Ленточный фундамент онлайн: Калькулятор ленточного фундамента

Содержание

Калькулятор толщины, арматуры и опалубки фундамента плиты

Информация по назначению калькулятора

Онлайн калькулятор монолитного плитного фундамента (плиты) предназначен для расчетов размеров, опалубки, количества и диаметра арматуры и объема бетона, необходимого для обустройства данного типа фундамента домов и других построек. Перед выбором типа фундамента, обязательно проконсультируйтесь со специалистами, подходит ли данных тип для ваших условий.

Все расчеты выполняются в соответствии со СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП 3.03.01-87 и ГОСТ Р 52086-2003

Плитный фундамент (ушп) – монолитное железобетонное основание, закладываемое под всю площадь постройки. Имеет самый низкий показатель давления на грунт среди других типов. В основном применяется для легких построек, так как с увеличением нагрузки существенно возрастает стоимость данного типа фундамента. При малом заглублении, на достаточно пучинистых грунтах, возможно равномерное приподнимание и опускание плиты в зависимости от времени года.

Обязательно наличие хорошей гидроизоляции со всех сторон. Утепление может быть как подфундаментное, так и располагаться в стяжке пола, и чаще всего для этих целей применяется экструдированный пенополистирол.

Главным преимуществом плитных фундаментов является относительно низкая стоимость и простота возведения, так как в отличии от ленточного фундамента нет необходимости в проведении большого количества земляных работ. Обычно достаточно выкопать котлован 30-50 см. в глубину, на дне которого размещается песчаная подушка, а так же при необходимости геотекстиль, гидроизоляция и слой утеплителя.

Обязательно необходимо выяснить какими характеристиками обладает грунт под будущим фундаментом, так это это является основным решающим фактором при выборе его типа, размера и других важных характеристик.

При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком Дополнительная информация

Далее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Вы так же можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой в правом блоке.

Общие сведения по результатам расчетов

Периметр плиты
Площадь подошвы плиты
Площадь боковой поверхности
Объем бетона
Вес бетона
Нагрузка на почву от фундамента
Минимальный диаметр стержней арматурной сетки

Минимальный диаметр вертикальных стержней арматуры
Размер ячейки сетки
Величина нахлеста арматуры
Общая длина арматуры
Общий вес арматуры
Толщина доски опалубки
Кол-во досок для опалубки

Для расчета УШП необходимо вычесть объем закладываемого утеплителя из объема рассчитанного бетона.

Строительство ленточного фундамента своими руками

Как известно, ленточный фундамент отличается надежностью и долговечностью, независимо от того, что вы строите: дом, гараж, баню или дачный домик. Такое широкое применение ленточного фундамента обусловлено его универсальностью и доступной ценовой политикой. Идею возведения ленточного фундамента своими силами может воплотить каждый из нас, имея огромное желание, базовые навыки строительных работ, набор инструментов под рукой и необходимые технические средства. На первом этапе нужно выбрать между мелкозаглубленным и заглубленным ленточным фундаментом.

Мелкозаглубленный ленточный фундамент

Мелкозаглубленный фундамент — очень выгодное решение, чтобы сэкономить финансовые средства и ваше драгоценное время. Для его обустройства не требуется котлован большой глубины. Используется он для облегченных конструкций небольшой площади. Профессионалы рекомендуют возведение мелкозаглубленных фундаментов для стройки:

домов из дерева
газобетонных сооружений или зданий, построенных из газобетонных и пенобетонных блоков, высота которых не превышает 2 этажа
Каркасных домов по «Канадской технологии»
монолитных зданий с несъёмной опалубкой
небольших сооружений, построенных из камня

Глубина мелкозаглубленного фундамента достигает полметра.

Заглубленный ленточный фундамент

Применяется для постройки сооружений, которые имеют тяжёлые стены, бетонные перекрытия, подвал или подземный гараж. Заглубленный ленточный фундамент так же находится на определенной глубине, которую необходимо рассчитать заранее, для этого определяется уровень промерзания грунта, затем отнимается 30 см. от полученного результата и на этом уровне закладывается фундамент.

Подготовка к работе

Чтобы возвести ленточный фундамент самому, первым делом необходимо провести тщательное планирование, все материалы следует сразу завезти на строительную площадку и разместить неподалеку от стройки. Для расчетов всех необходимых размеров и материалов вам поможет калькулятор ленточного фундамента, арматуры и опалубки.

Разметка

Перед постройкой ленточного фундамента, необходимо убрать с места мусор и начать разметку, нанося на земле как внешние, так и внутренние границы будущего фундамента.

Сделать это легко, используя колышки или прутья арматуры и веревки (как вариант – леска, проволока), но эффективней всего будет воспользоваться специальными приборами, такими как лазерные нивелиры. Помните, что сильные погрешности в разметке очень заметно отразятся на внешнем виде готовой постройки.

Для достижения идеально ровной разметки, нужно:

определить ось сооружения, которое будет строиться
при помощи отвеса наметить угол, от него под углом 90º натянуть веревку к ещё двум углам сооружения

используя угольник, определить ещё один угол
совершить проверку углов, ориентируясь на диагонали. Если проверка дала положительные результаты – натянуть между ними веревку
взяться за внутреннюю разметку, отступая от внешней разметки на расстояние толщины будущего фундамента

Когда разметка позади, следует изучить перепады поверхности на месте постройки и выбрать самую низкую точку для отсчёта глубины траншеи и исключения разницы в высоте фундамента. Если здание будет маленькое, то глубина котлована может составлять 40 см. Для рытья котлована можно использовать обычную лопату и свои собственные силы, а можно воспользоваться услугами экскаватора, который сэкономит много времени и сил, но даже в таком случае не обойтись без лопаты для финишного выравнивания. Не стоит прикидывать глубину на глаз, используйте водяной уровень.

Устройство подушки и гидроизоляция ленточного фундамента

Когда траншея будет готова, следует уложить песчаную подушку с добавлением гравия. Рекомендованная высота каждого слоя составляет 120-150 мм. После этого каждый слой необходимо пролить водой и утрамбовать для увеличения плотности. Чтобы изолировать готовую подушку, нужно на неё выложить прочную гидроизоляционную пленку. Так же возможно использование специального геотекстиля, который благодаря своим армирующим свойствам увеличивает общую прочность фундамента. Альтернативный вариант: заливка чернового бетонного раствора. В этом случае нужно ждать неделю, чтобы бетон схватился.

Установка опалубки ленточного фундамента

Опалубка сооружается из струганных досок, толщина которых составляет приблизительно 40-50 мм. Можно использовать для этой цели шифер, устойчивую к влаге фанеру или листы ОСБ.

Когда возводите опалубку, всё время контролируйте вертикальность. Рекомендованная высота каркаса над землёй равна 30 см. Это нужно, чтоб обустроить небольшой цоколь. В опалубке укладываются асбестобетонные трубы для завода в здание канализации и водопровода.

Проложите между бетоном и опалубкой полиэтиленовую пленку, это позволит защитить опалубку от загрязнения и использовать ее после разбора для других целей.

Опалубка может быть снята по истечению 4-6 дней после заливки бетона. После этого проводится обратная засыпка. Желательно использовать глину или песок для прилегающих слоев. Глину следует хорошо утрамбовывать, а песок утрамбовывать и проливать водой.

Укладка арматуры

Следующий шаг – установка арматуры. Арматурные стержни сечением 10-12 мм связываются специально предназначенной вязальной проволокой так, чтобы стороны квадратных ячеек равнялись 30-40 см. Арматуру возможно использовать как стальную, так и стеклопластиковую. При использовании стеклопластиковой, необходимо выбирать ее характеристики, которые будут эквивалентны стальной арматуры необходимого диаметра, это можно уточнить у производителей.

Не используйте для крепления арматуры сварочный аппарат, чтобы избежать коррозии в местах сварки. Размещая арматуру в траншее, следите за отступами от краев. Оптимальный отступ – 50 мм. В этом случае арматура разместится в максимально эффективном месте монолита.

Вентиляция и коммуникации

Арматура связана и уложена на дно котлована. Далее необходимо обеспечить вентиляцию фундамента и также оставить технологические отверстия для коммуникаций в здание. Возьмите часть асбоцементной или пластиковой трубы и привяжите его к арматуре. Чтобы избежать заполнения труб раствором, заполните их песком.

Канализация и водопровод – также неотъемлемая часть дома. В этом случае нужно принимать во внимание отчёты об уровне промерзания грунтов в вашем регионе в зимнее время, и проводить эти системы ниже. Конечно же, они расположатся и ниже вашего фундамента.

Заливка бетоном ленточного фундамента

Опалубку заполняют бетоном постепенно. Толщина слоев составляет 15-20 см и трамбуются они специальным инструментом – деревянной трамбовкой, либо глубинным вибратором. Таким образом, вы избежите пустот и увеличите общую прочность.

Вы можете заказать готовую бетонную смесь с завода или сделать самому, используя бетономешалку. Пропорция цемента, песка и щебня такова: 1:3:5.

Не стоит экономить на фундаменте! Для заливки фундамента ответственных построек обязательно заказывайте бетон на крупных предприятиях.

Слой от слоя не должен отличаться составом. Если работы проводятся в холодную погоду и при низких температурах, следует применять подогреватель бетона и морозостойкие добавки, такие как, например хлористый кальций, либо обычную поваренную соль до -10 градусов, из расчета 1. 5% от веса цемента. Бетон может расслаиваться, если лить раствор с высоты, которая превышает 1,5 метра, что плохо повлияет на конечную прочность.

Утепление фундамента своими руками

Утеплить фундамент самому не сложно, современный рынок заполнен теплоизолирующими материалами. На практике проверено, что для утепления хороши такие методы:

Первый вариант.

Во время строительства вокруг фундамента с внешней или внутренней стороны нужно просыпать керамзитом на толщину 0,5-1 м. Если толщина будет меньше указанной, вы не достигнете высокой эффективности. Этот способ менее эффективен, так как керамзит теряет свои теплоизолирующие свойства при впитывании влаги.

Второй вариант.

С внешней стороны вокруг фундамента поместить вспененный пенополистирол. Толщина его должна быть не менее 5-10 см. Это – лучшее средства для повышения теплоизоляции фундамента. Для крепления пенополистирола используйте пластмассовые дюбеля. Дрелью сверлите отверстие, размещаете дюбель и вбиваете его молотком. Теплопроводность пенополистирола разная в зависимости от марки плотности, поэтому при покупке нужно обращать внимание на его плотность, лучше всего подойдет средняя плотность.

Для утепления фундаментов эффективней всего использовать экструдированный пенополистирол, так он меньше всего впитывает влагу.

Одним из эффективных вариантов утепления является несъемная опалубка из экструдированного пенополистирола. Но в таком случае необходимо очень хорошо зафиксировать листы, что бы их не выдавило бетоном.

Третий вариант.

После набора прочности, на готовый фундамент по бокам распыляется пенополиуретан, он равномерно покрывает всю площадь не оставляя ни единого прохода для влаги. Но такой способ наиболее затратен, так как не обойтись без вызова специалиста со специальным оборудованием. Так же пенополиуретан достаточно быстро разрушается под действием солнечных лучей, распадаясь на вредные для человека микроэлементы.

Также помните, что утеплять фундамент следует уже после гидроизоляции.

Окончание работ

После заливки бетона, его необходимо закрыть пленкой для предотвращения высушивания и оставить набирать прочность минимум на 2 недели. 99% набор прочности бетона происходит в течении 28 дней. В холодную погоду обязательно используйте противоморозные добавки, так как при отрицательных температурах вода превращается в лед и бетон перестает набирать прочность, а также полностью теряет эту способность даже после оттаивания.

В жаркую погоду необходимо иногда поливать твердеющий бетон водой, так как при излишнем испарении влаги, цемент перестает набирать прочность и превращается в пыль.

Теперь, ознакомившись со всей необходимой информацией, вы сможете своими руками возвести ленточный фундамент, утеплить его и быть уверенным, что он сделан на совесть!

Видео строительства ленточного фундамента своими руками на дачном участке

Онлайн калькулятор ленточного фундамента — рассчитать количество бетона на ленточный фундамент

Проектирование в строительстве – сложный процесс, подразумевающий оценку множества факторов и параметров. Очень часто возникает необходимость оценки ориентировочной стоимости бетона, который нужно закупить для обустройства фундамента здания или сооружения.

От грамотности предварительных расчетов напрямую зависят качество работ и надежность возводимого объекта. Купив слишком много бетона, можно полностью разбалансировать бюджет, выделенный на строительство. На закупку других материалов может попросту не хватить денег. При этом излишки бетона останутся невостребованными.

Закупка бетона в недостаточном количестве принесет не меньше неприятностей. Вследствие нехватки материала могут возникать простои, которые приводят к срыву установленных сроков сдачи объектов. В подобных случаях оказывается под угрозой рентабельность строительства.

Чтобы рассчитать количество бетона на фундамент, нужно выполнить сложные выкладки. Заниматься подобной работой вручную специалисты не рекомендуют, особенно при планировании укладки ленточных фундаментов.

Сотрудники компании «Хоумстрой» создали необычайно удобный и точный онлайн-калькулятор объема и цены бетона для ленточных фундаментов. После ввода важнейших показателей, расчет будет выполнен мгновенно.

Ленточный фундамент: особенности

Данный вид фундамента для дома представляет собой замкнутый контур – ленту из бетона, которая прокладывается под всеми несущими стенами. Вес строения равномерно распределяется по всему периметру основания. Таким образом создается отличная защита от проседания, перекосов и деформации грунта.

Монолитность ленточного фундамента достигается путем вязки арматурного каркаса и заливки бетоном непосредственно на строительном объекте. Основания данного типа обладают такими важнейшими качествами, как целостность и неразрывность. Благодаря отсутствию щелей, холод и сырость от земли не проникают внутрь готовых домов.

Удобный расчет бетона и его стоимости на сайте «Хоумстрой» позволит четко определиться с закупками. Почему это настолько важно? Ответ прост – стоимость монолитного фундамента достигает одной трети стоимости возведения дома.

Как использовать калькулятор?

Для удобства заказчиков нами разработан максимально удобный и наглядный онлайн-калькулятор количества бетона для фундамента. При помощи элементарных действий вы сможете быстро определить плановые объемы поставок и прикинуть стоимость предстоящих закупок бетона.

Алгоритм прост:

Выбираете калькулятор кубатуры бетона на фундамент одним кликом на опции «Объем ленточного фундамента».
Подбираете подходящую марку бетона для уточнения стоимости кубометра материала. Выбрать один из вариантов в выпадающем окне не составит труда.
Внимательно вводите в соответствующие окошки геометрические показатели – периметр, ширину и глубину заливаемого фундамента. Дробные значения вводятся в десятичном виде (например, 40 см = 0,4 м).
Выбираете свой город или населенный пункт для доставки бетона. Сразу после установки галочки, рядом высветится окошко с расстоянием до ближайшего РБУ нашей компании.
Нажимаете кнопку «Рассчитать» и онлайн-калькулятор бетона моментально выдает результат с учетом доставки или без.

Мы также рады сообщить, что в нашей компании действует необычайно удобная прогрессивная система скидок от объема при заказе от 3 м³^.

Цены на доставку устанавливаются в рублях за куб бетона с учетом НДС и варьируются в зависимости от расстояния до РБУ. Наличие собственного автопарка позволяет нам устанавливать максимально выгодные цены на доставку качественного бетона в Москве и области. Для разгрузки бетона мы готовы недорого предоставить в аренду АБН.

Определились с необходимыми объемами и рассчитали предварительные цены бетона с доставкой? Теперь вы сможете заказать на нашем сайте любую партию материала без лишних наценок и переплат. Бетон доставляется на стройплощадки заказчиков с точным соблюдением сроков, без перерывов и выходных.

Расчет ленточного фундамента

справка

Укажите необходимые размеры в миллиметрах

X — ширина фундамента
Y — длина фундамента
A — толщина фундамента
H — высота фундамента
C — расстояние до оси перемычки

A — толщина фундамента
H — высота фундамента
S — шаг между соединениями
G — горизонтальные ряды
V — вертикальные стержни
Z — соединительные стержни

Требуемое количество цемента для изготовления одного кубического метра бетона различное в каждом конкретном случае.

Это зависит от марки цемента, желаемой марки получаемого бетона, размеров и пропорций наполнителей.
Указывается в мешках.

Не стоит повторять, насколько важно при проектировании дома рассчитать количество строительных материалов для фундамента дома.
Ведь стоимость монолитного фундамента доходит до трети стоимости дома.

Данный сервис облегчит планирование и расчет фундамента дома. Поможет рассчитать количество бетона, арматуры, досок опалубки для устройства ленточного фундамента.

Что можно узнать:

Площадь основания фундамента (например, для определения количества гидроизоляции, чтобы накрыть готовый фундамент)
Количество бетона для фундамента и плит перекрытия или заливки пола подвала (вот будет весело, когда из-за элементарной ошибки в умножении не хватит бетона)
Арматура — количество арматуры, автоматический расчет ее веса, исходя из ее длины и диаметра
Площадь опалубки и количество пиломатериала в кубометрах и в штуках
Площадь всех поверхностей (для расчета гидроизоляции фундамента) и боковых поверхностей и основания
Добавлен расчет стоимости стройматериалов фундамента.

Так же программа нарисует чертеж фундамента.
Надеюсь, что сервис будет полезен тем, кто строит фундамент своими руками и специалистам-строителям.

состав бетона

Пропорции и количество цемента, песка и щебня для приготовления бетона по умолчанию даны справочно, как рекомендуют производители цемента.
Так же как и цена на цемент, песок, щебень.

Однако состав готового бетона сильно зависит от размеров фракций щебня или гравия, марки цемента, его свежести и условий хранения. Известно, что при длительном хранении цемент теряет свои свойства, а при повышенной влажности качество цемента ухудшается быстрее.

Обратите внимание, что стоимость песка и щебня указывается в программе за 1 тонну. Поставщики же объявляют цену за кубический метр песка, щебня или гравия.

Удельный вес песка зависит от его происхождения. Например, речной песок тяжелее карьерного.
1 кубический метр песка весит 1200-1700 кг, в среднем — 1500 кг.

С гравием и щебнем сложнее. По различным источникам вес 1 кубического метра от 1200 до 2500 кг в зависимости от размеров. Тяжелее — более мелкий.

Так что пересчитывать цену за тонну песка и щебня вам придется самостоятельно или уточнять у продавцов.

Однако расчет все же поможет узнать ориентировочные расходы на строительные материалы для заливки фундамента. Не забудьте еще проволоку для вязки арматуры, гвозди или саморезы для опалубки, доставку строительных материалов, расходы на земляные и строительные работы.

Стоимость строительства ленточных фундаментов — расчет на калькуляторе

В компании «ЯРУС» монолитный ленточный фундамент возводят мастера высокой квалификации с допуском к данному спектру работ. В процессе строительства соблюдаются требования проектной документации, СНиП, нормы пожарной безопасности и правила охраны труда.

Строительство монолитного ленточного фундамента выполняется в технологической последовательности, указанной в ППР. Опытный технический персонал строит несущую конструкцию под дом после завершения:

земляных работ;
организации водоотведения и дренажной системы;
уплотнения грунта в траншеи.

Наши мастера:

подготовят площадку к строительству в сжатые сроки;
создадут плотную песчаную подушку и выполнят бетонную подготовку под несущую конструкцию;
разгрузят и рассортируют арматурные изделия и материалы для опалубки на площадке;
вынесут оси согласно геодезическому плану и произведут разметку положения ленты фундамента;
нанесут отметки на бетонную подготовку для уточнения положения опалубки;
установят, закрепят опалубочные щиты, поддерживающие балки и подкосы, обеспечивающие вертикальное положение щитовых изделий;
соберут и уложат сетки и армокаркасы на фиксаторы в проектное положение;
доставят бетон на объекты строительства;
подадут, уложат и уплотнят бетонную смесь в соответствие с технологией бетонирования;
организуют мероприятия по уходу за бетоном;
произведут распалубку по достижении бетоном требуемого показателя прочности;
выполнят вертикальную гидроизоляцию наружных стен фундаментной ленты;
организуют засыпку пазух и отмостку;
проведут технический контроль и сдачу-приёмку забетонированной конструкции.

Компания «ЯРУС» динамично и качественно строит монолитные ленточные фундаменты. Обращайтесь к нам! Бригада мастеров возведёт несущую конструкцию под дачу, баню, дом требуемой этажности, выполнит гидроизоляцию с применением современных материалов. Обсудите условия договора, цену и сроки строительства с компетентным специалистом по телефону (812) 925 53 93 или отправьте запрос на адрес электронной почты [email protected]

Онлайн расчет ленточного фундамента — бесплатный калькулятор

Онлайн калькулятор по расчету ленточного фундамента. Расчет необходимых материалов для монолитного ленточного фундамента (количество бетона, арматуры).

Выберите тип ростверка:

Параметры фундамента:

Расчет арматуры:

Расчет опалубки ростверк:

Рассчитать

Результаты расчетов

Фундамент:

Общая длина ленты: 0 м.

Площадь подошвы ленты: 0 м².

Площадь внешней боковой поверхности: 0 м².

Объем бетона (с 10% запасом): 0 м³.

Вес бетона: 0 кг.

Нагрузка на почву: 0 кг/см².

Расчет арматуры ростверка:

Минимальный диаметр поперечной арматуры (хомутов): 0 мм.

Максимальный шаг поперечной арматуры (хомутов) для ростверка: 0 мм.

Общий вес хомутов: 0 кг.

Опалубка:

Минимальная толщина доски при опорах через каждый 1 метр: 0 мм.

Максимальное расстояние между опорами: 0 м.

Количество досок для опалубки: 0 шт.

Периметр опалубки: 0 м.

Объем досок для опалубки: 0 м³.

Примерный вес досок для опалубки: 0 кг.

Дополнительная информация о калькуляторе

Онлайн калькулятор монолитного ленточного фундамента поможет рассчитать необходимые параметры фундамента данного типа: размеры фундамента, количество опалубки и бетона, количество и диаметр арматуры. Чтобы определить оптимальный тип фундамента для своего сооружения, следует обязательно обратиться к специалистам за консультацией.

Обратите внимание! При расчётах учитываются нормативы из ГОСТ Р 52086-2003, СНиП 3.03.01-87 и СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции».

По своей конструкции ленточный фундамент – это замкнутая полоса из железобетона, погружённая в землю и проходящая под всеми несущими стенами строения. Нагрузка, которую оказывает здание, равномерно распределяется по всей площади фундамента (длине ленты). Такая конструкция предотвращает деформацию постройки из-за естественного вспучивания почвы, сокращает риск, что здание просядет либо изменит форму. Наиболее ответственные участки в данном фундаменте – углы, на которых сосредоточены основные нагрузки.

Существует несколько вариантов конструкции ленточного фундамента. Он может быть мелко- или глубокозаглублённым, сборным или монолитным. Выбор конкретного типа зависит от предполагаемой нагрузки, конструкции здания, конфигурации несущих стен, характеристик почвы и других индивидуальных параметров.

Ленточный фундамент имеет настолько широкое применение, что его можно использовать для всех типов построек, включая подвалы и цокольные этажи. Во многом поэтому он наиболее распространён при постройке частных домов. К тому же он имеет оптимальное соотношение себестоимости и функциональности.

Проектирование фундамента – особенно важная часть строительства здания. Если фундамент подвергнется деформации или будет спроектирован ошибочно, это скажется на всей постройке. Исправлять ошибку в фундаменте – дело дорогостоящее, сложное и возможное далеко не всегда. Воспользуйтесь данным калькулятором, чтобы избежать ошибок в проектировании и расчетах.

Также вы можете задать свой вопрос или оставить пожелание по улучшению данного калькулятора. Будем рады вашим комментариям!

Пояснения к результатам расчетов

Общая длина ленты

Длина периметра фундамента. Измеряется по внешней стороне контура.

Площадь подошвы ленты

Площадь горизонтального основания фундамента, которое опирается на почву. Определяет потребность в гидроизоляции фундамента.

Площадь внешней боковой поверхности

Площадь боковой поверхности фундамента. Определяет потребность в утеплителе для внешней стороны сооружения.

Объем бетона

Количество бетона, требуемое для полной заливки фундамента. Возможны уплотнения при заливке, а также неточности при доставке бетона на место. Рекомендуем заказывать бетон с запасом в 10%.

Вес бетона

Приблизительный вес бетона при его средней плотности.

Нагрузка на почву от фундамента

Нагрузка, которую фундамент оказывает на площадь опоры (почву).

Минимальный диаметр продольных стержней арматуры

Определяется исходя из нормативов СНиП.

Минимальное количество рядов арматуры сверху и снизу

Минимально необходимое число продольных стержней в верхних и нижних поясах ленты, необходимое для обеспечения устойчивости к деформации силами растяжения и сжатия.

Общий вес арматуры

Вес всех стержней, составляющих арматуру фундамента.

Величина нахлеста арматуры

Размер нахлёста при соединении стержней арматуры.

Суммарная длина арматуры

Включает всю продольную арматуру каркаса, включая нахлёст стержней.

Минимальный диаметр поперечной арматуры (хомутов)

Определяется исходя из нормативов СНиП.

Шаг поперечной арматуры (хомутов)

Минимальный шаг хомутов, требуемый для сохранения жесткости арматурного каркаса.

Общий вес хомутов

Масса хомутов, необходимых при строительстве фундамента.

Минимальная толщина доски опалубки (при опорах через каждый метр)

Рассчитывается исходя из нормативов ГОСТ Р 52086-2003, при заданном шаге опоры и других параметрах фундамента.

Количество досок для опалубки

Количество досок заданной толщины для фундамента указанного размера. За основу берется доска длиной 6 метров.

Периметр опалубки

Полный периметр опалубки ленточного фундамента, включая внутренние перегородки.

Объем и примерный вес досок для опалубки

Вес опалубки в килограммах, а также объем досок в кубических метрах.

какое ее количество нужно, как вычислить параметры опалубки и сечения

Ленточный фундамент занимает основное место среди всех опорных конструкций для зданий и сооружений.

Он способен эффективно работать на самых сложных грунтах, имеет оптимальный набор эксплуатационных качеств.

Монолитные конструкции ленты не теряют своих рабочих качеств до 150 лет, что превышает срок службы стен дома.

Такие высокие возможности возникли из-за высокой жесткости и прочности ленты, которые обеспечивает совместная работа и металлической арматуры.

Каждый из них выполняет свою функцию, в сумме обеспечивая надежность и высокую несущую способность ленточного основания.

Содержание статьи

Как работает арматура в ленточном фундаменте

Арматурный каркас необходим для компенсации осевых противонаправленных (растягивающих) нагрузок, возникающих в ленте при появлении деформирующих воздействий — изгибающих или скручивающих усилий.

Особенность бетона состоит в способности принимать гигантские давления без каких-либо последствий.

При этом, он практически беззащитен перед разнонаправленными усилиями, быстро покрывается трещинами и разрушается.

Поэтому для ленты крайне опасны любые усилия, приложенные в одной точке — например, боковые или вертикальные нагрузки пучения. Арматурные стержни предназначены для приема этих усилий на себя.

Существует горизонтальная (рабочая) и вертикальная арматура. Основные нагрузки принимают горизонтальные стержни.

Они имеют больший диаметр и рифленую поверхность, обладающую хорошим сцеплением с бетоном.

Вертикальные стержни выполняют две функции:

Фиксация рабочей арматуры в необходимом положении до момента заливки бетоном.
Частичная компенсация скручивающих усилий.

Первая задача основная, а вторая — дополнительная, поскольку наличие таких специфических нагрузок наблюдается довольно редко.

В большинстве случаев вертикальная (гладкая) арматура служит лишь опорной конструкцией, удерживающей рабочие стержни в необходимом положении до момента заливки.

Они довольно толстые, так как — процесс с достаточно интенсивными воздействиями на каркас, сосредоточенными в одной точке (место падения тяжелого материала в опалубку), а также распределенными по всей длине (штыкование, обработка виброплитой).

Онлайн калькулятор

Как рассчитать ленточный фундамент дома? В этой вам может специально разработанный сервис — ленточного фундамента.

Инструкция по работе с калькулятором

В сети интернет имеется немало онлайн-калькуляторов, помогающих рассчитать параметры ленточных фундаментов по всем важным позициям. Расчет арматуры с их помощью занимает буквально пару минут.

Например, на сайте необходимо лишь внести собственные данные в соответствующие окошечки программы и нажать кнопку «рассчитать».

Дается схема армирования, в которой надо указать основные параметры — количество рабочих стержней в одном ряду, общее число рядов, расстояние между вертикальными прутками и т.п. В отдельном окне указывается стоимость арматуры за единицу.

В результате программа выдает количество арматуры и общую цену. Расчет производится просто и быстро, кроме арматуры ресурс выдает параметры всех элементов ленты — , количества бетона и т.д.

Недостатком данного калькулятора можно считать необходимость заранее знать схему армирования, диаметр стержней и рыночную стоимость материала.

Если требуется определить количество и сечение стержней, ресурс бесполезен. Он дает только количественную информацию, не касаясь качественных моментов, что иногда не совсем то,что нужно.

ВАЖНО!

Не все онлайн-калькуляторы работают по такому алгоритму. Имеются и другие, определяющие именно размеры и общие параметры арматурного каркаса, которые станут полезными для получения первичной информации. Стоимость материала следует узнавать непосредственно у продавцов, поскольку в этом вопросе имеется масса специфических факторов.

Порядок расчета

Рассмотрим, как рассчитать арматурный каркас ленты самостоятельно.

Прежде всего, необходимо определить количество рабочих стержней в одном ряду. Для этого понадобится использовать требование СП 52-101-2003, ограничивающее максимальное расстояние между соседними прутками в 40 см.

Учитывая, что погружения рабочей арматуры не должна превышать 2-5 см, получаем:

Для лент толщиной менее 50 см — 2 рабочих стержня.
Для лент шире 50 см — 3 стержня.

В случаях, когда можно использовать и 2, и 3 стержня в одном ряду, обычно стараются подстраховаться и принять большее значение, так как фундамент — ответственный и важный участок постройки.

Вторым этапом является определение диаметра рабочих стержней. Для этого понадобится рассчитать площадь сечения рабочей части ленты, умножив ширину на высоту.

Общая площадь сечения арматуры составляет 0,1% от сечения (это минимально возможное значение, его можно увеличить, но нельзя уменьшать).

Получив это значение, надо разделить его на число рабочих стержней. По таблице диаметров арматурных прутков находится наиболее удачный вариант, который и принимается в работу.

Диаметр вертикальной арматуры выбирается исходя из высоты ленты:

При высоте до 60 см — 6 мм.
От 60 до 80 см — 8 мм.

Диаметр поперечных стержней обычно принимается равным 6 мм.

Для подсчета количества рабочих стержней надо умножить их число в решетке на общую длину ленты, после чего полученное значение делится на длину рабочего прутка (обычно 6 м, но это значение лучше узнать у продавцов точно).

Вертикальную арматуру рассчитывают путем умножения количества хомутов на длину единицы.

Количество получают делением общей длины ленты на шаг хомутов (обычно 50-70 см).

Пример вычисления необходимых параметров

Рассмотрим расчет арматуры для ленточного фундамента на примере.

Допустим, что высота ленты составляет 100 см, а ширина — 40 см (распространенный вариант ).

Тогда площадь сечения составит:

40 • 100 = 4000 см2.

Определяем общую площадь сечения арматуры (минимальную):

4000 : 1000 = 4 см2.

Поскольку ширина ленты составляет 40 см, то в одной решетке нужно разместить 2 стержня, а общее количество составляет 4 шт.

Тогда минимальная площадь сечения одного прутка составит 1 см2. По таблицам СНиП (или из иных источников) находим наиболее близкое значение. В данном случае можно использовать арматурные стержни толщиной 12 мм.

Определяем количество продольных стержней. Допустим, общая длина ленты составляет 30 м (лента 6 : 6 м с одной перемычкой 6 м).

Тогда количество рабочих стержней при длине 6 м составит:

(30 : 6) • 4 = 20 шт.

Определяем количество вертикальных стержней. Допустим, шаг хомутов составляет 50 см.

Тогда при длине ленты 30 м понадобится:

30 : 0,5 = 60 шт.

Определяем длину одного хомута.

Для этого от ширины и высоты сечения отнимаем по 10 см и складываем результаты:

(40 — 10) + (100 — 10) = 120 см. Длина одного хомута равна 120 • 2 = 140 см = 2,4 м.

Общая длина вертикальной арматуры:

2,4 • 60 = 144 м. Количество стержней при длине 6 м составит 144 : 6 = 24 шт.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Полученные значения следует увеличивать на 10-15%, чтобы иметь запас на случай ошибок или непредвиденных расходов материала.

Виды и размеры

Существует две основные :

Металлическая.
Композитная.

Металлические стержни, используемые для сборки арматурного каркаса, имеют ребристую или гладкую поверхность.

Ребристые стержни идут на горизонтальную (рабочую) арматуру, так как они имеют повышенную силу сцепления с бетоном, необходимую для качественного выполнения своих функций.

Вертикальные прутки, как правило, гладкие, так как их задача сводится к поддержанию в нужном положении рабочих стержней до момента заливки. Диаметр стержней колеблется в пределах от 5,5 до 80 мм. используются рабочие стержни 10, 12 и 14 мм и гладкие 6-8 мм.

Композитная арматура состоит из разных элементов:

Стекло.
Углерод.
Базальт.
Арамид.
Полимерные добавки.

Наиболее широко применяется стеклопластиковая арматура.

Она имеет наибольшую прочность, самая жесткая и устойчивая к растягивающим нагрузкам из всех остальных вариантов.

Как и все виды композитных стержней, стеклопластиковая арматура полностью устойчива к воздействию влаги.

Производители заявляют о неизменности эксплуатационных качеств в течение всего периода службы, но на практике справедливость такого утверждения пока не проверена. Проблема композитной арматуры в сложности технологии, из-за которой качество материала у разных производителей заметно отличается.

Кроме того, композитные стержни не способны сгибаться, что неудобно при сборке каркасов и снижает прочность угловых соединений каркаса.

ВАЖНО!

Среди строителей отношение к композитной арматуре сложное. Не отрицая положительных качеств, они не слишком доверяют малоизученным строительным материалам, не прошедшим полный цикл эксплуатации. Кроме того, металлическая арматура имеет вполне определенные технические характеристики, тогда как композитные виды обладают довольно большим разбросом свойств. Все эти факторы ограничивают применение композитных стержней.

Как сделать правильный выбор

Выбор арматурных стержней основан на расчетных данных и предпочтениях строителей.

Обычно выбирают металлические стержни, хотя и композитную арматуру с каждым годом все активнее применяют при строительстве ленточных оснований. Предпочтение металлическим пруткам отдается из-за возможности придать им необходимый изгиб, чего со стеклопластиковыми стержнями сделать невозможно.

Особенно это важно при строительстве лент с криволинейными участками или при наличии углов перелома, отличных от 90°.

Кроме того, металлическая арматура экономичнее, так как позволяет делать хомуты из одного прутка, без необходимости создавать несколько точек соединения.

Диаметры стержней давно отработаны на практике, нередко их выбирают без предварительного расчета — при около 30 см используют пруток 10 мм, для лент шириной 40 см выбирают 12-мм стержни, а при ширине более 50 см — 14 мм. Толщину вертикальной арматуры определяют по высоте ленты, до 70 см выбирают 6 мм, а при высоте свыше 70 см — 8 мм и более.

Полезное видео

В данном разделе Вы также сможете посмотреть как производится расче на примере реальной стройки:

Заключение

Грамотно выбранная схема армирования и сам материал обеспечивают прочность и устойчивость ленты к возможным нагрузкам.

Сложные и проблемные грунты, склонные к пучению или сезонным подвижкам, требуют ответственного и внимательного подхода к .

Необходимо учитывать, что все расчетные значения определяют минимальные параметры конструкции, требующие некоторого увеличения для определенного запаса прочности.

Выбирая арматуру и схему армирования, надо умножать все значения на 1,2-1,3 (коэффициент надежности), чтобы снизить риск появления непредвиденных факторов.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Ленточный фундамент — Designing Buildings Wiki

Фундаменты служат опорой для конструкций, передавая их нагрузку на слои почвы или породы, которые обладают достаточной несущей способностью и подходящими характеристиками осадки.

В широком смысле фундаменты можно разделить на мелкие и глубокие. Фундаменты мелкого заложения обычно используются там, где нагрузки, создаваемые конструкцией, невелики по сравнению с несущей способностью поверхностных грунтов. Глубокие фундаменты необходимы там, где несущая способность поверхностных грунтов недостаточна для выдерживания нагрузок, создаваемых конструкцией, и поэтому их необходимо переносить на более глубокие слои с более высокой несущей способностью.

Ленточный фундамент (или ленточный фундамент) — это тип неглубокого фундамента, который используется для обеспечения непрерывной, ровной (или иногда ступенчатой) полосы поддержки линейной конструкции, такой как стена или близко расположенные ряды колонн. в центре над ними.

Ленточный фундамент можно использовать для большинства грунтов, но он больше всего подходит для грунта с относительно хорошей несущей способностью. Они особенно подходят для легких структурных нагрузок, таких как многие малоэтажные или средние жилые дома, где можно использовать ленточный фундамент из массивного бетона .В других ситуациях может потребоваться железобетон.

Старые здания могут иметь ленточный фундамент из кирпича.

В широком смысле размер и положение ленточных фундаментов обычно связаны с общей шириной стены. Глубина традиционного ленточного фундамента обычно равна или больше общей ширины стены, а ширина фундамента обычно в три раза превышает ширину поддерживаемой стены. Это приводит к тому, что нагрузка передается под углом 45º от основания стены к грунту.

Утвержденный документ A Строительных норм определяет минимальную ширину ленточных фундаментов в зависимости от типа грунта и несущей стены, хотя обычно рекомендуется проконсультироваться с инженером-строителем при проектировании фундаментов.

Нижняя сторона ленточного фундамента должна быть достаточно глубокой, чтобы избежать воздействия мороза; например, не менее 450 мм, если они не опираются на скалу, и не менее 1 м на глинах с высокой усадкой.

Глубокие ленточные фундаменты могут потребоваться, если грунт с подходящей несущей способностью более глубокий.

Широкий ленточный фундамент может потребоваться, если грунт мягкий или имеет низкую несущую способность, чтобы распределить нагрузку на большую площадь. Широкий ленточный фундамент обычно требует армирования.

Там, где есть более высокие локальные нагрузки, например, колонны, можно использовать опорные основания. Для получения дополнительной информации см. Основания колодок.

Там, где грунтовые условия плохие, вероятна оседание, или там, где может быть нецелесообразно создавать отдельные ленточные или подушечные фундаменты для большого количества отдельных нагрузок, могут использоваться плоты.См. Фундаменты на плотах для получения дополнительной информации.

Если несущая способность грунта на поверхности недостаточна для выдерживания нагрузок, создаваемых конструкцией, могут использоваться глубокие фундаменты, такие как свайные фундаменты. См. Свайные фундаменты для получения дополнительной информации.

В больших или более сложных зданиях может использоваться несколько различных типов фундаментов.

Дополнительное руководство доступно в BRE’s Простые основы для малоэтажного жилья: «практическое правило» дизайна.

Расчет ленточного фундамента

Справка

Введите необходимые размеры в миллиметрах

X — ширина фундамента
Y — длина основания
A — толщина фундамента
H — Высота фундамента
C — расстояние до оси перемычки

A — толщина фундамента
H — высота фундамента
S — шаг между соединениями
G — горизонтальные ряды
V — вертикальные стержни
Z — шатуны

Необходимое количество цемента для изготовления одного кубометра бетона в каждом конкретном случае разное.

Зависит от марки цемента, желаемой марки получаемого бетона, размера и пропорций наполнителей.
Указывается в пакетах.

Не нужно повторять, насколько важна конструкция дома для расчета количества стройматериалов для фундамента дома.
Потому что стоимость монолитного фундамента составляет треть стоимости дома.

Данная услуга облегчит планирование и расчет подвала дома.Помогите рассчитать количество бетона, арматуры, опалубки для устройства ленточного фундамента.

Что можно узнать:

Площадь основания фундамента (например, чтобы определить объем гидроизоляции для покрытия готового подвала)
Количество бетона для фундамента и плит перекрытия или заливка цокольного этажа (тут будет весело, когда из-за элементарных погрешностей в умножении бетона не хватает)
Армирование — количество створок, автоматический расчет веса исходя из его длины и диаметра.
Площадь опалубки и количество пиломатериалов в кубометрах и в штуках
Площадь всех поверхностей (для расчета гидроизоляции цоколя) и боковых поверхностей и основания
Добавлен расчет стоимости строительных материалов фундамента.

Эта же программа нарисует план фундамента.
Надеюсь, сервис будет полезен тем, кто строит фундамент своими руками, и профессионалам-строителям.

Состав бетона

Пропорция и количество цемента, песка и гравия для изготовления бетона даны по умолчанию, как рекомендовано производителями цемента.
Так же в цене цемент, песок, щебень.

Однако товарный бетон сильно зависит от размера фракций щебня или гравия, марки цемента, его свежести и условий хранения.Известно, что при длительном хранении цемент теряет свои свойства и качество цемента с повышенной влажностью ухудшается быстрее.

Обращаем ваше внимание, что стоимость песка и щебня указана в программе за 1 тонну. Продавцы также объявили цену за кубометр песка, щебня или гравия.

Удельный вес песка зависит от его происхождения. Например, речной песок тяжелее карьерного.
1 кубометр песка весит 1200-1700 кг, в среднем — 1500 кг.

С гравием и щебнем сложно. По разным данным, вес 1 кубометра от 1200 до 2500 кг в зависимости от габаритов. Тяжелее — более чем нормально.

Итак, посчитайте стоимость тонны песка и гравия, которые вам могут понадобиться для очистки или у продавцов.

Однако расчет все же помогает узнать ориентировочные затраты на стройматериалы для заполнения подвала. Не забудьте еще проволоку для вязания арматуры, гвозди или саморезы для опалубки, доставку стройматериалов, стоимость земляных и строительных работ.

Bentley — Документация по продукту

MicroStation

Справка MicroStation

Ознакомительные сведения о MicroStation

Справка MicroStation PowerDraft

Ознакомительные сведения о MicroStation PowerDraft

Краткое руководство по началу работы с MicroStation

Справка по синхронизатору iTwin

ProjectWise

Справка службы автоматизации Bentley

Ознакомительные сведения об услуге Bentley Automation

Сервер композиции Bentley i-model для PDF

Подключаемый модуль службы разметки

PDF для ProjectWise Explorer

Справка администратора ProjectWise

Справка службы загрузки данных ProjectWise Analytics

Коннектор ProjectWise для ArcGIS — Справка по расширению администратора

Коннектор ProjectWise для ArcGIS — Справка по расширению Explorer

Коннектор ProjectWise для ArcGIS Справка

Коннектор ProjectWise для Oracle — Справка по расширению администратора

Коннектор ProjectWise для Oracle — Справка по расширению Explorer

Коннектор ProjectWise для справки Oracle

Коннектор управления результатами ProjectWise для ProjectWise

Справка портала управления результатами ProjectWise

Ознакомительные сведения по управлению поставками ProjectWise

Справка ProjectWise Explorer

Справка по управлению полевыми данными ProjectWise

Справка администратора ProjectWise Geospatial Management

Справка ProjectWise Geospatial Management Explorer

Сведения о геопространственном управлении ProjectWise

Модуль интеграции ProjectWise для Revit Readme

Руководство по настройке управляемой конфигурации ProjectWise

Справка по ProjectWise Project Insights

ProjectWise Plug-in для Bentley Web Services Gateway Readme

ProjectWise ReadMe

Матрица поддержки версий ProjectWise

Веб-справка ProjectWise

Справка по ProjectWise Web View

Справка портала цепочки поставок

Услуги цифрового двойника активов

PlantSight AVEVA Diagrams Bridge Help

PlantSight AVEVA PID Bridge Help

Справка по экстрактору мостов PlantSight E3D

Справка по PlantSight Enterprise

Справка по PlantSight Essentials

PlantSight Открыть 3D-модель Справка по мосту

Справка по PlantSight Smart 3D Bridge Extractor

Справка по PlantSight SPPID Bridge

Управление эффективностью активов

Справка по AssetWise 4D Analytics

AssetWise ALIM Web Help

Руководство по внедрению AssetWise ALIM в Интернете

AssetWise ALIM Web Краткое руководство, сравнительное руководство

Справка по AssetWise CONNECT Edition

AssetWise CONNECT Edition Руководство по внедрению

Справка по AssetWise Director

Руководство по внедрению AssetWise

Справка консоли управления системой AssetWise

Анализ моста

Справка по OpenBridge Designer

Справка по OpenBridge Modeler

Строительное проектирование

Справка проектировщика зданий AECOsim

Ознакомительные сведения AECOsim Building Designer

AECOsim Building Designer SDK Readme

Генеративные компоненты для справки проектировщика зданий

Ознакомительные сведения о компонентах генерации

Справка по OpenBuildings Designer

Ознакомительные сведения о конструкторе OpenBuildings

Руководство по настройке OpenBuildings Designer

OpenBuildings Designer SDK Readme

Справка по генеративным компонентам OpenBuildings

Ознакомительные сведения по генеративным компонентам OpenBuildings

Справка OpenBuildings Speedikon

Ознакомительные сведения OpenBuildings Speedikon

OpenBuildings StationDesigner Help

OpenBuildings StationDesigner Readme

Гражданское проектирование

Помощь в канализации и коммунальных услугах

Справка OpenRail ConceptStation

Ознакомительные сведения по OpenRail ConceptStation

Справка по OpenRail Designer

Ознакомительные сведения по OpenRail Designer

Справка по конструктору надземных линий OpenRail

Справка OpenRoads ConceptStation

Ознакомительные сведения по OpenRoads ConceptStation

Справка по OpenRoads Designer

Ознакомительные сведения по OpenRoads Designer

Справка по OpenSite Designer

Файл ReadMe для OpenSite Designer

Инфраструктура связи

Справка по Bentley Coax

Bentley Communications PowerView Help

Ознакомительные сведения о Bentley Communications PowerView

Справка по Bentley Copper

Справка по Bentley Fiber

Bentley Inside Plant Help

Справка по OpenComms Designer

Ознакомительные сведения о конструкторе OpenComms

Справка OpenComms PowerView

Ознакомительные сведения OpenComms PowerView

Справка инженера OpenComms Workprint

OpenComms Workprint Engineer Readme

Строительство

ConstructSim Справка для руководителей

ConstructSim Исполнительный ReadMe

ConstructSim Справка издателя i-model

Справка по планировщику ConstructSim

ConstructSim Planner ReadMe

Справка стандартного шаблона ConstructSim

ConstructSim Work Package Server Client Руководство по установке

Справка по серверу рабочих пакетов ConstructSim

ConstructSim Work Package Server Руководство по установке

Справка управления SYNCHRO

SYNCHRO Pro Readme

Энергетическая инфраструктура

Справка конструктора Bentley OpenUtilities

Ознакомительные сведения о Bentley OpenUtilities Designer

Справка по подстанции Bentley

Ознакомительные сведения о подстанции Bentley

Справка подстанции OpenUtilities

Ознакомительные сведения о подстанции OpenUtilities

Promis.e Справка

Promis.e Readme

Руководство по установке Promis.e — управляемая конфигурация ProjectWise

Руководство по настройке подстанции

— управляемая конфигурация ProjectWise

Руководство пользователя sisNET

Геотехнический анализ

PLAXIS LE Readme

Ознакомительные сведения о PLAXIS 2D

Ознакомительные сведения о программе просмотра вывода PLAXIS 2D

Ознакомительные сведения о PLAXIS 3D

Ознакомительные сведения о программе просмотра 3D-вывода PLAXIS

PLAXIS Monopile Designer Readme

Управление геотехнической информацией

Справка администратора gINT

Справка gINT Civil Tools Pro

Справка gINT Civil Tools Pro Plus

Справка коллекционера gINT

Справка по OpenGround Cloud

Гидравлика и гидрология

Справка Bentley CivilStorm

Справка Bentley HAMMER

Справка Bentley SewerCAD

Справка Bentley SewerGEMS

Справка Bentley StormCAD

Справка Bentley WaterCAD

Справка Bentley WaterGEMS

Управление активами линейной инфраструктуры

Справка по услугам AssetWise ALIM Linear Referencing Services

Руководство администратора мобильной связи TMA

Справка TMA Mobile

Картография и геодезия

Справка карты OpenCities

Ознакомительные сведения о карте OpenCities

OpenCities Map Ultimate для Финляндии Справка

Карта OpenCities Map Ultimate для Финляндии Readme

Справка по карте Bentley

Справка по мобильной публикации Bentley Map

Ознакомительные сведения о карте Bentley

Проектирование шахты

Помощь по транспортировке материалов MineCycle

Ознакомительные сведения по транспортировке материалов MineCycle

Моделирование мобильности и аналитика

Справка по подготовке САПР LEGION

Справка по построителю моделей LEGION

Справка по API симулятора LEGION

Ознакомительные сведения об API симулятора LEGION

Справка по симулятору LEGION

Моделирование и визуализация

Bentley Посмотреть справку

Ознакомительные сведения о Bentley View

Анализ морских конструкций

SACS Close the Collaboration Gap (электронная книга)

Ознакомительные сведения о SACS

Анализ напряжений в трубах и сосудов

AutoPIPE Accelerated Pipe Design (электронная книга)

Советы новым пользователям AutoPIPE

Краткое руководство по AutoPIPE

AutoPIPE & STAAD.Pro

Завод Дизайн

Ознакомительные сведения об экспортере завода Bentley

Bentley Raceway and Cable Management Help

Bentley Raceway and Cable Management Readme

Bentley Raceway and Cable Management — Руководство по настройке управляемой конфигурации ProjectWise

Справка по OpenPlant Isometrics Manager

Ознакомительные сведения о диспетчере изометрических данных OpenPlant

Справка OpenPlant Modeler

Ознакомительные сведения для OpenPlant Modeler

Справка по OpenPlant Orthographics Manager

Ознакомительные сведения для менеджера орфографии OpenPlant

Справка OpenPlant PID

Ознакомительные сведения о PID OpenPlant

Справка администратора проекта OpenPlant

Ознакомительные сведения для администратора проекта OpenPlant

Техническая поддержка OpenPlant Support

Ознакомительные сведения о технической поддержке OpenPlant

Справка PlantWise

Ознакомительные сведения о PlantWise

Реализация проекта

Справка рабочего стола Bentley Navigator

Моделирование реальности

Справка консоли облачной обработки ContextCapture

Справка редактора ContextCapture

Файл ознакомительных сведений для редактора ContextCapture

Мобильная справка ContextCapture

Руководство пользователя ContextCapture

Справка Декарта

Ознакомительные сведения о Декарте

Структурный анализ

Справка OpenTower iQ

Справка по концепции RAM

Справка по структурной системе RAM

STAAD Close the Collaboration Gap (электронная книга)

STAAD.Pro Help

Ознакомительные сведения о STAAD.Pro

STAAD.Pro Physical Modeler

Расширенная справка по STAAD Foundation

Дополнительные сведения о STAAD Foundation

Детализация конструкций

Справка ProStructures

Ознакомительные сведения о ProStructures

ProStructures CONNECT Edition Руководство по внедрению конфигурации

ProStructures CONNECT Edition Руководство по установке — Управляемая конфигурация ProjectWise

Дизайн фундамента | Tekla Tedds

Фундамент — одна из самых важных частей конструкции и одна из самых дорогих.Несложные, конструктивные и экономичные фундаменты являются основой успешного проектирования конструкций как на простых, так и на сложных участках. Tedds повышает производительность и качество строительства и строительства, заменяя повторяющиеся трудоемкие ручные расчеты автоматизированными расчетами конструкции фундамента. Это делает проектирование фундамента более эффективным, так что вы можете надежно создавать простые, но безопасные конструкции, которые ускоряют строительство в земле.

Анализ и проектирование опор

Tedds поддерживает анализ и проектирование опор для Еврокода и США.Эти расчеты позволяют быстро проверить результаты анализа и проектирования или только анализа подушечного или ленточного фундамента из железобетона или простого бетона.

Анализ свай

Чтобы ускорить время проектирования фундамента, этот расчет анализа свай для Еврокода и США выполняет статический анализ стойкости одиночных свай, забитых или пробуренных, в пластах из нескольких геоматериалов. Стальные, бетонные или деревянные сваи можно анализировать на сжимающие и растягивающие осевые нагрузки и боковые нагрузки.Расчет боковой нагрузки предназначен только для коротких жестких свай.

Конструкция заглушки

Этот расчет свайных заглушек для Еврокода и США проверяет конструкцию заглушек свай, поддерживающих одну колонну до 9 свай. Колонна может подвергаться осевому сжатию или растяжению, сдвигающим нагрузкам и двухосному изгибу. Возможные варианты нагрузки включают постоянную, вынужденную, снеговую и ветровую для всех типов нагрузки. Могут быть определены постоянные и наложенные дополнительные нагрузки. Стальные, бетонные или деревянные сваи можно определить по прочности на сжатие, растяжение и сдвиг.Определенные мощности сравниваются с результатами анализа.

Бетонная плита / плита на грунте

Этот конкретный расчет позволяет быстро оценить способность элементов плота выдерживать различные нагрузки без превышения допустимого опорного давления. Он также определяет количество арматуры, необходимой для поддержки нагрузок при перекрытии теоретических круговых углублений в грунте, которые, как предполагается, образуются под плотом.

Конструкция стальных шпунтовых свай

Этот расчет для проектирования стальных шпунтовых свай Еврокод и США проверяет устойчивость консольной или подпертой / связанной стены из стальных шпунтовых свай. Он определяет требуемую минимальную длину заделки, а затем рассчитывает минимальный требуемый модуль упругости пластического сечения на метр длины стены. При необходимости расчет определит усилие на стяжке / стойке.

Получите БЕСПЛАТНУЮ 45-дневную полную пробную версию здесь

10+ различных типов фундамента, не запутайтесь

Вы думаете о строительстве здания? или просто пытаетесь расширить свои строительные знания? В любом случае, продолжайте читать, чтобы узнать больше о различных типах фундамента и о том, когда их использовать.Чтобы ознакомиться со всем, что касается ремонта фундамента, нажмите здесь.

5+ различных типов фундамента

Различные типы фундамента

Хотя существует множество различных типов фундаментов, каждый из них можно разделить на две категории: фундаменты мелкого заложения или фундаменты глубокого заложения.

Фундаменты мелкого заложения в основном используются для конструкций с меньшим весом по сравнению с общей площадью основания, таких как навесы, транспортные контейнеры, гаражи и т. Д. Их можно установить на глубину до 3 футов.

Фундаменты глубокого заложения, однако, обычно используются для более тяжелых конструкций с активным грунтом. Эти конструкции включают дома, магазины, офисы, небоскребы и башни. Для установки глубокого фундамента нередко бывает достигнуть глубины 20-200 футов в зависимости от размера конструкции.

Фундамент мелкого заложения

Фундаменты мелкого заложения также называются раздельными или открытыми фундаментами. Они создаются путем раскопок и сортировки участка вашей конструкции на глубину ваших опор.Затем заливается фундамент, видимый миру на ранних этапах строительства.

Есть много видов неглубоких фундаментов: индивидуальные (изолированные), ленточные и плотовые (матовые).

Каждый фундамент должен быть тщательно выбран и адаптирован к климату, почве и погодным условиям вашего местоположения.

Индивидуальная опора, также известная как изолированная опора

Изолированные опоры — одна из самых распространенных и простых опор.Обычно они используются, когда абсолютно точно известно, что почва под ним не будет сдвигаться под всем зданием.

Изолированная опора поддерживает конструкцию, разделяя ее вес между колоннами. Эти колонны обычно соединяются цоколем.

Эти колонны опираются на бетонные опоры прямо на почву.

Чтобы определить размер необходимых подушек, вы должны знать SBC грунта (безопасную несущую способность) и общую нагрузку на колонну.Общая нагрузка на колонну делится на SBC почвы.

Если на колонну действует вертикальная нагрузка 15 т, а SBC грунта составляет 15 т / м2, то площадь основания будет 1 м2. Опять же, это приблизительная оценка, и дизайнер или инженер внесут корректировки в зависимости от климата и многих других факторов.

Ленточные опоры, также известные как настенные опоры

Ленточные опоры представляют собой непрерывную полосу из бетона, которая используется для распределения веса несущей стены по площади почвы.

Нижняя сторона ленточных опор должна быть спроектирована таким образом, чтобы не допускать проникновения инея или воды. Поскольку это могло вызвать эрозию почвы и смещение.

Если грунт имеет низкий SBC, будет сооружен широкий ленточный фундамент для распределения нагрузки по большей площади.

Если обнаруживается, что почва с более высоким SBC расположена немного глубже, будет использоваться глубокий ленточный фундамент.

Raft Foundation, также известная как Mat Foundations

Как следует из названия, плотный фундамент позволяет конструкции «плавать» прямо на поверхности почвы.

Эти фундаменты чаще всего встречаются в зданиях с цокольными этажами. Нижняя плита цоколя выступает фундаментом всей конструкции. Используя плотный фундамент, конструкция будет равномерно оседать.

Можно использовать плотный фундамент, если грунт слишком слаб, чтобы принять полную нагрузку на конструкцию на небольшой площади.

Глубокие фундаменты

Есть много различных типов глубоких фундаментов, но не так много, как мелкие.Поскольку глубокие фундаменты могут быть более дорогими для небольших проектов, они используются только тогда, когда поверхностный грунт не может выдерживать нагрузку, движение грунта является обычным или погодные условия неблагоприятны. Глубокие фундаменты позволяют возводить сооружения практически в любом месте, минуя поверхностный грунт и строя вашу конструкцию прямо на скальной породе.

Все фундаменты глубокого заложения следуют одной и той же модели. Каждый из них вдавливает или устанавливает опорные цилиндры (бетонные, стальные или другие) глубоко в землю.Затем на этих цилиндрах строится конструкция.

Фундамент свайный

Свайный фундамент — это тип глубокого фундамента, в котором нагрузки снижаются с помощью вертикальных деревянных, бетонных или стальных конструкций. Есть много движущихся частей, и все может усложниться, для получения более подробной информации щелкните здесь.

Свайные основания передают нагрузку посредством трения (в случае фрикционных свай) или посредством трения и опоры (в случае комбинированных концевых опор и фрикционных свай).

Используются, когда:

На любой разумной глубине ниже конструкции несущие пласты не могут быть обнаружены.
Несущие пласты существуют, однако они находятся на такой глубине, которая делает ленточное или раздельное основание неэкономичным.

Есть 8 различных типов свай

Концевые опорные сваи
Фрикционные сваи
Комбинированные концевые опорные и фрикционные сваи
Уплотняющие сваи
Дельфиновые и отбойные сваи
Анкерные сваи
Напорные или подъемные сваи

Кессоны — это водонепроницаемые конструкции из дерева, стали или железобетона, возведенные над уровнем земли, а затем погруженные в землю.Кессоны обычно не имеют опоры. Чтобы подробнее узнать об этом фундаменте, нажмите здесь.

Фундамент пирса

Наконец, у нас есть фундаменты для опор, они часто встречаются в домах и других небольших строениях. Чтобы узнать больше о пирсах и фундаментах из балок, нажмите здесь.

Заключение

Существует столько разных типов фундамента, что легко запутаться. Мы создаем еще одно руководство для более подробного описания их различий.Так вы больше никогда не запутаетесь.

Несущая способность ленточного фундамента на армированном песке

J Adv Res. 2015 сен; 6 (5): 727–737.

Кафедра структурной инженерии инженерного факультета Университета Танта, Танта, Египет

Поступила в редакцию 8 января 2014 г .; Пересмотрено 2 апреля 2014 г .; Принято 11 апреля 2014 г.

Это статья в открытом доступе по лицензии CC BY-NC-ND (http: // creativecommons.org / licenses / by-nc-nd / 3.0 /).

Abstract

В этой статье предельная несущая способность фундамента-оболочки на неармированном и армированном песке была определена с помощью лабораторных модельных испытаний. Серия нагрузочных испытаний была проведена на основании модели оболочки с однослойной арматурой и без нее. Испытания проводились на фундаменте-оболочке при различной глубине заделки оболочки и плотности земляного полотна. Результаты сравнивались с результатами для плоских фундаментов без армирования.Результаты испытаний модели были проверены с помощью конечно-элементного анализа с помощью программы PLAXIS. Экспериментальные исследования показали, что предельная несущая способность фундамента оболочки на усиленном земляном полотне выше, чем на неармированном основании, и кривые осадки под нагрузкой были значительно изменены. Фундамент-оболочка поверх армированного земляного полотна можно считать хорошим методом увеличения эффективной глубины фундамента и уменьшения возникающей осадки. Кроме того, поверхность разрыва армированной системы оболочки была значительно глубже, чем обычное основание и основание корпуса без армирования.Численный анализ помогает понять деформационное поведение исследуемых систем и определить поверхность разрушения армированного основания оболочки.

Ключевые слова: Фундамент с оболочкой, Предельная грузоподъемность, Песок, Армирование, Эффективность оболочки, Коэффициент оседания

Введение

Фундамент с оболочкой считается лучшим фундаментом мелкого заложения для передачи большой нагрузки на слабые грунты, в которых используется обычный фундамент мелкого заложения чрезмерная осадка из-за его экономического преимущества в области с высоким соотношением материальных и трудовых затрат.Куриан [1] и Фарид и Давуд [2]. Фундамент с конической оболочкой, представляющий собой комбинированный фундамент, подходит для резервуаров с водой и башенных конструкций. Концепция каркаса не нова в конструкции фундамента, учитывая, что в прошлом в этой категории использовался фундамент с перевернутой кирпичной аркой. Использование перевернутых кирпичных арок в качестве фундамента уже давно практикуется во многих частях мира. Оболочки — это, по сути, тонкие конструкции, поэтому конструктивно они более эффективны, чем плоские конструкции.Это преимущество в ситуации, когда большие сверхструктурные нагрузки передаются на более слабые почвы. Фундамент оболочки ограничен несколькими геометрическими формами, например конической, пирамидальной, гипер- и сферической опорой. Структурные характеристики основания оболочки в отношении мембранных напряжений, изгибающего момента, сдвига, прогиба и предельной прочности самой оболочки исследовались в широком диапазоне, как заявили Паливал и Рай [3], Паливал и Синха [4] и Мелерски. [5]. Однако геотехническому поведению основания оболочки для определения реакции грунта в отношении осадки, несущей способности, распределения контактного давления и деформации в массиве грунта уделялось мало внимания.Экспериментальные и численные исследования, которые проводились для определения геотехнических характеристик фундамента оболочки, были ограничены. Абдель-Рахман [6], Ханна и Абдель-Рахман [7] сообщили о результатах экспериментов на конических основаниях оболочки на песке для условий плоской деформации. Махарадж [8], Хуат и Мохамед [9] и Кентаро и др. [10] провели анализ методом конечных элементов и экспериментальный анализ фундамента из оболочки, чтобы изучить эффекты увеличения модуля упругости грунта в дополнение к исследованию геотехнического поведения фундамента из оболочки.В большинстве публикаций в литературе изучается только поведение различных оснований из ракушек на неармированном песке, без учета существования армированного элемента ниже этого типа. Все работы проводились только на плоском фундаменте, размещенном на однослойной или многослойной арматуре, как это обсуждали многие исследователи, такие как Латха и Сомванши [11] и Патра и др. [12], за исключением Шалиграма [13], который изучал поведение треугольного основания оболочки на армированном слоистом песке. Его исследование представляет собой исследование поверхности, которое объясняет только влияние такой техники на несущую способность без определения напряжения и деформации принятой системы.Следовательно, в этом исследовании был принят новый подход к изучению геотехнического поведения фундамента из ленточной оболочки, опирающегося на однослойную арматуру, с целью подтверждения эффекта армирования в сочетании с использованием фундамента из оболочки. Настоящее исследование было выполнено с использованием как экспериментального, так и численного анализа для подтверждения результатов испытаний модели и определения деформационных характеристик исследуемой системы.

Экспериментальный

Испытательный резервуар

a показывает схематический вид экспериментальной модели стального устройства, использованного в этом исследовании.Испытательный бокс, имеющий внутренние размеры 90 × 30 см в плоскости и 120 см в глубину, толщина стенок резервуара составляет 6 мм. Резервуар был построен достаточно жестким, чтобы поддерживать условия плоской деформации за счет минимизации смещения вне плоскости во всех направлениях. Стенки резервуара крепились к внешней поверхности с помощью горизонтальной стальной балки, установленной на средней глубине резервуара. Внутренние стенки резервуара гладко отполированы, чтобы уменьшить трение о почву, насколько это возможно, за счет оцинкованного покрытия на внутренней стене.

Схематическое изображение: (а) испытательной установки и (б) модели фундамента оболочки.

Погрузочная система состоит из гидравлического домкрата с ручным приводом и предварительно откалиброванного нагрузочного кольца для ручного приложения нагрузки к почвенной системе основания, а оседание измерялось стрелочными индикаторами, закрепленными на поверхности основания.

Модели фундамента

Модели фундаментов из ленточной оболочки были изготовлены из стальных пластин постоянной ширины ( B = 150 мм) в горизонтальной проекции с разной глубиной заделки a ( a = 60, 75 и 112.50 мм) и толщиной 20 мм. Поперечная длина опоры составляет 29 см, чтобы удовлетворить условию плоской деформации. Эскизы моделей фундаментов показаны на б. Приблизительное состояние основания было достигнуто за счет фиксации тонкого слоя песка на основании основания модели с помощью эпоксидного клея. Нагрузка передается на опору через стальной несущий рычаг, который был жестко закреплен сваркой в середине модели фундамента, как показано в соответствующем пункте b.

Материалы для испытаний

Песок, использованный в данном исследовании, представляет собой кварцевый песок со средним и крупным размером частиц.Образовался однородный слой сухого кварцевого песка. Средний размер зерна D _50% = 0,33 мм, а коэффициент однородности равен 3,5. Физические свойства испытанного песка следующие: удельный вес был определен с использованием метода газового ящика и оказался равным 2,65; максимальная и минимальная плотность в сухом состоянии были получены с использованием японского метода и составили 17,96 и 15,6 кН / м ³, соответственно.

Для подготовки уплотненного песчаного слоя был принят японский метод [14] с использованием ручного компактора.Глубина песка во время испытаний поддерживалась постоянной. Были проведены три серии испытаний на рыхлом, среднем и очень плотном песке. Удельный вес песка и, таким образом, требуемая относительная плотность контролировали путем заливки заранее определенного веса песка в испытательный резервуар для заполнения каждого слоя, а затем поверхность песка выровняли и уплотнили. Рыхлый песчаный слой был получен за счет укладки слоев грунта толщиной 50 мм на нулевой высоте падения. Чтобы получить структуру уплотненного песка, песок укладывают слоями, каждый слой имеет толщину 50 мм и уплотняют с помощью ручного уплотнителя 35 Н.Количество проходов уплотнения предварительно оценивается для каждого слоя в начале программы для достижения требуемой плотности песка. Для среднего и плотного ящика высота падения составляет 40 см и 90 см соответственно. Относительная плотность, достигнутая в ходе испытаний, контролировалась и оценивалась путем сбора образцов в небольшие емкости известного объема, помещенные в различные произвольные места в емкости для испытаний. Относительные плотности во время программы испытаний составили 50%, 72% и 83%. Соответствующие углы сопротивления сдвигу составляют 31 °, 36 ° и 41 °, соответственно, которые были получены путем применения серии испытаний на прямой сдвиг в боксе при соответствующей относительной плотности при различных нормальных напряжениях.

Чтобы подготовить ядро грунта под модель оболочки, пространство под оболочкой было заполнено песком в соответствии с требуемым удельным весом, указанным Ханной и Абдель-Рахманом [7]. Процесс заполнения модели оболочки песком был выполнен путем размещения тонкой стальной пластины на дне модели оболочки перед ее установкой на место. Затем стальную пластину медленно вытащили горизонтально под корпус сбоку.

Армирование, принятое в настоящем исследовании, представляло собой термосваренный нетканый геотекстиль (Typar-3857), изготовленный из полипропиленовых мультифиламентных волокон.По данным производителя, он имеет номинальную толщину 2 мм и массу на единицу площади 290 г / м ². Предел прочности при растяжении по методу испытания полосы составляет 20,1 кН / м, а относительное удлинение при максимальной нагрузке составляет 10%.

Программа экспериментальных испытаний

Всего было проведено 34 испытания на заранее подготовленных моделях фундамента с использованием трех различных плотностей песка и при различной глубине заделки ( a / B ). Была проведена серия нагрузочных испытаний для фундамента как на неармированном, так и на армированном песчаном грунте с использованием геотекстиля, который был размещен на фиксированном расстоянии, равном 0.5B ниже кончика фундамента с постоянной длиной, равной 4B, как утверждали Androwes [15], Abdel-Baki и Raymond [16] и Abu-Farsakh et al. [17]. Во всех программах испытаний обе стороны плиты фундамента оболочки были погружены в песок.

Увеличение предельной нагрузки основания оболочки по сравнению с ее плоским аналогом признано в настоящем исследовании как коэффициент полезного действия оболочки ( η ). Он определяется, как указано в формуле. (1), как отношение разницы предельных нагрузок на опоры оболочки к предельной нагрузке на плоские опоры.

, где η : КПД оболочки; Q _us : предельная нагрузка на подошву корпуса; Q _uf : предельная нагрузка плоского основания.

Чтобы исследовать характеристики осадки фундаментов из оболочек по сравнению с обычными плоскими, был введен коэффициент безразмерной осадки ( F _δ ). Коэффициент осадки был рассчитан при предельной нагрузке ( Q _и ), чтобы отразить характеристики осадки опор в процессе загрузки.Расчетный коэффициент представлен в формуле. (2). Следует отметить, что более низкое значение коэффициента расчетности указывает на лучшие расчетные характеристики.

, где δ _u : осадка при предельной нагрузке; γ : удельный вес грунта; A _b : площадь опоры в горизонтальной проекции; Q _u : предельная нагрузка.

Результаты и обсуждение

Кривые осадки под нагрузкой основания оболочки с арматурой и без нее

Данные осадки под нагрузкой суммированы для данных испытаний из-за ограниченного пространства, и некоторые результаты представлены в.Представлены графики расчета нагрузок для плоских и оболочечных фундаментов с армированием и без армирования при разной плотности песка. Было обнаружено, что кривые осадки нагрузки были значительно изменены по мере увеличения плотности земляного полотна. Наличие опоры корпуса может улучшить и увеличить предельную нагрузку по сравнению с плоской опорой. Можно видеть, что предельная нагрузка увеличивается из-за эффектов оболочки и усиления, как показано на соответствующем рисунке, на глубине заделки оболочки ( a / B = 0.5). Из этого рисунка также видно, что предельная нагрузка возрастает с увеличением угла сопротивления сдвигу, а также опоры оболочки имеют более высокие предельные нагрузки, чем плоские. Наличие арматуры под фундаментом корпуса может значительно улучшить и увеличить предельную несущую способность фундамента корпуса. Несущая способность фундамента оболочки над армированным земляным полотном выше, чем у основания оболочки без армирования; это указывает на то, что усиление оказывает значительное влияние на увеличение несущей способности фундамента с увеличением глубины заделки оболочки.Основание корпуса обеспечивает лучшую изоляцию корпуса внутри пространства основания, предотвращая вытекание почвы наружу. Кроме того, клин грунта внутри основания корпуса постепенно уплотняется на этапах загрузки; таким образом улучшается грунт земляного полотна и уменьшается осадка. Это может быть очень значительным, особенно когда плотность почвы плохая / низкая.

Сводка кривых расчета нагрузок для плоского и оболочкового фундамента при разной плотности с армированием и без него.

Несущая способность опоры на рыхлом песке увеличена по сравнению с опорой на ровном грунте. С другой стороны, армирование может привести к дополнительному улучшению оболочки, где клин грунта между оболочкой и грунтом над армированием был эффективно заблокирован, и было достигнуто уплотнение земляного полотна. Это связано с армированием, которое контролирует и уменьшает вертикальную деформацию, вызывая постепенное уплотнение. Можно видеть, что был индуцирован комбинированный эффект, который представлен в эффекте оболочки и в эффекте усиления.Таким образом, и грунт внутри клина оболочки, и грунт над усиленным слоем стали более жесткими, как единое целое и эффективно сцепились. В результате увеличилась несущая способность фундамента и уменьшилась осадка.

Степень улучшения предельной несущей способности системы зависит от соотношения ( a / B ) и плотности почвы или угла сдвига. Эти результаты согласуются с Ханной и Адель-Рахманом [7].

Влияние глубины заделки обечайки и усиления на предельную нагрузку

Для изучения влияния глубины заделки обечайки и арматуры на предельную несущую способность фундамента было установлено соотношение между углами сопротивления сдвигу от предельной нагрузки. нанесены на разную глубину заделки обечайки как с армированием, так и без него.Замечено, что увеличение глубины заделки увеличивает предельную нагрузочную способность основания оболочки по сравнению с плоской опорой. Поскольку увеличение глубины заделки приводит к эффективному увеличению глубины фундамента и замкнутой зоны, таким образом увеличивается предельная несущая способность. По мере увеличения угла сдвига земляного полотна грузоподъемность основания также увеличивается. Настоящий армированный слой под носком оболочки снижает давление, создаваемое внутри земляного полотна, и увеличивает предельную нагрузочную способность, как показано в соответствующих случаях, для различных усиленных случаев.Комбинированный эффект такой арматуры может существенно снизить степень деформации в зоне сдвига и ограничить наведенные деформации растяжения, возникающие при разрушении. Кроме того, этот рисунок еще раз подтверждает, что армирование может заметно улучшить способность земляного полотна за счет комбинированного эффекта (эффект оболочки и армирования).

Соотношение между углом сопротивления сдвигу и предельной нагрузкой для плоского и оболочечного фундамента с армированием и без него при различных подъемах оболочки.

Взаимосвязь между предельной нагрузкой ( Q _u ) и углом сдвига земляного полотна ( ϕ ) для основания оболочки с армированием и без него может быть выражена следующей нелинейной зависимостью, основанной на регрессионном анализе:

, где C ₁ и C ₂ — факторы, связанные с соотношением ( a / B ) и наличием армирующего слоя. Значения коэффициентов C ₁ и C ₂ в различных случаях были извлечены из соотношения ( a / B ) для основания оболочки с армирующим слоем и без него, как показано на рис.Было обнаружено, что увеличение глубины заделки оболочки может увеличить значения коэффициента C ₁ как для основания оболочки, так и без армирования. Однако значения коэффициента C ₁ усиленных корпусов выше, чем у основания корпуса без усиления (а). Это также может подтвердить влияние армирования на увеличение предельной несущей способности основания оболочки на армированном песке.

Изменение коэффициента C ₁ и C ₂ с соотношением a / B для фундамента-оболочки с армированием и без него.

С другой стороны, было обнаружено, что резкое снижение коэффициента C ₂ было достигнуто для неармированного основания оболочки, когда коэффициент заделки a / B увеличился с 0,5 до 0,75 (b). Значения коэффициента C ₂ для усиленного корпуса выше, чем для неармированного основания оболочки, но между усиленным и неармированным корпусом есть тривиальная разница. Также было обнаружено, что коэффициенты C ₁ и C ₂ зависят от начальной плотности земляного полотна, особенно от угла внутреннего трения.

Это уравнение можно использовать в качестве приблизительного руководства для определения предельной прочности основания корпуса в исследуемых условиях. Можно видеть, что на основе приведенного выше уравнения конечные теоретические значения почти равны конечным лабораторным значениям. Поскольку разница между полученными значениями незначительна, это уравнение справедливо выражает измеренные значения Q _u в лабораторных испытаниях, если фактор C ₁, C ₂ и угол сопротивления сдвигу. известны.

Влияние оболочки и арматуры на эффективность фундамента

представляет расчетные коэффициенты эффективности оболочки ( η , которые были выведены в ходе настоящего экспериментального исследования. В целом можно сделать вывод, что эффективность оболочки увеличивается с увеличением заделки оболочки. глубина ( a / B ). Видно, что влияние конфигурации оболочки уменьшается, когда почва становится более плотной. Более того, коэффициент полезного действия оболочки значительно уменьшается, когда почва более плотная.Это мнение аналогично мнению, высказанному Ханной и Адель-Рахманом [18]. Эффективность оболочки заметно возрастает в испытаниях, проведенных на армированном земляном полотне, по сравнению с основанием оболочки без армирования.

Коэффициент полезного действия оболочки по сравнению с оболочкой увеличивается для оснований оболочки с армированием и без него при разной относительной плотности.

Коэффициенты эффективности оболочки также уменьшаются с увеличением угла сопротивления сдвигу, что подтверждается в. На этом рисунке представлено изменение эффективности оболочки ( η ) с углом сдвига ( ϕ ) при различной глубине заделки оболочки.Отмечено резкое снижение КПД оболочки при увеличении угла сдвига, а значения КПД оболочки увеличиваются с увеличением глубины заделки оболочки. Было обнаружено, что увеличение плотности земляного полотна значительно снижает коэффициент полезного действия оболочки как для усиленного, так и для неармированного основания оболочки. Можно сделать вывод, что при более высокой плотности земляного полотна диапазон улучшений невелик по сравнению с рыхлой и средней относительной плотностью. Это происходит из-за увеличения степени улучшения рыхлого состояния за счет эффекта оболочки и лучшего улучшения за счет наличия армированного слоя.

Изменение эффективности оболочки в зависимости от угла сопротивления сдвигу для опор оболочки с армированием и без него при разном коэффициенте подъема.

Влияние конфигурации оболочки и усиления на характеристики осадки

В этой части была предпринята попытка изучить влияние основы оболочки, а также наличие армированного слоя на результирующую осадку при разрушении. Расчетный коэффициент осадки ( F _δ ), который был выведен из настоящего экспериментального исследования при различных исследуемых параметрах, нанесен на график.Как правило, для любого основания коэффициент осадки уменьшается для более плотного песка. Сравнение опор из оболочки и плоских оснований для любого данного состояния песка показывает, что опоры из оболочки имеют более низкий коэффициент осадки, что демонстрирует лучшие характеристики осадки для опор из оболочек. Сравнение фундамента из оболочки без армирования и с армированием показывает, что коэффициент осадки заметно уменьшается для фундамента из оболочки с армированием. Также на коэффициенты осадки влияет глубина заделки оболочки.Увеличение глубины заделки оболочки ( a / B ), очевидно, уменьшает осадку грунтовой системы основания оболочки как в усиленных, так и в неусиленных условиях. Но снижение осадки для усиленного фундамента корпуса выше, чем для неармированного корпуса. Было обнаружено, что при низкой относительной плотности и на глубине заделки ( a / B = 0,75 усиленное состояние) улучшение коэффициента осадки достигает 50% от его начального значения плоского основания, в то время как это значение составляет 26%. для фундамента без армирования.С другой стороны, в плотном состоянии эти значения достигают 55% для усиленного основания оболочки при ( a / B = 0,75) и 31% для неармированного основания оболочки. Это еще раз подтвердило эффективность армированного слоя в регулировании вертикальной осадки основания оболочки за счет результирующего комбинированного эффекта.

Соотношение между углом сопротивления сдвигу и коэффициентом осадки для плоского и оболочкового фундамента с армированием и без армирования различной плотности.

Механизм разрушения несущей способности системы

В следующем анализе приводятся некоторые полезные комментарии по поводу разрушения системы грунтов основания оболочки с одинарным армированным слоем и без него.экспериментально и теоретически показаны режимы разрушения фундамента оболочки с армированием и без него. Как правило, в случае нормального плоского основания, расположенного в среднем и плотном состоянии, можно видеть, что общее разрушение при сдвиге представляет собой четко определенный образец, который состоит из непрерывной поверхности разрушения, которая развивается от одного края основания до поверхности земли. . Механизм обрушения грунта нормального плоского основания на армированном слое, размещенном на заданной глубине ниже основания, подробно исследовали Яхмамото и Кусуда [19] и Михаловски и Ши [20].Их исследование доказало, что разрушение было вызвано и образовалось непосредственно под арматурой. Армирование может способствовать увеличению несущей способности за счет значительного изменения геометрии схемы обрушения, предотвращая проникновение механизма глубоко в почву. Армирование предотвращает возникновение наиболее неблагоприятных механизмов, приводящих к увеличению предельной нагрузки. Основная роль включения заключается в уменьшении скорости деформации в зоне сдвига и уменьшении предельного напряжения сдвига, возникающего в зоне сдвига.Армирование обеспечивает эффективное сдерживание и играет важную роль в предотвращении вертикального распространения почвы. В результате прочность земляного полотна на сдвиг заметно увеличивается, а характер разрушения изменяется, как заявили Михаловски и Ши [20].

Модифицированная картина разрушения фундамента оболочки без и с усиленным одинарным армирующим слоем, a / B = 0,50.

Применяя эту терминологию к испытанному основанию оболочки на армированном песке, можно сделать вывод, что наличие такого армированного слоя под основанием оболочки вызывает постепенное уплотнение замкнутого земляного полотна и действует как улучшенная зона.Зона между оболочкой и арматурой может постепенно уплотняться на этапах нагружения и вести себя, как если бы она была встроенным блоком или одним блоком (как указано в уплотненном треугольнике или клине, как показано на a, с воображаемой шириной основания B ^— в зависимости от передачи нагрузки механизм). В результате разрушение грунта при сдвиге происходит ниже армированного элемента из-за более высокой деформации армированного слоя при разрушении. Фундамент оболочки и почва внутри оболочки, расположенная над арматурой, могут препятствовать эффекту глубокого фундамента.Это подтверждает, что основание оболочки и ограниченный грунт поверх арматуры ведут себя как заложенный фундамент или жесткий блок, а разрушение грунта распределяется непосредственно под арматурой, что подтверждается экспериментальными результатами, показанными в b и c. Этот рисунок продемонстрировал, что плоскости разрушения при сдвиге начинаются и рассеиваются ниже армированного слоя.

Необходимо отметить, что не только форма фундамента и плотность грунта, но и другие вышеупомянутые определяющие факторы влияют на изменение характера индуцированных отказов.Например, увеличение глубины заделки может значительно увеличить действующее напряжение на арматуру, в результате чего повышается несущая способность и модифицируется механизм разрушения. Также воображаемая ширина подошвы оболочки на поверхности армированного слоя может играть важную роль в изменении плоскости разрушения ( B ^—). Увеличение ширины обечайки увеличило воображаемую ширину, следовательно, увеличилась несущая способность. Поверхности разрушения или плоскости сдвига имели место в нижней части армированного слоя (с).На этом рисунке показан механизм передачи нагрузки и концентрация напряжения, которая в основном находится под арматурой.

Анализ методом конечных элементов подтверждает и показывает изменение характера разрушения испытываемого основания оболочки.

С другой стороны, для основания оболочки с армированием и без него, поверхность разрыва изменяется, как показано на рисунках a, b и c, и нарушение несущей способности происходит на носке оболочки. Клин поверхности разрушения основания оболочки более глубокий, чем у плоского основания, из-за эффекта закладки.Можно сделать вывод, что использование ракушечного фундамента можно считать хорошим методом увеличения эффективной глубины фундамента, как это ясно видно на диаграммах соединения. Таким же образом армированный слой под подошвой основания оболочки также может заметно увеличить эффективную глубину фундамента, и поверхность разрушения возникает непосредственно под армированным слоем. Отмечено, что клин поверхности разрыва основания оболочки с арматурой более глубокий, чем у других систем.Это связано с тем, что образовавшийся клин грунта внутри оболочки и над арматурой больше, чем в основании оболочки без армирования. Это также указывает на то, что фундамент с армированием имеет более высокую несущую способность, чем другие системы. В то время как при низкой относительной плотности усиленная опора оболочки может значительно уменьшить вызванное пробивным сдвигом разрушение в виде упругой осадки по сравнению с большой оседкой, вызванной в случае плоской опоры.

Численное моделирование

В следующей части представлена проверка численного анализа по результатам модельных испытаний.Результаты, полученные в результате модельных испытаний, были проверены путем проведения численных исследований с использованием метода конечных элементов. Упругопластический анализ методом конечных элементов плоской деформации проводился с использованием коммерческой программы PLAXIS [21]. Этот анализ направлен на выявление характера разрушения и поведения напряжений в системе усиленной оболочки. Это также считается хорошим методом для проверки параметров, которые невозможно измерить в лаборатории, таких как масштабный эффект при использовании крупномасштабного основания оболочки.

Почва в этом анализе была смоделирована по критерию разрушения Мора – Кулона. Это просто и достаточно совместимо, и согласуется с результатами экспериментальных испытаний по сравнению с другими моделями. Для этого анализа использовались условия плоской деформации и 6-узловые треугольные элементы. Модуль упругости грунта при различной плотности песка был получен в результате трехосных испытаний.

Элемент основания оболочки, использованный в этом исследовании, представляет собой элемент балки, который считается очень жестким и грубым (прочность на границе раздела R _inter была взята 0.67, границы раздела из песчаной стали). Свойства материала балки: упругая нормальная жесткость EA и жесткость на изгиб EI . Принимая во внимание, что E : модуль упругости используемого материала балки, A : площадь поперечного сечения и I : момент инерции модели основания оболочки. Армированный слой принятой модели был смоделирован как геотекстильный элемент, который определяется осевой горизонтальной жесткостью EA (кН / м) для геотекстильного материала.Виртуальный интерфейсный элемент с геотекстильным элементом был смоделирован до создания сетки. В программе моделируются положительные и отрицательные элементы интерфейса с виртуальной толщиной.

Во всех расчетах, описанных в этом исследовании, рассматривается метод управления силой, в котором сосредоточены точечные силы, силы, которые действуют на геометрическую точку в центре опор оболочки. Точечные силы на самом деле являются линейными нагрузками, направленными вне плоскости. Входные значения точечных сил даны в силе на единицу длины (например, кН / м).Значение приложенной точки (система нагрузки A) берется в соответствии с полученным значением в результате модельного испытания, деленным на ширину основания в плоскости.

Свойства принятого песка, которые были смоделированы и определены в программе: ( γ = 18 кН / м ³, ν = 0,3, E = 7500 кПа, угол трения ϕ = 41 ° и угол дилатансии = 11 °). Фундамент оболочки моделируется как элемент упругой балки и определяется с коэффициентом заделки ( a / B = 0.75). Основные характеристики фундамента (осевая жесткость, EA = 20,1 кН / м и жесткость на изгиб, EI = 151 200 кН / м ² / м).

Проверка анализа методом конечных элементов

Сравнение между реакциями на смещение нагрузки было рассчитано с использованием анализа методом конечных элементов, и результаты, полученные в ходе соответствующих модельных испытаний основания оболочки с армированием и плоского основания, показаны на рис. Расчеты методом конечных элементов умеренно корректны для расчетных значений предельных нагрузок.Результаты конечных элементов близки к результатам лабораторных испытаний моделей и согласуются с теми же тенденциями.

Кривые осадки под нагрузкой для модельных испытаний и численных результатов в плотном состоянии, ϕ = 41 °.

Результаты анализа методом конечных элементов подтверждают экспериментальное значение. Однако есть небольшая разница между результатами анализа методом конечных элементов и результатами модельного испытания. Это различие связано с обычными условиями деформации и эффектом масштаба в дополнение к условиям окружающей среды в лаборатории.

Численные результаты

Результаты анализа методом конечных элементов и его выходные данные показаны на графиках a – g для различных вариантов фундамента, которые являются плоскими, оболочками без армирования и с армированием. Вектор полного смещения, полученный в результате анализа, показан на (a – c) при соответствующей предельной несущей способности. Можно видеть, что оболочка и арматура могут значительно изменить направление деформации по сравнению с плоскими случаями (а), в то время как деформация и поток частиц грунта для плоского основания происходит в основном под основанием, а вдоль сторона плоской опоры, как ясно показано, и наличие оболочки приводит к значительному вспучиванию почвы вдоль каждой стороны оболочки (b).Кроме того, армирование может ограничивать и уменьшать деформацию грунта, как показано в c. Как правило, сравнение плоских фундаментов и фундаментов из оболочек показывает, что поверхность разрыва фундамента оболочки глубже, чем поверхность разрыва плоского типа. Это также подтверждает характер отказов системы, показанный и согласуемый с Абд-аль-Рманом [6].

Отклики нормального и оболочечного фундамента с армированием и без него ( a / B = 0,75 и ϕ = 41 °).

Кроме того, при выходе из строя происходит постепенное уплотнение. Следовательно, клин грунта внутри оболочки, который расположен непосредственно над усиленным элементом, ведет себя как единое целое и оседает одновременно, как указано в c. Это показывает, что векторы смещения распределяются непосредственно под арматурой и простираются до глубины, равной 0,5B, что подтверждает наличие встроенного блока.

С другой стороны, деформации сдвига, связанные с разрушением, показаны на (d – f) для различных типов фундаментов.Распределение предельных деформаций сдвига представлено в заштрихованной области, где красная заливка относится к максимальным деформациям. Замечено, что для плоского основания максимальные деформации или зоны с высоким сдвигом находятся непосредственно под основанием на глубине, равной B, и заметно уменьшаются как на более низкой глубине, так и по горизонтали на соседних сторонах основания (d). В то время как для испытанного основания оболочки без армирования максимальные деформации (зоны с высоким сдвигом) возникают на краю основания оболочки и уменьшаются на более низкой глубине грунта.Он также увеличен до расстояния, равного 2B, как показано на e. Это еще раз подтверждает, что оболочка может значительно сделать поверхность разрушения глубже, чем это плоское основание, тогда как наличие арматуры под основанием оболочки изменяет результирующие экстремальные напряжения. Максимальные деформации сдвига обнаруживаются только на носке оболочки и распространяются на расстояние, равное 0,5B, вдоль сторон оболочки, как ясно показано красной штриховкой f. Это относится к эффективности оболочки и армирования в изменении распределения деформаций.Это также оправдывает эффект армирования при изменении плоскости разрушения. Замечено, что разрушение грунта при сдвиге происходит под арматурой непосредственно под опорным блоком оболочки, который действует как закладной фундамент. Этот фундаментный блок оседает одновременно и передает напряжение ниже арматуры, как показано на f. Он показал, что максимальные деформации сдвига возникают ниже армированного грунтового блока. Таким образом, g подтвердил и обосновал возникновение разрушения грунта при сдвиге в нижней части армированного элемента.Как видно из этого рисунка, пластические точки и отсечки растяжения находятся в основном в ограниченной зоне и простираются на глубину ниже арматуры. Это подтверждает и подтверждает, что разрушение грунта при сдвиге изменяется и становится отличным от основания оболочки без армирования. Это также подтверждает полученные и ожидаемые ранее результаты, представленные в.

Для изучения влияния основания оболочки и наличия арматуры значения контактного давления под фундаментом оболочки с армированием и без него были численно извлечены из результатов программы при различной плотности земляного полотна и глубине заделки ( a / B ).Эти значения были определены на глубине, равной расстоянию ( a /2) ниже центральной линии оболочки, и в пределах ограниченной области стенками оболочки.

Как правило, можно заметить, что контактное давление при разрыве увеличивается с увеличением глубины заделки оболочки, как показано на. Увеличение глубины заделки оболочки обеспечило большее ограничение для более плотного состояния песка, так как угол сопротивления сдвигу увеличивается, а контактное давление при разрушении увеличивается. Сравнение основания оболочки с армированием и без него показывает, что арматура имела более ограниченное давление, как показано на соответствующем рисунке, в то время как значения контактного давления плоского основания на той же глубине ниже основания были меньше, чем у корпусов корпусов. .

Изменение контактного давления в зависимости от отношения a / B для фундамента оболочки с армированием и без него ниже центра оболочки на глубине a /2, полученное в результате численного анализа.

Эффект масштаба

Как и во всех испытаниях маломасштабных моделей, особенно в песке, необходимо учитывать масштабные эффекты. Есть несколько важных факторов, которые делают невозможным использование мелкомасштабных моделей, которые были построены из песка и испытаны при весе 1 г.Работа, описанная в этом исследовании, была выполнена на мелкомасштабных физических моделях весом 1 г. Для таких мелкомасштабных моделей размер частиц грунта, методы строительства, граничные условия, особенности сопряжения грунта и арматуры, жесткость арматуры и дилатансия при низком напряжении являются важными факторами, которые необходимо учитывать. Кусакабе [22] обобщил данные испытаний и указал, что влияние размера частиц на несущую способность основания становится менее заметным при соотношении ( D ₅₀/ B ), которое меньше 1/100.Следовательно, влияние размера частиц в этом исследовании должно быть меньше, поскольку отношение D ₅₀/ B , используемое в модели, составляло 0,0092. Согласно Брансби и Смиту [23], с гладкими боковыми стенками и относительно широким резервуаром, боковое трение и граничные условия не имеют существенного влияния на результаты модели уменьшенного масштаба. Таким образом, внутренние стенки контейнера гладко отполированы, чтобы уменьшить трение о песок, насколько это возможно. Кроме того, чтобы пренебречь влиянием граничных условий, длина резервуара была взята в 6 раз больше ширины основания, а толщина слоя почвы в 7 раз больше ширины основания [24,25].Кроме того, чтобы обеспечить надлежащую жесткость модели резервуара и предотвратить любое боковое смещение стенок контейнера, его борта и верх были усилены за счет установки стальных уголков. Строительные методы, использованные для построения макета модели в лаборатории, были аналогичны полевым требованиям.

Эффект масштаба и валидация использования такого армирования с опорой раковины маломасштабной модели были обеспечены и сопоставлены с результатами лабораторной опоры модели, как было представлено ранее.

Эта часть исследования направлена на изучение масштабного эффекта принятой оболочки-фундамента на усиленный грунт с использованием анализа методом конечных элементов, как указано DeMerchant et al.[26] и Чен и Абу-Фарсах [27]. Конечно-элементная модель была сначала проверена результатами лабораторных модельных испытаний фундамента, как представлено на рисунке, а затем использовалась для численного исследования реакции на нагрузку и оседание различных размеров фундаментов больших размеров и глубины заделки ( a / B ) на армированных элементах. грунтовые основания. В этом исследовании принятая ширина основания оболочки составляет 2 м, а коэффициент заделки варьируется и принимается, как указано в этом исследовании. Результаты крупномасштабных модельных фундаментов оболочек сравнивались с модельными испытаниями безразмерным образом.Было получено улучшение предельной несущей способности опор корпуса как для малых, так и для больших опор по сравнению с плоскими опорами. Соотношение нагрузки основания оболочки на армированном песке определялось при различной глубине заделки ( a / B ). Коэффициент нагрузки может быть получен из следующего выражения ( Lr = Q _ultR / Q _ultF ), где Qi _ultR — предельная нагрузка на подошву корпуса на армированном песке, а Q _ultF — это максимальная несущая способность плоского фундамента без армирования.показывает изменение отношения нагрузки к коэффициенту заделки как для модельной, так и для аналитической крупномасштабной опоры оболочки в плотном состоянии. Было замечено, что численные результаты натурного фундамента оболочки на армированном песке согласуются с результатами лабораторных испытаний модели и имеют ту же тенденцию. Но есть небольшое расхождение в результатах около 7%. Как видно на этом рисунке, значения численного анализа (полномасштабного) близки к значениям лабораторных тестовых моделей, подтверждая результаты, полученные в обоих исследованиях.Конечно, небольшие различия между экспериментальными (малая модель) и численными значениями (натурные) связаны с ошибками и условиями окружающей среды в лаборатории. В дополнение к изменению уровня напряжения, которое применялось к армированному элементу как в модельном испытании, так и в программе, можно сделать вывод, что текущие результаты модельного испытания могут подтвердить полномасштабный фундамент, представленный DeMerchant et al. [26] и Чен и Абу-Фарсах [27].

Сравнение повышения несущей способности фундамента оболочки на усиленном земляном полотне для модельных испытаний и теоретического анализа крупномасштабного фундамента оболочки.

Выводы

В данной статье геотехническое поведение фундамента из оболочки с однослойным армированием и без него было исследовано экспериментально и по сравнению с плоским основанием. Следующие основные выводы, насколько это возможно, изложены в количественной форме. Несмотря на то, что приведенные таким образом значения применимы к конкретным данным, используемым в анализе, их можно считать показательными для общей тенденции этих результатов.

1.
Клин грунта между оболочкой и грунтом над арматурой эффективно блокируется, и достигается уплотнение земляного полотна, в результате повышается грузоподъемность основания и уменьшается осадка.
2.
Было обнаружено, что несущая способность основания оболочки на усиленном плотном земляном полотне увеличилась примерно в 2,5 раза по сравнению с плоским основанием, когда коэффициент глубины заделки a / B увеличился с 0,40 до 0,50 и увеличилась в 2,9 раза при увеличении коэффициента глубины заделки с 0,5 до 0,75.
3.
Повышение несущей способности основания оболочки на усиленном рыхлом грунтовом полотне достигнуто до 2.80 раз ровное основание при коэффициенте глубины заделки 0,75.
4.
Увеличение угла сопротивления сдвигу земляного полотна с 31 ° до 41 ° для усиленного основания оболочки снижает коэффициент осадки плоского типа на 200–230% от плоского основания при a / B = 0,75.
5.
Коэффициент осадки основания оболочки на усиленном рыхлом грунтовом полотне был снижен на 200% от плоского основания при соотношении глубины заделки a / B = 0.75 и уменьшена на 230% для плотного состояния.
6.
Происходит резкое снижение эффективности оболочки при уменьшении угла сдвига и увеличение значений эффективности оболочки с увеличением глубины заделки оболочки.
7.
Эффективность оболочки заметно возрастает при испытаниях, проводимых на основании оболочки на усиленном земляном полотне, по сравнению с основанием оболочки без армирования.
8.
Наличие армированного слоя под носком кожуха значительно изменяет нарушение несущей способности.Клин поверхности разрыва фундамента оболочки с армирующим слоем более глубокий, чем у плоского фундамента и фундамента без арматуры.
9.
Анализ методом конечных элементов был подтвержден результатами модельных испытаний и определяет характер разрушения основания оболочки с армированием и без него.
10.
Рекомендуется для будущей работы обеспечить результаты на крупномасштабной основе в полевых условиях, чтобы сделать общие и исчерпывающие выводы на основе этой рукописи.

Конфликт интересов

Автор заявляет, что конфликта интересов нет.

Соответствие этическим требованиям

Эта статья не содержит исследований с участием людей или животных.

Сноски

Экспертная проверка под ответственностью Каирского университета.

Список литературы

2.Фарид А, Давуд Р. Цилиндрические оболочки на упругом основании. Всемирный конгресс, ракушечные и пространственные конструкции. Мадрид, Испания; 1979, 1 (3). п. 33–46.

6. Абдель-Рахман М. Геотехническое поведение оснований из оболочек. Кандидатская диссертация. Факультет гражданского строительства, Университет Конкордия, Монреаль, Канада; 1996.

14. Йоскими Ю., Тохано И. Статистическая значимость относительной плотности. Оценка относительной плотности и ее роли в геотехнических проектах с участием несвязных грунтов: ASTM STP523-EB.7744-1, Лос-Анджелес; 25–30 июня 1972 г.п. 74–84.

15. Androwes KZ. Изменение поведения почвы включениями. Конференция по наземной инженерии, Париж; 1978. стр. 234–45.

16. Абдель-Баки С., Раймонд Г.П. Повышение несущей способности фундамента за счет однослойного армирования, В: Материалы конференции по геосинтетике в Ванкувере; 1994. стр. 356–67.

21. Bringkgreve RB, Vermeer PA. Программа конечных элементов Plaxis для анализа грунтов и горных пород.Версия 7 Plaxis B.V., Нидерланды; 1998.

24. Абдель-Баки С., Раймонд Г.П. Армирование грунта для неглубокого фундамента. В: Материалы 2-й инженерно-геологической конференции, Каир; 1993 г.п. 488–99.

Системы фундамента для высотных сооружений

Под фундаментными фундаментами понимаются компоненты фундамента, которые передают свои нагрузки на грунт только за счет нормальных напряжений и касательных напряжений. Фундаменты с насыпью — это одинарные, ленточные или плотные фундаменты. Требование к разложенным фундаментам — это несущая способность подпочвы под основанием фундамента. Если недра имеет недостаточную несущую способность, требуется улучшение грунтовых или альтернативных систем фундамента.

В основном, глубина уровня фундамента указывается для обеспечения незамерзания фундамента. В Германии это минимум 80 см от поверхности. Информация о различной региональной глубине промерзания содержится в [1–3].

При подготовке уровня фундамента необходимо избегать следующих инцидентов:

Выщелачивание
Уменьшение насыпной плотности за счет заносной воды
Мацерация
Циклическое замораживание и размораживание

Перед установкой слепящего бетона уровень фундамента должен быть проверен геотехником.

3,1 Фундамент однополосный и ленточный

Для выемки одиночных нагрузок, таких как колонны, используются одиночные фундаменты. Ленточные фундаменты используются для линейных нагрузок. Оба типа раздвижных фундаментов могут быть спроектированы с армированием или без него, при этом следует отдавать предпочтение армированным фундаментам из-за их большей прочности. На Рисунке 3.1 показаны два типа фундаментов.

Как правило, достаточно проектирования одинарных и ленточных фундаментов по контактному давлению.В большинстве случаев контактное давление можно определить методом трапеции напряжений. Деформации грунта и здания, а также взаимодействие грунта и конструкции не учитываются.

Рисунок 3.1 Одинарный и ленточный фундамент.

3,2 Плот-фундамент

Фундаменты на плотах используются, когда сетка нагрузок плотная и деформации основания и конструкции должны быть гомогенизированы. Плотный фундамент можно использовать как часть так называемого белого желоба или в сочетании с дополнительной системой уплотнения (например.ж., слои битума) для предотвращения притока грунтовых вод [4–7].

Толщина железобетонной плиты зависит от изгибающего момента, а также от продавливания (сосредоточенных нагрузок). Увеличивая толщину плиты или укладывая бетонные полы, можно избежать сдвиговой арматуры. Чтобы предотвратить проникновение грунтовых вод или отразить погодные условия, ширина трещин в бетоне должна быть ограничена. В любом случае монтаж строительных швов, компенсационных швов и осадочных швов должен быть точно спланирован и контролироваться на этапе строительства.

3,3 Геотехнический анализ

3.3.1 Основы

Две разные теоретические модели используются для геотехнического анализа SLS и ULS. Для анализа предельного состояния устойчивости (SLS) рассматривается линейно-упругое поведение материала грунта. Напротив, для расчета предельного состояния по пределу прочности (ULS) рассматривается поведение жестко-пластичного материала грунта. Эта проблема с фондами распространения поясняется на Рисунке 3.2.

В соответствии с техническими стандартами и регламентами необходимо проанализировать следующие инциденты [8–11]:

Общая устойчивость
Раздвижной
Рисунок 3.2 Кривая нагрузки-расчета для насыпного фундамента.
Базовый отказ
Коллективное разрушение грунта и конструкции
Вырубка, прессование
Разрушение конструкции в результате движения фундамента
Крупные поселки
Большое поднятие от мороза
Недопустимые колебания

Если основания насыпи расположены в районе насыпей, необходим анализ обрушения откосов. Необходимо учитывать все возможные механизмы разрушения (круги скольжения, сложные механизмы разрушения) [12–14].

В простых случаях и при определенных условиях геотехнический анализ насыпного фундамента может быть выполнен на основе стандартных табличных значений. Стандартные табличные значения учитывают анализ защиты от отказов и вредных осаждений [10].

3.3.2 Распределение контактного давления

Знание распределения контактного давления является основой для анализа разложенного фундамента. Доступны следующие процедуры расчета [15,16].

Распределение контактного давления под жестким фундаментом по Буссинеску [17]
Напряжение методом трапеции
Метод определения модуля реакции земляного полотна
Метод модуля жесткости
Численные методы, например, метод конечных элементов

Распределение контактного давления под жестким фундаментом согласно Буссинеску (a) теоретически предлагает бесконечно большие напряжения на краю фундамента, которые не могут возникнуть из-за процессов переноса в подпочве под фундамент.Этот способ применим только в простых случаях.

Самой простой процедурой является метод трапеции напряжений (b), поскольку предполагается только линейное распределение напряжений. Распределение контактного давления как следствие метода трапеции напряжений является полезным подходом при использовании небольших фундаментов и небольших глубин фундаментов.

Метод модуля реакции земляного полотна (c) и метод модуля жесткости (d) подходят, если глубина фундамента большая. Может использоваться для одинарных, ленточных и плотных фундаментов.Используя метод модуля реакции земляного полотна, грунт рассматривается как система независимых пружин. Равномерная нагрузка приводит к равномерной осадке без отстойника. Используя метод модуля жесткости, грунт рассматривается как упругое полупространство с системой связанных пружин. Равномерная нагрузка приводит к отстойнику. Метод модуля жесткости позволяет получить наиболее реалистичное распределение контактного давления.

Методы расчета (a) — (d) являются приблизительными решениями для определения распределения контактного давления под разложенным фундаментом.Этих методов обычно достаточно для анализа. Наиболее реалистичное распределение контактного давления дает численный анализ, поскольку можно учитывать жесткость конструкции, а также нелинейное поведение материала в грунте.

Распределение контактного давления зависит от жесткости фундамента, а также от соотношения между нагрузкой и устойчивостью грунта [18]. Возможные распределения контактного давления показаны на рисунке 3.3. Случай (а) показывает распределение контактного давления при плохом использовании несущей способности. Когда нагрузка приближается к несущей способности, могут возникнуть два разных механизма отказа. В случае (b) нагрузка приводит к пластиковому шарниру внутри фундамента, который вызывает перераспределение контактного давления. В этом случае несущая способность фундамента зависит от вращательной способности пластиковой петли. В случае (c) нагрузка приводит к перераспределению контактного давления к центру фундамента, что приводит к разрушению основания.

Если фундамент не обладает достаточной пластичностью, происходит хрупкое разрушение, превышающее внутреннюю несущую способность, например, пробивка. Перераспределения контактного давления не произойдет.

Предположение о постоянном распределении контактного давления дает надежные результаты для анализа ULS. Для анализа SLS предположение о постоянном распределении контактного давления приводит к небезопасным результатам.

Рисунок 3.На фиг.4 показана осадочная впадина, распределение контактного давления и кривая момента в зависимости от нагрузки. С увеличением нагрузки в центре сильно увеличиваются постоянные осадки под фундаментом. При этом контактное давление, которое сосредоточено в приграничной зоне, смещается к центру фундамента. Изгибающие моменты сосредоточены под нагрузкой.

Рисунок 3.3 Распределение контактного давления при одиночном фундаменте.а) упругое поведение фундамента и грунта; (б) Пластиковая петля в фундаменте; (c) Разрушение базы. (Из Катценбаха и др., Baugrund-Tragwerk-Interaktion. Handbuch für Bauingenieure: Technik, Organization und Wirtschaftlichkeit. Springer-Verlag, Heidelberg, Germany, 1471–1490, 2012.)

3.3.2.1 Жесткость системы

Для определения переменной внутренней силы необходимо проанализировать контактное давление, которое зависит от соотношения жесткости конструкции и жесткости грунта.

Рисунок 3.4 Качественное развитие деформаций и напряжений одиночного фундамента в зависимости от его нагрузки. а) деформация; (б) контактное давление; (c) изгибающий момент. (Из Катценбаха и др., Baugrund-Tragwerk-Interaktion. Handbuch für Bauingenieure: Technik, Organization und Wirtschaftlichkeit. Springer-Verlag, Heidelberg, Germany, 1471–1490, 2012.)

Рисунок 3.5 Распределение контактного давления для мягких (а) и жестких (б) фундаментов.

Таблица 3.1 Различие между вялым и жестким основанием

К ≥ 0,1	Жесткий фундамент
0,001 ≤ K <0,1	Промежуточный участок
К <0,001	Фундамент Limp

Для фундаментов с мягким разбросом распределение контактного давления соответствует распределению нагрузки.Для жестких оснований возникает нелинейное распределение контактного давления с высокими краевыми напряжениями (рисунок 3.5). Различие между мягким и жестким фундаментом определяется жесткостью системы K согласно Кани, которая является величиной для оценки взаимодействий между конструкцией и фундаментом (уравнение 3.1). Дифференцирование указано в таблице 3.1 [16,21]. Жесткость системы K определяется согласно уравнению 3.2. Он определяется высотой компонента h, длиной l и модулем упругости строительного материала E _B, который заложен в упругом изотропном полупространстве (рисунок 3.6) [16–20]:

где:

E _B	= модуль упругости конструкции [кН / м ²]
I _B	= геометрический момент инерции раскладываемого фундамента [м ⁴]
E _с	= эдометрический модуль упругости грунта [кН / м ²]
б	= ширина развернутого фундамента [м]
л	= длина развернутого фундамента [м]
ч	= высота разложенного фундамента [м]

Рисунок 3.6 Размеры для определения жесткости системы.

Фундаменты с круглым простиранием с высотой элемента h и диаметром d имеют системную жесткость K в соответствии с

При расчете разложенного фундамента обычно используется только жесткость компонента фундамента, чтобы учесть жесткость здания. Жесткость подъемной конструкции учитывается только в особых случаях.

Для слабо разложенных фундаментов (K <0.001) осадка в характерной точке такая же, как осадка жесткого разложенного фундамента (рисунок 3.7). Характерная точка для прямоугольных фундаментов находится на 0,74 полуширины наружу от центра. Для фундаментов с круговым разбросом характерная точка находится на 0,845 радиуса наружу от центра.

Независимо от положения и размера груза жесткие раздвижные фундаменты сохраняют свою форму. Распределение контактного давления имеет сильно нелинейный характер с большими краевыми напряжениями (Рисунок 3.5).

Рисунок 3.7 Характерная точка прямоугольного раскладного фундамента.

Для жестких фундаментов, одинарных фундаментов и ленточных фундаментов большой толщины распределение контактного давления может быть определено по Буссинеску или методом трапеции напряжений [16]. В противном случае необходимы более подробные исследования или достаточно консервативные предположения, которые «на всякий случай».

3.3.2.2 Распределение контактного давления под жестким фундаментом согласно Boussinesq

Основываясь на предположении, что недра моделируется как упругое изотропное полупространство, в 1885 году Буссинеск разработал уравнения, которые в простых случаях можно использовать для твердых оснований [17].

Распределение контактного давления под жестким ленточным фундаментом шириной b определяется уравнением 3.4 (рисунок 3.8). Для эксцентрической нагрузки с эксцентриситетом e Боровицка улучшила следующие уравнения [22]:

Рисунок 3.8 Распределение контактного давления под жестким фундаментом по Буссинеску.

Рисунок 3.9 Распределение контактного давления под жесткими основаниями от центрических нагрузок на упругое изотропное полупространство

Для круглых и прямоугольных фундаментов с жестким разбросом распределение контактного давления можно определить с помощью рисунка 3.9.

На краю разложенного фундамента возникают бесконечно большие напряжения. Из-за предельной несущей способности, обусловленной прочностью грунта на сдвиг, эти пиковые напряжения не могут возникать. Подземный слой пластифицируется по краям фундамента, и напряжения смещаются к центру фундамента [23].

3.3.2.3 Напряжение трапеции

Метод трапеции напряжений — это статически определенный метод, который является самым старым для определения распределения контактного давления. Метод трапеции напряжений основан на теории балок и принципах упругости.

Распределение контактного давления определяется условиями равновесия ΣV и ΣM, без учета деформаций здания или взаимодействия грунта, соответственно. Для расчета грунт упрощается с линейным упругим поведением.Теоретически возможны даже большие краевые напряжения. Обнаружение уменьшения пиков напряжения из-за пластификации невозможно сразу. Все рассуждения основаны на предположении Бернулли о том, что поперечные сечения остаются плоскими.

Сила V является результатом приложенной нагрузки, собственного веса и силы плавучести. Равнодействующая сил и контактных давлений имеет одинаковую линию влияния и одинаковое значение, но указывает в противоположных направлениях. Чтобы определить распределение контактного давления произвольно расположенного основания, уравнение 3.7 используется. Для осей координат используется произвольная прямоугольная система координат, где нулевая точка соответствует центру тяжести подповерхности (рисунок 3.10) [24].

Рисунок 3.10 Система координат контактного давления (метод трапеции напряжений).

Если оси x и y являются главными осями системы координат, центробежный момент I _xy = 0. Уравнение 3.7 упрощается до следующего уравнения 3.8. Если равнодействующая сила V действует в центре тяжести подпочвы, крутящие моменты M _x = M _y = 0. Результатом является постоянное распределение контактного давления в соответствии с уравнением 3.9.

Если эксцентриситет результирующих сил V слишком велик, теоретически возникают растягивающие напряжения, которые не поглощаются подпочвенной надстройкой системы. Возникает открытый разрыв. В этом случае уравнения с 3.7 по 3.9 не применимы, и определение максимального контактного давления выполняется в соответствии со следующим уравнением в сочетании с таблицей 3.2:

Таблица 3.2 Коэффициенты μ для определения максимума контактного давления грунта

0,32	3,70	3,93	4,17	4,43	4,70	4,99
0.30	3,33	3,54	3,75	3,98	4,23	4,49	4,78	5,09	5,43
0.28	3,03	3,22	3,41	3,62	3,84	4,08	4,35	4,63	4,94	5,28	5,66
0.26	2,78	2,95	3,13	3,32	3,52	3,74	3,98	4,24	4,53	4,84	5,19	5,57
0.24	2,56	2,72	2,88	3,06	3,25	3,46	3,68	3,92	4,18	4,47	4,79	5,15	5,55
0.22	2,38	2,53	2,68	2,84	3,02	3,20	3,41	3,64	3,88	4,15	4,44	4,77	5,15	5,57
0.20	2,22	2,36	2,50	2,66	2,82	2,99	3,18	3,39	3,62	3,86	4,14	4,44	4,79	5,19	5.66
0,18	2,08	2,21	2,35	2,49	2,64	2,80	2,98	3,17	3,38	3,61	3,86	4.15	4,47	4,84	5,28
0,16	1,96	2,08	2,21	2,34	2,48	2,63	2,80	2,97	3.17	3,38	3,62	3,88	4,18	4,53	4,94	5,43
0,14	1,84	1,96	2,08	2,21	2,34	2.48	2,63	2,79	2,97	3,17	3,39	3,64	3,92	4,24	4,63	5,09
0,12	1,72	1,84	1.96	2,08	2,21	2,34	2,48	2,63	2,80	2,98	3,18	3,41	3,68	3,98	4,35	4,78
0.10	1,60	1,72	1,84	1,96	2,08	2,21	2,34	2,48	2,63	2,80	2,99	3,20	3,46	3,74	4.08	4,49	4,99
0,08	1,48	1,60	1,72	1,84	1,96	2,08	2,21	2,34	2,48	2,64	2,82	3.02	3,25	3,52	3,84	4,23	4,70
0,06	1,36	1,48	1,60	1,72	1,84	1,96	2,08	2,21	2.34	2,49	2,66	2,84	3,06	3,32	3,62	3,98	4,43
0,04	1,24	1,36	1,48	1,60	1,72	1.84	1,96	2,08	2,21	2,35	2,50	2,68	2,88	3,13	3,41	3,75	4,17
0,02	1,12	1,24	1.36	1,48	1,60	1,72	1,84	1,96	2,08	2,21	2,36	2,53	2,72	2,95	3,22	3,54	3,93
0.00	1,00	1,12	1,24	1,36	1,48	1,60	1,72	1,84	1,96	2,08	2,22	2,38	2,56	2,78	3.03	3,33	3,70
	0,00	0,02	0,04	0,06	0,08	0,10	0,12	0,14	0,16	0,18	0,20	0.22	0,24	0,26	0,28	0,30	0,32
e _b / b

3.3.2.4 Метод модуля реакции земляного полотна

Исторически взаимодействие между грунтом и конструкцией было впервые учтено с помощью метода модуля реакции земляного полотна. Реакция подготовленного земляного полотна в зависимости от изменения формы была сформулирована в девятнадцатом веке Винклером [25].Создан для проектирования железнодорожных путей.

Согласно Винклеру, упругая модель подпочвы, которую также называют полупространством Винклера, является пружинной моделью, где в любой точке контактное давление σ ₀ пропорционально осадке s (уравнение 3.11). Константа пропорциональности k _s называется модулем реакции земляного полотна. Модуль реакции земляного полотна можно интерпретировать как пружину из-за линейного механического подхода к поведению грунта (Рисунок 3.11). Однако этот метод не учитывает взаимодействия между независимыми, подвижными вертикальными пружинами.

где:

σ ₀	= контактное давление [кН / м ²]
с	= осадка [м]
к _с	= модуль реакции земляного полотна [кН / м ³]

Используя теорию изгиба балки, можно описать кривую изгибающего момента для произвольного, бесконечно длинного и упругого ленточного фундамента шириной b, который основан на полупространстве Винклера.

Кривая изгибающего момента ленточного фундамента с жесткостью на изгиб E _b × I определяется как

Двойное дифференцирование уравнения 3.12 дает

Рисунок 3.11 Модель пружины для метода модуля реакции земляного полотна.

Действие q (x) соответствует контактному давлению σ ₀ (x), которое можно описать как

При длине резинки L, заданной как

и исключая s (x), следует уравнение 3.16. Для большого количества граничных условий уравнение 3.16 может быть решено. Для бесконечного длинного ленточного фундамента распределение контактного давления σ ₀ (x), распределение изгибающего момента M (x) и распределение поперечных сил получаются в соответствии с уравнениями с 3.17 по 3.19.

Модуль реакции земляного полотна не является параметром грунта.Это зависит от следующих параметров:

Эдометрический модуль подпочвы
Толщина сжимаемого слоя
Размеры разложенного фундамента

Метод модуля реакции земляного полотна не учитывает влияние соседних контактных давлений. Поэтому он в основном подходит для расчета тонких, относительно слабых фундаментов с большими расстояниями между колоннами. С помощью метода модуля реакции земляного полотна невозможно определить осадки около насыпного фундамента (Рисунок 3.12).

Рисунок 3.12 Распределение осаждений по методу модуля реакции земляного полотна.

3.3.2.5 Метод модуля жесткости

Метод модуля жесткости согласно Ohde (1942) описывает взаимодействие грунта и конструкции более точно, чем метод модуля реакции земляного полотна, поскольку влияние соседних контактных давлений учитывается при оседании произвольной точки разложенного фундамента [19,26 ]. В методе модуля жесткости изгибающий момент смоделированного линейно-упругого растянутого фундамента связан с изгибающим моментом линейно-упругого, смоделированного изотропно смоделированного осадочного желоба.Возникают те же деформации.

На рис. 3.13 показано распределение осадки разложенного фундамента по методу модуля жесткости.

В инженерно-геологической практике фундаментные фундаменты со сложной нагрузкой и геометрическими граничными условиями обычно исследуются с помощью компьютерных программ. В большинстве случаев для статически неопределимой системы уравнений нет замкнутых решений.

Предположение о бесконечном упругом грунте приводит к тому, что теоретически бесконечные большие пики напряжения возникают на краю разложенного основания.Из-за пластифицирующего действия грунта эти пики напряжений в действительности не возникают. Мощные компьютерные программы учитывают это основное механическое поведение почвы.

3.3.3 Геотехнический анализ

В следующем разделе определяется геотехнический анализ устойчивости и пригодности насыпного фундамента в соответствии с действующим техническим регламентом EC 7.

Рисунок 3.13 Распределение осаждений по методу модуля жесткости.

Анализ устойчивости включает

Анализ защиты от потери равновесия из-за опрокидывания
Анализ безопасности против скольжения
Анализ защиты от отказа основания
Анализ безопасности против плавучести

Анализ исправности включает

Анализ поворота фундамента и ограничение открытого зазора
Анализ горизонтальных перемещений
Анализ расчетов и дифференциальных расчетов

3.3.3.1 Анализ защиты от потери равновесия из-за опрокидывания

До сих пор анализ защиты от потери равновесия из-за опрокидывания проводился путем приложения равнодействующей сил ко второй ширине активной зоны. Это означает, что нижняя поверхность разложенного фундамента имеет лишь небольшую часть с открытым зазором. Этот подход описан в [27,28]. Таким образом, результирующая сила в первой ширине сердечника создает напряжение сжатия по всей нижней поверхности разложенного фундамента.

Согласно действующему техническому регламенту, анализ защиты от потери равновесия из-за опрокидывания основан на принципе механики твердого тела. Дестабилизирующие и стабилизирующие силы сравниваются на основе фиктивной наклонной кромки на краю разложенного фундамента:

Расчетное значение дестабилизирующей силы оценивается в соответствии с уравнением 3.21, а расчетное значение стабилизирующего действия оценивается в соответствии с уравнением 3.22:

На самом деле положение наклонной кромки зависит от жесткости и прочности основания на сдвиг. При уменьшении жесткости и уменьшении прочности на сдвиг наклонная кромка перемещается к центру нижней поверхности разложенного фундамента.

Следовательно, самого этого анализа недостаточно. Он был дополнен анализом ограничения открытого зазора, который определен для предельного состояния эксплуатационной пригодности.Согласно [10], результирующая сила постоянных нагрузок должна быть приложена к первой ширине сердечника, а результирующая сила переменных нагрузок должна быть приложена ко второй ширине сердечника (рисунок 3.21).

3.3.3.2 Анализ безопасности против скольжения

Анализ защиты от скольжения (предельное состояние GEO-2) рассчитывается согласно уравнению 3.23. Силы, параллельные нижней поверхности разложенного фундамента, должны быть меньше полного сопротивления, состоящего из сопротивления скольжению и пассивного давления грунта.Если учитывается пассивное давление грунта, необходимо проверить предельное состояние эксплуатационной пригодности в отношении горизонтальных смещений.

где: Rd = RkγR, hRp, d = Rp, kγR, h

Сопротивление скольжению определяется в трех следующих случаях:

Скольжение в зазоре между насыпным фундаментом и нижележащим полностью уплотненным грунтом: 3,24 Rd = Vk⋅tanδγR, ч куда:
V _k = нормативное значение вертикальных нагрузок [кН]
δ = характеристическое значение угла базового трения [°]
Сползание при прохождении щели через полностью уплотненный грунт, например, при устройстве среза фундамента: 3.25 Rd = Vk⋅tanφ ′ + A⋅c′γR, h

где:

В _к	= характерное значение вертикальной нагрузки [кН]
φ ′	= характерный угол трения для грунта под разложенным фундаментом [°]
А	= площадь передачи нагрузки [м ²]
c ′	= характеристическое значение сцепления грунта [кН / м ²]

Скольжение по водонасыщенным грунтам из-за очень быстрой загрузки: 3.26 год Rd = A⋅cuγR, ч

где:

А	= Площадь передачи нагрузки [м ²]
с _u	= характеристическое значение недренированного сцепления грунта [кН / м ²]

Для насыпных фундаментов, которые бетонируются in situ , характеристическое значение угла трения основания δ совпадает с характеристическим значением угла трения φ ‘грунта.Для сборных раздвижных фундаментных элементов характерное значение угла трения основания δ должно быть установлено равным 2/3 φ ′. Характерное значение угла базового трения должно быть δ ≤ 35 °.

Пассивное давление грунта можно рассматривать, если фундамент достаточно глубокий. Из-за горизонтальных деформаций пассивное давление грунта должно быть ограничено до 50% от возможного пассивного давления грунта. По сути, необходимо проверить, существует ли пассивное давление грунта на всех возможных этапах строительства и на этапе эксплуатации фундамента.

3.3.3.3 Анализ защиты от отказа основания

Анализ защиты от разрушения основания гарантируется, если расчетное значение несущей способности R _d больше расчетного значения активной силы V _d. R _d рассчитывается согласно уравнению 3.27. Принципиальная схема выхода из строя опоры раздвижного фундамента представлена на рисунке 3.14.

Сопротивление несущей способности определяется свойствами грунта (плотность, параметры сдвига), размерами и глубиной заделки разложенного фундамента.Подробную информацию можно найти в дополнительном стандарте [29,30]. Характеристическое сопротивление несущей способности R _{n, k} рассчитывается аналитически с помощью трехчленного уравнения, которое основано на моментном равновесии показателя разрушения несущей способности в идеальном пластическом состоянии с плоской деформацией [31]. Трехчленное уравнение несущей способности учитывает ширину фундамента b, глубину заделки фундамента d и сцепление c ‘подпочвы. Все три аспекта необходимо разложить на множители с коэффициентами несущей способности N _b, N _d и N _c:

Рисунок 3.14 Показатель разрушения несущей способности ленточного фундамента 1, Железобетонная стена; 2, площадь; 3, результирующее контактное давление; 4, цокольный этаж; 5, поверхность скольжения, форма зависит от угла трения φ; 6 — пассивная зона Ренкина тела разрушения; 7 — активная зона Ренкина тела разрушения; 8, зона Прандтля тела разрушения.

где:

N _b = N _b0 · v _b · i _b · λ _b · ξ _b
N _d = N _d0 · v _d · i _d · λ _d · ξ _d
N _c = N _c0 · v _c · i _c · λ _c · ξ _c

Плотность γ ₁ описывает плотность грунта над уровнем фундамента.Плотность γ ₂ описывает плотность грунта под уровнем фундамента. Коэффициенты несущей способности N _b, N _d и N _c учитывают следующие граничные условия:

Базовые значения коэффициентов несущей способности: N _b0, N _d0, N _c0
Параметры формы: ν _b, ν _d, ν _c
Параметр для наклона груза: i _b, i _d, i _c
Параметры для наклона ландшафта: λ _b, λ _d, λ _c
Параметры для наклона основания: ξ _b, ξ _d, ξ _c

Параметры коэффициентов несущей способности N _b0, N _d0, N _c0 зависят от угла трения грунта φ ’и рассчитываются согласно таблице 3.3.

Таблица 3.3 Базовые значения коэффициентов несущей способности

Ширина фундамента N _b0	Глубина фундамента Н _d0	Сплоченность N _c0
(N _d0 –1) tan φ	tan2 (45 ° + φ2) ⋅eπ⋅tanφ	Nd0-1tanφ

Таблица 3.4 Параметры формы νi

План	ν _б	ν _д	ν _с (φ ≠ 0)	ν _с (φ = 0)
Полоса	1,0	1,0	1,0	1,0
Прямоугольник	1-0.3⋅б’а ′	1 + b′a′⋅sinφ	vd⋅Nd0-1Nd0-1	1 + 0,2⋅b′a ′
Квадрат / Круг	0,7	1 + грех φ	vd⋅Nd0-1Nd0-1	1,2

Параметры формы ν _b, ν _d, ν _c учитывают геометрические размеры разложенного фундамента.Для стандартной применяемой геометрии параметры формы приведены в Таблице 3.4.

Если необходимо учитывать эксцентрические силы, необходимо уменьшить площадь основания. Результирующая нагрузка должна находиться в центре тяжести. Приведенные размеры a ‘и b’ рассчитываются согласно уравнениям 3.29 и 3.30. Обычно применяется это a> b и a ′> b ′ соответственно. Для насыпных фундаментов с открытыми частями для анализа могут использоваться внешние размеры, если открытые части не превышают 20% всей площади основания.

, где ma = 2 + a′b′1 + a′b ′ и mb = 2 + b′a′1 + b′a ′

Усилия T _k, параллельные уровню фундамента, учитываются параметрами i _b, i _d, i _c для наклона нагрузки. Определение угла наклона груза показано на рисунке 3.15. Определение параметров наклона груза показано в таблицах 3.5 и 3.6. Ориентация действующих сил определяется углом ω (рисунок 3.16). Для ленточного фундамента ω = 90 °.

Рисунок 3.15 Определение угла наклона груза.

Таблица 3.5 Параметр ii для наклона нагрузки, если φ ′> 0

Направление	i _b	i _d	i _c
δ> 0	(1 — тангенс δ) ^{м + 1}	(1 — тангенс δ) ^м	id⋅Nd0-1Nd0-1
δ <0	cosδ · (1-0.04 · δ) 064 + 0,028 · φ	cosδ · (1-0,0244 · δ) 0,03 + 0,04φ	id⋅Nd0-1Nd0-1

Таблица 3.6 Параметр ii наклона нагрузки, если φ ′ = 0

i _b	i _d	i _c
Не требуется из-за φ = 0	1,0	0,5 + 0,51-TkA′⋅c

Наклон ландшафта учитывается параметрами λ _b, λ _d, λ _c для наклона ландшафта.Параметры зависят от наклона откоса β. Наклон откоса должен быть меньше угла трения грунта φ ‘, а продольная ось фундамента должна быть параллельна краю откоса. Определение параметров наклона ландшафта показано на Рисунке 3.17 и Таблице 3.7.

Рисунок 3.16 Угол ω для наклонно действующей нагрузки.

Рисунок 3.17 Эксцентричный, наклонно нагруженный ленточный фундамент на склоне.

Таблица 3.7 Параметры λi для ландшафтного наклона

Корпус	λ _б	λ _г	λ _с
φ> 0	(1 — 0.5 tanβ) ⁶	(1 — tanβ) ^1,9	Nd0⋅e-0,0349⋅β⋅tanφ-1Nd0-1
φ = 0	–	1,0	1–0,4 тангенса β

Таблица 3.8 Коэффициент ξi наклона основания

Корпус	ξ _б	ξ _г	ξ _с
φ> 0	е ^{−0.045 · α · тангенс φ}	e ^{-0,045 · α · тангенс φ}	e ^{-0,045 · α · тангенс φ}
φ = 0	–	1,0	1−0,0068α

Наклон основания учитывается параметрами ξ _b, ξ _d, ξ _c для наклона основания (Таблица 3.8), которые зависят от угла трения φ ‘подпочвы и наклона основания α выкладываемый фундамент.Определение наклона основания показано на рисунке 3.18. Угол наклона основания α положительный, если тело разрушения формируется в направлении горизонтальных сил. Угол наклона основания α отрицательный, если тело разрушения образуется в противоположном направлении. В случае сомнений необходимо провести расследование по обоим неисправным органам.

Прямое применение определенных уравнений возможно только в том случае, если поверхность скольжения сформирована в одном слое грунта. Для слоистых грунтовых условий допускается расчет с усредненными параметрами грунта, если значения отдельных углов трения не отличаются более чем на 5 ° от среднего арифметического.В этом случае отдельные параметры грунта могут быть взвешены в соответствии с их влиянием на сопротивление разрушению при сдвиге. Взвешивание происходит следующим образом.

Рисунок 3.18 Угол наклона основания α.

Средняя плотность связана с процентной долей отдельных слоев в площади поперечного сечения тела разрушения
Средний угол трения и средняя когезия связаны с процентным соотношением отдельных слоев в площади поперечного сечения тела разрушения

Определяющим для поверхности скольжения является средний угол трения φ.Чтобы определить, имеет ли тело разрушения более одного слоя, рекомендуется определить тело разрушения в соответствии с уравнениями 3.32–3.38 (рисунок 3.19). Для простых случаев (α = β = δ = 0) должны применяться уравнения с 3.39 по 3.42.

Рисунок 3.19 Определение тела отказа.

где: sinε1 = -sinβsinφ

, где sinε2 = -sinδsinφ

Для фундаментов, расположенных на уклонах, необходимо учитывать глубину фундамента d ‘(уравнение 3.43) и параметры λ _b, λ _d, λ _c для наклона ландшафта (рисунок 3.20). Кроме того, необходимо провести сравнительный расчет при β = 0 и d ′ = d. Меньшее сопротивление лежит в основе анализа несущей способности при разрушении основания.

Рисунок 3.20 Разложите фундамент на склоне.

3.3.3.4 Анализ защиты от плавучести

Анализ защиты от плавучести (предельное состояние UPL) выполняется с использованием уравнения 3.44. Это уравнение является доказательством того, что чистый вес конструкции достаточно велик по сравнению с подъемной силой воды. Сдвиговые силы (силы трения сбоку) можно учитывать только в том случае, если обеспечивается передача сил. Действующие поперечные силы Т _к могут быть

где:

G _{dst, к}	= постоянная дестабилизирующая вертикальная нагрузка (плавучесть)
γ _{G, dst}	= частичный коэффициент безопасности для постоянной дестабилизирующей нагрузки
Q _{dst, rep}	= репрезентативная переменная дестабилизирующая вертикальная нагрузка
γ _{Q, dst}	= частичный коэффициент безопасности для переменной дестабилизирующей нагрузки
Г _{стб, к}	= постоянная стабилизирующая нагрузка
γ _{G, стб}	= частичный коэффициент безопасности для постоянной стабилизирующей нагрузки
Т _к	= поперечная сила

Вертикальная составляющая активного давления грунта E _{av, k} на подпорной конструкции в зависимости от горизонтальной составляющей активного давления грунта E _{ah, k}, а также угла трения стенки δ _a (Уравнение 3 .45) 3,45 Tk = ηz⋅Eah, k⋅tanδa
Вертикальная составляющая активного давления грунта в стыке недр, например, начинающаяся в конце горизонтального выступа, в зависимости от горизонтальной составляющей активного давления грунта и угла трения грунта φ ′: 3,46 Tk = ηz⋅Eah, k⋅tanφ ′

Необходимо использовать минимально возможное горизонтальное давление на грунт E _{ah, k}. Для расчетной ситуации BS-P и BS-T поправочный коэффициент η _z = 0.80. Для расчетной ситуации BS-A поправочный коэффициент составляет η _z = 0,90. Только в обоснованных случаях сплоченность может быть принята во внимание, но она должна быть уменьшена поправочными факторами. Для постоянных конструкций необходимо определить, что в расчетной ситуации BS-A защита от плавучести дается без каких-либо поперечных сил T _k.

3.3.3.5 Анализ поворота фундамента и ограничения открытого зазора

Обычно предельные состояния эксплуатационной пригодности относятся к абсолютным деформациям и смещениям, а также к дифференциальным деформациям.В особых случаях, например, необходимо учитывать зависящие от времени скорости смещения материала.

Для анализа вращения фундамента и ограничения открытого зазора результирующая статическая нагрузка должна быть ограничена первой шириной сердечника, что означает, что открытого зазора не возникает. Первую ширину сердцевины для фундаментов прямоугольной формы можно определить в соответствии с уравнением 3.47. Для фундаментов с круговым разбросом используется уравнение 3.48. Кроме того, следует гарантировать, что результирующая постоянных нагрузок и переменных нагрузок будет приходиться на ширину второй жилы, поэтому открытый зазор не может возникнуть поперек осевой линии разложенного фундамента.Ширина второй жилы для прямоугольных схем может быть определена в соответствии с уравнением 3.49. Для фундаментов с круговым разбросом используется уравнение 3.50. На Рис. 3.21 показаны ширина первой и второй жилы для прямоугольного фундамента.

Рисунок 3.21 Ограничение эксцентриситета.

Для одинарных и ленточных фундаментов, которые основаны на несвязных грунтах средней плотности и жестких связных грунтах соответственно, несовместимых деформаций фундамента нельзя ожидать при соблюдении допустимого эксцентриситета.

Анализ поворота фундамента и ограничения открытого зазора является обязательным согласно [10], если анализ защиты от потери равновесия из-за опрокидывания выполняется с использованием одной кромки разложенного фундамента в качестве наклонной кромки.

3.3.3.6 Анализ горизонтальных перемещений

Как правило, для насыпных фундаментов анализ горизонтального смещения наблюдается, если:

Анализ безопасности против скольжения выполняется без учета пассивного давления грунта.
Для средне-плотных несвязных грунтов и жестких связных грунтов, соответственно, учитываются только две трети характеристического сопротивления скольжению на уровне фундамента и не более одной трети характеристического давления грунта.

Если эти аргументы не соответствуют действительности, необходимо проанализировать возможные горизонтальные смещения. Следует учитывать постоянные нагрузки и переменные нагрузки, а также нечастые или уникальные нагрузки.

3.3.3.7 Анализ расчетов и дифференциальных расчетов

Определения осадки насыпных фундаментов проводятся в соответствии с [32].Обычно глубина воздействия контактного давления находится между z = b и z = 2b.

Из-за сложного взаимодействия между недрами и сооружением сложно предоставить информацию о приемлемых или дифференциальных оседках для сооружений [33]. На рис. 3.22 показаны коэффициенты повреждения угловой деформации в результате оседания [33–35].

Рисунок 3.22 Критерий повреждения.

Что касается опрокидывания высотных конструкций, анализ защиты от наклона должен проверять, что происходящий опрокидывание безвредно для конструкции [33].Анализ фундаментов прямоугольной формы выполняется в соответствии с уравнением 3.51. Анализ для фундаментов с круговым простиранием выполняется в соответствии с уравнением 3.52.

в уравнениях 3.51 и 3.52:

E _м = Модуль сжимаемости грунта

h _s = Высота центра тяжести над уровнем фундамента

f _r и f _y = коэффициенты наклона

V _d = Расчетное значение вертикальных нагрузок

Более подробную информацию можно найти в [33] и [36].

3.3.3.8 Упрощенный анализ фундаментов распространения в стандартных случаях

Упрощенный анализ разложенного фундамента в стандартных случаях состоит из простого сравнения между сопротивлением основания σ _{R, d} и контактным давлением σ _{E, d} (уравнение 3.53). Для насыпных фундаментов с площадью A = a × b или A ′ = a ′ × b ′ в стандартных случаях может применяться анализ безопасности от сползания и разрушения основания, а также анализ предельного состояния эксплуатационной пригодности.Эти стандартные случаи включают:

Горизонтальная нижняя поверхность фундамента и почти горизонтальный ландшафт и слои почвы
Достаточная прочность грунта на глубину, в два раза превышающую ширину фундамента, ниже уровня фундамента (минимум 2 м)
Никаких регулярных динамических или преимущественно динамических нагрузок; отсутствие порового давления воды в связных грунтах
Пассивное давление грунта может применяться только в том случае, если оно обеспечивается конструктивными или другими процедурами
Наклон равнодействующей контактного давления подчиняется правилу tgδ = H _k / V _k ≤ 0.2 (δ = наклон равнодействующей контактного давления; H _k = характерные горизонтальные силы; V _k = характерные вертикальные силы)
Соблюдается допустимый эксцентриситет результирующего контактного давления
Наблюдается анализ безопасности от потери равновесия из-за опрокидывания

Расчетные значения контактного давления σ _{R, d} основаны на комбинированном исследовании разрушения основания и осадки.Если анализируется только SLS, допустимое контактное давление увеличивается с увеличением ширины разложенного основания. Если анализируется только ULS, допустимое контактное давление уменьшается с увеличением ширины разложенного фундамента. На рис. 3.23 показаны два основных требования для адекватного анализа отказа основания (ULS) и анализа оседания (SLS). Для ширины фундамента, превышающей ширину b _s, допустимое контактное давление снижается из-за оседания.

Расчетные значения контактного давления σ _{R, d} для упрощенного расчета ленточных фундаментов указаны в таблицах. Табличные значения также можно использовать для отдельных фундаментов [10,37,38].

Если уровень фундамента со всех сторон находится более чем на 2 м ниже поверхности, табличные значения могут быть увеличены. Подъем может быть в 1,4 раза больше разгрузки из-за выемки грунта на глубину ≥2 м.

Расчетные значения в таблицах относятся к отдельно стоящему ленточному фундаменту с центральной нагрузкой (без эксцентриситета).Если возникают эксцентрические нагрузки, необходимо проанализировать эксплуатационную пригодность. Для применения текущих значений таблицы важно отметить, что в более ранних редакциях этих таблиц были даны значения характеристик [10].

Упрощенный анализ ULS и SLS ленточных фундаментов в несвязных грунтах учитывает расчетную ситуацию BS-P. Для расчетной ситуации BS-T табличные значения «в безопасности». Табличные значения применимы для вертикальных нагрузок. Промежуточные значения можно интерполировать линейно.Для эксцентрических нагрузок табличные значения могут быть экстраполированы, если ширина b ‘<0,50 м. Между нижней поверхностью фундамента и уровнем грунтовых вод должно быть расстояние. Расстояние должно быть больше ширины b или b 'фундамента. Для применения таблиц для несвязных грунтов должны выполняться требования таблицы 3.9. Краткие формы почвенных групп поясняются в таблице 3.10.

Рисунок 3.23 Максимальное контактное давление σR, d с учетом устойчивости (ULS) и работоспособности (SLS).

Таблица 3.9 Требования к применению расчетных значений σR, d в несвязных грунтах

Группа грунтов по DIN 18196	Коэффициент однородности согласно DIN 18196 C _u	Компактность согласно DIN 18126 D	Степень сжатия согласно DIN 18127 D _Pr	Точечное сопротивление пенетрометра q _c [МН / м ²]
SE, GE, SU, GU, ST, GT	≤ 3	≥ 0.30	≥ 95%	≥ 7,5
SE, SW, SI, GE GW, GT, SU, GU	> 3	≥ 0,45	≥ 98%	≥ 7,5

Коэффициент однородности C _и описывает градиент гранулометрического состава в зоне прохождения фракций 10% и 60% и определяется согласно уравнению 3.54 [39]. Согласно [40], плотность D описывает, является ли грунт рыхлым, средне-плотным или плотным. Плотность D определяется пористостью n согласно уравнению 3.55. Степень сжатия D _pr представляет собой отношение между плотностью проктора ρ _pr (плотность при оптимальном содержании воды) и сухой плотностью ρ _d [41]. Степень сжатия рассчитывается с использованием уравнения 3.56.

Таблица 3.10 Расшифровка почвенных групп

Краткая форма согласно DIN 18196	Длинная форма согласно DIN 18196 на немецком языке	Полная форма согласно DIN 18196 на английском языке
SE	Песок, Enggestuft	Песок с мелкой фракцией
SW	Sand, weitgestuft	Песок с широким распределением зерна
SI	Песок, перемежающийся жест	Песок с прерывистой зернистостью
GE	Kies, enggestuft	Гравий с мелкой фракцией
GW	Kies, weitgestuft	Гравий с широким разбросом по зернистости
СТ	Песок тониг (Feinkornanteil: 5–15%)	Песок глинистый (мелкая фракция: 5–15%)
SU	Песок шерстяной (Feinkornanteil: 5–15%)	Песок илистый (мелкая фракция: 5–15%)
GT	Kies, tonig (Feinkornanteil: 5–15%)	Гравий глинистый (мелкая фракция: 5–15%)
ГУ	Kies, schluffig (Feinkornanteil: 5–15%)	Гравий глинистый (мелкая фракция: 5–15%)

Для упрощенного расчета ленточных фундаментов В таблице 3.11 приведены допустимые расчетные значения контактного давления σ _{R, d} для несвязных грунтов с учетом адекватной защиты от разрушения основания. Если необходимо дополнительно ограничить расчет, необходимо использовать Таблицу 3.12. Для целей таблицы 3.12 поселения ограничиваются 1-2 см.

Допустимые расчетные значения контактного давления σ _{R, d} для ленточных фундаментов в несвязных грунтах с минимальной шириной b ≥ 0.50 м, а минимальная глубина заделки d ≥ 0,50 м может быть увеличена следующим образом:

Увеличение проектных значений на 20% в таблицах 3.11 и 3.12, если отдельные фундаменты имеют соотношение сторон a / b <2 соответственно. a ′ / b ′ <2; для Таблицы 3.11 он применяется только в том случае, если глубина заделки d больше 0,60 × b соответственно. 0,60 × b ′

Таблица 3.11 Расчетные значения σR, d для ленточных фундаментов в несвязных грунтах и достаточная защита от гидравлического разрушения с вертикальным результирующим контактным давлением

Наименьшая глубина заделки фундамента [м]	Расчетное значение контактного давления σ _{R, d} [кН / м ²] в зависимости от ширины фундамента b соотв. б ′
Наименьшая глубина заделки фундамента [м]	0,50 м	1,00 м	1,50 м	2,00 м	2,50 м	3,00 м
0,50	280	420	560	700	700	700
1,00	380	520	660	800	800	800
1.50	480	620	760	900	900	900
2,00	560	700	840	980	980	980
Для зданий с глубиной заделки 0,30 м ≤ d ≤ 0,50 м и шириной фундамента b соотв. b ′ ≥ 0,30 м	210

Таблица 3.12 Расчетные значения σR, d для ленточных фундаментов в несвязных грунтах и ограничение осадки 1-2 см с вертикальной равнодействующей контактного давления

Наименьшая глубина заделки фундамента [м]	Расчетное значение контактного давления σ _{R, d} [кН / м ²] в зависимости от ширины фундамента b соотв. б ′
Наименьшая глубина заделки фундамента [м]	0,50 м	1,00 м	1,50 м	2,00 м	2,50 м	3,00 м
0,50	280	420	460	390	350	310
1,00	380	520	500	430	380	340
1.50	480	620	550	480	410	360
2,00	560	700	590	500	430	390
Для зданий с глубиной заделки 0,30 м ≤ d ≤ 0,50 м и шириной фундамента b соотв. b ′ ≥ 0,30 м	210

Увеличение проектных значений на 50% в таблицах 3.11 и 3.12, если недра соответствует значениям в таблице 3.13 на глубину, вдвое превышающую ширину под уровнем фундамента (минимум 2 м под уровнем фундамента)

Допустимые расчетные значения контактного давления для ленточных фундаментов в несвязных грунтах в таблице 3.11 (даже увеличенные и / или уменьшенные из-за горизонтальных нагрузок) должны быть уменьшены, если необходимо учитывать грунтовые воды:

Снижение проектных значений на 40%, если уровень грунтовых вод совпадает с уровнем фундамента

Таблица 3.13 Требования к увеличению проектных значений σR, d для несвязных грунтов

Группа грунтов согласно DIN 18196	Коэффициент однородности согласно DIN 18196 C _u	Плотность согласно DIN 18126 D	Степень сжатия согласно DIN 18127 931	Точечное сопротивление пенетрометра q _c [МН / м ²]
SE, GE, SU, GU, ST, GT	≤3	≥0.50	≥98%	≥15
SE, SW, SI, GE GW, GT, SU, GU	> 3	≥0,65	≥100%	≥15

Если расстояние между уровнем грунтовых вод и уровнем фундамента меньше, чем b или b ′, оно должно быть интерполировано между уменьшенными и несокращенными проектными значениями σ _{R, d}
Снижение проектных значений на 40%, если уровень грунтовых вод выше уровня фундамента, при условии, что глубина заделки d ≥ 0.80 м и d ≥ b; отдельный анализ необходим только в том случае, если оба условия не верны

Допустимые расчетные значения контрактного давления σ _{R, d} в таблице 3.12 могут использоваться только в том случае, если расчетные значения в таблице 3.11 (даже увеличенные и / или уменьшенные из-за горизонтальных нагрузок и / или грунтовых вод) больше.

Допустимые расчетные значения контактного давления σ _{R, d} для ленточных фундаментов в несвязных грунтах, указанные в таблице 3.11 (даже увеличенные и / или уменьшенные из-за грунтовых вод), должны быть уменьшены для комбинации характеристической вертикали (V _k) и горизонтальные (H _k) нагрузки следующим образом:

Уменьшение на коэффициент (1 — H _k / V _k), если H _k параллельна длинной стороне фундамента и если соотношение сторон a / b ≥ 2 соотв.а ′ / b ′ ≥ 2
Уменьшение на коэффициент (1 — H _k / V _k) ² во всех остальных случаях

Расчетные значения контактного давления, приведенные в таблице 3.12, могут применяться только в том случае, если расчетные значения σ _{R, d}, указанные в таблице 3.11 (даже увеличенные и / или уменьшенные из-за грунтовых вод), больше.

Упрощенный анализ ULS и SLS ленточных фундаментов в связных грунтах предназначен для расчетной ситуации BS-P. Для расчетной ситуации BS-T табличные значения «безопасны».Табличные значения применимы для вертикальных и наклонных нагрузок. Промежуточные значения можно интерполировать линейно. Таблицы приведены для разных типов почв. Краткие формы почвенных групп поясняются в таблице 3.10. Если использовать таблицы 3.14–3.17, можно ожидать осадки 2–4 см. В принципе, таблицы с 3.14 по 3.17 применимы только для типов почвы с зернистой структурой, которая не может внезапно разрушиться.

Расчетные значения σ _{R, d} для ленточных фундаментов в связном грунте приведены в таблицах 3.14–3,17 (даже уменьшенная из-за ширины фундамента b> 2 м) может быть увеличена на 20%, если соотношение сторон a / b <2 соответственно. а '/ Ь' <2.

Таблица 3.14 Расчетные значения σR, d для ленточных фундаментов в иле

Ил (UL согласно DIN 18126) Консистенция: от твердого до полутвердого
Наименьшая глубина заделки фундамента [м]	Расчетные значения σ _{R, d} контактного давления [кН / м ²]
0.50	180
1,00	250
1,0	310
2,00	350
Прочность на сжатие без ограничений q _{u, k} [кН / м ²]	120

Таблица 3.15 Расчетные значения σR, d ленточных фундаментов в смешанных грунтах

Смешанные почвы (СУ , СТ, СТ , ГУ , ГТ * по DIN 18196)*
Наименьшая глубина заделки фундамента [м]	Расчетные значения σ _{R, d} контактного давления [кН / м ²]
	Консистенция
	Жесткий	полутвердое	цельный
0.50	210	310	460
1,00	250	390	530
1,50	310	460	620
2,00	350	520	700
Прочность на сжатие без ограничений q _{u, k} [кН / м ²]	120–300	300–700	> 700

Таблица 3.16 Расчетные значения σR, d ленточных фундаментов в глинистых, илистых грунтах

Глины, илистые почвы (УМ, ТЛ, ТМ по DIN 18196)
Наименьшая глубина заделки фундамента [м]	Расчетные значения σ _{R, d} контактного давления [кН / м ²]
	Консистенция
	Жесткий	полутвердое	цельный
0.50	170	240	490
1,00	200	290	450
1,50	220	350	500
2,00	250	390	560
Прочность на сжатие без ограничений q _{u, k} [кН / м ²]	120–300	300–700	> 700

Таблица 3.17 Расчетные значения σR, d для ленточных фундаментов из глины

Глины, илистые почвы (УМ, ТЛ, ТМ по DIN 18196)
Наименьшая глубина заделки фундамента [м]	Расчетные значения σ _{R, d} контактного давления [кН / м ²]
	Консистенция
	Жесткий	полутвердое	цельный
0.50	130	200	280
1,00	150	250	340
1,50	180	290	380
2,00	210	320	420
Прочность на сжатие без ограничений q _{u, k} [кН / м ²]	120–300	300–700	> 700

Расчетные значения σ _{R, d} для ленточных фундаментов в связном грунте приведены в таблицах 3.14–3,17 (даже увеличенные из-за удлинения) должны быть уменьшены на 10% на метр при ширине фундамента b = 2–5 м. Для фундаментов шириной b> 5 м ULS и SLS должны проверяться отдельно согласно классическому механическому анализу грунта.

3,4 Примеры выкладывания фундаментов из инженерной практики

В последние десятилетия рост плотности населения во всем мире привел к строительству все более высоких высотных зданий. До 1960 года во Франкфурте-на-Майне, Германия, здания в 10–15 этажей считались высотными.В 1961 году было построено первое 20-этажное здание, а в 1969 году была завершена первая 30-этажная башня Commerzbank Tower высотой 130 м. В 1970-х и начале 1980-х годов было построено еще несколько небоскребов высотой 150–180 м. Все они были основаны в очень активном поселении Франкфурт-Клей. Опыт Франкфурта-на-Майне показывает, что окончательные осадки при разложенном фундаменте могут быть в 1,7-2,0 раза больше, чем осадки в конце фазы строительства. Произошли окончательные осадки на 15–35 см [42,43].

Почти все высотные здания, построенные на раздвинутом фундаменте во Франкфурте-Глине, имеют дифференциальные осадки, которые приводят к наклону надстроек [43]. Статистическая оценка измерений показывает, что этот наклон составляет до 20–30% от средней осадки, даже если фундамент нагружен по центру [44]. Дифференциальные осадки возникают из-за неоднородности грунта Франкфурта.

3.4.1 Комплекс высотных зданий Zürich Assurance

Комплекс высотных зданий Zürich Assurance Company во Франкфурте-на-Майне, Германия, строился с 1959 по 1963 год.Он состоит из двух башен высотой 63 м и 70 м соответственно и пристройки высотой до восьми этажей. Весь комплекс состоит из двух подуровней и основан на разложенном фундаменте. Глубина фундамента — 7 м от поверхности. Вид земли показан на рис. 3.24.

Состояние почвы и грунтовых вод типично для Франкфурта-на-Майне. На поверхности — насыпи и четвертичные пески и гравий. На глубине около 7 м ниже поверхности начинается третичная Франкфуртская глина, которая состоит из чередующихся слоев жесткой и полутвердой глины и известняка.На глубине 67 м под поверхностью следует Франкфуртский известняк. Уровень грунтовых вод находится примерно на 5–6 м ниже поверхности.

Измеренные осадки по окончании строительства надстройки составляют около 60% от окончательной осадки (Рисунок 3.25). После окончания строительства расчетная ставка снизилась из-за процесса консолидации. Примерно через 5 лет после окончания строительства поселения заканчиваются примерно на 8,5–9,5 см.

Рисунок 3.24 Вид с земли на комплекс высотных зданий Zürich Assurance.

Рисунок 3.25 Измеренные населенные пункты.

В 2001 и 2002 годах комплекс высотных зданий демонтировали. На его месте сейчас Опернтурм высотой 177 м [45,46].

3.4.2 Западные ворота

Высотное здание Westend Gate (прежнее название: Senckenberganlage) во Франкфурте-на-Майне, Германия, было построено с 1972 по 1974 год (рис. 3.26). Он имеет высоту 159 м и основан на системе разложенного фундамента.В подвале три подуровня. Здание представляет собой офисную башню до 23 этажа. Над офисной частью находится гостиница Марриотт. Почвенные и грунтовые воды аналогичны комплексу высотных зданий Zürich Assurance.

Westend Gate — высотное здание с самыми большими поселениями во Франкфурте-на-Майне [47]. Измеренные осадки здания превышали 30 см из-за сравнительно высокого контактного давления 650 кН / м ². Фундаменты плота устроили только под многоэтажку.Подуровни пристройки заложены на едином фундаменте (рис. 3.27). Для контроля осадки и дифференциальной осадки между элементами фундамента и надстройкой были устроены компенсационные швы. Деформационные швы закрыли после отделки железобетонных стержней. Гибкая стальная конструкция, которая простирается с третьего по 23 этаж, не пострадала от поселений и дифференциальных поселений. Этажи выше 23 этажа построены из железобетонных ячеек сравнительно высокой жесткости.Гидравлические домкраты были установлены между гибкой стальной конструкцией и жесткими бетонными ячейками. Гидравлические домкраты уравновешивают возникающие осадки. Из-за длительного оседания почвы несколько стыков на верхних этажах оставались открытыми до двух лет после строительства [47,48].

Рисунок 3.26 Вестендские ворота.

3.4.3 Серебряная башня

Серебряная башня (ранее Dresdner Bank) во Франкфурте-на-Майне, Германия, имеет высоту 166 м и была построена с 1975 по 1978 год (Рисунок 3.28). Серебряная башня построена на плоту средней толщины 3,5 м. Уровень фундамента находится на глубине 14 м от поверхности. Почвенные и грунтовые воды аналогичны комплексу высотных зданий Zürich Assurance.

Из-за эксцентрической нагрузки на северо-западе под плотом фундамента были установлены 22 подушки давления (рис. 3.29) [42,49]. Напорные подушки имеют размер 5 м × 5 м и состоят из мягкой резины толщиной 3 мм. Перед установкой была проверена герметичность прижимных подушек.Подушки изначально были заполнены водой. Давление внутри подушек регулировалось, поэтому возникали только небольшие дифференциальные осадки. После окончания строительства и наладки многоэтажки воду в подушках заменили строительным раствором.

Рисунок 3.27 Этапы строительства.

Рисунок 3.28 Серебряная башня (левое здание; справа высотное здание Скайпер).

Рисунок 3.29 Гидравлические устройства для регулировки населенных пунктов.

3.4.4 Франкфуртский офисный центр (FBC)

FBC — это высотное здание высотой 142 м во Франкфурте-на-Майне, Германия, которое основано на плотном фундаменте толщиной 3,5 м. Уровень фундамента находится примерно на 12,5 м ниже поверхности. На рис. 3.30 показано высотное здание с юга. Он строился с 1973 по 1980 год. Длительное время строительства было связано с нехваткой инвестиций во время нефтяного кризиса. Почвенные и грунтовые воды аналогичны комплексу высотных зданий Zürich Assurance.

С начала строительства населенные пункты обмерены за 5 лет (рисунок 3.31). Максимальное окончательное оседание составило около 28 см в центральной части многоэтажки [42]. Примерно через 1,5 года после окончания строительства поселения составляли около 70% окончательных поселений. Дифференциальные осадки между высотным зданием и прилегающими зданиями составляют от 9,5 см до 20 см (рисунок 3.32). Наклон многоэтажки составляет около 1: 1350 [50].

Рисунок 3.30 Франкфуртский бюро-центр (FBC).

Рисунок 3.31 Измеренные населенные пункты.

Рисунок 3.32 Поперечный разрез конструкции и обмерные поселения.

3.4.5 Башни-близнецы Deutsche Bank

Башни-близнецы Deutsche Bank во Франкфурте-на-Майне, Германия, имеют высоту 158 м и были построены с 1979 по 1984 год (рис. 3.33). Башни находятся на фундаменте размером 80 м × 60 м и толщиной 4 м. Уровень фундамента находится примерно на 13 м ниже поверхности [51].Почвенные и грунтовые воды аналогичны комплексу высотных зданий Zürich Assurance.

Измеренные осадки от 10 см до 22 см. На рис. 3.34 показаны изолинии населенных пунктов. Чтобы минимизировать влияние башен-близнецов на соседние здания, были установлены гидравлические домкраты (рис. 3.35). Возможное регулирование дифференциала осадки гидравлическими домкратами составляло около ± 8 см.

Рисунок 3.33 Башни-близнецы Deutsche Bank.

Рисунок 3.34 Измеренные населенные пункты.

Рисунок 3.35 Разрез надстройки с гидроцилиндрами.

Список литературы

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (2012): Richtlinie für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen (RStO 12).

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (2009): Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Erdarbeiten im Straßenbau (ZTV E-StB 09).

Deutsches Institut für Normung e.V. (2001): DIN EN ISO 13793 Тепловые характеристики зданий: Тепловое проектирование фундаментов во избежание морозного пучки. Beuth Verlag, Берлин.

Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e.V. (2003): DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie). Beuth Verlag, Берлин.

Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e.V. (2006): Heft 555 Erläuterungen zur DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton. Beuth Verlag, Берлин.

Lohmeyer, G .; Эбелинг, К. (2013): Weiße Wannen einfach und sicher. 10. Auflage, Verlag Bau + Technik, Дюссельдорф, Германия.

Хаак, А .; Эмиг, К.-Ф .. (2003): Abdichtungen im Gründungsbereich und auf genutzten Deckenflächen. 2. Auflage, Ernst & Sohn Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2014): DIN EN 1997-1 Еврокод 7: Геотехническое проектирование: Часть 1: Общие правила. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2010): DIN EN 1997-1 / NA Национальное приложение: Параметры, определяемые на национальном уровне — Еврокод 7: Геотехническое проектирование — Часть 1: Общие правила.Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2010): DIN 1054 Недра: проверка безопасности земляных работ и фундаментов — дополнительные правила к DIN EN 1997-1. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2012): DIN 1054 Недра: проверка безопасности земляных работ и фундаментов — дополнительные правила к DIN EN 1997-1: 2010; Поправка A1: 2012 г. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2009): DIN 4084 Грунт: Расчет разрушения насыпи и общей устойчивости подпорных конструкций.Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2012): DIN 4084 Основание: Расчет общей устойчивости — Приложение 1: Примеры расчетов. Beuth Verlag, Берлин.

Hettler, A. (2000): Gründung von Hochbauten. Эрнст энд Зон Верлаг, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (1974): DIN 4018 Грунт: Распределение контактного давления под плотным фундаментом, анализ. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (1981): DIN 4018, приложение 1 «Недра: анализ распределения контактного давления под плотным фундаментом»; Пояснения и примеры анализа. Beuth Verlag, Берлин.

Буссинеск, M.J. (1885): Application des Potentials à l’Etude de l’Equilibre et du Mouvement des Solides Élastiques. Готье-Виллар, Париж, Франция.

Katzenbach, R .; Зильч, К .; Мурманн, К. (2012): Baugrund-TragwerkInteraktion. Handbuch für Bauingenieure: Technik, Organization und Wirtschaftlichkeit. Springer Verlag, Гейдельберг, Германия, 1471–1490.

Кани, М. (1959): Berechnung von Flächengründungen. Эрнст энд Зон Верлаг, Берлин.

Кани, М. (1974): Berechnung von Flächengründungen, Band 2, 2. Auflage, Ernst & Sohn Verlag, Берлин.

Мейерхоф, Г. (1979): Общий отчет: Взаимодействие грунта и конструкции и основания. 6-я Панамериканская конференция по механике грунтов и проектированию фундаментов, 2–7 декабря, Лима, Перу, 109–140.

Боровицка, Х. (1943): Über ausmittig belastete starre Platten auf elastischisotropem Untergrund.Ingenieur-Archiv, XIV. Band, Heft 1, Springer Verlag, Berlin, 1–8.

Lang, H.J .; Huder, J .; Аманн, П. (2003): Bodenmechanik und Grundbau. 7. Auflage, Springer Verlag, Берлин.

Смолчик, У .; Фогт, Н. (2009): Flachgründungen. Grundbautaschenbuch, часть 3: Gründungen und geotechnische Bauwerke. 7. Auflage, Ernst & Sohn Verlag, Берлин, 1–71.

Винклер, Э. (1867): Die Lehre von der Elastizität und Festigkeit. Verlag Dominicus, Прага, Чехия.

Охде, Дж.(1942): Die Berechnung der Sohldruckverteilung unter Gründungskörpern. Der Bauingenieur 23, Германия, Heft 14/16, 99–107 и 122–127.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2005): DIN 1054 «Недра: проверка безопасности земляных работ и фундаментов». Beuth Verlag, Берлин.

Katzenbach, R .; Болед-Мекаша, Г .; Вахтер, С. (2006): Gründung turmar-tiger Bauwerke. Beton-Kalender, Ernst & Sohn Verlag, Берлин, 409–468.

Deutsches Institut für Normung e.V.(2006): DIN 4017 Грунт: Расчет расчетной несущей способности грунта под фундаментом мелкого заложения. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2006): DIN 4017 Грунт: Расчет расчетной несущей способности грунта под фундаментом мелкого заложения — Примеры расчетов. Beuth Verlag, Берлин.

Прандтль, Л. (1920): Über die Härte plastischer Körper. Nachrichten von der Königlichen Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen. Mathematische Klasse, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2011): DIN 4019 Почва: Анализ оседания. Beuth Verlag, Берлин.

Arbeitskreis Berechnungsverfahrender Deutschen Gesellschaft für Erd- und Grundbau e.V. (1993): Empfehlungen Verformungen des Baugrund bei bauli-chen Anlagen: EVB. Эрнст энд Зон Верлаг, Берлин.

Skempton, A.W .; Макдональд, Д.Х. (1956): Допустимые поселения зданий. Труды Института гражданского строительства, 10 мая, Лондон, Великобритания, 727–783.

Бьеррум, Л. (1973): Допустимые осадки конструкций.Норвежский геотехнический институт, публикация Nr. 98, Осло, Норвегия, 1–3.

Schultze, E .; Мухс, Х. (1967): Bodenuntersuchungen für Ingenieurbauten. 2. Auflage, Springer Verlag, Берлин.

Ziegler, M. (2012): Geotechnische Nachweise nach EC 7 und DIN 1054: Einführung mit Beispielen. 3. Auflage, Wilhelm Ernst & Sohn, Берлин.

Dörken, W .; Dehne, E .; Клиш, К. (2012): Grundbau in Beispielen Teil 2. 5. Auflage, Werner Verlag, Нойвид, Германия.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2011): DIN 18196 Земляные работы и фундаменты: Классификация грунтов для целей гражданского строительства. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (1996): DIN 18126 Почва, исследование и испытания: определение плотности несвязных грунтов для максимальной и минимальной плотности. Beuth Verlag, Берлин.

Deutsches Institut für Normung e.V. (2012): DIN 18127 Почва, исследование и испытание: тест Проктора. Beuth Verlag, Берлин.

Зоммер, Х. (1976): Setzungen von Hochhäusern und benachbarten Anbauten nach Theorie und Messungen.Vorträge der Baugrundtagung в Нюрнберге, Германия, 141–169.

Зоммер, Х. (1978): Messungen, Berechnungen und Konstruktives bei der Gründung Frankfurter Hochhäuser. Vorträge der Baugrundtagung в Дюссельдорфе, Германия, 205–211.

Sommer, H .; Tamaro, G .; ДеБенедитис, К. (1991): Башня Messeturm, фундамент самого высокого здания в Европе. Материалы 4-й Международной конференции по свайным и глубоким фундаментам, апрель, Стреза, Италия, 139–145.

Katzenbach, R .; Леппла, С.; Зайп, М. (2011): Das Verformungsverhalten des Frankfurter Tons infolge Baugrundentlastung. Bauingenieur 86, May, Springer VDI Verlag, Дюссельдорф, Германия, 233–240.

Katzenbach, R .; Леппла, С. (2013): Деформационное поведение глины из-за разгрузки и последствия для строительных проектов в городских районах. 18-я конференция Международного общества механики грунтов и инженерной геологии, 2–6 сентября, Париж, Франция, Vol. 3, 2023–2026.

Katzenbach, R. (1995): Hochhausgründungen im setzungsaktiven Frankfurter Ton.10. Христиан Ведер Коллоквиум, 20 апреля, Грац, Австрия, 44–58.

Моос, Г. (1976): Hochhaus Senckenberganlage во Франкфурте-на-Майне. Ph. Holzmann AG, Technischer Bericht, Франкфурт, Германия, 1–25.

Gravert, F.W. (1975): Ein Beitrag zur Gründung von Hochhäusern auf bindigen Böden. Deutsche Konferenz Hochhäuser, Deutsche Gruppe der Internationalen Vereinigung für Brückenbau und Hochbau, 2–4 октября, Майнц, Германия, 216–224.

Stroh, D .; Katzenbach, R. (1978): Der Einfluss von Hochhäusern und Baugruben auf die Nachbarbebauung.Bauingenieur 53, Springer-Verlag, Berlin, 281–286.

Katzenbach, R .; Bachmann, G .; Болед-Мекаша, Г .; Рамм, Х. (2005): Комбинированные свайно-плотные фундаменты (CPRF): подходящее решение для фундамента высотных зданий. Словацкий строительный журнал, № 3, 19–29.

V _k	= нормативное значение вертикальных нагрузок [кН]
δ	= характеристическое значение угла базового трения [°]