Расчет свайного фундамента
Содержание:
Арматура, требования к ней и расчет
Под фундамент здания обычно берут металлические прутья, класс А III и выше.
Сечения:
- холоднотянутый прут – не меньше трех миллиметров;
- горячекатаный – не менее шести миллиметров.
Сталь должна относиться к классу 15 или выше. Обязательна обработка составами, препятствующими возникновению коррозии.
Возможно применение и арматуры из композитных материалов. Она проще в монтаже, более упругая, более жесткая и не такая пластичная. Преимуществом композита является неподверженность коррозирующим процессам, этот материал хорошо выдерживает вертикальную нагрузку и не образует мостиков холода.
Диаметр прутков и как рассчитать их количество?
Основа арматурного каркаса: вертикальные элементы – ребристые прутки с диаметром 1-1,2 см.
Горизонтальные связующие элементы изготавливаются из монтажной арматуры с сечением в 6-8 мм.
Они необходимы для соединения вертикальных в общую конструкцию.
Верхние концы вертикальных прутьев должны выступать из бетонной смеси на высоту в десять-двадцать сантиметров от уровня заливки. Они требуются для привязки ростверка.
Объем требующихся для процедуры прутьев определяют так: общее значение диаметра их в бетонном основании не должно превышать 0,25 процентов от диаметра столба-основания. Рекомендуемый вариант соотношения диаметров 1 к 25.
Визуально расчет выглядит так:
Бетонная смесь должна обходить арматурный каркас слоем не менее двадцати пяти миллиметров, что позволит защитить металл от коррозии.
Для столбов подойдет и пространственный каркас, в котором прутки между собой соединены вязальной проволокой. Положение фиксируется до начала бетонирования.
Чтобы получить каркас для столба в 20 см диаметром при глубине закладки фундамента в два метра, требуется четыре вертикальных прута. Сечение не менее 10 мм, лучше двенадцать. Шаг для перевязки 50 см, а значит, потребуется четыре места горизонтальных соединений.
Принцип расчета выглядит так:
- количество ребристых прутьев (длина) рассчитывается с учетом припуска в 200 мм, который необходим для проведения привязки ростверка. Получается, что на один столб надо (2+0,2)*4=8,8 метров прутка сечением 10-12 мм;
- для выполнения горизонтальных соединений количество гладкой арматуры рассчитывается перемножением 0,2*4*4=3,2 метра прутка диаметром 6-8 мм;
- чтобы посчитать объем проволоки для вязки каркаса, останется выполнить такое действие 0,3*4*4=4,8 метра.
Получив количество материала, требующегося на один столб, остается только перемножить это на общее число столбов.
Определение несущей способности сваи по грунту Fd и расчетной нагрузки Рсв на одну сваю
Fd — определяется по формуле
Fd = γc(γCRRA+u∑γcffihi) , где
γc = 1 — коэффициент условий работы
сваи в грунте
R =
2319 кПа- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи;
А = 0,352 = 0,123м2 — площадь поперечного сечения сваи;
u =
1,4 м — наружный периметр поперечного сечения сваи;
γCR = γcf = 1 — коэффициенты условий работы
грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи;
hi —
толщина i-го слоя грунта основания,
соприкасающегося с боковой поверхностью сваи;
fi —
расчетное сопротивление i-го
слоя грунта основания, на боковой поверхности сваи.
Fd =
1·(1·2319·0,123 + 1,4(1·45·1,1 + 1·9,2·12,7+ 1·46·0,1) = 395,6 кН.
Расчетная допустимая нагрузка на сваю определяется по формуле:
Рсв = Fd/γк,
где: γк = 1,4 (если Fd
определяется расчетом) — коэффициент надежности.
Рсв =395,6/1,4 = 282,68 кН.
Элементы ковки
Кованые лестницы представляют собой конструкции, в которых присутствуют как основные элементы, так и дополнительные, применяющиеся в основном для украшения.
Декорирование изделия из металла осуществляется с помощью различных по конфигурации деталей:
завитки и волюты;
виноградные листья, грозди и виноградная лоза;
Кованая ажурная лестница. Фото Ковка-ВСЕ
цветы и листья.
Также существуют детали, использующиеся для «маскировки» сварочных соединений: хомуты и накладки.
С помощью каждого элемента кованых лестниц можно добиться определенного восприятия дизайна изделия.
Балясины
Балясины представляют собой вертикальные стойки для перил. Такие элементы выполняют как декоративную, так и защитную функции. Украшение конструкции осуществляется за счет дизайна балясин и многообразия форм детали. Близкое расположение элементов друг к другу обеспечивает небольшое расстояние между деталями, что гарантирует безопасность эксплуатации.
Необходимое оборудование
Оборудование можно подготовить самостоятельно. Сначала подбирается подходящий источник питания. Это может быть батарейка (для обработки изделий небольшого размера) или аккумулятор. Подойдет понижающий блок питания, который выдает на выходе постоянный ток до 12 вольт. Иногда используют инвертор от сварочного аппарата. Подбирается реостат для регулирования силы тока.
Из нейтрального, устойчивого к химически агрессивным веществам материала подбирается широкая и глубокая ванночка. Надо учитывать, что электролитический раствор при гальваническом процессе может нагреваться до девяноста градусов по Цельсию.
Подготавливаются две пластины, которые будут токопроводящими анодами.
Для нагрева ёмкости с электролитом нужен электрический прибор с возможностью плавной регулировки температурного режима. Чаще всего используют подошву утюга или небольшую электроплитку. С их помощью происходит нагрев раствора до необходимой температуры и ускорение реакции.
Химические реактивы необходимо хранить в плотно закупоренной стеклянной посуде. Желательно каждый предмет подписывать.
Потребуются весы для точного измерения массы веществ, поскольку необходимая точность веса компонентов составляет один грамм. Такие весы можно приобрести, а можно сделать самостоятельно, используя вместо гирек старые советские монеты. Вес «желтых» монет точно соответствует их номиналу.
Расчет
Расчетное сопротивление грунта основания
Данные для расчета взяты из СП 22.13330.2011 (Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*).
, где
коэффициент условий работы, принимаемые по таблице 5.4;
коэффициент условий работы, принимаемые по таблице 5.4;
коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта ( и ) определены непосредственными испытаниями, и k = 1,1, если они приняты по таблицам приложения Б;
ширина подошвы фундамента, м;
осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов,
залегающих ниже подошвы фундамента, кН/м3;
осредненное (см. 5.6.10) расчетное значение удельного веса грунтов,
залегающих выше подошвы фундамента, кН/м3;
расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего
непосредственно под подошвой фундамента (см. 5.6.10), кПа;
угол внутреннего трения грунта основания;
коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;
коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;
коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;
Коэффициент, принимаемый равным единице при b < 10 м; kz= z0 ÷ b+ 0,2 при b ≥ 10 м (здесь z0 = 8 м)
глубина заложения фундаментов, м, бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала, определяемая по формуле (5.8);
глубина подвала, расстояние от уровня планировки до пола подвала, м;
Более подробную информацию можно посмотреть: Расчет сопротивления грунта основания
Данные для расчета взяты из приложения В СП 22.13330.2011 (СНиП 2.02.01-83*).
Формула при d ≤ 2:
, где
расчетное сопротивление грунта основания (при d=2м и b=1м), кПа;
коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и
песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, — k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами — k1 = 0,05;
ширина проектируемого фундамента, м;
глубина заложения проектируемого фундамента, м;
ширина фундамента равная 1м (Ro);
глубина заложения фундамента равная 2м (Ro).
Формула при d>2:
, где
расчетное сопротивление грунта основания (при d=2м и b=1м), кПа;
коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и
песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, — k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами — k1 = 0,05;
коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и
песчаными грунтами, — k2 = 0,25, супесями и суглинками — k2 = 0,2 и глинами — k2 = 0,15;
ширина проектируемого фундамента, м;
глубина заложения проектируемого фундамента, м;
ширина фундамента равная 1м (Ro);
глубина заложения фундамента равная 2м (Ro);
расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3.
Определение необходимого числа свай п в свайном фундаменте, размещение их в плане, определение ширины bp и высоты hp ростверка.
Необходимое число свай n на
один погонный метр длины ленточного фундамента определяем по формуле:
d2 —
осредненная грузовая площадь вокруг сваи, с которой передается нагрузка от
собственного веса ростверка, надростверковой конструкции и грунтовой пригрузки
на ростверке.
d = 0,35м
— сторона сваи;
h = 3,2 м —
высота ростверка и надростверковой конструкции, нагрузка от которых не вошла в
расчет при определении ;
γср = 20 кН/м3 — средний удельный вес грунта и бетона над подошвой
ростверка.
Определение
расстояния а между осями свай:
Сваи в составе фундамента должны размещаться на расстоянии, равном (3… 6)
d между их осями. Очевидно, что наиболее экономичным был бы ростверк с
однорядным расположением свай при расстоянии а между их осями, равном 3d=0,9 м.
Но, так как полученное значение а=0,45 м < 0,9 м, приходится принимать
двухрядное расположение свай, с тем, чтобы расстояние между соседними сваями
одного и другого рядов составляло 3d=0,9 м, а по длине ростверка 0,45 м. При
этом расстояние СР между рядами свай определяется из треугольника abc
Расстояние от внешней грани вертикально нагруженной сваи до края
ростверка принимается равным 0,2d + 5 см при двух рядном (d — в см), но
не менее 10 см. Исходя из этого, получаем ширину ростверка
,2d + 5см = 0,2·35 + 5 =
12см.=1,01+2·0,15+2*0,12=1,55 м.
Ширина стены подвала составляет 40 см поэтому окончательно принимается
ширина ростверка1,6м, высота 0,5 м.
Высота ростверка ленточного фундамента должна определяться из условия
продавливания его сваей. Но т.к. свая полностью расположена под стеной подвала,
то продавливание ростверка сваей исключается. Поэтому из конструктивных
соображений и практики строительства оставляем hр = 0,5м.
Полученные размеры ростверка составляют: ширина 1,6 м, высота 0,5 м.
