Изчисляване на основата за външната стена на сутерена
Изчисляването на стената се извършва на няколко етапа, като във всеки от тях се проверява определено състояние, което осигурява надеждната работа на конструкцията. Какво определя изчисляването на устойчивостта на основата срещу срязване? Върху стената действат значителни хоризонтални сили от почвата, която я притиска (в нашия пример това налягане достига повече от два тона на квадратен метър от стената), опитвайки се да премести стената към сутерена. Задържащите сили предотвратяват това: натоварването на стената на сутерена (от параграф 4 от изчислението); собствено тегло на сутеренната стена и фундамента; натоварване на почвата от страната на засипката (поради което се опитваме да направим основата не симетрична, а да преместим по-голямата част от нея към засипката - за да я натоварим по-добре); натоварване от засипка и подова конструкция от страната на сутерена и пасивен хоризонтален натиск от тях. Всички тези вертикални сили притискат основата към земята, възниква сила на триене между подметката и почвата на основата (колкото по-широка е подметката, толкова по-голяма е силата на триене - това е друг фактор, който трябва да запомните); и ако силата на триене е най-малко 1,2 пъти по-голяма от силата на срязване (коефициент на безопасност, който отчита всякакви грешки), тогава основата няма да се движи и стената ще стои сигурно върху нея.
Какво означава "с 1 гранично състояние"? Решението на въпроса за устойчивостта на конструкцията принадлежи към 1-вото гранично състояние и ние го решаваме. Конкретно за изчислението това се проявява в избора на коефициенти за умножение от параграф 1.
И така, първото нещо, което трябва да се определи, е хоризонталното налягане, действащо върху стената по височина.
В раздели 5.2 и 5.3 ние дефинираме компонента на хоризонталния интензитетактивен почвен натиск - той е променлив, като отгоре е равен на σg1, а към дъното нараства до σg2. Какво е, името явно е сложно. Почвата за засипване има собствено тегло (специфичното тегло на почвата γ) и нехомогенна, рохкава структура, характеризираща се с ъгъл на вътрешно триене φ (този ъгъл определя способността на почвата да не се разпада под собственото си тегло и следователно влияе върху степента на натиск на теглото на почвата върху структурата на стената). Ако почвата беше като скала (монолитна и цялостна), тогава тежестта й само щеше да притисне и няма да повлияе на съседната стена. И така, натискът върху почвата се разпределя под ъгъла на триене и в резултат на това е възможно да се разграничат вертикалните и хоризонталните компоненти в нея. Колкото по-висок е ъгълът на триене, толкова по-добре се държи почвата и толкова по-малък е хоризонталният й натиск и толкова по-вертикален.
Концепцията за активен и пасивен натиск беше въведена, за да се разграничи: активният се опитва да се движи, пасивният помага да се задържи на място.
Стойността на хоризонталния натиск винаги нараства с дълбочината, тя е правопропорционална на дълбочината на почвата. На нивото на повърхността на почвата тя е равна на нула, следователно σg1 = 0, т.к в нашия пример повърхността на почвата е под горната част на стената (ако почвата беше над горната част на стената, тогава в горната част на стената σg1 вече би имала някаква стойност).
В допълнение към влиянието на собственото тегло на почвата, стената се влияе и от натоварването на почвата - хоризонталният компонент на налягането от него е постоянен по цялата дълбочина, намираме го в параграф 5.4. В този пример се разглежда случаят, когато живият товар върху земята е разпределен равномерно по цялата площ. Ако имате различен случай, тогава формулата и диаграмата трябва да бъдат преработени съгласно фигура 8 от ръководството.
И последната стойност е интензитетът на хоризонталните кохезионни сили на почвата за засипване,които намираме в раздел 5.6. Силата на сцепление задържа почвата - колкото по-голяма е сцеплението на почвата, толкова по-малко е нейното налягане върху стената, затова използваме σ във формули 5.7 и 5.8 със знак минус. И колкото по-голяма адхезия на почвата може да се постигне чрез уплътняване на засипката, толкова по-лесно ще бъде за стената и основата.
Във формулата за определяне на интензивността на силите на сцепление не се използва коефициентът на умножение - обърнете внимание на такива случаи. Ако приложим коефициент на умножение, тогава по този начин ще намалим силата на срязване и трябва да определим нейния максимум. Повишаващите коефициенти се използват само когато могат да влошат условията на работа на конструкцията.
Моля, имайте предвид, че при това изчисление почвата за обратно насипване е кохезивна почва, има ненулева кохезия. Ако използвате несвързана почва (пясък, шлака и др.), Тогава трябва да изчислите по други ръчни формули и диаграмите ще бъдат различни, т.е. това изчисление вече не е валидно.
След това трябва да обобщим хоризонталните налягания, за да получим окончателния график.
В горната част стойността на интензитета на хоризонталното налягане е равна на σ1, а в долната част е σ2.
Освен това тук може да има две опции: σ1 може да се окаже както с отрицателна, така и с положителна стойност. При отрицателна стойност полученият график ще изглежда като триъгълник; ако е положителен, изглежда като трапец. Съответно формулите също ще бъдат различни.
В този пример имаме вариант с триъгълна диаграма. Но се опитах да направя изчислението универсално и за двата случая, така че в този момент моето изчисление беше удвоено и трябва да направя избор коя от опциите "a" или "b" да отчитам допълнително.
И така, в параграф 5.9 определихме, че ще извършим изчислението според опция "а".
В товавариант, когато обобщим и трите диаграми (като вземем предвид знаците: първите две действат в една посока, третата - в обратна посока), получаваме крайната триъгълна диаграма на налягането, ясно показваща на каква височина (H1) и с каква сила активният хоризонтален натиск действа върху стената. Моля, имайте предвид, че ако графично изградите диаграми пропорционално на стойностите, получени във формулите, тогава всички резултати във фигурата и в изчислението ще се сближат - такава самопроверка никога няма да навреди.
След като намерихме хоризонталния натиск на почвата σ2 на нивото на дъното на подметката, ние го използваме за определяне на силата на срязване Tsd, което се прави в параграф 5.10a.
Вариант "b" (точка 5.10b) не е от значение за този пример, но ще го покажа на фигурата по-долу, внезапно вашето изчисление ще тръгне по друг начин (не давам пример за крайната диаграма за вариант "b").
И следващата стъпка ще бъде да се определят всички възможни задържащи сили, действащи върху основата: собственото тегло на основата, стената и почвата за засипка, лежаща върху основата на основата от двете страни, собственото тегло на подовата конструкция и натоварването върху стената на основата от строителните конструкции. Живите товари не са включени в това изчисление, т.к без тях положението е по-лошо отколкото с тях.
Всички тези сили, с изключение на P5, имат зона за събиране на натоварване, което можем ясно да видим от фигурата по-горе. Сумирайки всички сили, получаваме N (раздел 5.16).
Необходимо е също така да се намери пасивното хоризонтално налягане на почвата Ep - това е налягането на частта от почвата, разположена под нивото на пода на сутерена (вдясно от стената и основата) и задържаща основата от срязване. Пасивното налягане зависи от теглото на почвата, нейната кохезия и ъгъла на вътрешно триене - имайте предвид, че техните стойности се вземат за изчисляване с 1 границасъстояние. В този случай подовете условно се игнорират и тяхната дебелина се изключва при изчисляване на пасивния натиск на почвата.
След това в параграф 5.18 се определя задържащата сила Tud.
Моля, обърнете внимание, че за сутеренна стена без сложни геоложки условия проверката се извършва само при β = 0. В противен случай изчислението трябва да се извърши съгласно бележката към параграф 8.13 от ръководството.
Последната стъпка е проверка - сравняване на силата на срязване и на задържането. Ако първото е по-малко от второто поне 1,2 пъти, тогава условието е изпълнено и можете да преминете към следващия етап от изчислението.
Ами ако условието не е изпълнено? Можете да извършвате следните дейности:
- увеличаване на ширината на подметката към улицата - по този начин добавяме допълнително натоварване от теглото на насипната почва, както и теглото на самата подметка;
- увеличаване на ширината на подметката към къщата - ефектът от него е по-малък от първия, но все пак има, т.к. с увеличаване на площта на основата, силата на триене, която предотвратява срязването, се увеличава;
- увеличаване на собственото тегло на основата и стенните конструкции поради тяхната дебелина - понякога (ако не достатъчно) е по-рационално от изкопаването на по-широк изкоп;
- замяна на засипката с почва с голям ъгъл на вътрешно триене (пясък, шлака).
Не забравяйте, че положителните фактори в това изчисление са всяко вертикално натоварване; ширината на подметката на основата (колкото повече, толкова по-добре); голям ъгъл на триене на почвата за засипка от страната на улицата. Отрицателни фактори: дълбочината на мазето или по-скоро височината на почвата за засипване от страната на улицата (колкото по-голяма е, толкова по-голяма е силата на срязване); малка дебелина на засипката от страната на сутерена (тази засипка предотвратява срязване, понякога си струва да я увеличите тихо, като повдигнете пода на сутерена, така че условията на срязванебяха доволни); малко натоварване върху стената на мазето (колкото по-голямо е натоварването, толкова по-голяма е силата на триене и устойчивостта на срязване).
В нормални случаи всички проблеми могат да бъдат решени чрез увеличаване на ширината на основата на основата. Но ако това не е достатъчно, е възможно да се извършат допълнителни мерки, например инсталиране на дистанционни елементи между стените на мазето, което ще предотврати изместването. Естествено дистанционните елементи трябва да бъдат проектирани за силата на срязване и монтирани с определена стъпка. Ако къщата често има носещи напречни стени, е необходимо да се анализира възможността за изместване на основата - в някои случаи можете да пропуснете тази част от изчислението.