Изчисляване на ексцентрично натоварена лентова основа за външна стена в къща без сутерен
Тази статия ще разгледа изчисляването на ексцентрично натоварена лентова основа. Тази ситуация е особено често срещана при изграждане на основи за външни стени - стената може да бъде съборена спрямо оста на лентовата основа. В резултат на това вертикалното натоварване не се прехвърля централно, но с ексцентрицитет възниква допълнителен огъващ момент, натискът на ръба под основата се увеличава и в резултат на това ширината на лентата се увеличава значително. Ето защо, ако стената ви е съборена спрямо оста на лентовата основа с поне 50 mm, в никакъв случай не пренебрегвайте това, но го вземете предвид при изчислението.
За да сравните колко може да се увеличи ширината на подметката на лентовата основа и да видите колко важно е следното изчисление, погледнете таблицата по-долу.
Ексцентричност на натоварване на основата
Ширина на подметката според резултатите от изчислението
Връзка към статия за изчисление
0,05 м
Както се вижда от таблицата, при всички останали входни данни едни и същи, само стойността на ексцентрицитета играе съществена роля в размерите на крайната ширина на подметката на лентата.
Можете да изтеглите изчислителния файл без обяснения в pdf формат от тук.
Първоначални данни за изчисляване на лентовата основа
Фигурата показва геометрията на основата на лентата. Нивото на естествен релеф се взема от инженерно-геоложкия доклад (както и данни за всички почви). По време на строителството на къщата релефът ще бъде свален до нивото на плана за рязане, а подът на първия етаж ще бъде малко по-висок от нивото на земята на улицата.
Много важен фактор е подземната част на стената да е разположена симетрично спрямо оста на фундаментната лента. Но натоварването от надлежащите структури Nc е разположено сексцентричен около тази ос. Тази ексцентричност може да бъде причинена от различни ситуации (вижте фигурата по-долу) и е важно да се определи не само нейната величина, но и в каква посока е съборен товарът по отношение на оста.
Първоначалните данни в нашето изчисление описват геометрията на стената. Моля, имайте предвид, че изчислението може да бъде изградено така, че да се въвеждат само стойностите, маркирани с жълт маркер - останалите ще бъдат изчислени автоматично.
Стойността на A3 не трябва да бъде по-малка от дълбочината на замръзване на почвата във вашия район. Подът на къщата трябва да бъде направен над нивото на земята.
За да опростим изчислението, не вземаме цялата дължина на лентата, каквато и да е тя, а само един от нейните линейни метри - ще бъде по-лесно да работите с товари и с площи.
Характеристиките на почвата в това изчисление са взети от инженерно-геоложкия доклад - и се вземат точно изчислените стойности на характеристиките за изчисляване на основите по деформации.
Както се вижда от фигурата, основата лежи във втория слой на почвата EGE-2, а в третия има подземни води.
Номер на почвения слой
Почвени индикатори
Специфично тегло, t / m 3
Модул на деформация, t/m2
Съединител, t/m 2
Вътрешен ъгъл триене
коеф. Порьозност
Ограничение на налягането, t/m 2
естествено състояние
Наситено с вода състояние
естествено състояние
Наситено с вода състояние
За това изчисление няма да се нуждаем от коефициента на порьозност и модула на деформация, но те ще са необходими при изчисляване на слягането на основата.
В нашия случай EGE-2 е утаителна глинеста почва с начално налягане на утаяване 16,5 t/m2, т.е. при такъв натиск под подметката почвата рязко започва да се деформира,което не трябва да допускаме. Следователно, ние задаваме началното налягане на утаяване за този слой да бъде малко по-малко от 16,5 t/m 2, за да имаме запас. Слоят EGE-2 е основата за основата, но ако беше някъде по-дълбоко, тогава съгласно параграф 2.177 от ръководството проектното съпротивление трябва да се определи според най-слабата почва - това не трябва да се забравя.
И така, първоначалните данни за почвите са обобщени по-долу в изчислителната таблица. Моля, обърнете внимание, че вече има четири слоя почва, а не три. За удобство третият слой е разделен на два - сух и водонаситен.
Последната част от първоначалните данни е насипване и товари.
Натоварването на стената в нашия случай е взето от примера за събиране на товари "Ние събираме товари върху лентовата основа на къщата" за основата по ос "1", т.е. за основата под крайната стена и е равна на сумата от постоянни и временни натоварвания от шестата таблица на примера 7391 kg/m + 724 kg/m = 8115 kg/m = 8,115 t/m
Ексцентрицитетът на приложението на товара в нашия пример е 0,1 m, товарът е съборен към къщата.
Изчисляването на лентовата основа се извършва по метода на последователните приближения. За да се отблъснем от нещо, задаваме проектното съпротивление на почвата (тя е приблизителна и се избира от таблиците на ръководството за подходяща почва). След това намираме предварителната ширина на подметката, по стойностите на която ще определим по-точно изчислената устойчивост на почвата.
Определяне на проектното съпротивление на почвата на основата и ширината на основата на основата (изчисляване на основата за деформации - за 2-ро гранично състояние).
На първо място е необходимо да се определи кой слойпочвата е основата за нашата основа и изберете за нея ъгъла на вътрешно триене и специфичната кохезия от първоначалните данни.
Специфичното тегло на почвата се приема като средна изчислена стойност, като се отчита специфичното тегло на всички почвени слоеве и тяхната дебелина. Изчисляването на това средно специфично тегло се извършва по формулата , където Xi е специфичната кохезия на i-тия почвен слой, а hi е дебелината на този слой. След изчисляване на средната стойност за четири слоя, получаваме стойност от 1,873 t/m 3 .
Моля, имайте предвид, че специфичното тегло на почвата трябва да се вземе предвид състоянието на наситеност с вода. В нашия случай 4-ти слой е наситен с вода (защото е под нивото на подпочвените води).
Ако в инженерно-геоложкия доклад не намерите специфичното тегло на почвата във водонаситено състояние, можете да използвате формулата (36) от ръководството.
След това пристъпваме към определяне на изчислената устойчивост на почвата.
Избираме стойностите на коефициентите от таблица 43 на ръководството, като същевременно вземаме предвид данните от параграф 2.178 относно кои сгради принадлежат към твърда структурна схема.
В стъпка 6.2 ще определим всички действащи натоварвания и ще се доближим до окончателното определение на ширината на основата на основата.
Първо, просто разделяме натоварването на изчисленото съпротивление и получаваме ширината на подметката дори по-малка от ширината на стената. Заоблен до ширина на стената 0,4м.
Но също така трябва да знаем натоварването от собственото тегло на стената, от почвата при разрезите на основата и от временните натоварвания върху земята и пода - всичко това влияе върху ширината на основата на основата. защото все още нямаме фундаментни разфасовки, тогава N1 и Nvr на този етап се оказаха равни на нула, но собственото тегло вече възлиза на 1,5 тона.
Уточняваме ширината на основата с ново натоварване и вече получаваме 0,5 m.Разбира се, можете да ближете безкрайно, но засега ще пренебрегнем N1 и Nvr и ще намерим средното налягане под подметката за ширина от 0,5 m.
Средният натиск за тази ширина на лентата се оказа повече, отколкото можем да си позволим при ограничаване на натиска върху земята до 15 t/m2. Следователно преизчисляваме ширината на подметката до такъв размер, че средното налягане да е по-малко от 15 t / m2 - получаваме ширина на лентата от 0,7 m.
След това отново посочваме всички натоварвания за ширина на лентата от 0,7 м. И в параграф 6.3 отново определяме средното налягане под основата на основата за прецизираните стойности - оказва се, че е по-голямо от нашето ограничение. След това в раздел 6.3a увеличаваме ширината на основата толкова много, че средното налягане под подметката става по-малко от границата на налягането. Когато това се случи, ние отново намираме стойностите на всички натоварвания за ширината на подметката от 0,8 m и също така прецизираме стойността на проектното съпротивление на почвата. След това можете да определите момента, който действа около оста, минаваща през центъра на тежестта на подметката. Моля, обърнете внимание, че при намиране на момента Nc*e се взема с минус, ако разбивката на товара е към къщата; ако в посока на улицата, тогава трябва да поставите знак плюс във формулата.
Знакът на момента ни дава представа коя страна ще има максимален натиск под подметката на лентовата основа.
Следващата стъпка е да се определи ексцентричността и да се проверят няколко важни условия (значението им е описано в статията „Изчисляване на лентова основа за външна стена в къща без мазе“)
По-нататъшното изчисление може да стане по два начина. Ако диаграмата на налягането под основата на основата има формата на трапец (с лек ексцентрицитет), тогава е необходимо да се изчисли по формула (50) от ръководството - ние го направихме и ще извършим допълнителни изчисления съгласно параграф 6.7. Акоексцентрицитетът се оказа голям и диаграмата ще се окаже триъгълна (това означава, че основата може дори да се отдели от подметката), тогава ще е необходимо да се изчисли по формула (51), а в нашето изчисление е записано в параграф 6.8. Ще дам и двете точки в този пример - в случай че някой има нужда от алгоритъм. Но за този конкретен случай параграф 6.7 е последният за изчислението.
Първо намираме pmax, използвайки стандартната формула, в която има само една характеристика: ако силата Nc е съборена към къщата, тогава qet (т.е. натоварването от страната на къщата) участва в изчислението и ако силата Nc е съборена към улицата, тогава вместо qet вече ще имаме qgr (натоварване върху земята от страната на улицата).
След като определите pmax, първо трябва да го сравните с изчислената устойчивост на почвата. И ако нямахме граница на налягането върху земята, тогава изчислението можеше да бъде завършено с това. Но pmax надвишава дадената граница, така че отново трябва да увеличим основата и да преизчислим всички стойности (някои от тях ще ни бъдат полезни при изчисляване на слягането на основата).
И в резултат на това получаваме ширината на основата на основата 1,2 m.
И накрая, ще добавя параграф 6.8, който показва алгоритъма за изчисляване на максималното налягане под подметката в случай на триъгълна диаграма на налягането.
След приключване на изчислението е необходимо да се определи слягането на основата, но това е тема за отделна статия.