اساس هر کار ساختمانی بزرگ، پی ریزی است. بستگی به این دارد که چقدر این کار با اطمینان انجام می شود، عمر مورد انتظار ساختمان ساخته شده چقدر است. به همین دلیل است که پی ریزی در ساخت و ساز یکی از مهمترین مراحل به شمار می رود.
برای اینکه فونداسیون بتواند به راحتی تمام بارهای مورد انتظار را تحمل کند، نه تنها پیروی از فناوری تخمگذار آن مهم است، بلکه از قبل همه تأثیرات احتمالی روی آن را محاسبه کنید. تنها متخصصی که تجربه زیادی در این زمینه دارد می تواند محاسبات صحیح را با در نظر گرفتن تمام عواملی که می تواند حتی کوچکترین تأثیری بر روی فونداسیون داشته باشد، انجام دهد. اما هر کسی می‌تواند یک محاسبه اولیه اولیه کلی از بار روی فونداسیون انجام دهد و بدین وسیله بفهمد که چقدر قوی خواهد بود و هزینه‌های غیر ضروری را حذف می‌کند.
اطلاعات مورد نیاز
سوال اول این است که برای محاسبه صحیح بار چه چیزی باید بدانیدبه بنیاد این موارد زیر است:
- طرح کلی ساختمان، ارتفاع، یعنی تعداد طبقات، مصالحی که سقف از آن ساخته می شود؛
- نوع خاک، عمق آب زیرزمینی؛
- مواد مورد استفاده در ساخت عناصر ساختمانی فردی؛
- منطقه ساخت و ساز;
- ارزش نفوذ فونداسیون؛
- عمق انجماد خاک؛
- ضخامت لایه خاکی که تحت بارهای تغییر شکل پذیر است.
این اطلاعات برای در نظر گرفتن شاخص های کوچک برای دقت در محاسبات مورد نیاز است.
چرا محاسبات لازم است
محاسبه بار روی پایه چه چیزی به توسعه دهنده آینده می دهد؟
- مقادیر صحیح به شما این امکان را می دهد که مناسب ترین و قابل اطمینان ترین مکان را برای ساختن سازه بیابید.
- اگر همه چیز را به درستی محاسبه کنید، به راحتی می توانید از تغییر شکل احتمالی دیوارها یا خود فونداسیون و پشت آن ساختار جلوگیری کنید.
- محاسبه به جلوگیری از نشست خاک (تخریب سریع کل ساختمان) کمک می کند.
- می توان فهمید که برای انجام کارهای ساختمانی چه مقدار مصالح باید خریداری شود. این هزینه کلی را تا حد زیادی کاهش می دهد.
اگر محاسبات اشتباه انجام شود یا اصلاً انجام نشود، تغییر شکل ساختمان و فونداسیون مانند کج، خم، نشست، برآمدگی، غلتش، جابجایی یا جابجایی افقی امکان پذیر است.
انواع اصلی بارگیری
قبل از شروع محاسبه بارها، مهم است بدانید که سه مورد اصلی وجود دارد.دسته هایی که می توانند این بار را تشکیل دهند:
- مقدار آماری. این دسته شامل وزن خود سازه و تک تک عناصر خانه است.
- نوع دوم تأثیرات ناشی از آب و هوا است. باد، باران و سایر بارش‌ها نیز باید در محاسبه لحاظ شوند.
- اشیایی که از قبل در داخل خانه هستند نیز فشار خاصی را اعمال می کنند، بنابراین محاسبه بار روی فونداسیون الزاماً باید شامل این شاخص ها باشد.
نوع پی بستگی به نوع خاکی دارد که روی آن ساخته شده است. بنابراین محاسبه بار روی زمین نیز مهم است. فونداسیون همچنین فشار وارد می کند و با شاخص هایی مانند مساحت کل تکیه گاه و عمق آن مشخص می شود.
فرمول محاسبه بار خاک
برای تعیین مقدار مورد نیاز، از فرمول اصلی زیر استفاده می شود:
N=Nf + Nd + Ns + Nv،
که در آن H مقدار اولیه است، یعنی بار کل روی خاک، Nf مقدار بار از پی است، Nd بار خانه است، یعنی بار از ساختمان، Hs بار فصلی از برف است، Hv بار ناشی از باد است.
Nd برای همه انواع فونداسیون به همین صورت محاسبه می شود. Nf بسته به نوع فونداسیون متفاوت محاسبه می شود.
بار نوار و پایه یکپارچه
نشانگر بار پایه بر روی خاک به تعیین اندازه بهینه منطقه پی و ارزیابی بار مجاز برای آن کمک می کند. برای این محاسبه، فونداسیون نواری از نظر ساختاری مناسب است. محاسبه بار طبق فرمول زیر انجام می شود:
Nflm=V × Q،
که در آن V حجم کل فونداسیون است که با ضرب ارتفاع، طول و عرض پایه (نوار یا یکپارچه) به دست می آید. Q وزن مخصوص (چگالی) ماده ای است که در ساخت پایه استفاده شده است. این مقدار لازم نیست محاسبه شود، در جداول مرجع می توانید تمام شاخص های لازم را پیدا کنید.
بعد، نشانگر Nf بر سطح پایه (S) تقسیم می شود و مقدار بار ویژه (Nu) به دست می آید که باید کمتر از مقدار مرجع مجاز مقاومت خاک (Сg): باشد.
خوب=Nflm/ S ≦ Сг.
برای جلوگیری از تأثیر اشتباهات محاسباتی، این انحراف باید از 25٪ تجاوز کند. اگر مقدار به دست آمده از مقدار مرجع بیشتر شود، بهتر است عرض پایه را افزایش دهید، در غیر این صورت شروع به ترک خوردن و افتادگی می کند.
محاسبه بار روی دال پی در مورد نصب پایه یکپارچه نیز به همین ترتیب انجام می شود. فقط باید بارهای تغییر شکل، تنش پیچ و تاب و غلتک ها را در نظر گرفت. برای انجام این کار، پایه و اساس با حاشیه افزایش یافته از مقادیر محاسبه شده گذاشته می شود.
بار پایه ستون
محاسبه به محاسبه تعداد صحیح شمع ها یا کفی های پایه برای ساخت و ساز ایمن کمک می کند.
وزن مخصوص مقداری است که نشان می دهد خاک حداکثر چه فشار طراحی را می تواند تحمل کند، به طوری که نشست و جابجایی وجود نداشته باشد. ارزش خاص بستگی به این دارد که در مورد چه نوع خاک صحبت می کنیم و در چه منطقه آب و هوایی قرار است خانه ساخته شود. با این حال، هنگام محاسبهمیانگین را بگیرید - 2 کیلوگرم بر سانتی متر مربع.
کل باری که کف پایه ستون به زمین وارد می کند شامل جرم توزیع شده سازه و وزن خود ستون است. بنابراین، محاسبه بار روی پایه ستونی به این صورت خواهد بود:
- Vc=Sc x Hc;
- Pc=Vc x q;
- Pfc=PC x N;
- Sfc=Sc x N;
که در آن Sc ناحیه باربری ستون، Hc ارتفاع، Vc حجم ستون، Pc وزن ستون، q چگالی مواد ستون، N است. تعداد کل ستون ها، Pfc وزن کل فونداسیون، Sfc مساحت کل تکیه گاه است.
بار پایه شمع
استفاده از این فرمول برای محاسبه بار روی پایه شمع نیز امکان پذیر است، اما باید کمی اصلاح شود. یعنی زمانی که نتیجه طبق فرمول قبلی به دست آمده باشد، باید در تعداد کل شمع ها ضرب شود، سپس وزن تسمه را اضافه کنید (در صورتی که از این تسمه در طول ساخت و ساز استفاده شده باشد). برای به دست آوردن مقدار مورد نظر، باید مقدار بدست آمده را در چگالی (وزن مخصوص) موادی که در تولید شمع ها استفاده شده اند ضرب کنید.
وقتی تعداد تکیه گاه های پیچ (N) و وزن ساختمان (P) مشخص باشد، خاصیت باربری یک تکیه گاه برابر با نسبت P/N است. انتخاب شمع های آماده و مناسب، با ظرفیت باربری مشخص و طولی که مناسب ویژگی های زمین شناسی محلی باشد، ضروری است.
بارگیری در خانه روشن استپایه
برای محاسبه کلی بار خانه روی فونداسیون، باید شاخص های جرم تک تک قسمت های خانه را جمع آوری کنید:
- اسلب و همه دیوارها.
- در و پنجره.
- سیستم های تیر و سقف.
- لوله های گرمایش و تهویه، لوله کشی.
- همه پوشش های تزئینی، بخار و ضد آب.
- لوازم مختلف، مبلمان و راه پله.
- انواع بست.
- افرادی که همزمان در ساختمان زندگی می کنند.
برای انجام این کار، به تعدادی شاخص از جداول (وزن مخصوص بسته به ماده ای که هر قسمت از آن ساخته شده است) نیاز دارید که قبلاً توسط متخصصان محاسبه شده است. اکنون استفاده از این آسان است. به عنوان مثال:
- برای ساختمانهایی که از چارچوبی استفاده می کنند که ضخامت آن بیش از 150 میلی متر نباشد، ضریب بار 50 کیلوگرم بر متر مربع است.
- اگر در مورد دیوارهای ساخته شده از بتن هوادهی صحبت می کنیم که ضخامت آنها تا 50 سانتی متر است، پس - 600 کیلوگرم بر متر مربع.
- دیوارهای بتنی مسلح تا ضخامت 15 سانتی متر بار 350 کیلوگرم بر متر مربع را اعمال می کنند.
- اسلب های مبتنی بر سازه های بتن مسلح با نیروی 500 کیلوگرم بر متر مربع خرد می شوند.
- کفپوش با عایق و تیرهای چوبی - تا 300 کیلوگرم بر متر مربع.
- سقف - به طور متوسط تا 50 کیلوگرم بر متر مربع.
- اگر مقداری مورد نیاز است که بار موقت برف را نشان می دهد، معمولاً مقدار متوسط 190 کیلوگرم در متر مربع - برای مناطق شمالی، 50 کیلوگرم در متر مربع - برای جنوب، 100 کیلوگرم / متر مربع - را می گیرند. برای خط میانی، یا آن با ضرب مساحت طرح سقف در بار مرجع خاص پیدا می شودپوشش برفی.
- اگر نیاز به محاسبه بار باد دارید، فرمول زیر مفید خواهد بود:
Hv=P × (40 + 15 × N)،
که در آن P مساحت کل ساختمان و H ارتفاع کل خانه است.
مثال محاسبه
با استفاده از محاسبات فوق به شما این امکان را می دهد که ابعاد مورد نیاز فونداسیون را به درستی تعیین کنید و سال ها با یک ساختار قابل اعتماد خود را ایمن کنید. و برای سهولت درک نحوه استفاده از مقادیر، باید به مثال محاسبه بارهای روی پایه نگاه کنید.
به عنوان مثال، بیایید یک خانه بتنی هوادهی یک طبقه واقع در منطقه ای محافظت شده از برف و باد را به عنوان مثال در نظر بگیریم. سقف شیروانی با شیب 45 درصد. فونداسیون - نوار یکپارچه 6x3x0.5 متر دیوارها: ارتفاع 3 متر و ضخامت 40 سانتی متر خاک - رس.
- بار سقف با بار 1 متر مربع از برجستگی محاسبه می شود، در این مثال - 1.5 متر.
- بار دیوار با ضرب ارتفاع و ضخامت در بار مرجع خاص از نقطه 2 تعیین می شود: Hc=60030، 4=720 کیلوگرم.
- بار کف با ضرب مساحت بار در مقدار از نقطه 4 بدست می آید: Np=(63 / 62)500=750 کیلوگرم. مساحت بار با نسبت مساحت فونداسیون به طول آن اضلاع که توسط کنده های کف تحت فشار قرار می گیرند تعیین می شود.
- بارگیری از پایه نواری (Q برای بتن و سنگ خرد شده - 230 کیلوگرم بر متر مربع): 630، 4230=1656 کیلوگرم.
- بار در هر متر پایه: اما=75+720+750+1656=3201 کیلوگرم.
- مقدار بار مرجعبرای خاک رس: کروم=1.5 کیلوگرم بر سانتی متر مربع. در مثال، نسبت بار به سطح پایه این است: چاه=3201/1800=1.8 کیلوگرم بر سانتی متر مربع، که در آن 6x3=18 متر مربع=1800 سانتی متر مربع.
مثال نشان می دهد که برای چنین داده های اولیه، اندازه پی انتخاب شده کافی نیست، زیرا مقدار محاسبه شده بیشتر از مقدار مرجع مجاز است و قابلیت اطمینان ساختمان را تضمین نمی کند. مقدار مورد نیاز با انتخاب گام به گام تعیین می شود.
هنگام برنامه ریزی ساخت و ساز، محاسبات و تجزیه و تحلیل آنها باید انجام شود، در غیر این صورت عواقب استفاده از مقادیر نادرست می تواند فاجعه آمیز باشد.
