kg. Wir teilen alles mit 4, wir bekommen 1,25 Tonnen.

    1200 kg;

  • Vom Dach: Das Gesamtgewicht eines Hanges (1/2 Dächer) beträgt unter Berücksichtigung des Gewichtes der Sparren, des Gitters und des Schieferfußbodens nur 50 kg / m² x 24 = 1200 kg.
  • Normlasten für säulenförmige Strukturen (für Achse "1" und "3" ist es erforderlich, 1/4 des Gesamtdrucks auf dem Dach zu finden) ermöglicht die Berechnung des Pfahlfundaments. Ein Beispiel für das betrachtete Design ist ideal zum Rammen.

    • Von der Basis: (600,0 × 600,0) / 4 = 900,0 × 150,0 kg / m² = 1350,0 kg.
    • Vom Dachboden: 2 mal weniger als vom Keller.
    • Aus dem Schnee: (100 kg / m² x 360 cm²) / 2 = 1800 kg.

    Als ein Ergebnis: der totale Indikator der strukturellen Lasten ist 9,2 Tonnen, der Standarddruck ist 4.1. Jede Achse "1" und "3" hat eine Last von ungefähr 13,3 Tonnen.

    Konstruktiver Druck entlang der Achse "2" (mittlere Längslinie):

    • Von den Blockwänden, razdbalki und Kellerfläche Last ähnlich wie die Achsenwerte "1" und "3": 3000 + 500 + 2000 = 5500 kg.
    • Aus dem Keller und dem Dachboden haben sie doppelte Indikatoren: 2600 + 2400 = 5000 kg.

    Im Folgenden finden Sie die regulatorische Belastung und die Berechnung der Fundamentsbasis. Das Beispiel wird in ungefähren Werten verwendet:

    • Von der Basis: 2800 kg.
    • Vom Dachboden: 1400.

    Als Ergebnis: Der Gesamtindikator des konstruktiven Drucks beträgt 10,5 Tonnen, die regulatorischen Lasten - 4,2 Tonnen, die Achse "2" hat ein Gewicht von etwa 14.700 kg.

    Der Druck auf die Achsen "A" und "B" (Querlinien)

    Berechnungen werden unter Berücksichtigung des konstruktiven Gewichts des Baumstamms von Wanddecken, Schienen und Keller (3, 0,5 und 2 Tonnen) durchgeführt. Der Druck auf das Fundament entlang dieser Wände wird: 3000 + 500 +2000 = 5500 kg.

    Anzahl der Säulen

    Um die erforderliche Anzahl von Pfeilern mit einem Querschnitt von 0,3 m zu bestimmen, wird der Widerstand des Bodens (R) berücksichtigt:

    • Bei R = 2,50 kg / cm² (ein häufig verwendeter Indikator) und der Bezugsfläche der Schuhe 7,06 m² (der Einfachheit halber haben sie einen kleineren Wert - 7 m²), wird der Indikator der Tragfähigkeit einer Säule wie folgt sein: P = 2,5 x 7 = 1 75 t.
    • Ein Beispiel für die Berechnung des säulenförmigen Fundaments für Erde mit dem Widerstand R = 1,50 hat die folgende Form: P = 1,5 x 7 = 1,05.
    • Bei R = 1,0 ist eine einzelne Säule durch eine Tragfähigkeit von P = 1,0 × 7 = 0,7 gekennzeichnet.
    • Der Widerstand des wässerigen Bodens ist 2 mal kleiner als die minimalen Werte der Tabellenindikatoren, die 1,0 kg / cm² sind. In einer Tiefe von 150 cm beträgt der Durchschnitt 0,55. Die Tragfähigkeit der Säule ist gleich P = 0,6 x 7 = 0,42.

    Das ausgewählte Haus benötigt ein Volumen von 0,02 m³ Stahlbeton.

    Platzierungspunkte

    • Unter Wandböden: entlang der Linien "1" und "3" mit Gewicht

    13,3 Tonnen

  • Auf Achse "2" mit Gewicht

    14700 kg.

  • Unter der Mauer überlappen sich die Achsen "A" und "B" mit einem Gewicht

    Wenn eine Fundamentkippberechnung erforderlich ist, werden Beispielberechnungen und Formeln für größere Cottages angegeben. Für Vororte werden sie nicht genutzt. Besondere Aufmerksamkeit wird der Lastverteilung gewidmet, die eine sorgfältige Berechnung der Anzahl der Säulen erfordert.

    Beispiele für die Berechnung der Anzahl der Säulen für alle Arten von Böden

    Für Wandfußböden im Segment "1" und "3":

    Nach Segmenten "A" und "B":

    Nur etwa 31 Säulen. Der Volumenindex des Betonmaterials beträgt 31 x 2 mm³ = 62 cm³.

    Nach Segmenten "A" und "B"

    50 Stück. Volumetrischer Indikator aus Beton

    Im Folgenden erfahren Sie, wie Sie das monolithische Fundament berechnen. Ein Beispiel ist für Boden mit einem Tabellenwert R = 1,0 gegeben. Es hat die folgende Form:

    Nach Segmenten "A" und "B"

    Insgesamt - 75 Säulen. Volumetrischer Indikator aus Beton

    Nach Segmenten "A" und "B"

    Insgesamt - 125 Säulen. Volumetrischer Indikator aus Beton

    In den ersten beiden Berechnungen werden die Eckpfosten am Schnittpunkt der Achsen und entlang der Längslinien - mit der gleichen Teilung - eingestellt. Stahlbetonschienen sind in die Schalung für den Sockel der Pfosten eingegossen.

    In Beispiel Nr. 3 sind 3 Säulen auf sich schneidenden Achsen angeordnet. Eine ähnliche Anzahl von Basen ist entlang der Achsen "1", "2" und "3" gruppiert. Unter den Erbauern dieser Technologie heißt "Büsche". Auf einer separaten "Buchse" ist es erforderlich, einen gemeinsamen Stahlbeton-Kopfdeckel mit seiner weiteren Anordnung an Stangen, die sich auf den Achsen "A" und "B" von Randträgern befinden, herzustellen.

    Das Beispiel Nr. 4 ermöglicht es, an der Kreuzung und entlang des Längsteils der Linien (1-3) "Büsche" von 4 Säulen mit dem weiteren Einbau von Spitzenkappen auf ihnen zu bauen. Sie sind randbalki unter dem Keller platziert.

    Bandbasis

    Zum Vergleich wird die folgende Berechnung des Streifenfundaments durchgeführt. Ein Beispiel ist unter Berücksichtigung der Tiefe des Grabens 150 cm (Breite - 40) gegeben. Der Kanal wird mit einer Sandmischung von 50 cm gefüllt, dann wird er bis zu einer Höhe von einem Meter mit Beton gefüllt. Bodenentwicklung (1800 cm³), Verlegung von Sandfraktion (600) und Betonmischung (1200) ist erforderlich.

    Von den 4-Säulen-Basen wird eine dritte zum Vergleich herangezogen.

    Die Arbeit des Bohrers wird auf einer Fläche von 75 cm³ mit der Beseitigung von Boden von 1,5 Kubikmeter, oder 12mal weniger ausgeführt (der Rest des Bodens wird für das Verfüllen benutzt). Die Notwendigkeit für eine Betonmischung - 150 cm ³, oder 8 mal weniger, und in der Sandfraktion - 100 (ist es unter dem Trägerbalken notwendig). In der Nähe des Fundaments wird ein Explorationsloch geschaffen, das es ermöglicht, den Zustand des Bodens herauszufinden. Aus den Tabellendaten 1 und 2 wird der Widerstand ausgewählt.

    Es ist wichtig! In den unteren Zeilen ermöglichen diese Daten die Berechnung des Plattenfundaments - ein Beispiel ist für alle Arten von Böden angegeben.