Das Fundament ist die Struktur des GebĂ€udes unterhalb des Grundrisses. Ziel ist es, die Lasten von der gesamten Struktur auf das Bodenfundament zu ĂŒbertragen. Beladener Boden kann seine Struktur verĂ€ndern und Verformungen in GebĂ€uden verursachen, deren Grenzen durch Normen begrenzt sind. Eine korrekt durchgefĂŒhrte Berechnung der Fundamente gewĂ€hrleistet die Haltbarkeit und ZuverlĂ€ssigkeit jedes GebĂ€udes.
Die Fundamente können entsprechend ihrer Belastbarkeit in starre und flexible unterteilt werden. Strukturen aus Schuttbeton und Beton sind starr. Sie widerstehen einer Kompression gut und funktionieren beim Strecken und Biegen nicht gut..
Stahlbetonfundamente haben eine VerstĂ€rkung innerhalb der Struktur. Es nimmt Zug- und BiegekrĂ€fte wahr, daher ist Stahlbeton fĂŒr flexible Elemente anwendbar.
Wichtig! Voraussetzung fĂŒr die Berechnung von Fundamenten ist die VerfĂŒgbarkeit der Ergebnisse geologischer und topografischer Untersuchungen auf der Baustelle.
Das GebĂ€ude und der Untergrund werden bei der Berechnung als zusammenarbeitend betrachtet. Der ungĂŒnstige Einfluss von Umweltfaktoren kann auch den Untergrund verĂ€ndern. Beispielsweise beeinflusst die Temperatur die Eigenschaften von quellenden und wogenden Böden, und Wasser kann die Struktur von Senk- und Salzböden verĂ€ndern..
Die Höhe des Wasserstandorts im Boden, seine mögliche Ănderung und die chemische Zusammensetzung des Wassers bestimmen auch die Wahl des Materials, der Struktur und der Bauweise des Fundaments. Alle diese Daten sind im Umfragebericht angegeben.
Fundamenttiefe
Bei der Bestimmung des Niveaus der Kellersohle wird Folgendes berĂŒcksichtigt:
- GebÀudestruktur und deren Zweck;
- das Vorhandensein benachbarter Strukturen und die Markierung des Bodens ihrer Fundamente;
- Bodeneigenschaften;
- Grundwasser und VerÀnderungen in ihrer Position;
- Tiefe des Bodengefrierens;
- nachteilige Auswirkungen auf die Umwelt;
Die Höhe des Bodens des Fundaments wird unabhÀngig vom Gefriergrad des Bodens gemessen, wenn das Fundament nicht poröser Boden ist und das GebÀude im Winter beheizt wird. Auch wenn Studien und Berechnungen zeigen, dass es keine Verformungen gibt, die die Festigkeit des gesamten GebÀudes verletzen, mit periodischem Einfrieren und Auftauen des Bodens.
Das Fundament der beheizten RĂ€ume unter den AuĂenwĂ€nden wird bis zu einer Tiefe gelegt, die gröĂer ist als der berechnete Wert der Gefriertiefe des Bodens, wenn die Grundlage dafĂŒr das Heben des Bodens ist.
Der berechnete Wert dieser Tiefe ergibt sich aus der Formel:
df = kh* dfn, Wo
- kh – WĂ€rmekoeffizient im GebĂ€ude;
- dfn – Standardtiefe des Bodengefrierens.
FĂŒr GebĂ€ude, die im Winter nicht beheizt werden kh= 1,1; fĂŒr beheizte kh nach der Tabelle genommen.
GebĂ€udetyp Lufttemperatur im Nebenraum 0 fĂŒnf zehn fĂŒnfzehn 20 und mehr Erdgeschoss 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 Lag Böden 1.0 0,9 0,8 0,7 0,6 Isolierte Böden 1.0 1.0 0,9 0,8 0,7 KellergebĂ€ude 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 Standardwert dfn als Durchschnittswert der maximalen jĂ€hrlichen saisonalen Gefriertiefe fĂŒr 10 Jahre genommen.
Dieser Wert kann mit folgender Formel berechnet werden:
M.t– Eine dimensionslose Zahl, die der Summe der absoluten Werte von Temperaturen unter Null im Winter in einem bestimmten Gebiet entspricht. Es befindet sich in SP 131.13330.2012.
d0 akzeptiert:
- 0,23 – Tone und Lehm;
- 0,28 – schlammiger und feinkörniger Sand;
- 0,3 – grober und mittelkörniger Sand;
- 0,34 – grobe Böden.
Die wogenden Böden umfassen:
- tonhaltig;
- feinkörniger und schlammiger Sand;
- grobkörnig mit tonschlammigen EinschlĂŒssen.
Berechnung von Streifenfundamenten nach Formeln
Die Berechnung der Fundamente von GebÀuden erfolgt nach 2 Gruppen von GrenzzustÀnden:
- TragfĂ€higkeit – die erste Gruppe;
- Verformungen – die zweite Gruppe.
Der erste Grenzzustand impliziert eine völlige Unmöglichkeit, das GebĂ€ude zu betreiben. Der zweite ist, wenn der normale Betrieb schwierig ist. Die Berechnung wird durchgefĂŒhrt, um die optimalen Abmessungen der Fundamentstruktur zu bestimmen.
Lasten und StöĂe
Standardlast multipliziert mit Sicherheitsfaktor (Ăberlast) – ?f, gibt den Wert des berechneten an.
Design ZuverlĂ€ssigkeitsfaktor ?f Metallisch 1.05 Beton, Dichte >1600 kg / m3 1.10 Stahlbeton, Stein, Stahl, Holz, Dichte <1600 kg / m3: vorgefertigt – 1,2 auf der Baustelle – 1.3 Böden natĂŒrlich 1.1 Bulk 1.15 FĂŒr Schnee und Windlast ?f = 1,4 fĂŒr die Temperaturwirkung ?f = 1.1.
Durch die Einwirkzeit werden die Lasten in permanent und temporÀr aufgeteilt. WÀhrend des Baus sowie im Betrieb arbeiten konstante Lasten ohne Unterbrechung. Dazu gehören das Gewicht aller GebÀudestrukturen und das Gewicht des Bodens. TemporÀre Lasten sind unterteilt in:
- LangzeitmaĂnahmen (vorĂŒbergehend angeordnete AusrĂŒstung, Lagerung von Materialien und Teilen jeglicher Produktion, Gewicht von Menschen und Tieren, Lauf- und BrĂŒckenkrane);
- kurzfristige MaĂnahmen (Schnee, Wind, Eis, Inbetriebnahme- und ReparaturausrĂŒstung, Personen usw.);
- SondermaĂnahmen (durch Explosion, UnfĂ€lle, GerĂ€teausfall, Ănderungen in der Struktur der Basis usw.).
Die Berechnung verwendet eine Kombination von Lasten:
- Grundlegend – permanent + lang wirkend + kurz wirkend.
- Spezial – permanent + langfristig + kurzfristig + eine spezielle Aktion.
Bei der Berechnung der Basis durch Verformungen wird die Grundkombination der Lasten verwendet. Die Hauptkombination wird auch fĂŒr die Festigkeit berĂŒcksichtigt, aber bei besonderen Belastungen wird die Berechnung fĂŒr eine spezielle Kombination durchgefĂŒhrt. FĂŒr eine bestimmte Art von Lastkombination werden die Reduktionsfaktoren der Kombination bei der Berechnung berĂŒcksichtigt – ?.
Letztendlich wird eine gefÀhrlichere Lastkombination gewÀhlt. Bei WohngebÀuden mit starrer Struktur besteht die Belastung des Fundaments aus dem Gewicht:
- Konstante Belastungen:
- WÀnde, Zwischenböden, Kellerböden (falls vorhanden).
- Fundament und Gewicht auf den BodenbÀnken.
- TemporÀre Belastungen:
- Schnee.
Eine gleichmĂ€Ăig verteilte Standardlast fĂŒr WohngebĂ€ude kann gemÀà SNiP – 1,5 kPa (Ăberlastungskoeffizient – ?f = 1,3).
Bestimmung der Sohlenbreite
Fundamente von WohngebÀuden mit einem starren Strukturschema werden als zentral komprimiert berechnet. Sie sind symmetrisch zum Boden oder zur Kellerwand angeordnet. Die Berechnung basiert auf der Bedingung des Grenzgleichgewichts aller auf das Fundament einwirkenden KrÀfte.
F – volle Belastung des Fundaments, h – Fundamenttiefe b – Fundamentgrundbreite
FĂŒr eine vorlĂ€ufige Berechnung können Sie den R-Wert verwenden0 gemÀà den folgenden Tabellen.
Grundierung Bodendichte, kg / cm2 Interner Reibungswinkel ? Verformungsmodul E, kg / cm2 Volumengewicht?, T / m3 dicht mittlere Dichte GroĂer Sand 4.5 3.5 36-41 2000-500 1,75-1,85 Mittlerer Sand 3.5 2.5 33-38 500-300 1.6-1.9 Feiner Sand: 30-36 400-250 – geringe Feuchtigkeit 3.0 2.0 1.6-1.9 – mit Wasser gesĂ€ttigt 2.5 1.5 1.8-1.9 Staubiger Sand: 28-34 250-125 1,8-2,0 – geringe Feuchtigkeit 2.5 2.0 – nass 2.0 1.5 – wassergesĂ€ttigt 1.5 1.0
Grundierung PorositĂ€tskoeffizient Bodenkonsistenz in kg / cm2 Interner Reibungswinkel ? Verformungsmodul E, kg / cm2 Volumengewicht?, T / m3 dicht Plastik sandiger Lehm 0,5 3.0 3.0 18-28 200-125 1,7-1,95 0,7 2.5 2.0 1,5-1,85 Lehm 0,5 3.0 2.5 12-25 250-80 1,8-1,95 0,7 2.5 1.8 1,75-1,9 1.0 2.0 1.0 1.7-1.8 Tone 0,5 6.0 4.0 30-36 400-250 1,9-2,0 0,6 5.0 3.0 1,9-2,0 0,8 3.0 2.0 1.8-1.9 1.1 2.5 1.0 1.7-1.8 FĂŒr ein festes Streifenfundament wird die Breite der Sohle bestimmt:
- F ist die auf den oberen Teil des Fundaments wirkende Last;
- R.0 – BodenbestĂ€ndigkeit, die den Tabellen entnommen wird;
- ?mt– das durchschnittliche spezifische Gewicht des Fundaments und des Bodens an seinen RĂ€ndern;
- h – Fundamenthöhe.
Lassen Sie uns zum Beispiel die Breite der Sohle eines massiven Streifenfundaments mit einem starren Schema mit den folgenden Daten bestimmen:
- F = 255 kN;
- R0 = 250 kPa – fĂŒr Lehm mit einem PorositĂ€tskoeffizienten von 0,7;
- Verlegetiefe – 1,8 m, Höhe h = 2,0 m. Grundmaterial – Beton M 200, ?mt= 2,0 kg / m3.
FĂŒr Tiefen unter 1,5 m wird der Faktor m angewendet.
Legetiefe h 1.4 1.3 1,2 1.1 1.0 0,9 0,8 0,7 0,6 Koeffizient m 0,97 0,93 0,90 0,87 0,83 0,80 0,77 0,73 0,70 Die erforderliche Sohlenbreite wird erhalten:
Als nĂ€chstes klĂ€ren wir R0 fĂŒr eine Fundamentgrundtiefe von weniger als 2,0 m mit der Formel:
R = R.0* [1 + k1 (b – b0) / b0] * (d + d0) / 2d0;;
- k1 – fĂŒr Tone, Lehm, sandigen Lehm und schlammigen Sand – 0,05; fĂŒr grobe Sande und grobe Böden – 0,125.
- b und d – Breite und Tiefe des Fundaments
- b0 und d0 – In Tabellen akzeptierte Werte fĂŒr Breite und Tiefe
R = 250 · [1 + 0,05 (1,2 – 1) / 1] · (1,8 + 2) / 2 · 2 = 240 kPa
Wir geben die Breite der Basis des Fundaments an
Um genauere Daten zu erhalten, wird der berechnete Wert der BodenbestÀndigkeit aus den Vermessungsdaten berechnet.
Berechnung der Streifenfundamente nach Zeitplan
Berechnungsplan fĂŒr Massivstreifenfundamente fĂŒr AuĂenmauern
H. 390 360 330 270 k1 1,04 1,00 0,96 0,90
? 0.0 fĂŒnf% zehn% fĂŒnfzehn% 20% 25% dreiĂig% k2 1,07 1,04 1,02 1,00 0,98 0,96 0,93
R. 0,00 300 600 900 1200 1500 1800 2100 k3 0,76 0,81 0,86 0,90 0,95 1,00 1.05 1.10 Zeitplan fĂŒr die Berechnung von Massivstreifenfundamenten fĂŒr InnenwĂ€nde
H. 390 360 330 270 k1 1,04 1,00 0,96 0,90
R. 0,00 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 k3 0,52 0,62 0,72 0,82 0,91 1,00 1,09 1.18 GemÀà dem fĂŒr ZivilgebĂ€ude mit Backsteinmauern erstellten Zeitplan erfolgt die Berechnung anhand der R-Daten und der Anzahl der Stockwerke. Die gefundene Sohlenbreite wird mit den Korrekturfaktoren k multipliziert1, zu2, zu3::
- zu1 – berĂŒcksichtigt die Höhe des Bodens;
- zu2 – VerhĂ€ltnis von FensterflĂ€che zu WandflĂ€che in%;
- zu3 – die durch die Ăberlappung eines Stockwerks ĂŒbertragene Last.
Die Breite der Sohle kann anhand des Diagramms nur bestimmt werden, wenn die im Diagramm angegebene WandstĂ€rke mit der akzeptierten Dicke des Mauerwerks ĂŒbereinstimmt.
Lassen Sie uns zum Beispiel die Breite des Kellergeschosses einer 77 cm dicken AuĂenmauer in einem dreistöckigen Haus (mit Keller) ermitteln. In diesem Fall ist R = 2,0 kg / cm2;; H = 3,0 m; ? = 20%; P = 1800 kg / Lauf. m. GemÀà der Grafik stellen wir fest, dass die Breite der Sohle b ‚= 110 cm betrĂ€gt; b = 110 · 0,98 · 1,5 = 113 cm.
Alle bereitgestellten Tabellen und Grafiken sind nur Richtwerte. Eine genauere Berechnung wird von Spezialisten durchgefĂŒhrt, die auf Bodenuntersuchungen (Feld und Labor) auf der Baustelle basieren.
