Несущая способность фундамента: Что такое несущая способность конструкции основания и зачем она нужна

Содержание

Несущая способность фундамента

В качестве основания для любого строительного сооружения традиционно выступает фундамент. От его качества и набора технических характеристик зависит не только прочность и долговечность строения, но и возможность появления дефектов в виде вертикальных и горизонтальных трещин, различных разрушений и деформаций. Чтобы избежать подобного рода неприятностей, необходимо еще на этапе проектирования правильно рассчитать несущую способность возводимого основания.

Расчет несущей способности фундамента необходимо производить как для новых зданий и сооружений на этапе их проектирования для обеспечения прочности и надежности строений, так и для тех, которые нуждаются в укреплении или ремонте.

Исследование грунта – определение исходных параметров

Перед тем, как начинать возводить тот или иной объект, необходимо сформировать проектную документацию, определив свойства и качества грунта, расположенного на стройплощадке. С этой целью проводится комплекс работ с геодезическими исследованиями почвы, в ходе которых могут производиться испытание грунтов, зондами и сваями, исследования среза покрова и опытно-фильтрационные мероприятия. Изыскания преследуют следующие цели:

  • определение деформационных и прочностных показателей слоев грунта;
  • оценка гидрологического состояния и режима территории застройки;
  • изучение рельефа местности;
  • выявление типа грунта и его характеристик;
  • определение наличия грунтовых вод и глубины их залегания;
  • выявление глубины промерзания почвенного покрова;
  • определение степени пучинистости грунта, его подвижности.

Проведение геодезических изысканий в одинаковой мере актуально для определения несущей способности фундаментов на стадии проектирования, а также тех оснований, которые уже построены и по какой-либо причине требуют усиления или же тогда, когда осуществляется строительство нового объекта на имеющееся основание. В ходе работ определяется уровень допустимой нагрузки, которую способен выдержать грунт, представляя собой площадь для возведения основания. Для исследования  выбираются несколько точек, которые расположены в месте строительства фундамента.

Несущая способность грунтов значительно различается и варьируется от 1,0 до 6,0 кг/см2. При этом наиболее благоприятными для строительства считаются песчаные грунты с м различной степенью зернистости, в то время, как просадочные и насыпные грунты и вовсе не подходят для застройки, не имея возможности обеспечить необходимую прочность.

После строительства здания или сооружения любой фундамент дает осадку, которая вызвана утрамбовкой грунта и его сжатием под весом сооружения. При этом основной задачей при определении свойств грунта является выявление его несущих характеристик с целью исключения просадок, которые могут повлечь разрушения, растрескивания и прочие виды деформации основания и здания в целом. Осадка здания, как правило, контролируется специалистами и не должна выходить за пределы допускаемых величин.

В зависимости от определенных в ходе геодезических испытаний характеристик грунта, выбирается наиболее оптимальный вариант конструкции основания. Для устойчивых типов грунта это могут быть ленточные основания, для неустойчивых, влагонасыщенных и глубокопромерзающих – плитные, свайные, свайно-винтовые типы фундаментов.

Для проведения комплекса геодезических работ по определению свойств и нагрузочных возможностей грунта привлекаются специальные организации, имеющие в своем штате специалистов в области геодезии, а также поверенные средства измерения. Проектирование фундаментов производится на основании расчетов несущей способности грунта, произведенных в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83.

Несущая способность основания

По определению, несущей способностью фундамента считается величина максимально допустимой нагрузки, которую сможет выдержать основание без признаков деструкции на конкретном грунте. При этом в расчет принимается масса строительной конструкции, которая зависит от вида используемых строительных материалов, типа кровли, архитектурных особенностей здания и прочих факторов.

В определенной степени на сущую способность основания влияет целый ряд факторов, среди которых:

  • разновидности и характер оказываемых нагрузок в горизонтальной и наклонной плоскости с учетом массы самой подошвы;
  • габариты основания, его характеристики и материал, использованный при строительстве;
  • равномерность распределения нагрузки и центра тяжести здания;
  • форма основания;
  • структура грунта и его свойства;
  • степень однородности грунта;
  • величина заглубления фундамента, его массивность;
  • правильно расположение фактически построенного основания в горизонтальной плоскости;
  • присутствие заглубленных мягких, осадочных пород.

Глубина заложения основания определяется исходя из данных о грунте, а именно информации о степени промерзания почвы, а также от особенностей здания. При наличии подвального или цокольного этажа фундамент будет иметь наибольшую массивность и глубину заложения. В зависимости от региона и погодных условий в зимний период ленточное основание может закладываться на глубину до 3-х метров, чтобы обеспечить максимальную устойчивость и необходимую несущую способность.

При расчете необходимой массивности фундамента необходимо учитывать вид применяемых для строительства стен материалов, вес самого основания, кровли, а также наличие снеговых нагрузок. При этом нагрузки делятся на статические, которые оказывают постоянное воздействие и динамические, меняющиеся в амплитуде. К последним относят людей, которые находятся или проживают в здании. Для устойчивости сооружения фундамент рассчитывается с запасом. 

Наиболее тяжелыми являются строения, стены, которых выполнены из кирпича и железобетона. Помимо массы стен необходимо учесть вес перекрытий и кровли, который принимается в соответствии с табличными значениями из учета среднего значения на квадратный метр. Наибольшую нагрузку оказывают также железобетонные перекрытия, шиферная кровля. В регионах с сильными ветрами, а также для зданий и строений, размещенных на открытой местности, необходимо учитывать при проектировании ветровые динамические виды повторно-кратковременных нагрузок.

Чтобы несущая способность основания с течением времени не снижалась, необходимо предусмотреть гидроизоляцию конструкции. Для этого чаще всего задействуют специальные водоотталкивающие материалы и мастики, которые наносятся на поверхность фундаментных элементов.

Если несущая способность уже готового фундамента не соответствует требуемым значениям, основание подлежит укреплению. Для этого, как правило, используются винтовые, а также свайно-винтовые конструкции, для которых расчет производится по каждой свае в отдельности. При этом имеющееся основание на момент работ подлежит частичному вскрытию. Несущая способность винтовых свай зависит от их размера и вида грунта.

Расчет несущей способности

Фундамент представляет собой разновидность строительной конструкции, которая по своему назначению предназначена для распределения нагрузки от здания на подготовленные слои грунта. В связи с этим при расчете несущей способности основания одним из ключевых параметров является несущая способность имеющегося на участке застройки грунта. Таким образом, определение несущей способности фундамента сводится к расчету минимально возможной величины площади опирания основания на грунт, при которых набор его пространственных параметров останется неизменным и не выйдет за пределы допустимых величин в ходе эксплуатации сооружения. В упрощенном варианте расчет производится по формуле:

В = М/L*G, где:

L – длина ленточного основания (при выборе в пользу данного вида фундамента),

G – несущая способность грунта, определенная в ходе геодезических исследования;

М – масса здания или сооружения с учетом всех видов статических и динамических нагрузок, примененных материалов, проживающих или находящихся людей с учетом коэффициента запаса прочности;

Параметры фундамента и несущая способность

Как выяснилось, габариты основания тесно связаны с таким параметром, как несущая способность фундамента. В связи с этим в ряде проектов могут находить применение комбинированные решения, предусматривающие несколько различных видов оснований. При этом производить расчет несущей способности для каждой отдельной подошвы необходимо индивидуально. По правилам проектирования с россом значения ширины основания возрастет и объем почвы, способной вызвать разрушение конструкции. Поэтому при наличии равномерного грунта основания с меньшим значением ширины являются более устойчивыми. Помимо этого параметр несущей способности зависит от формы основания и примененных в ходе его строительства материалов. Главной задачей проектанта при выборе основания и расчете здания является необходимость равномерного распределения массы сооружения.

Одним из критериев прочности и устойчивости, который оказывает непосредственное влияние на несущую способность любого основания, является глубина заложения фундамента. Глубже размещенные конструкции имеют меньшую склонность к деструкции, чем мелкозаглубленные основания. Это обусловлено свойствами грунтов на различных глубинах, которые обусловлены глубиной их промерзания и степень пучинистости. При строительстве на песчаных грунтах и почвах, в которых присутствует песок в тех или иных объемах, увеличение глубины заложения основания приводит к снижению возможной осадки в процессе эксплуатации и повышению несущей способности. 

В случае если глубина основания выбрана не верно, происходит деформация грунта. Как правило, это выражается в первоначальном укрупнении грунта, расположенного под подошвой с последующим его выходом  виде клиньев по разные стороны основания. В данном случае даже незначительные смещения почвенного покрова могут привести к образованию трещин в основании и разрушению здания. Помимо этого в грунте могут наблюдаться сдвиги и провалы. Разрушить подобным образом фундамент глубокого заложения попросту невозможно. Любые перемещения грунта на глубине могут приводить лишь к локальным его уплотнениям, которые не способны привести к деформационным процессам.

Таким образом, расчет несущей способности фундамента должен учитывать все возможные факторы формы, размера, массы, свойств грунта, чтобы обеспечить надежность основания в течение всего периода эксплуатации здания. Отталкиваясь от полученных данных о свойствах грунта, производится выбор материалов для строительства стен, перекрытий, а также кровли из учета возможностей несущих свойств основания и равномерного распределения массы.

Страница не найдена — ГидФундамент

Содержание статьи1 Определение и назначение2  3 Нормативы4 Параметры4.1 Ширина4.2 Глубина4.3 Угол наклона5 Типы и структура6 Самые распространённые виды отмосток6.1 Бетонная6.2 […]

Содержание статьи1 Функции армопояса из кирпича2 Виды поясов3 Пояс из кирпича под перекрытие4 Кирпичный пояс под мауэрлат5 Гидроизоляция и утепление6 […]

Содержание статьи1 Для кровли1.1 Основные функции1.2 Способы возведения1.3 Геометрические параметры1.4 Правила  армирования2 Для перекрытий3 Общие принципы устройства армопояса3.1 Утепление3.2 Бетонирование3.3 […]

Содержание статьи1 Как избежать работ по выравниванию поверхности2 Инструменты для контроля горизонта3 Основной способ4 Практические советы и рекомендации5 Другие способы […]

Содержание статьи1 Виды  армопояса2 Материалы опалубки для армопояса3 Виды опалубки для армопояса4 Крепление опалубки В технологический процесс устройства монолитного армированного […]

Содержание статьи1 Кирпичные фронтоны2 Требования к материалу3 Завершение кладки3.1 Ровный обрез3.2 Кладка кирпича уступом4 Гидроизоляция под мауэрлат5 Способы крепления мауэрлата5.1 […]

Содержание статьи1 Последствия неправильного выбора арматуры2 Понимание процесса работы арматуры в ленточном фундаменте3 Критерии надёжности4 Виды5 Классификация5.1 Классы5.2 Дополняющие литеры5.3 […]

Содержание статьи1 Виды монолитных лестниц2 Типы и назначение арматуры3 Практические рекомендации4 Особенности расчёта армирования лестницы4.1 Задачи армирования4.2 Угол подъёма4.3 Место […]

Содержание статьи1 Задачи армирования2 Основная функция защитного слоя3 Факторы формирования толщины4 Нормативы и допуски защитного слоя бетона5 Ошибки6 Восстановление защитного […]

Содержание статьи1 Особенности устройства кирпичной фундаментной ленты2 Свойства грунтов3 Выбор конструкции4 Достоинства5 Выбор кирпича для фундамента5.1 Размеры5.2 Маркировка6 Ленточный фундамент7 […]

Страница не найдена — ГидФундамент

Содержание статьи1 Определение и назначение2  3 Нормативы4 Параметры4.1 Ширина4.2 Глубина4.3 Угол наклона5 Типы и структура6 Самые распространённые виды отмосток6.1 Бетонная6.2 […]

Содержание статьи1 Функции армопояса из кирпича2 Виды поясов3 Пояс из кирпича под перекрытие4 Кирпичный пояс под мауэрлат5 Гидроизоляция и утепление6 […]

Содержание статьи1 Для кровли1.1 Основные функции1.2 Способы возведения1.3 Геометрические параметры1.4 Правила  армирования2 Для перекрытий3 Общие принципы устройства армопояса3.1 Утепление3.2 Бетонирование3.3 […]

Содержание статьи1 Как избежать работ по выравниванию поверхности2 Инструменты для контроля горизонта3 Основной способ4 Практические советы и рекомендации5 Другие способы […]

Содержание статьи1 Виды  армопояса2 Материалы опалубки для армопояса3 Виды опалубки для армопояса4 Крепление опалубки В технологический процесс устройства монолитного армированного […]

Содержание статьи1 Кирпичные фронтоны2 Требования к материалу3 Завершение кладки3.1 Ровный обрез3.2 Кладка кирпича уступом4 Гидроизоляция под мауэрлат5 Способы крепления мауэрлата5.1 […]

Содержание статьи1 Последствия неправильного выбора арматуры2 Понимание процесса работы арматуры в ленточном фундаменте3 Критерии надёжности4 Виды5 Классификация5.1 Классы5.2 Дополняющие литеры5.3 […]

Содержание статьи1 Виды монолитных лестниц2 Типы и назначение арматуры3 Практические рекомендации4 Особенности расчёта армирования лестницы4.1 Задачи армирования4.2 Угол подъёма4.3 Место […]

Содержание статьи1 Задачи армирования2 Основная функция защитного слоя3 Факторы формирования толщины4 Нормативы и допуски защитного слоя бетона5 Ошибки6 Восстановление защитного […]

Содержание статьи1 Особенности устройства кирпичной фундаментной ленты2 Свойства грунтов3 Выбор конструкции4 Достоинства5 Выбор кирпича для фундамента5.1 Размеры5.2 Маркировка6 Ленточный фундамент7 […]

Фундамент и несущая способность грунта


 

Прибор для определения несущей способности грунта

При выборе типа и параметров  фундамента для строительства дома необходимо знать несущую способность грунта на строительном участке. В первую очередь исследуется тип грунта, затем определяется его несущая способность.

 

Для чего нужно определять несущую способность

Грунт состоит из твердых частиц и пор, заполненных водой или воздухом. Под действием нагрузки от дома объем грунта меняется за счет изменения объема пор – он уплотняется, а его пористость сокращается. При расчете нагрузок интерес для строителя представляют предельные нагрузки, т.е. нагрузки, увеличение которых приводит к потере устойчивости массива грунта.

Чаще всего нарушенное состояние равновесия приводит к большой осадке грунта  и его выпору из-под фундамента, смещению конструкций. Значительное смещение конструкций губительно для большинства сооружений. Поэтому так важно определить максимально возможную безопасную для грунта нагрузку, которая не нарушит его равновесие.
 

Как определять несущую способность грунта

Осадки фундаментов принято рассчитывать по линейной зависимости между напряжениями и деформациями. В соответствии с рекомендациями СНиП 2.02.01-83* (п. 2.41.) среднее значения давления под подошвой фундамента не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания. В соответствии с п. 2.42. и Приложения 3 СНиП 2.02.01-83*  расчетные сопротивления грунтов основания (R0) определяется по таблице:

Тип грунта

Расчетное сопротивление R0, кг/см2

Крупнообломочные 

Галечниковые (щебенистые) с песчаным заполнителем

6

Галечниковые (щебенистые) с
пылевато-глинистым заполнителем

4 — 4,5

Гравийные (дресвяные) с песчаным заполнителем

5

Гравийные (дресвяные) с
пылевато-глинистым заполнителем

3,5-4

Песчаные 

 

плотные

средней плотности

Крупные

6

5

Средней крупности

5

4

Мелкие маловлажные

4

3

Мелкие влажные и насыщенные водой

3

2

Пылеватые маловлажные

3

2,5

Пылеватые влажные

2

1,5

Пылеватые насыщенные водой

1,5

1

Пылевато-глинистые (непросадочные)

 

сухие

влажные

Супеси (коэффициент пористости 0,5) *

3

3

Супеси (0,7)

2,5

2

Суглинки (коэффициент пористости 0,5)

3

2,5

Суглинки (0,7)

2,5

1,8

Суглинки (1,0)

2

1

Глины (коэффициент пористости 0,5)

6

4

Глины (0,6)

5

3

Глины (0,8)

3

2

Глины (1,1)

2,5

1

Просадочные

 

сухие

влажные

Супеси природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,35 т/м3)

3

1,5

Супеси природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,55 т/м3)

3,5

1,8

Супеси уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,6 т/м3)

2

Супеси уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,7 т/м3)

2,5

Суглинки природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,35 т/м3)

3,5

1,8

Суглинки природного сложения (плотностью в сухом состоянии 1,55 т/м3)

4

2

Суглинки уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,6 т/м3)

2,5

Суглинки уплотненные (плотностью в сухом состоянии 1,7 т/м3)

3

* — коэффициент пористости показывает отношение объема пор к объему твердых частиц. Чем выше значение показателя, тем более рыхлый грунт. Оценить данный показатель самостоятельно можно только с некоторой долей допущения. При этом можно исходить из следующего:  грунт при увлажнении проседает и уплотняется. Так, пучинистый грунт, расположенный ниже глубины промерзания, уплотняется по максимуму. С течением времени его состояние не меняется. При этом грунт, подверженный промерзанию, насыщается влагой и промерзая увеличивается в объеме за счет превращения в лед влаги, находящейся в порах (пучение). Замерзая, вода расширяется сама, и расширяет при этом поры: грунт становится пористым. 


 

Как зависит несущая способность грунта от глубины заложения фундамента

ВАЖНО:  значения R0, приведенные в таблице, определены для фундаментов шириной 1 м и глубиной заложения 2м.  При изменении ширины и глубины заложения фундамента, расчетное сопротивление  (R) вычисляется по формулам:

  • при глубине заложения менее 2 м:

             R R0 * [1 + k1*(– 100)/100] * (d +200)/2*200

  •  при глубине заложения более 2 м:

              R = R0 * [1 + k1 *(b — 100)/100] + k2*g*(d — 200), где

Коэффициент k1 равен:  0,125 — для оснований из крупнообломочных и песчаных грунтов, кроме пылеватых песков; 0,05 – из пылеватых песков, супесей, суглинков и глин;

Коэффициент k2 равен:  0,25 — для оснований из крупнообломочных и песчаных грунтов; 0,2 – из супесей и суглинков; 0,15 – из глин;

g— удельный вес грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кг/см3;

b— ширина фундамента, см. Если подошва фундамента имеет круглое сечение или сечение правильного многоугольника площадью А, то ширина фундамента определяется по формуле  b=квадратный корень из А;

d– глубина заложения фундамента, см.

Как влияет сейсмичность на несущую способность грунта

При необходимости учета вибрационных нагрузок для постройки сейсмостойкого фундамента необходимо принимать во внимание, что при одновременном действии на грунт нагрузок от дома и вибраций происходит снижение прочности грунта, он приобретает свойства псевдожиткого состояния. Поэтому для учета возможного воздействия сейсмических нагрузок значение расчетного сопротивления делится на 1,5.

Подбор типа и параметров фундамента с учетом несущей способности грунта основания позволит избежать деформаций и смещений дома.

Что такое несущая способность: как ее определить?

Что такое несущая способность?

Несущая способность конструкций – это возможность конструкции воспринимать нагрузки. Определять несущую способность конструкций необходимо при наличии визуальных дефектов, проблемах эксплуатации здания, а также при наступлении регламентированного срока обследования здания.

В здании есть разные конструкции и у большинства из них имеется своя несущая способность. Несущая способность конструкций здания закладывается при его проектировании в соответствие с назначением каркаса здания. Определяется прежде всего способность конструкций нести нагрузки. Эти заложенные в проекте цифры и называются несущей способностью и при строительстве и дальнейшей эксплуатации собственник и эксплуатирующая компания в первую очередь должны руководствоваться этими данными.

Однако, будучи используемым, любое помещение и здание подвергается нормативным и дополнительным нагрузкам, которые со временем могут изменить несущую способность как отдельных конструкции здания, так и общего каркаса здания. С течением времени и нарушением правил эксплуатации могут образоваться видимые и невидимые дефекты конструкций, которые становятся сигналом, что здание находится в предаварийном или аварийном состоянии. Поэтому определение несущей способности здания и отдельных конструкции – один из главных этапов в обследовании здания.

Что такое несущая способность?

  • Определение качества материала
  • Определение прочностных характеристик

Несущая способность грунта

Грунт – это нулевой цикл, на котором располагаются конструкции здания. Именно поэтому исследование состава грунта и его несущей способности производится в неразрывной связке с обследованием фундамента. Если грунт слабый, это значит, что для его укрепления понадобятся сваи. Если грунт более устойчивый и плотный, то здание может опираться на колонны и на подстаканники для колон или ленточный фундамент для стен. То есть грунт на прямую влияет на выбор фундамента.

Работы по определению несущей способности грунта осуществляет инженер-геолог в составе предпроектных изысканий. Проектировщики выдают полный набор данных по физико-химическому состоянию грунта. Это и будет несущей способностью грунта. Для расчета несущей способность фундамента, можно брать грунт не глубокого заложения, а тот который находится под подошвой – конкретно тот, на который будет опираться фундамент. В связке грунт – фундамент первый имеет более слабый вес, чем второй.

Исследование грунта производит лаборатория. Определяются тип, влажность и плотность грунта. Это основные параметры, необходимые для расчетов несущей способности. Важно понимать, что это не геологические изыскания, которые по своему составу, срокам и стоимости будут серьезнее.

Примеры обследования несущей способности грунта

Объект с проблемами фундамента. Снаружи видно, что отмостка (площадка, примыкающая к фасаду, защищающая фундамент от попадания осадков) просела так, что было видно начало фундамента и отсутствующий под ним грунт. В данном случае проводилось исследование грунта на влажность. Были подозрения, что коммуникационные трубы промывали грунты. Лаборатория в этом случае помогла определить причины, почему это происходило. Увлажнённость грунтов подтвердила подозрения о причине проблемы.

Для предотвращения таких случаев необходимо периодически делать осмотр здания и по отмостке делать вывод о том, есть ли подмывания грунта.

Было обследование, когда к нам обратились по выяснению причин трещины на 3 этаже. Подозрения пали на фундамент. Наши специалисты прошли с георадаром по подвальным помещениям и по отмостке. По результатам обследования выяснилось, что угол здания висит: под ним вообще не было грунта. Это и стало основной причиной трещины и крена, обнаруженных на 3 этаже.

Профилактикой таких ситуаций в идеале должна заниматься служба эксплуатации, которая есть в каждом здании. В ее обязанности входит регулярный осмотр здания и выявление проблем, если они имеются. В случае обнаружения проблем приглашаются специализированные организации. Если дефект имеет незначительный характер, можно ограничиться только наблюдением. Если дефект более серьезный и может влиять на несущую способность, на возможность нести нагрузку, то необходимы более серьезные обследования с привлечением лаборатории, обследованием материалов, армирования.

Фотографии обследования грунта

Несущая способность фундамента

Грунт – основание, на котором строится здание. А фундамент – это элемент, конструкция здания. Несущая способность фундамента зависит от прочности основного материала (камень, монолит), внешних дефектов, влияющих на несущую способность, проектных расчетов и армирования по результатам вскрытия. Конечно, можно сделать выводы только по проектным данным, но, как правило, проекты здания часто теряются, а еще чаще при строительстве могут быть отступления от проекта. Новое обследование определяет именно фактическое состояние конструкций здания на данный момент (фактическое армирование, несущую способность). Проект – это идеальный вариант здания, а в реальности необходимо учесть все внешние погрешности при строительстве и влияние времени.

Любые трещины, просадка отмостки, вынимания на фасад могут стать причиной того, что необходимо проверить фундамент. Любое движение по основанию фундамента рано или поздно выявится и на верхний конструкциях. По косвенным признакам даже визуально можно судить о состоянии фундамента. Мы делаем осмотр по большой зоне, в том числе обходим верхние и нижние этажи. Только в таком случае мы можем получить наглядную картину по фундаменту.

Фотографии обследования фундамента

Несущая способности конструкций перекрытия: балки, плиты

Перекрытие – это обычно совокупность нескольких элементов конструкции. К конструкциям перекрытия относятся сама плита перекрытия, диски перекрытия, балки. Балка как элемент перекрытия – это то, на что опирается перекрытие. Перекрытие в общем смысле – то, что находится между этажами.

Для определения несущей способности специалист должен сделать внешний осмотр здания на наличие дефектов и осмотр конструкции, на которые опирается перекрытие. В конструкции здания входят как вертикально, так и горизонтально несущие конструкции. К горизонтальным относятся балки, плиты, диски. К вертикальным – стены дома, колонны, столбы. При этом горизонтальные конструкции несут большую нагрузку.

Балки – конструкции, которые устанавливаются в зданиях с колоннами. В современных домах основной материал, из которых изготавливают балки, — бетон. В старых домах балки могут представлять из себя смесь железных профилей, деревянных лагов, асфальтобетона. И тогда основной задачей специалиста по обследованию зданий становится исследовать состав перекрытия для определения того, несут ли конструкции ту же нагрузку или со времени несущая способность здания изменилась.

Полезная нагрузка на перекрытие для жилых, офисных и других помещений на несущие конструкции обычно указывается с запасом, что предотвращает серьезные последствия при перезагрузке. Однако это, конечно, не означает, что надо игнорировать необходимость обследования.

Фотографии обследование конструкций перекрытия

Несущая способность колонн и столбов

Колонны – вертикальные несущие конструкции. У колонн обычно отдельный фундамент в виде подстаканников. Чем больше здание, тем глубже залегают и колонны. Колонны могут быть сделаны из железобетоны, монолита. Столбы – это каменные, кирпичные конструкции. Столбы обычно строились в старых 2-3 этажных зданиях. По большому счету столбы и колонны отличаются лишь материалом, из которого они сделаны.

Фотографии обследование колонн и столбов

Несущая способность кровли

Кровля – это, проще говоря, крыша. Если кровля плоская, то перекрытие будет называться покрытием. В основном кровля воспринимает снеговую нагрузку. Особенность определения несущей способности кровли – это сложность обследования при скатной крыше. Если крыша плоская, то в здании обязательно предусмотрен вход на нее. Если в проекте не предусматривалось эксплуатировать кровлю, то скорей всего плита кровли обладает меньшей несущей способностью, чем внутри перекрытия внутри здания. И это вполне логично, так как крыша рассчитана на более низкие нагрузки.

Фотографии обследования кровли

Несущая способность фасада

Фасад может быть как несущим элементом здания, так и не несущим. Он может навешиваться на колонны, у которых должна рассчитываться и проектироваться несущую способность. Фасад также может стоять на отдельной фундаменте, как пристройка. Тогда он самонесущий, хотя на этажах, конечно, будет примыкает к зданию.

Фотографии обследование несущей способности фасада

Какими должны быть специалисты по обследованию несущей способности конструкций здания?

Специалист, занимающийся обследованием зданий, должен быть квалифицированным и обладать соответствующим опытом. Хороший инженер должен уметь определять потенциальные причины дефектов по первичному визуальному обследованию и предположить, в чем заключается основная проблема. Компания, занимающаяся обследованиями здания, обязательно должна иметь необходимые допуски СРО.

Как мы будем с вами работать

1Оформление заявки

2Полноценная консультация от профессионалов:

  • анализ исходных документов;
  • определение стоимости и сроков выполнения работ;
  • составление коммерческого предложения на основании исходных данных, предоставленных Заказчиком.

3Составление договора и внесение аванса

Вы можете ознакомиться со стандартной формой договора на лабораторные испытания.

Скачайте типовой договор

4Полный комплекс обследования и лабораторных испытаний

  • Выезд специалистов на объект;
  • Проведение испытаний в полевых и лабораторных условиях;
  • Анализ полученных данных;
  • Составление Протокола испытаний и технического отчета

5Передача готовой документации заказчику, оплата работ по договору

  • Передача Заказчику Протокола испытаний;
  • Ознакомление заказчика с полученными документами;
  • Подписание закрывающих документов по договору;
  • Внесение Заказчиком окончательного платежа на расчетный счет Исполнителя.

Получите коммерческое предложение на услугу

Определение несущей способности фундамента — Строительная экспертиза

Определение несущей способности фундамента[]
Определение несущей способности фундамента[]
Определение несущей способности фундамента, расчет несущей способности фундамента[]

Расчет несущей способности фундамента

При составлении расчетной схемы фундамента использовалась представленная копия существующего поэтажного плана здания.

Нагрузка на колонну от покрытия и перекрытия:

  • На крайние колонны: 1240х6х3.55=26412 кг
  • На средние колонны: 1240х6х5.93=44119 кг
  • Нагрузка от колонны: 87х9.5=827 кг
  • Нагрузка от стеновых сендвич-панелей: 25.5х6х9=1377 кг
  • Нагрузка от существующего фундамента: 1.5х2500х0.4=1500 кг
  • Нагрузка от транспорта: 1750/1.75=1000 кг/м
  • Нагрузка от конструкции пола и временная длительная нагрузка: (120+400)х1х1=520 кг

Общая нагрузка на фундамент:

  • На крайние колонны: N=26412+827+1377+1500+1000+520=31636 кг
  • На средние колонны: N=44119+827+1500+520= 46966 кг

Среднее давление под подошвой фундамента с учетом коэффициента надежности по ответственности здания gn=1.0 (ст. 16, п. 7 ФЗ от 30.12.2009 N 384-ФЗ):

  • На крайние колонны: r=N/b=31636/(0.4х1)=79090 кг/м2=79.09 т/м2
  • На средние колонны: r=N/b=46966/(0.4х1)=117415 кг/м2=117.415 т/м2
  • Предварительное расчетное сопротивление Ro=150 кПа (табл. В.9 СП 22.13330.2011)

На крайние колонны:

Тип фундамента Столбчатый на естественном основании

1. Исходные данные:

  • Тип расчета: Проверить заданный
  • Способ расчета: Расчет основания по деформациям
  • Способ определения характеристик грунта: Фиксированное R
  • Конструктивная схема здания: Жёсткая при 1.5<(L/H)<2.5
  • Наличие подвала: Нет
  • Исходные данные для расчета – 150 кПа
  • От подошвы до кровли расчетного слоя грунта (hg) 1.5 м
  • Высота фундамента (H) 1.5 м b= 1 м, a= 0.4 м
  • Глубина заложения фундамента от уровня планировки (без подвала) (d) – 1.5 м
  • Усредненный коэффициент надежности по нагрузке – 1.15

2. Выводы:

  • По расчету по деформациям коэффициент использования K= 0.72
  • Расчетное сопротивление грунта основания 150 кПа
  • Максимальное напряжение в расчетном слое грунта в основном сочетании 107.61 кПа
  • На средние колонны:
  • Тип фундамента Столбчатый на естественном основании

1. Исходные данные:

  • Тип расчета: Проверить заданный
  • Способ расчета: Расчет основания по деформациям
  • Способ определения характеристик грунта: Фиксированное R
  • Конструктивная схема здания: Жёсткая при 1.5<(L/H)<2.5
  • Наличие подвала: Нет
  • Исходные данные для расчета – 150 кПа
  • От подошвы до кровли расчетного слоя грунта (hg) 1.5 м
  • Высота фундамента (H) 1.5 м b= 1 м, a= 0.4 м
  • Глубина заложения фундамента от уровня планировки (без подвала) (d) – 1.5 м
  • Усредненный коэффициент надежности по нагрузке – 1.15

2. Выводы:

  • По расчету по деформациям коэффициент использования K= 0.88
  • Расчетное сопротивление грунта основания 150 кПа
  • Максимальное напряжение в расчетном слое грунта в основном сочетании 132.58 кПа

Вывод: несущая способность существующих фундаментов от предварительных проектируемых нагрузок обеспечена. Однако обращаем на Ваше внимание, что для окончательного определения несущей способности фундамента необходимо выполнить геодезические изыскания и разработать проектную документацию. В связи с конструктивной особенностью проектирования баз наружных колонн возникнет необходимость местного увеличения ширины фундамента или устройства нового фундамента в местах опирания стальных колонн в рамках существующих фундаментов.

Пример 6.2. Расчет основания фундамента по несущей способности

Опубликовал admin | Дата 8 Ноябрь, 2018

 

 

Требуется проверить основание под фундамент по несущей способности.

На фундамент действуют силы: вертикальная Fv = 260 кН и горизонтальная Fh = 70 кН, а также момент М = 60 кНм. Размеры фундамента: b × l = 1,8 × 1,9 м. Глубина заложения фундамента: d = 1,4 м. Сооружение относится ко 2 классу надежности.

spravkidoc.ru

В основании залегает суглинок со следующими характеристиками:

γ = γ’ = 17,2 кН/м3; IL = 0,4; φ1 = 20°; с1 = 13 кПа.

Решение

Эксцентриситет приложения нагрузки:

e = M/Fv =  60/260 = 0,23 м.

Приведенная ширина фундамента по формуле:

b’ = b — 2eb = 1,8 — 2× 0,23 = 1,34 м.

Приведенная длина фундамента по формуле:
l’ = l = 0,9 м.

Отношение приведенной длины фундамента к его проведенной ширине:

η = l’/ b’ = 0,9 / 1,34 = 0,67.

при η < 1 для расчета коэффициент принимается η = 1.

Коэффициент ξγ по формуле:
ξγ = 1 — 0,25/η = 1 — 0,25/1,0 = 0,75.

Коэффициент ξq  по формуле:
ξq = 1 + 1,5/η = 1 + 1,5/1,0 = 2,5.

 

Коэффициент ξc  по формуле:
ξc = 1 + 0,3/η = 1 + 0,3/1,0 = 1,3.

Проверка условия: tg δ < sim φ1; 0,27 < 0,34 — условие выполнено, следовательно, возможно вести дальнейший расчет по формуле.

В случае, если условие не выполняется, то формула применяться не может. В этом случае необходимо производить расчет по схеме плоского сдвига.

Коэффициент Nγ = 0,82.

Коэффициент Nq = 3,64.

Коэффициент Nc = 7,26.

Вертикальная составляющая силы предельного сопротивления основания по формуле:

Nu = b’l'(Nγξγb’γ1 + Nqξqb’γ1‘d + Ncξcb’c1)

Nu = 1,34×0,9(0,82×0,75×1,34×17,2 + 3,64×2,5×17,2×1,4 + 7,26×1,3×13) = 429 кН.

Коэф. надежности по назначению γn = 1,15.

Коэф. условий работы грунта γc = 0,9.

Проверка условия: F ≤ γcFun;

260 кН < 0,9×429/1,15 = 335,7 кН — условие выполнено, несущей способности основания достаточно.

 

 

Примеры:

 

Несущая способность — Несущая способность фундамента — это максимальная нагрузка, которая может быть приложена к фундаменту до разрушения или неконтролируемых деформаций.

Для ясности: не существует единой «несущей способности» для заполнения. Несущая способность неглубокого фундамента, возведенного на насыпи или в насыпи, может быть определена путем изучения конкретных параметров:

  • габариты фундамента;
  • глубина фундамента;
  • толщина и сопротивление сдвигу слоя заполнения;
  • естественный грунт фундамента, если он находится в зоне влияния фундамента; и
  • уровень грунтовых вод.

Проверить несущую способность грунта для неглубокого фундамента или штабеля контейнеров можно легко, и это редко приводит к проблемам несущей способности, при условии, что толщина слоя заполнения достаточно велика, чтобы предотвратить пробойный желоб или другие виды отказов.

Для временных условий во время строительства свежий заполняющий материал должен выдерживать строительные конструкции и оборудование. Влажные связные почвы особенно склонны к быстрому размягчению и поэтому могут не выдерживать колесные или гусеничные транспортные средства, то есть участок легко превращается в болото.Очень важно проверять проходимость свежей засыпки.

Несущая способность может стать проблемой, если грунт состоит из связного мелкозернистого материала.

В принципе можно использовать недренированный предел прочности на сдвиг; хотя инженер-геотехник должен использовать свое «инженерное мнение», чтобы решить, когда использование восстановленной недренированной прочности на сдвиг будет более подходящим вариантом. Это может произойти, когда почва будет сильно нарушена производственными работами или движением транспорта.

Зонное испытание под нагрузкой

Прямой метод проверки несущей способности в полевых условиях — это выполнение испытания под зонной нагрузкой (ZLT), которое, по сути, представляет собой испытание под нагрузкой на большую пластину (PLT). В таком испытании основание с более реалистичными размерами (например, плита размером 3 на 3 метра) нагружается до расчетной нагрузки или более, при этом отслеживается поведение осадки.

Фактический коэффициент безопасности по отношению к предельному состоянию можно проверить с помощью расширенных процедур нагрузки.Также возможно прогнозирование долгосрочного поведения путем экстраполяции осадки, измеренной в течение 24-часового или даже 48-часового интервала времени.

Когда используются испытания зонной нагрузкой, спецификации часто требуют, чтобы осадка при расчетной нагрузке была ограничена определенным долгосрочным оседанием (например, 25 мм). Фактически, это косвенная характеристика несущей способности, поскольку ограниченная осадка может быть гарантирована только при соблюдении несущей способности.В этом случае коэффициент запаса прочности по несущей способности не указывается.

Модели для коэффициентов безопасности

В случае выбора коэффициента безопасности допустимые деформации определяются косвенно. В принципе, меньший запас прочности приводит к большим деформациям. Общий больший коэффициент безопасности против потери несущей способности обычно приводит к конструкции, в которой деформации остаются ограниченными в пределах общепринятых допустимых значений. Однако, когда деформации менее важны, может быть приемлем меньший коэффициент безопасности.

Модели

, известные как методы конечных элементов, используются для проверки несущей способности, но даже в этом случае трудно определить максимальную нагрузку, которая может быть приложена к фундаменту с заданными размерами. По сути, методы конечных элементов — это метод, при котором поведение грунта при напряжении и деформации моделируется настолько реалистично, насколько это возможно. Однако отказ происходит, если деформации становятся неконтролируемыми, и это не может быть смоделировано с помощью стандартного программного обеспечения для методов конечных элементов.

Как правило, выбираются размеры и уровень фундамента и прикладывается расчетная нагрузка.Затем рассчитывается запас прочности до тех пор, пока деформации не станут нереально большими из-за нестабильности системы.

В качестве альтернативы, нагрузка на фундамент может быть увеличена до тех пор, пока не произойдет разрушение, с использованием фактических расчетных характеристик прочности на сдвиг для слоев грунта в модели.

Такой анализ отказов с использованием методов конечных элементов требует дополнительного внимания, поскольку в соответствии с применимыми стандартами для постоянных и динамических нагрузок применяются разные коэффициенты нагрузки соответственно.

Несущая способность грунта — Диаграмма давления подшипника

Помимо обеспечения ровной платформы для опалубки или кирпичной кладки, опоры распределяют вес дома, чтобы почва могла выдержать нагрузку. Нагрузка распространяется внутри самого основания под углом примерно 45 градусов, а затем распространяется в почве под более крутым углом, больше похожим на 60 градусов от горизонтали.

По мере расширения нагрузки под опорой давление на почву уменьшается. Грунт непосредственно под основанием принимает наибольшую нагрузку, поэтому его следует тщательно утрамбовать.

Найдите ближайших подрядчиков по изготовлению плит и фундаментов, которые помогут с вашими опорами.

Поскольку нагрузка распределяется, давление на почву наибольшее прямо под опорой. К тому времени, когда мы опускаемся ниже основания на расстояние, равное ширине основания, удельное давление на грунт упадет примерно наполовину. Спуститесь еще раз на ту же дистанцию, и давление упадет на две трети. Так что почва прямо под основанием является наиболее критичной и, как правило, наиболее подверженной злоупотреблениям.

Когда мы выкапываем опоры, зубья ведра взбалтывают почву и подмешивают в нее воздух, уменьшая ее плотность. Также грунт с насыпи может попасть в траншею. Рыхлый грунт имеет гораздо меньшую несущую способность, чем исходный.

Вот почему так важно уплотнять дно траншеи. Используйте уплотнитель с виброплитой для песчаных или гравийных грунтов и уплотнитель с прыгающим домкратом для ила или глины (дополнительные сведения об оборудовании для уплотнения см. В этом руководстве по грунтовому основанию и грунтовому основанию).Если вы не уплотняете эту почву, вы можете получить 1/2 дюйма заселения всего на первых 6 дюймах почвы.

Если вы копаете слишком глубоко и заменяете почву для восстановления качества, вы добавляете обратно почву, которая расширилась на 50%. Под нагрузкой он снова уплотняется и вызывает оседание. Поэтому, когда вы заменяете материал в траншее, тщательно уплотняйте его или используйте крупный гравий. Гравий размером полтора дюйма или больше практически самоуплотняется при его укладке. Под весом деревянного дома он не осядет в значительной степени.

Узнайте, как перекрывать мягкие участки почвы.

Таблица грузоподъемности грунта

Класс материалов Несущее давление
(фунтов на квадратный фут)
Кристаллическая коренная порода 12 000
Осадочные породы 6 000
Песчаный гравий или гравий 5 000
Песок, илистый песок, глинистый песок, илистый гравий, и глинистый гравий 3 000
Глина, песчанистая глина, илистая глина, ил глинистый 2 000

Источник: Таблица 401.4.1; Кодекс CABO для проживания одной и двух семей; 1995.

Свойства почвы и подшипник

Тип и плотность естественной почвы также важны. Международный Строительный Кодекс, как и Кодекс CABO до него, перечисляет предполагаемую несущую способность для различных типов грунтов. Очень мелкие почвы (глины и илы) обычно имеют меньшую емкость, чем крупнозернистые почвы (пески и гравий).

Однако некоторые глины или илы имеют более высокую несущую способность, чем значения в кодовых таблицах.Если вы проведете испытание почвы, вы можете обнаружить, что у вас более плотная глина с гораздо более высокой несущей способностью. Механическое уплотнение почвы также может повысить ее несущую способность.

Определение несущей способности на объекте

Проверить плотность почвы в траншее для фундамента с помощью пенетрометра. Несущая способность вашей почвы поможет вам определить, нужен ли вам неглубокий или глубокий фундамент. Прочность грунта непосредственно под основанием, где сосредоточены нагрузки, имеет решающее значение для производительности фундамента.

Вы можете получить довольно хорошее представление о несущей способности грунта на дне траншеи, используя ручной пенетрометр. Это карманное устройство представляет собой подпружиненный зонд, который оценивает давление, которое может выдержать почва, и откалиброван для получения показаний в тоннах на квадратный фут. Один из них должен быть у каждого подрядчика и строительного инспектора. Это поможет вам избежать множества неприятностей.

Несущая способность грунта фундамента | Анализ стен | GEO5

Несущая способность грунта фундамента

class = «h2″>

Контрольный анализ несущей способности грунта фундамента учитывает силы, полученные от всех уже выполненных проверок общей устойчивости конструкции (теория предельных состояний, запас прочности).Для этого используются следующие соотношения:

Обычно форма контактного напряжения в основании основания считается постоянной при уменьшенной длине основания.

Трапецеидальная форма напряжения требуется в соответствии с некоторыми стандартами. В этом случае проверка выполняется для максимального значения σ max .

0

0

— допустимый эксцентриситет (это значение определяется в рамке « Настройки » на вкладке «Анализ стены»)

где:

N

нормальная сила, действующая в основании основания

ширина каблука

e

макс.Эксцентриситет нормальной силы

R d

Несущая способность грунта фундамента

e alw

Для расчета несущей способности грунта фундамента (в случае принятия мелкого фундамента под стеной) программа позволяет Мы можем рассчитать расчетную или служебную нагрузку , которая действует в центре основания основания.При передаче данных и результатов в программу « Spread Footing » можно правильно рассчитать осадку и поворот фундамента. Для свайного фундамента в раме «Фундамент» можно просмотреть внутренние силы в головках свай (для одного ряда свай), соответственно, в центре основания основания (для плоской свайной сетки).

Диалоговое окно «Несущая способность»

Несущая способность — обзор

5.7.6 Несущая функция

Помимо функции разделения, несущие характеристики конструктивных элементов охватываются термином «огнестойкость». В классификации огнестойкости для несущих узлов или элементов используется сокращение «R» в сочетании с числом, обозначающим минуты огнестойкости при стандартном воздействии огня. Обычно используются шаги по 15 или 30 минут; см. рис. 5.40. Следует учитывать, что время огнестойкости несущих элементов сильно зависит от приложенной нагрузки.Как правило, выход из строя элементов, подвергшихся воздействию огня, происходит раньше, чем выше нагрузка и, следовательно, чем ближе приложенная нагрузка к максимальной несущей способности элемента при нормальной температуре. Это означает, что огнестойкость, например, несущей клееной балки определенного размера может составлять R60 или R30 в зависимости от приложенной нагрузки.

До сегодняшнего дня только древесина и EWP могут рассматриваться как несущие элементы при проектировании конструкций, но никаких других продуктов на биологической основе не существует. Хотя некоторые изделия на основе древесины, например фанера, ориентированно-стружечные плиты, OSB и древесноволокнистые плиты средней плотности, имеют подтвержденную несущую способность при нормальной температуре, имеются лишь ограниченные сведения об их структурных характеристиках при пожаре.Однако было доказано, что они соответствуют требованиям к противопожарной способности, например, несущих элементов согласно EN 14135 (CEN, 2005d) (Östman and Boström, 2015). Эти изделия из древесины обычно представляют собой плоские плиты, и поэтому в настоящее время линейных (например, балок) конструктивных элементов изделий из древесины не существует. Следует отметить, что характеристики клея при повышенных температурах могут иметь решающее значение для структурных характеристик некоторых элементов, но не являются характеристикой изоляции.

Существенная проверка несущей способности может быть выполнена с помощью расчетов, испытаний или их комбинации. В Европе при проектировании используются методы Еврокода, в соответствии с которыми пятая часть является стандартом проектирования строительных деревянных конструкций. На основании норм проектирования для нормальной температуры, часть 5-1-1, противопожарное проектирование должно быть выполнено в соответствии с частью 5-1-2 (EN 1990 (CEN, 2012c); EN 1995-1-1 (CEN, 2004a). ) и EN 1995-1-2 (CEN, 2004c)). Еврокод и другие доступные стандарты проектирования используют скорость обугливания в качестве основного параметра для определения несущей способности после определенного времени воздействия огня.Таким образом, скорость обугливания определяется как скорость (глубина за время), при которой древесина полностью превращается в древесный уголь, в то время как другие коды, например, в Японии, используют повышенную, так называемую эффективную скорость обугливания, чтобы учитывать потери прочности. и жесткость нагретого остаточного поперечного сечения (девственная древесина). Еврокод использует двухэтапную процедуру. На первом этапе (i) скорости обугливания, определенные в результате бесчисленных испытаний на огнестойкость (Frangi and Fontana, 2003), используются для расчета остаточной геометрии поперечного сечения; на втором этапе (ii) рассчитывается эффективное поперечное сечение, чтобы учесть потери в прочности и жесткости нагретого материала за пределами обугленного слоя.

С одной стороны, образование обугленного слоя является причиной потери поперечного сечения, но с другой стороны, он представляет собой тепловой барьер против тепла в пожарном отсеке. Из-за пористой структуры уголь имеет низкую среднюю плотность и может рассматриваться как изолирующий слой, защищающий остальное поперечное сечение. Слой угля толщиной 25 мм считается «полностью развитым» слоем, обеспечивающим значительную противопожарную защиту. На ранней стадии пожара увеличение толщины можно рассматривать как причину, по которой скорость обугливания при стандартном пожаре является линейной, хотя повышение температуры экспоненциально.Потеря толщины обугленного слоя приведет к более быстрому обугливанию оставшегося поперечного сечения (Schmid et al., 2016). Модификация древесины может улучшить огнестойкость элементов, хотя улучшение классификации реакции на огонь часто является основным результатом модификации древесины. Теоретически пониженная температура обугливания, то есть температура, при которой древесина превращается в обугливание, может быть благоприятной, поскольку изолирующий слой будет образовываться раньше. Однако, когда процесс не останавливается, преимущества могут быть аннулированы.

Правила расчета, приведенные в Еврокоде 5, позволяют прогнозировать несущую способность деревянных элементов при испытании на огнестойкость. В то время как в испытании на огнестойкость для завершения испытания используются разрушение образца и критерии прогиба и скорости прогиба, при проектировании огнестойкости требования по прогибу элементов не учитываются в качестве предельного состояния эксплуатации ( SLS ) требования обычно не запрашиваются в огне. Однако следует учитывать, что большие деформации могут привести к изменению механической системы и, таким образом, могут повлиять на конечное предельное состояние ( ULS ), которое необходимо проверить в пожарной ситуации.

5.7.6.1 Испытания на огнестойкость несущих элементов

Из-за высокой степени сложности поведения материалов и изделий в условиях пожара использование многих строительных изделий основано на испытаниях. Для несущих элементов доступны несколько результатов испытаний на огнестойкость в зависимости от продукта. Испытания на огнестойкость существуют для стен, полов и крыш, балок, колонн, балконов, проходов и лестниц.

Поскольку многие компании часто стремятся к определенной классификации своей продукции, испытания на огнестойкость проводятся с определенной нагрузкой, например, 20 кН / м, и заканчиваются после достижения заранее определенной цели, например, 30 минут.С научной точки зрения этих результатов недостаточно для описания характеристик продукта, поскольку (i) продолжение испытания может привести к отказу (краху) через мгновение или спустя значительное время. Такая же неопределенность может быть указана для нагрузки. (ii) Незначительное увеличение нагрузки может привести к выходу из строя до достижения требуемой 30-минутной огнестойкости. Поэтому всегда рекомендуется проводить испытание на огнестойкость до тех пор, пока не будет достигнут отказ (например, разрушение конструкции из-за обрушения, значительного отклонения или целостности), чтобы получить максимально возможную информацию из испытания.

Независимо от материала элемента, для научного использования результатов испытаний на огнестойкость важно знать (i) точное время разрушения образца. Кроме того, (ii) приложенная нагрузка должна быть в четко определенной зависимости от несущей способности элемента при нормальной температуре. Для изделий из древесины (на основе) дополнительно (iii) необходимо знать остаточное поперечное сечение на момент разрушения, чтобы определить параметры для расчетных моделей в целом, а также потери прочности и жесткости из-за нагретого, не обугленного остаточного поперечного сечения. -разрез (Schmid et al., 2015). Следует учитывать, что для разработки правил расчета для конкретного продукта необходимо оценить несколько результатов испытаний на огнестойкость. Поскольку крупномасштабные огневые испытания очень дороги, испытания в масштабе модели могут быть подходящими для параметрических исследований, когда оценивается влияние только отдельных параметров.

Следует отметить, что испытания на огнестойкость для конкретных решений, скорее всего, дадут более оптимистичные результаты, чем расчеты, которые должны обеспечивать запас прочности.Причины этого заключаются в разбросе свойств материала (например, прочности древесины) и философии безопасности, лежащей в основе расчетных моделей, которые должны приводить к неконсервативным (безопасным) результатам и испытаниям, при которых принято заменять неблагоприятные результаты после успешного повторного испытания.

Допустимость стендовых испытаний, например, конус-калориметрических испытаний (ISO 5660-1, ISO, 2002), для прогнозирования обугливания может быть использована, но тепловое воздействие очень ограничено по сравнению со стандартными испытаниями на огнестойкость.В то время как стандартные испытания с коническими нагревателями обычно проводятся при постоянном падающем тепловом потоке на образцы 35 или 50 кВт / м поверхность 2 , при стандартных испытаниях на огнестойкость соответствующие значения достигают 180 кВт / м 2 при 90 мин. (Бабраускас, 2005). Кроме того, следует подчеркнуть, что обугливание влияет не только на несущую способность деревянного элемента, но и на нагрев остаточного, не обугленного поперечного сечения, что необходимо соответствующим образом учитывать (Schmid et al., 2012).

5.7.6.2 Моделирование огнестойкости

Огнестойкие испытания строительных элементов на огнестойкость являются дорогостоящими, требуют много времени и, как правило, ограничиваются деталями продукта, прошедшими испытания. Моделирование считается экономичным способом прогнозирования характеристик строительных элементов в целом и деревянных элементов в частности. Анализ методом конечных элементов (FEA) используется для моделирования. Существует не только несколько коммерческих кодов, но и бесплатное программное обеспечение.Независимо от подхода к моделированию, для успешного выполнения моделирования необходимы свойства материалов в зависимости от их температуры.

Хотя тепловые свойства необходимы для моделирования разделяющей функции (критерий I) строительных изделий или сборок и для моделирования несущей функции (критерий R), последние нуждаются в дополнительных данных в отношении их механической реакции на повышенная температура. Как правило, полный набор данных о свойствах материала находится в диапазоне от нормальной температуры, то есть 20 ° C, до максимальной температуры в условиях пожара, от 800 ° C до 1000 ° C.Прямое тестирование свойств материала часто невозможно (König, 2000). Тепловые свойства (плотность, теплопроводность и теплоемкость) могут быть определены на основании записи температуры во время испытания на огнестойкость. Следует отметить, что обычно эффективные термические свойства определяются косвенно с учетом нескольких эффектов (трещины, трещины в обугленной древесине и изменение влажности). Необходимость свойств материалов в зависимости от их температуры является причиной того, что в настоящее время диапазон материалов, которые могут учитываться при моделировании, ограничен только древесиной, а не другими продуктами на основе биологических материалов.

Несущая способность грунта

Допустимая несущая способность: Максимальное давление, которое может быть приложено к грунту со стороны фундамента, чтобы выполнялись два требования:

  1. Приемлемый коэффициент запаса прочности от разрушения при сдвиге ниже фундамента
  2. Допустимая общая и дифференциальная уставка

Максимальная несущая способность: Минимальное давление, которое может вызвать разрушение опорного грунта при сдвиге непосредственно под фундаментом и рядом с ним.


Типовые значения несущей способности грунта

Для целей предварительного проектирования в стандарте BS 8004 [1] приведены типичные значения допустимой несущей способности, которые должны привести к адекватному коэффициенту безопасности против выхода из строя шайера без учета установленных критериев [2].

Тип почвы Несущая способность (кПа) Замечания
Плотный гравий или плотный песок и гравий > 600 Ширина фундамента не менее 1 м.Уровень грунтовых вод, по крайней мере, на глубине, равной ширине фундамента, ниже основания фундамента.
Плотный плотный гравий или песок и гравий средней плотности 200-600
Рыхлый гравий или рыхлый песок и гравий <200
Плотный песок > 300
Песок средней плотности 100–300
Очень жесткие валунные и твердые глины 300–600 Подвержены долгосрочному закреплению Элемент
Глины жесткие 150–300
Глины твердые 75 -150
Глины и илы мягкие <75
Глины и илы очень мягкие

Предельная несущая способность для фундаментов мелкого заложения по Терзаги

Расчетная несущая способность для фундаментов мелкого заложения может быть рассчитана с использованием соотношения, предложенного Терзаги [3]:

, а максимальная допустимая полезная нагрузка:

С коэффициентами несущей способности:

Коэффициент Коэффициент сцепления Фактор собственного веса Фактор
за доплату
[4]
собственный вес [5]

и

B, L, D Ширина, длина и глубина фундамента,
сцепление, эффективный угол трения и эффективный удельный вес

В случае прямоугольного фундамента члены приведенных выше соотношений должны быть умножены на соответствующие коэффициенты формы следующим образом [6]:

В случае, если нагрузки не применяются вертикально, необходимо также учитывать дополнительные факторы для наклонных нагрузок.


Таблица несущей способности почвы: скачать бесплатно


ССЫЛКИ

  1. BS 8004: (1986): Свод правил для фондов
  2. Крейг, Р. Ф. (1986), Механика грунтов, 4-е изд., ISBN 0-412-38430-2
  3. Тезаги, К. (1943): Теоретическая механика грунта, John Wiley and sons, Нью-Йорк,
  4. .
  5. Хансен, Дж. Б. (1968): пересмотренная расширенная формула несущей способности. Бюллетень Датского геотехнического института, No.28
  6. Мейерхоф, Г. Г. (1963). Некоторые недавние исследования несущей способности фундаментов. Канадский геотехнический журнал Vol. 1 № 1
  7. Терзаги, К. и Пек, Р. Б. (1967): Механика грунтов в инженерно-практической практике (2-е изд.). Джон Вили и сыновья, Нью-Йорк,

Образец цитирования:
Geotechdata.info, Несущая способность почвы, http://geotechdata.info/parameter/bearing-capacity.html (по состоянию на 15 апреля 2015 г.).

% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 8 0 объект /Заголовок /Предмет / Автор /Режиссер / Ключевые слова / CreationDate (D: 20210718233112-00’00 ‘) / ModDate (D: 201131251-04’00 ‘) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 6 0 obj > ручей 2019-08-05T13: 12: 51-04: 002019-08-05T13: 12: 51-04: 002019-08-05T13: 12: 51-04: 00application / pdfuuid: f5fdd3b8-b16f-4467-99e2-1063ad6665fduuid: e52d601e-4df0-4d05-92aa-405d2b05c6d1 конечный поток эндобдж 7 0 объект

Несущая способность почвы

Несущая способность, пластиковая опора, круг скольжения и удерживающие конструкции

НЕСУЩАЯ ЕМКОСТЬ ПОЧВ

Несущая способность зависит от поведения грунта под зданием и его взаимодействия с фундаментом.(Обратите внимание, что мы делаем различие между опорами и фундаментом. В некоторых источниках термин «фундамент» может относиться к опорам.) Структурная нагрузка здания должна быть безопасной и экономичной, передаваться на землю без неприемлемой осадки.

Необходимо провести обследование площадки, чтобы выяснить, какой тип конструкции она поддерживает, ее нагрузку и допустимую величину перемещений. Для больших строительных конструкций необходимо провести геотехническое исследование площадки в соответствии с AS 1726-1993.Требования к классификации участка, а также к проектированию и строительству системы фундаментов для отдельного жилого дома, таунхауса и т.п. можно найти в стандарте AS 2870-1996 «Жилые плиты и опоры — Строительство».

Предельная несущая способность для типового фундамента база — это среднее вертикальное давление на землю, которое приводит к отказу сдвигом, другими словами, среднее контактное давление между фундаментом и грунт, который вызовет разрушение грунта при сдвиге

максимальная допустимая несущая способность максимальное значение контактного давления, которому может подвергаться почва без риска разрушение при сдвиге.Это полностью зависит от прочности почвы и представляет собой предельную несущую способность, деленную на соответствующий коэффициент безопасности.

Допустимое давление подшипника соответствует AS2870-1996 (Жилые плиты и опоры — Строительство) максимальное несущее давление который может поддерживаться фундаментом из предложенной системы опор при эксплуатационных нагрузках в расчетном диапазоне условий влажности почвы. Допустимое давление в подшипнике должно приниматься во внимание как условия площадки и способность строительной системы приспособиться поселок.

[начало страницы]

Распределение давления в почве

Давление на глубину h в фундаменте обусловлено весом здания. и собственный вес почвы над глубиной h.

Рисунок 1

Рисунок 1 иллюстрирует теорию распределения давления в фундаменте. Грунтовая масса действует как упругая среда. Нагрузка на круглую опору на массив почвы будет вызывать напряжения внутри почвы.Круги, известные как груши равного давления, показывают вертикальное давление ниже фундамента. Как видно давление от строительной нагрузки уменьшается (см. нижнюю диаграмму на Рисунке 1), в то время как давление от увеличивается собственный вес почвы. От давления баллона вы получите некоторое представление о глубине почвы, на которую воздействует опора. Ширина опоры определяет, на какой глубине давление от здания снижается до пренебрежение ценностью.Давление должно отслеживаться до глубины 2B. до 3B (B = ширина опоры)
Интернет-ссылка «Снижение давления на почву»

[начало страницы]

Лампы давления


Груша давления подает указание глубины почвы под опорой. Как можно видеть из рисунка 2 важно исследовать площадку на большую глубину. для больших опор. Глубина, на которой необходимо учитывать давление почвы зависит от размера предлагаемых опор.«Испытание на нагрузку на тарелку» * может дать вводящие в заблуждение результаты, если предложенная ширина опоры намного больше
, чем размер пластины. Отверстия должны Рис. 2 поэтому быть снят на глубину от 2 до В 3 раза больше ширины опоры. Лампочки давления, показанные на рисунке 1 указывают вертикальные напряжения в точках ниже основания.
* Испытание пластинчатых подшипников используется для оценки допустимой несущей способности. давление.

[начало страницы]

Теория пластического разрушения

Был проведен ряд анализов для определения надежного подшипника. емкость почвы qu, когда основание находится на поверхности, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3

Опора движется вниз в почву без сопутствующего вращения. Треугольный клин грунта непосредственно под основанием опускается вниз вместе с основанием и не деформируется, создавая зону пластического течения (I), которая не может двигаться наружу из-за пассивного сопротивления клина (II).

[начало страницы]

Теория круга скольжения

Другая теория — это метод скользящего круга, показанный на Рисунке 4 (а).С Метод круга скольжения приводит к тому, что фундамент разрушается, вращаясь вокруг некоторой поверхности скольжения. Поверхность скольжения принимается за дугу окружности. Почти весь фундамент отказы, показывающие вращательные эффекты. Фактический центр вращения немного выше основания фундамента и сбоку от него, как показано на рисунке 4 (б).


Рисунок 4

Это показано, чтобы дать вам некоторые теоретические базовые знания.Вывод всех уравнений для различных теорий выходит за рамки этой темы.

[начало страницы]

Свойства и прочность грунтов

Свойства и прочность грунтов показаны в таблицах ниже:

Таблица 1 Свойства связных глинистых грунтов

Материал Государство SPT (Нет) CPT (МПа) C (кПа) ABP (кПа)
Аллювиальные глины мягкий 2–4 0.3 — 0,5 20-40
фирма 4–8 0,5 — 1 40-75 75 -150
Пахотные и третичные глины жесткий 8–15 1-2 75–150 150–300
очень жесткий 15–30 2–4 150–300 300–600
жесткий > 30 > 4 > 300 > 600

Таблица 2 Свойства песка

Упаковка RD SPT (Нет) CPT (МПа) SBP (кПа)
очень рыхлый
свободный 0.2 — 0,4 5–10 2–4 30–32 30–80
мед. Плотный 0,4 — 0,6 11–30 4–12 32–36 80–300
плотный 0,6 — 0,8 31–50 12–20 36-40 300–500
очень плотная > 0.8 > 50 20 40 500
SPT
CPT
C
= Стандартное испытание на проникновение
= Испытание на конусное проникновение
= Когезия по отношению к общему напряжению
ABP

SBP

= Допустимое давление в подшипнике
= Угол внутреннего трения
(угол естественного откоса)
= Безопасное давление в подшипнике

[начало страницы]

Давление на подпорные конструкции

Давление жидкости

Из опыта дайвинга мы знаем, что давление в жидкости (т.е.г. вода) становится больше, чем глубже мы ныряем. Рассмотрим вертикальную поверхность A-B стены на рисунке 5. Куб, расположенный на глубине h, оказывает давление w & times h (kN) на всех его поверхностях. Если одна грань куба касается стена будет оказывать давление на стену.

Плотность воды, w = 1000 кг / м³ = 1 мг / м³
Вес 1000 кг массы равен 1000 и умножается на 9,81 = 9810 Н (масса = масса и ускорение свободного падения).Следовательно, удельный вес воды w 9,81 кН / м³. Вместо того, чтобы использовать точную цифру для гравитационного При ускорении мы приближаем эту цифру к 10 м / с². Это обеспечивает запас прочности примерно 2%, а с другой стороны подходит десятичная система и упрощает вычисления. w — эквивалент плотность воды, которая в нашем случае всегда будет 10 кН / м³. в На правой диаграмме рисунка 1 давление на поверхности равно нулю, а на глубине h равно w & times h.Среднее давление в «смоченной зоне» между A и B — это w & times h (в кН на единицу площади).

Рисунок 5

[вверх страницы]

Положение результирующей силы

На противоположной диаграмме показан центр тяжести треугольника по отношению к главной оси. Центр тяжести для всех треугольников находится на расстоянии 1/3 rd от основания. (Любая сторона треугольника может быть основанием.) Параллельная линия от основания на 1/3 ряд высоты треугольника делит площадь на две равные части (A1 = A2). Ссылаясь на приведенный выше пример результирующая сила, равная & раз w h (кН), будет действовать в точке 1/3 ряд высоты от основания.

[начало страницы]

Пример 1

Плотина удерживает воду на своем вертикальная поверхность, как показано на рисунке 6.Плотина имеет высоту 4,5 метра, а уровень воды находится на 0,9 метра ниже вершины плотины.
Какое результирующее давление воды на метр длины дамбы?

Раствор
Эквивалентная плотность воды w равна 10 кН / м³

P = & times w & times h
= & times 10 & times 3,62
Рисунок 6 = 64,8 кН

[наверх]

Давление на грунт (горизонтальное)

Есть некоторое сходство между расчетом бокового давления в воде и почве.Однако очевидно, что давление на вертикальные поверхности из задержанных грунтов не могут быть определены с такой же точностью как с водой. Почвы различаются по характеру и весу и ведут себя совершенно по-разному. в этих различных условиях. Существует ряд теорий давления почвы. для расчета давления почвы, но только теория Ренкина будет иметь дело.
Так как плотность почвы может варьироваться, существует несколько различных единиц измерения. весовые показатели и не только по воде.Вместо использования w что касается плотности воды, будет использоваться для плотности почвы (см. также свойства почвы).

Рассмотрим массу почвы с горизонтальная верхняя поверхность. Если удельный вес почвы равен то элемент на глубине h ниже поверхности будет подвергнут вертикальное давление g & раз h. Этот стресс является основным основным стрессом. есть, т.е. 1 = g h (знак умножения опущен).Конечно, есть и боковое напряжение. или незначительное главное напряжение 3 . Соотношение между 1 / 3 для рисунка 7 почва в покое дается символ
K o и называется коэффициентом давления земли в состоянии покоя. Боковое давление в почве в покое равно К o & раз h

[начало страницы]

Угол естественного откоса
Рассмотрим, например, почва удерживается вертикальной гранью AB на рисунке 8.Если стена (удерживающая грань AB) была удалена, тогда часть грунта, вероятно, обрушилась бы. После того, как почва обрушится, он примет линию BC, как показано. Угол между горизонталью и линией BC будет варьируются в зависимости от типа почвы. Этот угол называется углом естественный откос или угол внутреннего трения почвы.
Рисунок 8

[наверх]

Активное и пассивное давление на грунт

Созерцайте гладкую вертикальную стену, поддерживающую массу неподвижного грунта. в котором боковое давление на стену = K o часЕсли позволить стене прогибаться, т.е. немного продвинуться вперед, там приведет к немедленному снижению значения бокового напряжения, но если стена слегка вдавлена ​​в почву, будет увеличение значение бокового давления.
Минимальное значение известно как активное давление грунта (E a ), и значение равно K & раз h, где K a ) = коэффициент активного давления грунта.

Теория Ренкина в общих чертах утверждает, что коэффициент активного давления земли равен:

Активное давление грунта на глубине h (м) из-за ровной засыпки грунта следовательно:

Пассивное давление грунта (E p ), которое равно K p & раз h, где Kp = коэффициент пассивного давления грунта.


[вверх страницы]

Пример 2
Грунт массой 19 кН / м3 и имеющий угол естественного откоса 34, оказывает давление на 3.Вертикальный фасад стены высотой 6 метров.

Какова результирующая горизонтальная сила на метр длины стены?


Рисунок 9

E a = 0,283 & раз 19 & раз 3,6 = 19,34 кН / м

Суммарная горизонтальная сила от рыхлой земли, действующая на стену. площадь:

P = 19,34 & times 3,6 = 34,84 кН

Расчет отдельных компонентов является преимуществом, особенно если вам нужно знать E цифру .Сравните этот результат с давление жидкости в Примере 1. Как вы можете видеть, сила из-за гидростатической Давление (жидкости) намного меньше силы, создаваемой давлением земли. Этот результат внутреннего трения ( выше в песке, чем в глине) между зернами представляемой почвы фигурой Ка.

[начало страницы]

Ссылки в Интернете:
Вот демонстрация для расчета эффективное напряжение

[начало страницы]

Закройте это окно (скрин) если не нужно!

вернуться на главную страницу Механика грунтов

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.