Rozměry základů pro sloupy: typická schémata, typy, zatížení

Výška základu se určuje na základě hloubky základu. Hloubka uložení je třeba zohlednit účel a konstrukční vlastnosti navrhované stavby, vliv blízkých staveb a inženýrských sítí, inženýrsko-geologické, hydrogeologické, geoekologické poměry staveniště a jejich případné změny, včetně změn hloubky sezónní zamrzání půdy.

Odhadovaná hloubka sezónního zamrzání půdy (df), m, je určena vzorcem: df = kn dfn

kde kn je součinitel vlivu tepelného režimu konstrukce na promrzání zeminy v blízkosti základu,

dfn je standardní hloubka sezónního zamrzání půdy.

Tlak na zemi pod základnou základu je určen vzorcem:

Stanovíme vypočítaný odpor zeminy R:

U excentricky zatíženého základu se kontrolují tři podmínky:

Graf je sestrojen v závislosti na vypočteném tlaku a tlaku pod podrážkou na šířku chodidla. Nalezení průsečíku. Najděte šířku základu.

Stanovení rozměrů základny tuhých základů při působení centrálního zatížení

Při návrhu základu po nastavení hloubky jeho uložení začnou určovat rozměry základu, který je přiřazen na základě omezení tlaku v základu vypočteným odporem zeminy podle podmínky (4.9), čímž se zajistí že jsou splněny požadavky druhé skupiny mezních stavů. Pokud zemní poměry staveniště a typ budovy a budované stavby vyžadují výpočet deformací, pak se kontroluje splnění podmínek (4.6) a (4.7) a výpočet sedání se provádí metodami sčítání vrstev po vrstvě, ekvivalentní vrstva nebo lineárně deformovatelná vrstva konečné tloušťky. Někdy je na základě výsledků výpočtů sedání nutné objasnit dříve přijatou velikost základny základů.

Základ se považuje za středově zatížený, pokud výslednice vnějších zatížení prochází těžištěm jeho základny. Hlavní úskalí při navrhování základů a základů je, že rozměry základů se přiřazují na základě vypočteného odporu základové půdy, přičemž jde o proměnnou hodnotu a závisí na velikosti základny základů prvního členu ve čtverci závorky vzorce (4.10) závisí na šířce základny základu. To vede k nutnosti provádět výpočty pomocí postupných aproximací.

Po nastavení hloubky založení určete maximální vypočtenou hodnotu vnějšího zatížení působícího na jeho horní hranu Non z hlavní kombinace pro výpočet základů pro druhou skupinu mezních stavů.

S ohledem na podmínku statické rovnováhy základu (obr. 5.11), z níž vyplývá, že zatížení od tíhy stavby JV0n, tíha zásypové zeminy na okrajích základu L^n a tíha zásypu samotný základ N/a musí být vyvážen průměrným reaktivním tlakem podél základny základu p, který získáme

Hodnota p musí splňovat podmínku pR; Navíc, čím blíže je tlak podél základny vypočtenému odporu základové půdy, tím hospodárnější řešení je výsledkem výpočtu. V praxi moderního designu se má za to, že základ má ekonomicky schůdné řešení, pokud se hodnota p neliší od R o více než 5. 10 % směrem dolů.

Rýže. 5.11. Návrhový diagram centrálně zatíženého základu

Tlak podél základny centrálně zatížených základů se považuje za rovnoměrně rozložený. Jak je však uvedeno výše, v reálných podmínkách mají kontaktní napětí podél základny základu křivočarý obrys, takže jejich průměrování je oprávněné pouze pro tuhé základy a v některých případech pro základy s konečnou tuhostí, protože nezavádí významné chyby. do konečného výsledku výpočtu. Při navrhování pružných základů je třeba vzít v úvahu křivočarost diagramu kontaktního napětí a jejich průměrování je povoleno pouze v předběžných výpočtech.

Analýzou vzorce (5.1) lze poznamenat, že dokud nebudou zjištěny rozměry základu, hmotnost zásypové zeminy JV^n, hmotnost základu N/th a vypočtený odpor základové půdy R jsou neznámé veličiny. . Proto jako první aproximaci vezmeme R=R0, kde JR0 je podmíněný návrhový odpor základové půdy a hmotnost zásypové zeminy a hmotnost základu závisí na objemu hranolu ABC a měrné hmotnosti matky
als, jeho součásti (obr. 5.11).

Na základě výsledků výpočtu se zkontroluje splnění podmínky (4.9), pokud je splněna, výpočet skončí, pokud ne, pak se ve druhém přiblížení upřesní rozměry základové základny atd. až do průměrného tlaku podél; základ základny se neliší od vypočteného odporu o více než 5. 10 % dolů. V projekční praxi počet aproximací obvykle nepřesahuje 2 nebo 3. Je třeba poznamenat, že hodnoty ^ a A zahrnuté v podmínce (4.9) v každé aproximaci musí být stanoveny pro stejné rozměry základové základny.

Základ pro výpočet základů z velkorozměrových desek a pásů. Pružné základy.

7.5.2 Při výpočtu velkorozměrových pilotových základů lze deformační charakteristiky materiálu pilot, mříží a nadzákladových konstrukcí považovat za elastické, omezující návrhové síly na hranice lineární úměrnosti. Mechanické chování zeminy by mělo být popsáno převážně nelineárními modely.

7.5.3 Mechanická práce zeminy při určování vnitřních sil v pilotách v rámci velkorozměrového zakládání pilot by měla být popsána především modely využívajícími charakteristiky zeminy, jejichž definici upravují současné GOST. Pro identifikaci zvláštností mechanického provozu základů a nadzemních konstrukcí lze v některých případech použít složitější elastoplastické modely zohledňující zpevnění a změkčení zemin, dilatanci apod. (multiparametrové elastoplastické modely). Možnost výběru takového modelu by měla být dána úplností inženýrsko-geologických průzkumů a mírou odpovědnosti navržených staveb. Při provádění výpočtů pomocí víceparametrových elastoplastických modelů v rámci projektu je nutné porovnávat výsledky výpočtů pro různé modely a brát v úvahu možné zvýšení vnitřních sil u všech konstrukčních prvků.

7.5.4 Při konstrukci výpočtového modelu základu musí být přiřazeny potřebné rozměry výpočtové plochy a konfigurace rozdělení konečných prvků nebo konečných rozdílů. Rozměry základní plochy přiléhající k pilotovému základu a zohledněné při výpočtu pilotového základu by měly zajistit, že okrajové podmínky významně neovlivní výsledky výpočtu.

7.5.5 Při provádění výpočtů základů je třeba vzít v úvahu vliv konstrukce jámy, jejích obvodových konstrukcí, pořadí výstavby bloků, částí a fází konstrukce a heterogenity v geologické struktuře.

7.5.7 Pro výpočty použijte pro každou ivrstva zeminy pouze standardní deformační parametry zemin (E_i — modul deformace ivrstva zeminy podél primární nakládací větve, E_{e, i} — modul deformace ivrstvy zeminy podél větve sekundárního zatížení a v_i — Poissonův poměr ivrstva zeminy), je povoleno přiřadit hloubku výpočtové plochy stejným způsobem jako při výpočtu sedání podle schématu podmíněného založení podsekce 7.4. Při provádění výpočtů pomocí víceparametrových modelů by měla být hloubka stlačitelné tloušťky určena na základě provedených výpočtů.

7.5.8 Na základě výsledků výpočtů by měl být odhalen kvalitativní a kvantitativní obraz skupinových a okrajových účinků v pilotovém založení, tzn. vlastnosti provozu pilot umístěných v různých částech pilotového pole. Je třeba vzít v úvahu zvýšení poddajnosti pilot pracujících jako součást skupiny pilot (pole, keř) oproti práci jednotlivých pilot a také variabilitu odolnosti pilot a zeminy v závislosti na jejich umístění ( okraj: roh, konec atd.: středový, mezilehlý atd. v řídké nebo zhuštěné části atd.;

7.5.9 Při výpočtu nadzemních a základových konstrukcí budov je dovoleno popsat pilotové založení pomocí lineárních a nelineárních kontaktních prvků poddajnosti. Vztahy „zatížení – sedání“ charakterizující tyto prvky pro hlavy pilot a mezipilotovou podešev deskového roštu se doporučuje stanovit prostorovým výpočtem základu pilot na základě deformací v rozsahu zatížení charakterizujících možné rozdíly v návrhových reakcích v hlavy pilot a zemina mezi pilotami. Činnost nelineárních poddajných kontaktních prvků je možné popsat několika iteracemi se změnami (přepočtem) tuhostí lineárních kontaktních prvků.

7.5.10 Pro stanovení charakteristik tuhosti základu je dovoleno nahradit prostorový výpočet pilotového základu jako celku výpočtem jeho charakteristických fragmentů. Při provádění takových výpočtů je přípustné předpokládat, že ohnutá mříž je absolutně tuhá.

7.5.11 Koncentrace smykových deformací a plastický tok zeminy podél hranice „pilota-zemina“ by měly být popsány pomocí speciálních „interface“ (kontaktních) prvků nebo vhodnou kondenzací konečného prvku (konečný rozdíl).

Pružné základy
Podle charakteru práce se základy dělí na tuhé a pružné. Pružné základy fungují hlavně na ohýbání. Jedná se o pevné základové desky, pásové základy pro sloupy. Tuhé základy pracují v tlaku; ohybové momenty v nich jsou nevýznamné. Při návrhu tuhých základů se předpokládá lineární změna reakčního tlaku. Ve skutečnosti diagram kontaktních tlaků podél základny základu nebude lineární, ale bude určen tuhostí samotného základu a poddajností základové půdy.

Při výpočtu malých základů nepovede výměna skutečného diagramu kontaktních tlaků za lineárně rozložený k závažným chybám při určování sil v základu. U pružných základů není předpoklad lineárního rozložení povolen, protože způsobuje chyby ohybových momentů a sil. Reálné půdní podmínky jsou reprezentovány formou mechanického lineárně deformovaného modelu. V závislosti na přijatém modelu půdního základu jsou nejrozšířenější následující hypotézy:

1) teorie lokálních deformací;

2) teorie pružného poloprostoru;

3) teorie lineárně deformované vrstvy konečné tloušťky.

Sloup obvykle nese váhu části budovy. Proto je také vybudován základ pro tento architektonický prvek. Těžké sloupy z cihel nebo kamene mohou vyžadovat vhodnou základnu. V tomto případě se obvykle doporučuje pásový základ pro sloupy, ale existují i ​​​​jiná oblíbená řešení.

Typy základů pro sloupy

Kromě monolitických pásových základů pro sloupy lze nalézt následující typy:

• podpěra sloupu,
• hromady.

Sloupová podpora

Sloupová podpěra, známá také jako sloupový základ, je dalším způsobem, jak postavit základnu pro sloup. Za prvé, taková základna se používá v případech, kdy hmotnost na sloupu nebude příliš velká. To je vhodné udělat například při stavbě relativně lehkého rámového domu.

Sloupovitý typ má však významnou výhodu: je vhodný pro instalaci na slabých půdách a dokonce i v bažinatých oblastech. Jedná se o jednu z nejrychleji postavených a zároveň ekonomicky proveditelných možností.

Za druhé, sloupový základ obvykle neumožňuje výstavbu suterénu, polosuterénní podlahu pod sloupem. Důležitá výhoda této metody: relativně nízká cena, zejména ve srovnání s metodou monolitické pásky.

Detaily sloupového základu:

• dutý nebo plný sloupový parapet
• desková schůdková část (v průměru 1 až 5 schodů)

Důležité: Sloupovitá podpěra má velkou hloubku zasypání – až 5-6 m, což z ní dělá dobrou volbu pro půdy s velkou hloubkou mrazu a zvednutím.

Některé z nejběžnějších typů podpěr sloupů jsou:

• dřevěné: s nejomezenějším použitím, pouze pro dřevěné sloupy
• cihla: používá se v jednopodlažní konstrukci s nízkou hmotností
• železobeton: pouze tato vyztužená možnost je vhodná pro těžké kovové sloupy

Ale to nejsou všechny typy, na které se dělí sloupové základy. Dělí se na prefabrikované a monolitické, v závislosti na přítomnosti nebo nepřítomnosti dílů. Prefabrikované základy se obvykle betonují po instalaci na místě.

Monolitická základna

Monolitický železobetonový základ pro sloup je spolehlivým řešením. Na betonový základ je namontován železobetonový nebo kovový sloup. Železobetonový základ může být vyroben buď v monolitické formě, nebo může být prefabrikován z hotových továrních dílů. Prefabrikované díly ve stavebnictví se nazývají „brýle“.

A monolitické jsou „pilíře“. Abychom byli přesní, skupina monolitických základů zahrnuje následující typy:

Každý typ se používá v konkrétním případě: přítomnost stěn mezi sloupy, vlhkost a slabost půdy, přítomnost značného množství srážek a další.

Důraz na hromady

Piloty jako základ pro podpěry se často používají pro lehké rámové budovy. Rozlišují se následující typy pilot pro sloupy:

Zajímavost: Co má tento typ společného se sloupovými základy, je přítomnost roštu. Jedná se o horní část základny, která má důležitý úkol: poměrně rovnoměrně rozložit zátěž na zbývající část. Mřížka je nejčastěji rám ze železobetonu. Ale pro šroubové piloty vyrobené z oceli lze použít kovové mříže.

Nejčastěji se instalace podpěr neprovádí na jednu hromadu, ale na takzvaný „keř“ – několik hromádek o délce několika metrů. K nim je připevněna mříž a poté začíná stavba samotného sloupu.

Několik mříží může být spojeno dohromady, například monolitickými nosníky. Otvory pro piloty jsou nejčastěji konstruovány pomocí vrtáku, do výsledných dutin je instalováno bednění pro stavbu monolitických typů základů.

Výplň páskou

Páskový typ není pro instalaci sloupů ekonomicky proveditelný, s výjimkou několika možností, kde se bez něj opravdu neobejdete.

Lité betonové pásy jsou dobrým základem pro stěny, které jsou umístěny přímo mezi stavěnými sloupy. V tomto případě je to dobrá volba a také spolehlivá. Sloupy a stěny dostanou jeden základ, což znamená, že zatížení bude rozděleno poměrně rovnoměrně.

Sloupy jsou jedním z nejzranitelnějších architektonických prvků, které často trpí špatně provedenými projekčními pracemi a výpočty. Pokud se ale alespoň jeden ze sloupů nakloní a ustoupí, je ohrožena celá budova.

U plnění páskou se tomu lze nejčastěji vyhnout. Druhou absolutní výhodou této metody je zahrnutí sloupů do stupňovitého základu, který se používá pro stavbu v horských oblastech s výrazným sklonem. V tomto případě budou patky sloupů také zahrnuty do jednoho celku základu. Ale tato metoda bude také vyžadovat vyztužení v místech, kde jsou sloupy instalovány.

Instalace základu pro jeden sloup

Základ pro jeden sloup, který není spojen s jinými základovými bloky, nejčastěji pilotovými nebo sloupovými. Bez návrhových výpočtů se nekonstruuje: bere se v úvahu očekávaná hmotnost nákladu, výskyt podzemních vod a půdních podmínek.

V předběžné fázi začnou čistit oblast od všech nečistot, větví a kamenů. Označení se provádí pomocí závitů a kolíků; to budou hranice budoucího příkopu spolu s prostorem pro bednění. Nejčastěji se pro kopání používá vrták.

Po vykopání zeminy je pro základ zkonstruován pískový a štěrkový polštář, na který je položen střešní materiál. Bednění desek je také obloženo střešní lepenkou. Monolitická verze se zalije betonem minimálně třídy M400 – M600, v závislosti na vypočtené hmotnosti. K instalaci kovových sloupů budete potřebovat kotevní upevňovací prvky. Výpočet se provádí pomocí základového kalkulátoru.

Montáž pásového základu se sloupkem

V počáteční fázi je místo připraveno pro výstavbu celého domu jako celku spolu s jedním nebo několika sloupy. Charakteristickým rysem této metody je, že betonové lití bude provedeno během jednoho dne pro všechny architektonické prvky: stěny a sloupy.

U tohoto podzemního způsobu spojování sloupů a stěn je zpravidla důležitý materiál následně použitý na stavbu stěn. Mohou to být škvárové bloky, cihly, pórobeton a další možnosti.

Značení a zemní práce

Před zahájením značení se ze staveniště odstraní suť, kameny, větve a spadané listí. V nerovném terénu se půda vykopává v horní části svahu, aby se vytvořila rovná plocha. Poté začnou označovat nitěmi a kolíky pomocí vodováhy a dalších speciálních nástrojů.

Kopání příkopu pro základ, včetně sloupů, začíná od spodní části svahu, pokud je na místě svah, a také sleduje úhel výsledné jámy, aby se zabránilo rozpadání půdy. Práce by neměly být prováděny bez kontroly projektové dokumentace.

Existují dva hlavní způsoby, jak posílit pásové základy v místech, kde jsou vztyčeny sloupy:

• zesílení zesíleného pásu
• prohloubení samotného litého základu

Jedna nebo obě metody jsou vybrány na základě návrhových výpočtů. Ve druhém případě mohou způsobit nejen prohloubení, ale také rozšíření míst pro paty sloupů. Tento systém se zpravidla používá k instalaci hotových továrních „brýlí“ do pevného pásového základu.

Výztuž

Pro tkaní vyztuženého pletiva pro základy pod zdmi se používá výztuž o tloušťce do 20 mm, která se sváže pletacím drátem dostatečné tloušťky. Pro místa, kde se plánuje instalace sloupů, je vybrána výztuž s velkým průměrem.

Pokud navíc při standardním zalévání základů pod stěny zůstává výztuž v tloušťce ztvrdlé betonové směsi, pak sloupy narušují tento plochý obraz trčícími svazky výztuže. Pro stavbu je nutné po vytvrdnutí betonové směsi. Před litím se instalují takzvané „uvolňovače“ výztuže, kotvy pro spojovací prvky a hypotéky.

Vyplňte

K vyplnění výkopů betonem bez vzduchových kapes budete potřebovat automatický vibrační nástroj. Používá se betonová směs na bázi drceného kamene a betonu jakosti M400 – M600 v závislosti na konstrukčních výpočtech a očekávaném zatížení sloupů.

Po nalití je základ pokryt speciálním filmem. Lití se provádí do výkopu z bednění s distančními vložkami, vyloženými střešní lepenkou. Po 3-5 dnech dojde k počátečnímu tuhnutí směsi.

Pomocí základních doporučení uvedených v článku můžete důkladně pochopit složitosti a nuance uspořádání pásového základu pro sloupy.