Нагрузка от грунта на стену подвала: Боковое давление грунта на стены подвала — НА ВЕТКАХ — ПРИКОЛЫ, ФОТКИ, АНЕКДОТЫ — приходите к нам посидеть на ветках, будет интересно

Содержание

Расчет давления грунта на стену подвала

Давление грунта на стену

Как убрать давление грунта на стену подвала?

Строительные материалы Строительные материалы Автор статьи Пётр Кравец Время на чтение: 3 минуты АА 5591 Отправим материал вам на: Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных

При строительстве дома одной из важнейших проблем становится преодоление давления грунта на стены подвала. Оставить без внимания этот момент не представляется возможным, поскольку стены подвала, да и сам фундамент, могут не выдержать этого давления в совокупности с весом здания и деформироваться или разрушиться.

При значительных размерах сооружения последствия могут быть катастрофическими.

Но строители научились противодействию таким физическим явлениям, использую различные материалы при возведении конструкций.

При возведении фундамента ключевыми факторами его прочности является именно верный расчет сопротивления нагрузок на фундаментные стены. Давление грунта на стену подвала зависит напрямую от его глубины.

Типовым параметром принимается расчётная величина в 12 см бетона марки М400 при глубине подвала в 1 метр, с учетом эксплуатации в 50 лет и деревянных материалов при строительстве самого дома.

Стены подвалов строят из различных материалов, основываясь на формате помещения, его предназначении. Наиболее распространены при возведении кирпич, бетон, железобетонные плиты и камни.

Технические характеристики материалов при строительстве стен фундамента

Бетон

Бетон самый распространённый и недорогой способ строительства фундаментных стен. Недостатком, причем довольно существенным, является обрушение грунта в ходе работ, после чего он смешивается с бетоном, снижая прочность состава.

Таким образом, снижается устойчивость самого фундамента и его стен.

Кирпич

Кирпич – один из старейших применяемых материалов. Легкий при монтаже, удобный в строительстве, обладающий массой достоинств, кирпич имеет все же конструктивный недостаток при постройке – невозможность укладки без скрепляющего раствора. Как правило, в его качестве выступает бетон, намазываемый тонким слоем в промежутках между блоками кирпича.

Камни

Как и в случае кирпичей, монтаж камней требует соединительной смеси при монтаже, хотя камень сам по себе очень надежен и прочен. К тому же, при помощи этого материала можно и выкладывать узоры при строительстве внешних стен, и декора внутренних помещений.

В качестве скрепляющего раствора выступает бетон, но ещё один недостаток — высокая цена такого материала.

Железобетонные пластины

Пластины из железобетона обладают повышенной прочностью и устойчивостью.

Возведенный подвал или погреб будет иметь в таком случае необычайно долгий срок использования.

За счет применения арматуры или армирующей сетки конструкции придается прочное сцепление, что гораздо лучше, чем использование для этих целей бетона.

При монтажных работах необходимо быть очень осторожными, поскольку из-за значительного веса такого материала любая неосторожность может вести к печальным последствиям.

Особенности укладки фундаментных стен для устойчивости при давлении грунта

При укладке любой стены главным требованием является качественное выполнение работ с соблюдением всех норм и правил строительства подвалов.

При возведении бетонных фундаментных стен необходимо использовать материал не ниже марки М400 или М450.

В случаях, когда делается временный погреб со сроком эксплуатации не более пары лет, то возможно применение марки М100 или М200. Во избежание попадания при строительных работах примесей грунта или посторонних предметов, необходимо позаботиться о качественных формах для заливки бетона.

Лучше всего использовать собственноручно изготовленные формы для конкретной постройки. Такую опалубку можно будет оставить как декоративный элемент.

Учитывая боковое давление грунта, для придания надежности возводимым стенам при заливке бетона его тщательно нужно утрамбовывать, чтобы не было пузырьков или пустот, которые снижают прочность бетона и снижают его способность к противодействию выдавливания стен грунтом.

Кирпичное строительство имеет свои нюансы. Возможна поверхностная кладка, когда бетон мажется слоем по верхнему ряду кладки, что делают для экономии материала. Этот способ применим для хозяйственных помещений, к которым не предъявляются особые требования прочности.

Альтернативой является укладка с промазыванием каждого слоя кладки из кирпичей, более затратная и трудоемкая, но существенно превосходящая остальные методы возведения по прочности и сроку использования.

При любой кирпичной кладке следует тщательно проводить утрамбовку материала, слегка постукивая по уложенному ряду. Это позволит убрать воздушные пустоты между кирпичами, подгоняя их вплотную друг к другу, и придать большей устойчивости стенам.

Каменные стены возводят так же, как и кирпичные, за исключением нескольких нюансов: для большей прочности камни подгоняют встык друг к другу, исключая швы и щели.

Это увеличит сцепление и придаст надежности стене из камня. Поскольку этот материал не имеет ровных краев, в этом случае используется больше бетона для швов, чем в других стенах

Оптимальным вариантом будет использование плит из железобетона размеров, превосходящим высоту подвала. В таком случае исполнения, плиты просто закапывают в землю и замазывают возникшие щели бетоном. Если пластины небольшие, то их используют как кирпичи в укладке, но обязательно принимая в расчет технику безопасности при работе с ними.

Расчет стен подвала при боковом давлении грунта

Расчет фундаментных стен проводят в строгом соответствии со СНиП 2.09.03-8 «Сооружение промышленных предприятий». Более удобным будет использование справочного пособия к данному СНиП, содержащего основные положения, формулы и методики расчета подпорных стен и стен подвалов из различных материалов.

Расчет проводят в несколько этапов, проверяя на каждом соответствие установленным условиям надежности конструкции к сдвигам. На каждую фундаментную стену оказывает влияние грунт, который пытается её сдвинуть в сторону подвального помещения.

Этому препятствуют вес здания, вес самой стены подвала и фундамента, утяжеление грунта при помощи внешней обсыпки грунтом.

Пётр Кравец

Все эти силы, вертикальные по направляющей, придавливают фундамент к земле, образуя силу трения между подошвой и грунтом. Основой такого расчета является значение в 1,2 раза, что обозначает, что сила трения выше сдвигающей, и фундамент останется неподвижен.

Проводя расчеты самостоятельно, не забывайте, что положительными моментами является любая вертикальная нагрузка (ширина подошвы фундамента, угол трения засыпочного слоя со стороны улицы), а в числе отрицательных будут глубина подвала, маленькая толщина засыпки с обоих сторон, небольшая нагрузка на основание (чем больше нагрузка на фундамент, тем более он устойчив к сдвигам).

В большинстве случаев все эти проблемы решаются расширением подошвы фундамента, а если этого недостаточно, то обустройству распорок между подвальными стенами, препятствующих сдвигающей силе грунта. Если в доме предполагается поперечные несущие стены, то анализ на сдвиг проводят без учета их наличия.

BC: Расчет стен подвала (подпорные стенки) Заголовок BC: Расчет стен подвала (подпорные стенки) Время просмотра 12:16 Заголовок САПФИР 2014: Моделирование давления грунта на стены подвала Время просмотра 8:56 Заголовок Программа по определению давления грунта на подпорную стенку (стенку подвала) Время просмотра 0:31

Рейтинг автора Автор статьи Пётр Кравец Написано статей 350

Источник: https://ProPodval.ru/stroitelstvo/podval-podpol-i-tsokol/davlenie-grunta-na-stenu-podvala.html

Расчет монолитной наружной стены подвала нужно ввести вычисляется в этих пунктах нужно проверить выполнение условий.

Нагрузки q n γ f q.

Рубероид, δ=2 мм 2,40 1,10 2,64 Монолитная ж/б плита, δ=120 мм 300,00 1,10 330,00 Снег 126,00 1 / 1,40 180,00

Оценка несущей способности кладки из кирпича Простенки каменной кладки являются вертикальными несущими элементами здания. По результатам замеров получили следующие расчетные размеры простенков: высота

Подробнее Порядок расчета ленточного фундамента.

Государственное бюджетное образовательное учреждение Астраханской области среднего профессионального образования «Астраханский колледж строительства и экономики» Порядок расчета ленточного фундамента.
Подробнее 11 РАСЧЁТ СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
11 РАСЧЁТ СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 11.1 Общие сведения К сжатым элементам относят: колонны; верхние пояса ферм, загруженные по узлам, восходящие раскосы и стойки решетки ферм; элементы оболочек; элементы фундамента;
Подробнее GeoWall Пример расчета ограждения котлована
Пример расчета ограждения котлована ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Расчетная схема ограждающей конструкции для программы приведена на рисунке 1: Рис. 1. Расчетная схема Характеристики грунтов: Расчетные I Расчетные значения
Подробнее Расчет оснований по несущей способности
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный
Подробнее База нормативной документации:
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА УТВЕРЖДАЮ Зам. директора института Г.Д. ХАСХАЧИХ 13 мая 1986
Подробнее НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ
СОДЕРЖАНИЕ Введение.. 9 Глава 1. НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ 15 1.1. Классификация нагрузок…….. 15 1.2. Комбинации (сочетания) нагрузок. …. 17 1.3. Определение расчетных нагрузок.. 18 1.3.1. Постоянные
Подробнее В В Е Д Е Н И Е… 5
http://library.bntu.by/setkov-v-i-stroitelnye-konstrukcii-raschet-i-proektirovanie П Р Е Д И С Л О В И Е з В В Е Д Е Н И Е… 5 1. О Б Щ И Е П О Л О Ж Е Н И Я 7 1.1. Классификация строительных конструкций…
Подробнее Расчет балки. 1 Исходные данные
Расчет балки 1 Исходные данные 1.1 Схема балки Пролет A: 6 м. Пролет B: 1 м. Пролет C: 1 м. Шаг балок: 0,5 м. 1.2 Нагрузки Наименование q н1, кг/м2 q н2, кг/м γ f k d q р, кг/м Постоянная 100 50 1 1 50
Подробнее 440 Расчет на продавливание
44 Расчет на продавливание Программа предназначена для расчёта на продавливание плиты воспринимающей нагрузки от колонн прямоугольного или круглого сечения согласно следующим нормам: СНиП. 3.-84* [] СП
Подробнее 520 — Ленточный фундамент
520 — Ленточный фундамент 1 2 Программа предназначена для проектирования ленточного фундамента под колонны согласно следующим нормам: СНиП 2.03.01-84* [1], СП 52-101-2003 [2], СНБ 5.03.01-02 [3]. Осадка
Подробнее Расчет оснований и фундаментов.
Расчет оснований и ундаментов. Расчет ундамента это, прежде всего нахождение его размеров, Определяющим расчетом — является расчет оснований по деормациям (оаничение развития осадок). S, S u s c c2 ( q
Подробнее Рабочая документация
ООО «Союзмашпроект (проектный институт)» МКОУ «Заокская школа» Имени Героя России Сергея Бурнаева Тульская область, Заокский район, п. Заокский Рабочая документация Расчеты г. Тула, 2014 г. ООО «Союзмашпроект
Подробнее «Методика выбора подпорных стен»
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» Научно-исследовательская работа:
Подробнее
Общество с ограниченной ответственностью «Баутехнолоджи» П Р О Ч Н О С Т Н О Й Р А С Ч Е Т навесной фасадной системы с воздушным зазором АЛЬТ-ФАСАД-11 для Жилого комплекса, расположенного по адресу: Московская
Подробнее АРХИТЕКТУРА И СТРОИТЕЛЬСТВО
АРХИТЕКТУРА И СТРОИТЕЛЬСТВО УДК 69. 58:728.48 Н.Н. Алешин, Д.Н. Алешин, А.В. Колесников Сибирский государственный индустриальный университет ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОБЩЕСТВЕННОГО
Подробнее Элементысборного железобетонногокаркаса
Элементысборного железобетонногокаркаса 19 ЖБколонны Нормальныесеченияколонн Назначениеразмеровколонн При назначении размеров нормального сечения колонн учитывают условия опирания на них других элементов
Подробнее 1 570 Шпунтовая стенка
570 Шпунтовая стенка 1 2 Программа предназначена для проектирования и расчёта шпунтовой стенки свободно защемленной или заделанной в грунте с возможностью установки анкеров. В качестве нагрузок, кроме
Подробнее 436 Подбор поперечной арматуры
436 Подбор поперечной арматуры 1 Программа предназначена для расчета поперечной арматуры, требуемой для обеспечения прочности по наклонным и пространственным сечениям, а также для конструирования хомутов
Подробнее 5.
РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.1. Фундаменты
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ 5.1. Фундаменты В процессе выполнения обследования для осмотра фундаментов были выполнены проходка и освидетельствование 19 шурфов. В соответствии с программой работ были определены
Подробнее Расчет балки Ultralam
Расчет балки Ultralam Расчетная схема Нагрузки Пролет Тип нагрузки Значение, кг(кг/м.п.) Коэф. надежности γ f Коэф. длительности γ d Привязка Х, м Длина S, м 0 распределенная 350 1 1 — — 0 распределенная
Подробнее 545 Подпорная стенка уголкового профиля
545 Подпорная стенка уголкового профиля 1 2 Программа рассчитывает и проектирует железобетонную подпорную стенку уголкового профиля с консолями и без консолей для слоистого грунта, наклонной местности
Подробнее Проверка сваи Исходные данные
Проверка сваи Исходные данные Проект Дата : 28. 10.2015 Настройка (задано для текущей задачи) Материалы и стандарты Бетонные конструкции : ČSN 73 1201 R Сваи Коэффициенты запаса Постоянная проект.ситуация
Подробнее Расчет устойчивости откоса
ООО «БелЭкспертПроект» ООО «ЭкспертПроектСтрой» Реконструкция биогазовой станции «Лучки» расположенной в с. Лучки, Прохоровского района, Белгородской области Расчет устойчивости откоса Навозонакопители
Подробнее 5. Пример 2. Расчет прочности стены подвала кирпичного здания
Проверить несущую способность стены подвала расчетной высотой 2,95 м, сложенной из бетонных полнотелых блоков шириной 0,6м. Бетон блоков В7,5 (М100), кладочный цементный раствор М 50 (рис.5.1).
Расчетная нагрузка на 1м длины стены подвала от кирпичной стены толщиной 0,64 м и и междуэтажных перекрытий NI = 750 кН.
Стена первого этажа расположена с эксцентриситетом относительно оси подвала e₁ = 0,02 м. Расчетная нагрузка на 1 м длины стены подвала от надподвального перекрытия N₂ = 50 кН.
Эксцентриситет приложения нагрузки e₂= 0,26 м.
На поверхности земли действует равномерно распределенная нагрузка интенсивностью 10 кПа. Грунт засыпки — суглинок (см. раздел 3).
Характеристики грунта засыпки для расчетов по I группе предельных состояний:
Удельный вес грунта засыпки
_1
= _f ▪ _n= 1,15 ▪ 0,95 ▪ 18,5 = 20,22 кН./м³
Угол внутреннего трения грунта засыпки
φ_I = φ ▪ 0,9 / 1,15 = 16 ▪ 0,9/1,15 = 12,52°
Таблица 4. 1 Расчетные сопротивления сжатию кладки из крупных сплошных бетонных блоков,R,МПа
Марка бетона блока
Расчетное сопротивление сжатию кладки при марке
раствора
200
150
100
75
50
25
300
7,5
7,2
6,9
6,7
6,5
6,2
250
6,7
6,4
6,1
5,9
5,7
5,4
200
5,4
5,2
5,0
4,9
4,7
4,3
150
4,6
4,4
4,2
4,1
3,9
3,7
100
—
3,3
3,1
2,9
2,7
2,6
75
—
—
2,3
2,2
2,1
2,0
50
—
—
1,7
1,6
1,5
1,4
Таблица 4. 2 Значение коэффициентов продольного изгиба при
отношении λh (λhc)
λh / (λhc)
4
6
8
10
12
14
16
18
22
26
30
34
Коэфф. прод. изгиба φ(φc)
1,0
0,98
0,95
0,92
0,88
0,85
0,81
0,77
0,69
0,61
0,53
0,44
Рисунок 5. 1 Расчет стены подвала по прочности
Толщина эквивалентного слоя грунта составит
h_red = 10 / 17,58 = 0,57 м
Интенсивность бокового давления грунта в уровне планировочной отметки
q1 = l,2 ▪17,58 ▪ 0,57 ▪ tg²(45° — 12,52°/2) = 7,74 кН/м.
Интенсивность бокового давления грунта в уровне низа стойки
q₂= 1, 15 ▪ 17,58 (1,2/ 1,15 ▪ 0,57+2,36) tg²(45 — 12,52°/2) = 38,45 кН/м.
Изгибающие моменты от бокового давления грунта определим в двух сечениях.
Сечение 1-1 (х = 0,4H1 = 0,4 ▪ 2,91=1,16 м).
М_0,4= 1/6 {2,36²/ 2,91 (2 ▪ 7,74 + 38,45) ▪1,16 –
— ( 3 ▪ 7,74 + (38,45 – 7,74) ▪ (1,16 – 2,91 +2,36) / 2,36) ▪ (1,16 – . -2,91 +2,36)²}⁼18,02 кНм.
Сечение 2-2 (х = 0,6Н1 = 0,6 Х 2,91 = 1,75м).
М 0,6 = l/6 {2,36²/ 2,91 (2 ▪ 7,74 + 38,45) ▪ 1,75 —
— [3 ▪ 7,74 + (38,45 — 7,74) ▪ (1,75 — 2,91 + 2,36) /2,36 ]▪ (1,75 — 2,91+ . +2,36)²} = 20,78 кНм.
Суммарный изгибающий момент в уровне низа надподвального перекрытия от нагрузок, действующих выше обреза фундамента.
M1 = — N₁▪ е₁ + N₂▪ e2 = -750 ▪ 0,02 + 50 ▪ 0,26 = -2,0 кНм.
N₁ = N₁ + N₂ = 750 + 50 = 800 кН.
Эксцентриситет равнодействующей продольных сил
e = M1 / N1 = 2,0 / 800 =0,0025 м.
Суммарный эксцентриситет с учетом случайного равного 0,04 м составит
е_с = е + eсл =0,0025 + 0,04 = 0,0425 м.
Расчетное значение изгибающего момента в уровне низа плит надподвального перекрытия равно:
Мр = n₁ ▪ e_с= -800 ▪ 0,0425 = -34,0 кНм.
Суммарные значения моментов в сечениях:
в уровне обреза фундамента Мp = -34 кНм;
в сечении 1-1 M_0,4= -34,0 ▪ 0,6 — 18,02 = -38,42 кНм;
в сечении 2-2 М_0,6= -34,0 ▪ 0,4 — 20,78 = -34,38 кНм.
Проверку прочности стены производим для сечения 1-1 с
максимальным значением изгибающего момента. Прочность стены проверяем при внецентренном сжатии с эксцентриситетом
еo = M_0,4/ N1 = 38,42 / (800 + 0,6 ▪ 1,0 ▪ 1,16 ▪ 24 ▪ 1,1) = 0,047 м.
Расчетную несущую способность стены определим — по формуле (4.4) с подстановкой следующих значений:
λh =2,91/0,6 = 4,85; из табл.4.2 φ = 0,99;
hc = h — 2е₀= 0,6 – 2 ▪ 0,047 = 0,506 м;
λhc = 2,91 / 0,506 = 5,75; из табл.4.2 φc= 0,98;
φı = (0,99 + 0,98) / 2 = 0,995;
R =2,7МПа; из табл.4.1;
А = 0,6 ▪ 1,0 = 0,6м²;
Ac = 0,6 (1 — 2 ▪ 0,047 / 0,6) = 0,506 м²;
 =1 + 0,047 / 0,6 = 1,078 < 1,45.
N_cr= 1,0 ▪ 0,995 ▪ 2700 ▪1,1 ▪ 0,506 ▪ 1,078 = 1611,9 кН > N1 = 818,4кН.
Расчеты показывают, что прочность стены подвала достаточна.
ЛИТЕРАТУРА
Основания и фундаменты: Справочник / Под. ред. Г.И.Швецова.-М.: Высшая школа,1991. 383с.
Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов .- М.: Стройиздат, 1990.-304 с.
Проектирование оснований и фундаментов промышленных и гражданских зданий. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию.- изд. КПИ, 1988, 60с.
СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений. -М.: Стройиздат,1985.- 40с.
Проектирование подпорных стен и стен подвалов: Справочное пособие к СНиП. –М .:Стройиздат, 1990.-104с.
СНиП II-22-81.Каменные и армокаменные конструкции.– М.: Стройиздат, 1983.- 40с.
Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций к СНиП II-22-84 “Каменные и армокаменные конструкции. Нормы проектирования ”.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 152с.
Проектирование оснований фундаментов и стен подвальных
помещений. Методические указания по курсовому и дипломному
проектированию по курсу «Основания и фундаменты» для
студентов всех форм обучения специальностей:
Расчет наружной фундаментной стены. Теоретические предпосылки
Для примера рассмотрим следующую расчетную схему, взятую из руководства по расчету фундаментных стен из пустотных блоков:

Рисунок 418.1. Разрез фундаментной стены, возможная расчетная схема и эпюры изгибающих моментов для фундаментной стены — балки на шарнирных опорах.

На данном рисунке грунт, находящийся под полом в подвале и справа от фундаментной стены и под отмосткой, никак не обозначен. Однако у простого человека гораздо больше вопросов могут вызвать обозначения на расчетной схеме и вообще, почему рассматривается именно балка на шарнирных опорах?

Ответ будет примерно следующим:

Подбор расчетной схемы, наиболее точно соответствующей условиям работы конструкции, особенно когда дело касается фундаментов и грунтов — задача не из простых. При указанной конструкции здания (есть пол подвала — железобетонная плита и есть плита перекрытия, каким-то образом связанная с фундаментной стеной) расчетная схема, показанная на рисунке 418.1, действительно наиболее приемлема, так как и плиту перекрытия и пол подвала можно рассматривать как шарнирные опоры балки, не мешающие повороту поперечных сечений балки, а только препятствующие горизонтальному смещению на опорах, так как модуль упругости материала плиты и пола значительно больше модуля упругости грунта.

Таким образом принятая расчетная схема позволяет провести максимально простой расчет и обеспечивает максимально возможный запас прочности.

В целом расчет сводится к проверке стены на прочность и на устойчивость, так как в данном случае наружная фундаментная стена рассматривается не только как балка, но и как стойка с теми же шарнирными опорами.

Если расчет по такой расчетной схеме кажется вам слишком простым, а возможный запас прочности чрезмерным, то для выполнения более точных расчетов следует учесть следующие факторы:

1. Данную фундаментную стену более правильно рассматривать не как стержень с шарнирными опорами, а как пластину с шарнирными опорами по контуру.

Или как пластину с шарнирными опорами сверху и снизу и жестким защемлением по бокам. Фундаментные стены, перпендикулярные рассматриваемой, могут рассматриваться как шарнирные боковые опоры или даже как жесткое защемление в зависимости от общей конструкции здания.

Влияние этого фактора тем больше, чем меньше соотношение длины стены к высоте l/h2. Если это соотношение стремится к бесконечности, то влияние этого фактора стремится к нулю, во всяком случае для рассматриваемого участка стены, наиболее удаленного от перпендикулярных стен. Другими словами, чем больше длина фундаментной стены по сравнению с высотой, тем ближе принятая расчетная схема к реальной работе конструкции.

2. В результате перераспределения напряжений в материале фундаментной стены на верхней и нижней условных опорах может возникать частичное защемление.

В целом влияние данного фактора очень незначительно.

3. Следует учитывать возможные деформации и пола и плиты при сжатии.

Эти деформации могут привести к изменению геометрии рассматриваемой системы, а значит и к изменению действующих нагрузок. Как правило эти деформации относительно небольшие, поэтому влиянием этого фактора можно пренебречь.

Сам алгоритм расчета может выглядеть примерно так:

Как правило для упрощения расчетов рассматривается 1 погонный метр длины фундаментной стены. Именно этот погонный метр и рассматривается как стойка или как балка, имеющая ширину 1 метр.

1. Определяется продольная сила
N₁, действующая на наружную фундаментную стену — стойку с шарнирными опорами.
Эта сила может быть приложена с эксцентриситетом е₁ по отношению к нейтральной оси стойки, например при такой конструкции здания, как показано на рисунке 418. 1.

В сосредоточенную нагрузку N₁ входят:

1.1. Собственный вес вышележащих стен.

Пример определения нагрузки от собственного веса приводится отдельно.

1.2. Нагрузка от междуэтажных перекрытий (кроме перекрытия над подвалом).

Как определяется эта нагрузка более подробно рассматривается в п.2, где рассматривается нагрузка от перекрытия над подвалом.

1.3. Нагрузка от кровли.

Для определения этой нагрузки следует знать не только снеговые и ветровые нагрузки, но также и конструкцию кровли.

При действии нагрузки N₁, приложенной с эксцентриситетом е₁ в поперечных сечениях стойки с шарнирными опорами будут действовать изгибающие моменты. Эпюра, отражающая изменения моментов по длине стойки от действия этой нагрузки, обозначена как М₁.

Максимальное значение момента при действии продольной силы, приложенной с эксцентриситетом, будет на верхней опоре и составит:

М_1max = N₁e₁ (418. 1.1)

На нижней опоре момент будет равен нулю, а чтобы определить значение в любом другом сечении, нужно значение уравнения (418.1) умножить на (1 — x/H₁):

M_1(x) = N₁e₁(1 — x/H₁) (418.1.2)

где х — это расстояние от верхней опоры до рассматриваемого сечения.

Примечание: такие же результаты мы бы получили, если бы рассматривали не стойку с шарнирными опорами, а балку с шарнирными опорами, на одной из которых приложен изгибающий момент.

2. Определяется нагрузка
Q от перекрытия над подвалом.
Вообще нагрузка Q — это опорная реакция, определяемая при расчете балки или плиты опертой по контуру, если данное перекрытие монолитное размером на помещение. При этом наружная фундаментная стена является одной из опор такой балки или плиты.

В целом и балка и плита могут быть как однопролетными, так и многопролетными и это следует учитывать при определении нагрузки Q. Больше подробностей в разделах Балки и Пластины.

Для упрощения расчетов значение опорной реакции многопролетной балки на крайней опоре можно принимать, как для однопролетной балки, это приведет к дополнительному запасу прочности. При монолитной плите перекрытия с опиранием по контуру значение опорной реакции можно определить по таблицам.

В абсолютном большинстве случаев нагрузка Q к стойке прикладывается с эксцентриситетом е₂. И не только потому, что перекрытие как правило опирается только на часть фундаментной стены, как это показано на рисунке 418.1, но еще и потому, что под действием нагрузки на плиту происходит перераспределение напряжений на опорной площадке фундаментной стены.

Это следует учитывать при определении значения эксцентриситета е₂. Для упрощения расчетов это значение можно принимать равным 2/3 длины опорного участка плиты.

Как и в случае с продольной силой N₁, при действии продольной силы Q в поперечных сечениях фундаментной стены-стойки действует изгибающий момент. Правила определения этого момента такие же, как и в п.1 с той только разницей, что растянутая зона сечения будет с противоположной стороны, что и отражено на эпюре М₂.

3. Определяется распределенная равномерно изменяющаяся горизонтальная нагрузка q на стойку.

Эта нагрузка включает в себя:

3.1. Нагрузку от собственного веса грунта.

На первый взгляд это кажется странным, ведь нагрузка от собственного веса грунта направлена вертикально вниз и не должна передаваться на стену. Однако ничего странного в этом нет. Дело в том, что грунт, как и любое другое физическое тело, под воздействием нагрузки сжимается в вертикальном направлении, но при этом пытается сохранить свой объем и потому расширяется в горизонтальном направлении. Отсюда и возникает горизонтальная составляющая нагрузки на фундаментную стену.

Чтобы определить эту горизонтальную составляющую, необходимо знать физические характеристики грунта, который будет использоваться для обратной засыпки. В частности плотность γ и угол внутреннего трения ф (вообще-то этот угол как правило обозначается греческой литерой φ и этой же литерой обозначается коэффициент продольного изгиба, о котором речь ниже, поэтому чтобы не возникало путаницы, я обозначил угол внутреннего трения литерой ф)

Чем меньше угол внутреннего трения, тем меньше горизонтальная составляющая нагрузки на фундаментную стену. В зависимости от состава и влажности грунта, использованного для обратной засыпки, значение угла может изменяться в пределах 20-45°.

Чтобы не возиться с точным определением угла внутреннего трения, тем более при отсутствии результатов геологоразведки, что в малоэтажном частном строительстве случается достаточно часто, я рекомендую для расчетов принимать значение угла φ = 45°, т.е. рассматривать грунт как условную жидкость. Это не только обеспечит возможный запас прочности, но и значительно упростит расчеты. При этом значение нагрузки, действующей в любом поперечном сечении стойки ниже отметки верха грунта, можно определить по следующей формуле:

q_(х) = gγ(x — a) (418. 2)

где g = 9.81 м/с² — ускорение свободного падения. а = Н₁ — Н₂ — расстояние между верхней опорой стойки и отметкой верха грунта (на расчетной схеме не показано).

Примечание: значение нагрузки, определенной по формуле (418.2) будет в Паскалях. Если расчет ведется в килограмм-силах, то значение плоской нагрузки можно определять по упрощенной формуле (не умножать правую часть формулы на g). Кроме того нагрузку из плоской следует перевести в линейную, т.е. умножить на 1 погонный метр длины стены, являющийся шириной нашей балки.

3.2. Нагрузку р на покрытие или отмостку снаружи фундаментной стены.

Так как эта нагрузка приведет к условно равномерному сжатию нижележащего грунта, то ее можно рассматривать как равномерно распределенную от нижней опоры до отметки покрытия.

Если нагрузки р и q сложить, что нам позволяет метод суперпозиции, то значение суммарной нагрузки на расстоянии а от верхней опоры будет равно:

Σq_a = р + 0 = q₁ (418. 3.1)

а на нижней опоре:

Σq_max = р + gγH₂ = q₂ (418.3.1)

Что и отображено на эпюре нагрузки

3.3. Нагрузку от собственного веса покрытия или отмостки.

Если плотность покрытия или отмостки значительно больше, чем плотность расположенного ниже грунта, то при расчетах это следует учитывать, соответственно эпюра нагрузки должна иметь несколько другой вид.

Как правило плотность отмостки или покрытия сопоставима с принимаемой плотностью грунта, а кроме того толщина слоя отмостки или покрытия, имеющего большую плотность, в десятки раз меньше высоты стены, а потому для упрощения расчетов этим влиянием на общий вид эпюры нагрузки можно пренебречь.

Также можно разницу плотностей отмостки и грунта рассматривать как часть нагрузки р.

Изменение моментов, действующих в поперечных сечениях стойки под действием горизонтальной нагрузки, показано на эпюре M_q.

Примечание: Для еще большего упрощения расчетов, нагрузку q, равномерно изменяющуюся от минимального значения q₁ до максимального q₂ по высоте Н₂, можно рассматривать как равномерно изменяющуюся от 0 до максимального значения по всей высоте стены Н₁. При этом для определения значений момента в рассматриваемом сечении можно воспользоваться готовыми расчетными схемами для такого частного случая. Если нагрузка на покрытие достаточно велика или покрытие находится почти вровень с верхней опорой стойки, то в этом случае следует пользоваться методом суперпозиции.

4. Определяется значение момента и продольной силы в наиболее нагруженном сечении.

Вообще-то сделать это не так просто, как может показаться на первый взгляд, потому что наиболее нагруженное сечение следует определять с учетом устойчивости стойки.

Т. е. с точки зрения потери устойчивости наиболее опасными являются сечения примерно посредине высоты стойки, а между тем максимальный момент будет действовать примерно на расстоянии Н₁/4 от нижней опоры стойки, что видно по суммарной эпюре ΣМ.

В связи с этим рекомендуется рассматривать сечение расположенное на расстоянии Н₁/3 от нижней опоры стойки, как наиболее нагруженное.

Значение момента в этом сечении можно определить по эпюре моментов (если таковая будет строиться) или расчетом. Значение продольной силы действующей в рассматриваемом сечении, будет равно:

ΣN_x = N₁ + Q + N_2(х) (418.4)

где N_2(х) — нагрузка от собственного веса фундаментной стены в рассматриваемом сечении. Значение этой нагрузки определяется примерно также, как и для вышележащих стен.

5. Определяется коэффициент продольного изгиба φ.

Пример определения коэффициента продольного изгиба приводится отдельно.

6. Проверяется прочность наружной фундаментной стены с учетом устойчивости.

Нормальные напряжения, возникающие в рассматриваемом поперечном сечении, не должны превышать расчетного сопротивления материала стены:

σ = ΣN_x/φF + M_x/W ≤ R (418.5)

где F — площадь рассматриваемого сечения стены, W — момент сопротивления данного сечения, R — расчетное сопротивление материала стены.

Вот собственно и все теоретические предпосылки для расчета наружной фундаментной стены при наличии подвала.

Если внутри подвала на фундаментной стене планируется размещение подвесных полок или стеллажей, то это следует учесть как дополнительный момент, действующий на соответствующей высоте или как пару сил, создающих такой момент.
ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫ — Студопедия
7. 217. Подпорные стены из каменной кладки целесообразно применять только при относительно небольшой их высоте. При высоте более 4 м подпорные стены рекомендуется выполнять из железобетона.
Пример 18. Расчет стены подвала. Проверить несущую способность стены подвала кирпичного здания. Стена подвала высотой Н=2,8 м выполнена из крупных пустотелых бетонных блоков толщиной 40 и высотой 58 см, изготовленных из тяжелого бетона марки 100. Пустотность блоков по площади среднего горизонтального сечения 25, а по объему — 15%. Кладка стен подвала выполнена на растворе марки 50. Расчетная высота стены подвала от уровня бетонного пола до нижней поверхности перекрытия Н=2,65 м (черт. 57). Расчетная нагрузка на 1 м стены подвала от кирпичной стены первого этажа толщиной 51 см N=150 кН (15 тc).
Черт. 57. Расчет стены подвала
а — схема приложения вертикальных нагрузок; б — эпюра бокового давления грунта; в — суммарная эпюра изгибающих моментов
Стена первого этажа расположена с эксцентриситетом относительно оси подвала е₁=5,5 см.
Расчетная постоянная нагрузка на 1 м стены подвала от опирающегося на нее перекрытия над подвалом N₂=22 кН (2,2 тс) приложена с эксцентриситетом по отношению к стене подвала е₂=16 см.

Объемная масса грунта в насыпном состоянии g=1600 кг/м³=16 кН/м³. Расчетный угол внутреннего трения грунта j=38°; нормативное значение поверхностной нагрузки от грунта в насыпном состоянии Р=10 кН/м².
Приведенная толщина грунта от временной нагрузки
м.
Коэффициенты перегрузки для временной нагрузки и объемной массы грунта
n₁=n₂=n=1,2.
Верхняя и нижняя ординаты эпюры бокового давления грунта на 1 м стены подвала определяются по формулам (105) и (106):
q₁=1,2×16×0,625×0,238=2,86 кН/м ;
q₂=1,2×16(0,625+2,65)0,238=14,97 кН/м.
Изгибающие моменты от давления грунта определяем в двух сечениях стены подвала: в сечении 1-1, расположенном на расстоянии 0,4H=0,4×2,65=1,06 м от верха стены и в сечении 2-2 — на расстоянии 0,6H=0,6×2,65=1,59 м от верха стены, в котором величина изгибающего момента от давления грунта имеет наибольшее значение.
По формуле (107) при расположении сечения на расстоянии 0,4H от верха стены, принимая Н₂=Н:
По формуле (108)
кН×м.
Изгибающий момент от вертикальных нагрузок в сечении, расположенном у верха стены подвала, определяется с учетом случайного эксцентриситета е=4 см [п. 6.65], так как толщина стены подвала меньше, чем стены первого этажа.
Максимальная величина момента
М=150(0,055+0,04)-22×0,16=10,73 кН×м.
Суммарные изгибающие моменты в стене подвала:
в сечении, расположенном на расстоянии 0,4H от верха стены,
М₀₄=10,73×0,6+7,17=13,61 кН м;
в сечении, расположенном на расстоянии 0,6H от верха стены,
М₀₆=10,73×0,4+7,85=12,14 Н×м.
Проверку прочности стены подвала производим в сечении 1-1, расположенном на расстоянии 0,4H от верха стены,

N=150+22+1,06×0,4×24,0×0,85×1,1=181,5 кН.
Прочность стены подвала проверяем при внецентренном сжатии с эксцентриситетом
м.
Расчетная несущая способность стены N_cc определяется по формуле п. [4.7]:
По п. [4.7], формула [15]
В данном случае при h=40 см m_g=1, см. n. [4.7].
Упругая характеристика кладки из крупных пустотелых бетонных блоков при отношении
a=1500.
Коэффициент продольного изгиба по табл. [18] п. [4.2] j=0,97.
Высота сжатой зоны
h_с=h-2e₀=0,40-2×0,075=0,25 м;
Расчетное сопротивление кладки из крупных пустотелых бетонных блоков, изготовленных из бетона марки 100, при растворе марки 50 и пустотности блоков по среднему горизонтальному сечению 25% определяется по п. [3.12]:
R=2,7×0,5=1,35 мН/м².
Расчетная несущая способность стены равна:
Площадь сечения (брутто)
А=0,4×1,0=0,4м².
Коэффициент w определяется по п. [4.7], табл.[19]:
кН.
Прочность стены подвала достаточна.
7.218. Подпорные стены должны быть запроектированы таким образом, чтобы была исключена возможность их опрокидывания и скольжения, обеспечены несущая способность стены и грунта в ее основании и в необходимых случаях трещиностойкость.
7.219. Подпорные стены могут быть безреберными и ребристыми. Как правило, проектируют их уширенными книзу, рассчитывая как консольные балки прямоугольного или таврового сечения.
Каменные вертикальные подпорные стены (черт. 58) высотой не более 4 м и при горизонтальной поверхности земли допускается рассчитывать по указаниям настоящего раздела.
При передаче давления грунта на вертикальную поверхность подпорной стены (черт. 59), если земля ограничена горизонтальной плоскостью, распределение горизонтального давления грунта по высоте стены определяется формулами (105) и (106).
Величину нормативной нагрузки на поверхность земли следует принимать согласно п. 7.216.
Сечения подпорной стены проверяют на внецентренное сжатие и срез по горизонтальным неперевязанным швам кладки.
В расчетную площадь среза включается только площадь сжатой зоны сечения, определяемая при расчете на внецентренное сжатие.
При проверке подпорных стен на опрокидывание и скольжение собственный вес их принимается с коэффициентом перегрузки 0,9.
Подпорные стены одноэтажных складов сыпучих материалов и заглубленных одноэтажных зданий, воспринимающие значительные горизонтальные давления при небольших вертикальных нагрузках, рекомендуется рассчитывать как балки с верхней шарнирной и нижней защемленной опорами. Защемление нижней опоры стен обеспечивается фундаментами, выполненными в виде прямоугольных участков кладки, перпендикулярных продольной оси стены. Расположение фундаментов и пилястр совпадает (см. черт. 59).
Размеры фундаментов определяются из условия совмещения их оси с положением равнодействующей нормальной силы в основании стены при максимальных горизонтальных и минимальных вертикальных нагрузках.
Черт 58. Продольные стены разных профилей
а — прямоугольного; б — трапецеидального с наклонной передней гранью; в — трапецеидального с наклонной задней гранью; г — наклонного в сторону засыпки; д — с выступающим передним нижним ребром; е — ступенчатого; ж — таврового
Черт. 59. Фундаменты под наружными стенами одноэтажных складских зданий для сыпучих материалов
1 — контрфорс; 2 — стена; 3 — пилястра; 4 — давление сыпучего материала; 5 — железобетонная или рядовая перемычка между фундаментами; б — фундамент
Подпорная стена — расчёт и строительство
ПОДПОРНАЯ СТЕНА — РАСЧЁТ И СТРОИТЕЛЬСТВО
     На этой интернет страничке речь пойдёт о моём опыте расчёта и строительства подпорной стены. И сразу же хочу оговориться — здесь написано лишь о конкретном (моём) случае. Я не являюсь специалистом строителем, поэтому все мои мысли хорошо бы перепроверять. Также, я могу быть неточен в формулировках и строительных понятиях.
     А теперь о том, почему может оказаться полезным изучить именно эту страницу.
     Некоторое время назад я понял, что на моём земельном участке необходимо устройство подпорной стены и решил своими силами рассчитать такую стену. Всем известно, что в строительстве очень важен расчёт, потому что с одной стороны исключается аварийность (разрушение сооружения), с другой стороны — экономятся финансовые затраты (на строительные материалы и рабочую силу), так как определяются некие оптимальные геометрические размеры сооружения. После долгих поисков примеров расчёта в интернете выявилась информация двух направлений. Первое направление — это сайты садово-огородной тематики и ландшафтного дизайна. Основная мысль там была такая:»для высоты стены менее 1м достаточно просто заглубить её на 1/3 высоты. Стены высотой более 1м можно делать только после расчётов специалистов (проектировщиков)«. Второе направление — это сайты, на которых предлагались различные программы для расчёта подпорных стен, книги, СНиПы. Меня не устраивали ни советы дачников (часто предлагающих совершенно разные принципы расчёта подпорных стен), ни программы (ведь всем понятно, что доверять программе нельзя, пока точно не поймёшь, как она работает).
     Как известно, всё же есть литература, требованиям которой должны удовлетворять сооружения, проходящие экспертизу. Это нормативная литература, кратко называется СНиП, а расшифровывается как «Строительные нормы и правила». Так вот, все проектировщики, все легальные программы проходящие строительную экспертизу, должны удовлетворять условиям, записанным именно в СНиП. И в конечном итоге, я решил строить подпорную стену в соответствии с нормативной литературой. Существует СНиП 2.09.03-85 «Сооружения промышленных предприятий», в котором есть раздел 2 «Подпорные стены». Но в СНиП-е очень сухая и скудная информация для расчётов. К счастью, существует «Справочное пособие к СНиП «Проектирование подпорных стен и стен подвалов» и именно это пособие позволило мне рассчитать подпорную стену (кстати, по этому же пособию считают проектировщики и пишутся многие программы).
     Вобщем, сейчас, уже после расчёта, я могу сказать что наибольшую полезную информацию я нашёл в трёх источниках (хотя облазил много интернета и различной информации):
     1. Справочное пособие к СНиП «Проектирование подпорных стен и стен подвалов», Москва 1990
     2. Г. К. Клейн «Расчёт подпорных стен», Высшая школа 1964
     3. ВСН 167-70 ТЕХНИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПОДПОРНЫХ СТЕН ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
     Указанную литературу удобнее всего скачать на сайте dwg.ru в разделе Download. Первые две книги необходимо скачать в формате djvu, ВСН мне удалось найти только в формате doc.
     Итак, небольшая общая информация. Подпорная стена (также называют подпорная стенка, опорная стенка) — это удерживающее сооружение, предназначенное для поддержания грунта (земли) на участке со сложным рельефом. Существуют различные виды стен — стены на свайном основании, шпунтовые стены, уголковые (тонкостенные) стены, массивные подпорные стены. Может есть ещё какие-то виды. Вобщем, в Пособии рассматриваются два вида — уголковые и массивные. Мне как раз только эти виды возможно реализовать (шпунтозабивное и сваебурильное оборудование подойти к месту строительства стены не может). Далее мне необходимо было выбрать — какого же всё-таки вида стену принять (массивную либо уголковую). Пришлось рассчитать оба варианта (чтобы выяснить, какой обойдётся дешевле). В результате я получил геометрические размеры для уголковой и для массивной подпорной стены.
     Затем я произвёл экономическое сравнение этих двух видов подпорной стены для своего случая (рассматривался один погонный метр стены), вот результаты:
Вид подпорной стены Уголковая Массивная
Затраты на бетон, руб 3088 6717
Затраты на арматуру, руб 680 0
Выкопать грунт, руб 4810 2360
Обратная засыпка грунта, руб 1940 215
Суммарные затраты на строительство, руб 10518 9292

     Для наглядности сравнения материальных затрат на работы по возведению подпорной стены различного вида, прикрепляю рисунки:
     Конечно же, при различных условиях (в отдельных случаях) получится различная стоимость строительства. В вашем случае, возможно, будет дешевле стена уголкового профиля. Уточню, что оба вида профиля (что представлены в таблице выше) имеют одинаковый запас устойчивости (т.е. рассчитаны на одинаковую нагрузку). Также надо иметь ввиду, что стена уголкового профиля более требовательна к качеству работ — бетон в такой конструкции должен быть уложен очень аккуратно, уплотнён вибратором, необходимо сохранить защитный слой арматуры, сложности с установкой арматурного каркаса, опалубки. Вобщем, в моём случае дешевле и проще обходилось строительство массивной подпорной стены. Поэтому далее я расскажу про расчёт и строительство именно массивной бетонной подпорной стены.
     Первоначально необходимо определиться с высотой стены. Нужно определить, какой перепад высоты откоса необходимо удержать — т.е. разница отметок уровня земли в нижней части стены и отметкой земли сверху подпорной стены. Я исходил из практических соображений. Решил, что максимальная высота, на которую можно вручную поднять ведро с бетоном — 1,4м (все работы по замесу бетона планировалось проводить снизу стены). Также в выборе именно этой высоты сыграла роль размера стандартного листа фанеры — 1525х1525мм. Итак, я определился с перепадом отметок — 1400мм.
     Далее для составления расчётного профиля подпорной стены необходимо учитывать конструктивные требования СНиП (раз уж мы решили провести расчёт в соответствии со строительными государственными нормами):
     1. Минимальная глубина заложения подошвы подпорной стены 600мм (пункт 10.6 Пособия)
     2. Минимальный размер для бетонной массивной подпорной стены равен 400мм (пункт 10.4 Пособия). Это означает, что верхняя (самая тонкая) часть стены должна быть не менее 400мм.
     3. Уклон подошвы подпорной стены в сторону обратной засыпки не более 0,125 (пункт 10.10 Пособия). Это означает, что подошва подпорной стены может иметь понижение в сторону засыпки (это увеличивает её устойчивость) но не более чем на 125мм на каждый метр.
     4. Ширина подошвы подпорной стены предварительно назначается в пределах 0,5-0,7 от полной высоты стены (пункт 10. 3 Пособия).
     Ещё надо учесть необходимость создания дренажа за подпорной стеной. В связи с этим появляется «ступенька» на тыльной стороне стены. В моём случае ещё было выгодно сделать наклон передней грани стены — связано с тем что тогда можно использовать небольшую площадь дороги ниже участка, не создавая при этом помехи транспорту. В книге Г.К. Клейна рекомендуется принимать уклон стены 3:1 (т.е. на 3м высоты стены, горизонтальное её смещение составляет 1м). В итоге, с учётом вышесказанного, я составил продольный профиль подпорной стены для расчёта (смотреть рисунок справа).
     Нужно также заметить, что высоту перепада отметок в 1400мм я также принял исходя из условия минимального заглубления подошвы (600мм) и рекомендуемой общей высоты стены в этом случае 2м (смотреть пункт 10.4 Пособия и рисунок слева), отсюда и принятый перепад составил 1400мм. Нужно заметить, что в расчёте массивной стены можно было бы учесть вес грунта на той площадке, что я оставил для осуществления дренажа (230мм), в этом случае стена получается немножко устойчивее сдвигу. Но в связи с тем, что эта площадка (230мм) очень мала, я не учитываю её в расчёте. Забегая вперёд хочу отметить, что в любом случае, считать подпорные стены приходится методом подбора (т.е. задаваться геометрическими размерами стены — считать её — если стена неустойчива — то увеличивать размеры стены и снова считать. Если стена устойчива с большим запасом — то уменьшать размеры и пересчитывать). В своём случае я варьировал массу стены (и её устойчивость) за счёт подбора выступающей передней подземной части стены (т .е. варьировал размер 300мм на этой картинке). В итоге, стена оказалась устойчивой при минимальном запасе именно при данном окончательном продольном профиле. И поэтому расчёт ниже приводится уже для окончательно принятого профиля стены.
     Приступая к расчёту, нам необходимо иметь исходные данные (технические условия). Геометрические размеры подпорной стены у нас имеются. Величина угла наклона поверхности земли к горизонту выше подпорной стены в моём случае составила 12°. Остаётся определиться со свойствами грунта. И вот здесь самая главная проблема. Дело в том, что проектные организации отказываются рассчитать стену, если нет свойств грунта (т.е. результатов инженерно-геодезических изысканий). Эти самые свойства грунта (показатели грунта, инженерно-геодезические изыскания (ИГИ), параметры грунта) делаются отдельными организациями с помощью взятия проб грунта бурильными установками на месте предполагаемого строительства. Короче говоря, это дорогостоящее и трудоёмкое дело. Поэтому я сразу решил, что заказывать ИГИ для меня слишком дорого. Как же поступать в этом случае? Возможно, ваш сосед по земельному участку заказывал геодезические изыскания — тогда можно узнать у него свойства грунта (хотя, они могут и отличаться). Я же воспользовался рекомендациями из книги Яковлев «Технология ТИСЭ. Универсальный фундамент» и принял, что у меня на участке грунт представляет собой суглинок. Далее мы обращаемся к Таблице 2 Пособия и находим для своего случая необходимые нормативные свойства грунта. Всё же надо отметить, что неправильно принятые свойства грунта (завышенные) могут плохо повлиять на результаты расчёта (стена может оказаться неустойчива на реальном грунте). Поэтому лучше занизить свойства, чем завысить (т.е. лучше принять грунт с более низким значением угла внутреннего трения грунта). Принятые мною параметры грунта выделены в красный прямоугольник:
Нормативные показатели грунта
     Итак, мы определились с исходными данными, приступаем к расчёту. Я выполнял расчёт в программной среде MathCAD, но это не имеет никакого значения. С помощью калькулятора и бумаги с ручкой абсолютно так же можно выполнить весь расчёт. Первым делом, принятые нормативные значения грунта пересчитываем на расчётные значения, для расчёта подпорной стены по первому и второму предельному состоянию (не пугайтесь ужасных слов, фактически — это просто ввод коэффициентов запаса). Вот эти расчётные параметры грунта (все формулы приведены в Пособии):
Расчётные показатели грунта
     Далее я разбиваю тыльную поверхность стены на два характерных участка (смотри поясняющий рисунок) — участок АВ вертикальный, это обусловлено удобством установки опалубки и участок ВС — наклонённый под углом 17° к вертикали, это обуславливается тем, что строго вертикальный откос грунта не удержится (котлован может осыпаться) а при указонном уклоне грунт может сам держаться на время проведения работ. Итак, на участке АВ вычисляю коэффициент горизонтального давления грунта. Затем угол наклона плоскости скольжения и учёт того, что суглинок является связным грунтом и имеет некоторое трение по плоскости скольжения, что увеличивает устойчивость стены:

Коэффициент активного давления грунта
     В моём случае строительство подпорной стены ведётся в районе с сейсмичностью 8 баллов. Поэтому, необходимо ввести коэффициент на активное горизонтальное давление грунта, согласно отдельному разделу Пособия. И нахожу интенсивность горизонтального активного давления грунта в точке В:
Интенсивность горизонтального активного давления грунта
     Далее аналогично участку АВ, нахожу все необходимые расчётные значения для участка ВС. И в итоге строю график зависимости интенсивности горизонтального активного давления грунта от глубины. Красной линией отображена зависимость для участка АВ. В верхней части графика есть «нереальная» отрицательная зависимость активного давления грунта — это за счёт того, что связный грунт (как суглинок) на определённую некоторую глубину может быть устойчив за счёт собственных связных сил (этот момент разобран в книге Г. К. Клейна). Синяя линия — зависимость активного давления грунта от глубины на участке ВС:
Расчёт участка ВС
     И вот, на следующем этапе расчёта мы получаем некоторое понятное и несущее смысл значение. Это сдвигающая сила. Кстати, надо упомянуть, что я принял распределённую нагрузку выше стены равную нулю (т.е. принято, что выше стены никаких грузов не лежит). Но, забегая вперёд, хочу сообщить, что я произвёл расчёт своей стены также и без учёта сейсмики отдельно и получил вот какие результаты: при землетрясении в 8 баллов стена устойчива при отсутствии распределённой нагрузки (т.е. если выше стены не будет ничего складироваться), а при отсутствии землетрясения (нормальные условия) стена устойчива даже при наличии распределённой нагрузки 500 кг на квадратный метр поверхности выше стены. Это довольно приличное значение.
     Итак, ниже представлен расчёт сдвигающей силы от собственного веса грунта. И мы получили, что на один погонный метр стены, по всей её высоте грунт давит с силой 21,69 кН, это примерно 2,1 тонны.
Сдвигающая сила от массы грунта

Расчет фундамента
Исходные данные для расчета монолитного ленточного фундамента
Для расчета используем следующие данные: — тип фундамента – ленточный монолитный; — размеры дома: длина АхВ = 8х6 м, — ширина верхней части ленты фундамента – а = 0,4 м, нижней – b = 0,5 м; — стены — пустотелый кирпич, толщина 0,35 м; — этажность — 1 этаж; — полы насыпные по грунту; — крыша двухскатная из металлочерепицы под углом 27 градусов по деревянным лагам; — чердачное перекрытие — деревянное; — грунт — суглинок.
Расчет монолитного ленточного фундамента
В расчете ленточного фундамента необходимо выбрать глубину его заложения. При выборе этого параметра руководствуются следующими соображениями: — она должна быть минимальной из соображений экономии ресурсов; — должна учитывать глубину промерзания грунта и гидрогеологические условия; — глубина заложения должна учитывать конструктивные особенности здания (наличие подвала и пр. ).
Примем глубину заложения равной h = 1,5 м.
Наибольшая нагрузка ожидается на боковых участках фундамента длиной 8 м, которые воспринимают нагрузки от боковых стен и кровли. В расчете должны быть учтены (просуммированы) нагрузки от следующих элементов: — от непосредственно фундамента; — от стен; — от перекрытий; — от кровли; — от снега.
Нагрузка от фундамента определяется, как произведение плотности материала фундамента на объем 1 м его длины, и для заданных условий составляет:
Nф = ρ х (a x b)/2 x h x L = 2500 х (0,4 х 0,5)/2 х 1,5 х 1 = 1687,5 кгс
Плотность различных материалов, используемых для изготовления фундамента, представлена в таблице 1.
Табл. 1 — Плотность материала фундамента
Нагрузка от наружных стен определяется, как произведение объема погонного метра стены над фундаментом на нагрузку от 1 м3 стены на фундамент (определяется по таблице 2). При высоте стены из пустотелого кирпича Н=3 м и толщине — s=0,35 получим:
Nс = Н х s х 1400 = 3 х 0,35 х 1470 = 1543,5 кгс.
Табл. 2 — Нагрузка на фундамент от 1м3 в зависимости от материала стен
Нагрузка от перекрытия определяется, как произведение грузовой площади чердачного перекрытия на нагрузку на фундамент (определяется по таблице 3). Грузовая площадь распределяется только на стены длиной 8 м, то есть составляет 8 м х 6 м / (8 м + 8 м) = 4 м2. При выборе деревянного чердачного перекрытия по деревянным балкам плотностью 200 кг/м3 нагрузка на фундамент составит: ================= Nп = 4 х 100 = 400 кгс.
При наличии междуэтажных перекрытий расчет ведется аналогичным образом, а значения нагрузок от чердачного и междуэтажного перекрытий суммируются. ================= Табл. 3 — Нагрузка от перекрытий
Нагрузка от крыши определяется тс учетом только горизонтальной проекции крыши. То есть для двухскатной кровли под углом 27 градусов с учетом данных таблицы 4 нагрузка на фундамент будет равна: Nк = 4 х 30=120 кгс. Табл. 4 — Нагрузка от кровли
Для учета воздействия снеговой нагрузки на фундамент необходимо найти произведение нормативной нагрузки снегового покрова и грузовой площади крыши на 1 метр фундамента. Площадь кровли равна удвоенному произведению длины карниза на длину ската Lск и составляет:
Sк = 2 х Lск х А = 2 х В/2 х соs 27 х А = 2 х 6/2 х соs 27 х 8 = 53,87 м2.
Грузовая площадь на 1 м фундамента составит:
Sк / (2хА)= 53,87 / (2 х 8) = 3,36 м2.
С учетом нормативной снеговой нагрузки по СНиП 2.01.07, представленной в таблице 5, найдем снеговую нагрузку на 1 метр фундамента для зоны ІІІ:
Nсн = 3.36 х 100= 336 кгс.
Табл. 5 — Карта снегового зонирования
Общая нагрузка на 1 м длины подошвы фундамента в наиболее нагруженном сечении составит:
N = Nф + Nс + Nп + Nк + Nсн = 1687,5 + 1543,5 + 400 + 120 + 336 = 4087 кгс.
Найдем величину давления на грунт при указанных условиях. Опорная площадь грунта определяется по формуле:
Sг = L х b = 1 х 0,5 см = 0,5 м2 = 5000 см2.
Величина давления на грунт при этом составляет: N / Sг = 4087 / 5000 = 0,81 кгс/см2.
При сопоставлении давления на грунт и величины несущей способности грунта, взятой для суглинков из таблицы 6 (1,5 кгс/см2), показывает, что такой фундамент допустимо использовать для выбранных условий.
Табл. 6 — Расчетные сопротивления грунтов
Исходные данные для расчета столбчатого фундамента
Для расчета используем следующие данные: — тип фундамента – столбчатый; — размеры дома: длина АхВ = 8х6 м, — размеры верхней части столба aхa = 0,35х0,35 м, — размеры верхней части столба bхb = 0,75х0,75 м, — расстояние между столбами L = 2,0 м; — стены — пустотелый кирпич, толщина 0,35 м; — этажность — 1 этаж; — полы насыпные по грунту; — крыша двухскатная из металлочерепицы под углом 27 градусов по деревянным лагам; — чердачное перекрытие — деревянное; — грунт — суглинок.
Расчет столбчатого фундамента
Общая нагрузка, действующая на грунт в наиболее нагруженном сечении, рассчитывается аналогично предыдущему примеру для ленточного фундамента без учета массы самого фундамента. Она составит
Nст = N — Nф = 4087 — 1687,5 = 2399,5 кгс.
Общая нагрузка от столбов на грунт рассчитывается как произведение нагрузки Nст на расстояние L между столбами с учетом массы одного столба, рассчитанной с учетом его геометрии и плотности железобетона, взятой из таблицы 1:
Nст х L + m = Nст х L + ρ х (a x b)/2 x h = 2399,5 х 2 + 2500 х (0,35 х 0,75)/2 х 1,5 = 5291,2 кгс
Опорная поверхность столба составляет:
Sст = b х b = 75х75= 5625 см2.
С учетом несущей способности грунта, взытой из таблицы 6 (1,5 гкс/см2), найдем величну предельных нагрузок фундамента на грунт:
Nпр = 5625*1,5= 8437,5 кгс.
Это значение превышает расчетную нагрузку (5291,2 кгс), поэтому следует считать, что выбранных параметров столбчатого фундамента будет достаточно для возведения дома с указанными характеристиками.
Конструкционная опора — Проектирование фундаментной стены
Проектирование фундаментной стены

Фундаментные стены выдерживают вес (нагрузку) здания и распределяют эту нагрузку на землю. Для неглубоких фундаментных стен на твердом грунте конструкция обычно проста, особенно для легких зданий.

Однако для фундаментных стен вдоль всего цокольного этажа правильная конструкция имеет тенденцию быть более сложной, даже для относительно легких зданий с деревянным каркасом.

В следующем отчете обсуждаются проблемы, связанные с неправильной конструкцией стен фундамента подвала для бокового давления грунта. Хотя обсуждаемые примеры взяты из Нью-Джерси, основные принципы, конечно, применимы где угодно.

Расчетное перемещение наиболее понятное назначение фундаментных стен и опор под стеной.

Для всех конструкций, опирающихся на грунт, может произойти некоторая осадка, поскольку грунт сжимается. Для большинства домов на одну семью почти все возможные поселения будут происходить во время строительства и в течение первых нескольких лет после строительства. Конечно, возникли серьезные проблемы с чрезмерной осадкой. Основными причинами являются сжимаемый грунт, лежащий под землей, а также отсутствие надлежащих исследований подстилающих грунтов (до строительства) и отсутствие надлежащего проектирования.

Основными типами почв являются песчаные, глинистые, илы и органические. Однако даже в пределах каждого основного типа грунта существует очень широкий диапазон характеристик, включая сжимаемость.

Вес («нагрузка»), приложенный к почве, вызывает напряжение в почве намного ниже отметки, на которой действует нагрузка. Почвы обычно располагаются слоями, причем каждый слой имеет разные свойства почвы. Слой очень сжимаемой («мягкой») почвы может находиться под слоем плотной и плотной почвы.Это состояние может легко привести к чрезмерной осадке, особенно если сжимаемый слой находится всего на несколько футов ниже основания основания.

Строительные нормы IBC / IRC включают «предполагаемую» несущую способность, основанную на визуальной идентификации грунта у основания основания. Предполагаемая несущая способность обычно консервативна для легких зданий, таких как дом с деревянным каркасом. Однако всегда существует вероятность того, что под видимым грунтом окажется слой другого грунта с гораздо большей сжимаемостью.

Мелкие раскопки («испытательные ямы») иногда могут быть полезны для получения информации о подстилающих грунтах. Однако для получения подробной информации обо всех нижележащих грунтах, которые могут повлиять на осадку фундамента, необходимы более глубокие грунтовые скважины.

Почвы могут иметь неожиданные свойства, которые необходимо тщательно учитывать. В различных районах США эффект «набухания» глинистых почв необходимо учитывать при проектировании.

Защита от морозного пучения

В районах с холодным зимним климатом почва у поверхности может замерзнуть.В зависимости от различных факторов, такая мерзлая почва может двигаться вверх или «вздыбляться», нанося ущерб практически любому основанию, построенному на почве.

Чтобы предотвратить такое повреждение, строительные нормы и правила требуют, чтобы основание фундамента находилось на минимальном расстоянии ниже готовой поверхности (поверхности земли). Так называемая «глубина промерзания» зависит от местоположения, как показано на стандартных картах глубины промерзания.

Чистый песок и чистая глина обычно не подвержены морозному пучению. Однако большинство почв представляют собой смеси песка, глины и ила, поэтому необходима защита от морозного пучения.

Основные требования к конструкции фундаментных стен

Обычно считается, что фундаментная стена должна выдерживать вертикальную нагрузку (вес) от здания. Следовательно, стена должна обладать достаточной способностью противостоять сжимающей силе. Каменная кладка (камень, кирпич, бетонный блок) и бетон обладают более чем достаточной прочностью на сжатие.

Фундаментные стены вокруг подвалов должны также действовать как подпорные стены, сопротивляясь боковому (горизонтальному) давлению грунта со стороны почвы на внешнюю поверхность стены.Дизайнер часто игнорирует это важное требование, что приводит к серьезным повреждениям; примеры см. в отчете, упомянутом выше.

В районах с высокой скоростью ветра фундаментные стены должны выдерживать подъемные силы от ярусов и анкерных болтов. Тщательный дизайн необходим для обеспечения адекватной емкости.

Расчет для бокового давления грунта

При проектировании стен фундамента подвала для противодействия боковому давлению грунта необходимо учитывать следующее;

1-Тип засыпки грунтом, у фундаментной стены
2-Риск высокого уровня грунтовых вод, над основанием стены
3-Возможность вертикальной засыпки, поверх готовой поверхности
4-Боковая опора сверху стены
5-Прочность стены на изгиб
6-Как стена выдерживает боковое давление

Величина бокового давления зависит от типа почвы.2.

Вес автомобилей на плите гаража или проезжей части вызывает повышенное поперечное усилие на стену фундамента.

Вес дополнительного грунта, размещенного на исходном уровне, может значительно увеличить поперечное усилие. Такое состояние часто возникает при установке приподнятого патио вдоль задней стены дома; легко может произойти серьезное повреждение соседней фундаментной стены.

Подрядчики ошибочно убеждают владельцев, что установка узкого зазора между приподнятым внутренним двориком и фундаментной стеной предотвратит любое неблагоприятное воздействие на фундаментную стену из-за веса приподнятого внутреннего дворика.Схема «разрыва» недействительна. Вес нового грунта (для патио) и повышенное давление на фундаментную стену практически не изменились. Один из способов (возможно) понять это — принять во внимание вес большого самосвала, наполненного землей, припаркованного у стены фундамента подвала. Этот вес вызывает повышенное давление на фундаментную стену, даже если грузовик не соприкасается со стеной. То же самое и с весом почвы для патио.

Риск высокого уровня грунтовых вод чаще всего контролируется с помощью дренажных труб по периметру.Однако, когда известно, что высокие уровни грунтовых вод встречаются часто, может быть наиболее целесообразным спроектировать фундаментную стену с учетом гидростатического (водяного) давления наряду с давлением почвы (которое затем снижается до «плавучего» значения).

Соответствующая боковая поддержка вдоль верхней части стены важна, если конструкция основана на вертикальном перекрытии стены, что является обычным условием. Когда балки перекрытия параллельны стене, между балками следует проложить линии деревянных блоков, к которым прибивается фанерная обшивка пола.

Часто упускается из виду необходимость правильно спроектировать соединения балок перекрытия и блокировку с порогом наверху стены. Эти соединения должны иметь расчетную способность противостоять поперечной силе от засыпки грунтом.

Анкерные болты, соединяющие подоконник с верхней частью стены, также должны быть спроектированы таким образом, чтобы противостоять поперечной силе от засыпки грунтом. Минимальные расстояния между анкерными болтами, указанные в строительных нормах, не предназначены для обеспечения необходимой прочности для сопротивления боковому давлению грунта.Правильный дизайн особенно важен, когда высота засыпки грунта составляет 6 футов или более.

Следует тщательно учитывать отсутствие боковой поддержки вдоль проема лестницы в подвал. В этом случае верхняя часть стены должна охватывать горизонтально между соседними сегментами стены, которые могут перекрывать друг друга по вертикали.

Боковая опора вдоль верхней части стены не требуется, если правильно спроектированные пилястры или опоры устанавливаются напротив внутренней поверхности фундаментной стены. Чтобы такие опоры были эффективными (расстояние от 6 до 8 футов для жилых помещений), они должны быть усилены стальными арматурными стержнями, проходящими вниз в бетонное основание (основание), которое больше, чем опора.

Вдали от углов, других пересекающихся стен или опор на внутренней поверхности стены возникает напряжение растяжения, поскольку стена изгибается (вертикально) в ответ на боковое давление грунта. Горизонтальные швы стен из бетонных блоков особенно слабы при растяжении, поэтому часто возникают трещины, если стена не имеет достаточной прочности на изгиб, которая зависит от толщины стены.

Вблизи углов и других вертикальных боковых опорных элементов (пересекающихся стен, опор) стена сопротивляется изгибу как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении.Такое поведение приводит к появлению «ступенчатых трещин» в горизонтальных и вертикальных стыках раствора блочной стены на внутренней стороне стены.

Также вблизи углов и других вертикальных боковых опор напряжение растяжения возникает на внешней поверхности стены, вызывая вертикальные трещины на внешней поверхности.

Вертикальные арматурные стержни могут быть установлены в блочные стены (и бетонные стены) для значительного увеличения прочности на изгиб. Армирование также минимизирует ширину любых возникающих трещин.

Бетонные фундаментные стены

Простые бетонные стены (без арматурных стержней) имеют гораздо большую прочность на изгиб, чем бетонные блоки. Однако правильный дизайн остается важным.

Бетон имеет хорошо известное свойство растрескивания из-за «усадки». Чаще всего в стенах фундамента подвала возникает много узких («мелких») и очень мелких трещин (вертикальных или почти вертикальных). Усадочные трещины часто заходят в стену из углов оконных проемов.Как правило, узкие усадочные трещины не влияют на конструктивную способность стены.

Также могут возникать относительно широкие усадочные трещины. Однако широкая трещина указывает на потенциальную проблему из-за чрезмерного бокового давления грунта или осадки. Такая трещина могла начаться как узкая трещина усадки, а затем расширилась из-за силы, оказываемой стеной.

Американский институт бетона (ACI) предоставляет подробные спецификации и стандарты для проектирования бетонных фундаментных стен.

Использование сборных железобетонных фундаментных стен увеличивалось благодаря преимуществам, включая сокращение времени строительства на площадке. Однако проектировщик здания остается ответственным за то, чтобы сборная стена имела соответствующую боковую поддержку, особенно вдоль верхней части стены. Эти стены спроектированы (производителем) так, чтобы перекрывать их только в вертикальном направлении.

Производители сборных стен обычно рекомендуют ставить стену только на «основу» из щебня.Хотя было показано, что этот метод опоры подходит для легких зданий, необходимо внимательно рассмотреть вопрос об обеспечении надлежащей ширины и толщины камня, чтобы гарантировать, что нагрузка от фундаментной стены хорошо распределяется на почву под камнем.

РАЗРЕШЕНИЕ ДОПУСТИМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ БЕТОННЫХ СТЕН КЛАДКА
ВВЕДЕНИЕ
В подвальных помещениях предусмотрены: экономичные жилые, рабочие и складские помещения; удобные места для механического оборудования; убежища во время торнадо и других сильных штормов; и легкий доступ к водопроводу и воздуховодам. Бетонная кладка хорошо подходит для строительства цокольных и фундаментных стен благодаря присущей ей прочности, прочности на сжатие, экономичности и устойчивости к огню, термитам и шуму.
Традиционно стены жилых подвалов возводились из простой (неармированной) бетонной кладки, что часто проектировалось опытным путем. Стены высотой более 8 футов (2,4 м) или с большими нагрузками на грунт обычно проектируются с использованием железобетонной кладки или расчетных таблиц, включенных в строительные нормы, такие как Международные строительные нормы и правила (см.4).
ПРОЕКТНЫЕ НАГРУЗКИ
Грунт создает боковую нагрузку на фундаментные стены. При проектировании традиционно предполагается, что нагрузка увеличивается линейно с глубиной, что приводит к треугольному распределению нагрузки. Эта боковая нагрузка на грунт выражается как эквивалентное давление жидкости в фунтах на квадратный фут на фут глубины (кПа / м). Максимальное усилие, воздействующее на стену, зависит от общей высоты стены, высоты засыпки грунта, условий опоры стен, типа почвы и наличия каких-либо дополнительных нагрузок на грунт. При проектировании обычно предполагается, что фундаментные стены действуют как простые вертикальные балки, поддерживаемые с боков сверху и снизу.
Фундаментные стены также служат опорой для вышеупомянутой конструкции, передавая вертикальные нагрузки на фундамент. Когда фундамент пролегает вертикально, это вертикальное сжатие противодействует растяжению на изгиб, увеличивая сопротивление стены изгибу. В малоэтажном строительстве эти вертикальные нагрузки обычно невелики по сравнению с прочностью бетонной кладки на сжатие.Кроме того, если стена проходит горизонтально, вертикальное сжатие не компенсирует изгибное напряжение. Эффекты вертикальной нагрузки не включены в таблицы и пример конструкции, представленные в этом TEK (ссылки 2 и 3 включают эффекты вертикальной нагрузки).
ЭМПИРИЧЕСКИЙ ДИЗАЙН
Эмпирический метод проектирования основан на историческом опыте определения пропорций и размеров элементов кладки. Эмпирический дизайн часто используется для проектирования стен фундамента из бетонной кладки из-за его простоты и истории успешного выполнения.
В таблице 1 перечислены допустимые высоты засыпки для бетонных стен фундамента размером 8, 10 и 12 дюймов (203, 254 и 305 мм). Таблица 1 может использоваться для фундаментных стен высотой до 8 футов (2,4 м) при следующих условиях (ссылка 1):
Рельеф, окружающий фундаментную стену, спланирован для отвода поверхностных вод от фундаментных стен,
Засыпка
осушается для удаления грунтовых вод со стен фундамента,
верхние части фундаментных стен поддерживаются сбоку перед засыпкой,
длина фундаментных стен между перпендикулярными каменными стенами или пилястрами не должна превышать трехкратную высоту фундаментной стены,
засыпка гранулированная, почвенные условия на участке неширокие,
Кладка
укладывается непрерывным клеевым составом с использованием строительного раствора типа M или S, а
Устройства
соответствуют требованиям ASTM C 90 (ref.6).
Если эти условия не могут быть соблюдены, стена должна быть спроектирована с использованием либо расчета допустимого напряжения (см. Следующий раздел), либо процедуры расчета прочности (см. Ссылку 5).
Таблица 1 — Эмпирический проект фундаментной стены (ссылка 1)
ДИЗАЙН НА СТЕНУ
Таблицы 2–4 данного TEK были рационально спроектированы в соответствии с положениями о допустимом напряжении, указанными в Требованиях Строительных норм для каменных конструкций (см.1) и, следовательно, соответствуют требованиям Международного строительного кодекса, хотя последний ограничивает расстояние между арматурой 72 дюйма (1829 мм) при использовании своих таблиц. Дополнительные варианты армирования могут быть подходящими и могут быть проверены с помощью инженерного анализа.
В таблицах 2, 3 и 4 перечислены варианты армирования для 8, 10 и 12 дюймов. (203, 254 и 305 мм) толщиной стенки соответственно. Используемые эффективные глубины армирования, d (см. Примечания к таблице), являются практическими значениями с учетом различий в толщине лицевой оболочки, диапазоне размеров стержней, минимальном требуемом покрытии раствором и строительных допусках для размещения арматурных стержней.
Таблицы 2–4 основаны на следующем:
без надбавок на почву, прилегающую к стене, и без гидростатического давления,
Незначительные осевые нагрузки на стену,
стенка просто поддерживается сверху и снизу,
стена залита только в усиленных ячейках,
Свойства сечения
основаны на минимальной толщине лицевой оболочки и стенки в соответствии с ASTM C 90 (ссылка 6),
нормативная прочность на сжатие кладки, f ’_м , составляет 1500 фунтов на квадратный дюйм (10.3 МПа),
Предел текучести арматуры, f _y , составляет 60 000 фунтов на кв. Дюйм (414 МПа),
Модуль упругости кирпичной кладки
, E _м , составляет 1350 000 фунтов на квадратный дюйм (9308 МПа),
Модуль упругости стали
, E _s , составляет 29 000 000 фунтов на квадратный дюйм (200 000 МПа),
максимальная ширина зоны сжатия в шесть раз превышает толщину стены (если расстояние между арматурой превышает это расстояние, способность простой кладки за пределами зоны сжатия распределять нагрузки по горизонтали на армированную секцию была проверена при условии двустороннего действия плиты),
Допустимое растягивающее напряжение в арматуре, F _s , составляет 24000 фунтов на кв. Дюйм (165 МПа),
Допустимое напряжение сжатия
в кладке, F _b , составляет is f ’_м (500 фунтов на кв. Дюйм, 3.4 МПа),
Раствор
соответствует стандарту ASTM C 476 (14 МПа (2000 фунтов на кв. Дюйм), если используются характеристики свойств) (ссылка 7) и
Кладка
укладывается непрерывным соединением с использованием строительного раствора типа M или S и строительного раствора для облицовки.
Таблица 2 — Вертикальное армирование для 8 дюймов (203 мм) бетонных стен фундамента
Таблица 3 — Вертикальное армирование для 10 дюймов.(254 мм) Стены фундамента из бетонной кладки
Таблица 4 — Вертикальное армирование для 12 дюймов (305 мм) бетонных стен фундамента из кирпичной кладки
ПРИМЕР КОНСТРУКЦИИ
Стена: толщина 12 дюймов (305 мм), высота 12 футов (3,7 м).
Нагрузки: эквивалентное давление жидкости в грунте составляет 45 фунтов на фут (7. 07 кПа / м), высота засыпки 10 футов (3,1 м). Никаких осевых, сейсмических и других нагрузок.
По Таблице 4, стержни №8 на 40 дюймов (M 25 на 1016 мм) o.c. достаточно.
ВОПРОСЫ СТРОИТЕЛЬСТВА
Этот раздел не является полным руководством по строительству, а скорее обсуждает вопросы, непосредственно связанные с допущениями при проектировании конструкций.На рисунках 1 и 2 показаны типичные условия поддержки стен, дренажа и защиты от воды.
Перед засыпкой, диафрагма пола должна быть на месте или стена должна быть должным образом укреплена, чтобы выдержать нагрузку грунта. В дополнение к отсутствию дополнительных статических или временных нагрузок после строительства, предположение об отсутствии дополнительных нагрузок на почву также означает, что тяжелое оборудование не должно эксплуатироваться вблизи систем стен подвала, которые не предназначены для несения дополнительной нагрузки.Кроме того, засыпку следует укладывать и уплотнять несколькими подъемниками, стараясь не повредить стены. Также следует позаботиться о том, чтобы не повредить дренажную, гидроизоляционную или внешнюю изоляцию, если таковая имеется.
Рисунок 1 — Типичное основание фундаментной стены
Рисунок 2 — Типичный верх фундаментной стены
Список литературы
Строительные нормы и правила для каменных конструкций, ACI 530-99 / ASCE 5-99 / TMS 402-99.Сообщено Объединенным комитетом по стандартам кладки, 1999 г.
Таблицы для расчета бетонной кладки, TR 121. Национальная ассоциация бетонных кладок, 2000.
Программное обеспечение для проектирования бетонных стен, CMS-12111. Национальная ассоциация бетонщиков, 1999.
Международный строительный кодекс. Совет Международного кодекса, 2000.
Расчет прочности железобетонных стен фундамента, ТЭК 15-2А. Национальная ассоциация бетонных каменщиков, 1997.
Стандартные спецификации для несущих бетонных блоков, ASTM C 90-01.Американское общество испытаний и материалов, 2001.
Стандартные технические условия
для цементной кладки, ASTM C476-01. Американское общество испытаний и материалов, 2001.
Проектирование бетонных стен подвала
Проектирование бетонных стен подвала
Убедитесь, что стена достаточно прочная, чтобы выдерживать боковое давление почвы
Бетонные стены подвала предназначены для выполнения двух основных задач.Одна работа — содержание дома; другой сдерживает давление почвы на стену подвала.
Учитывая характер бетона, меньшее беспокойство вызывает удержание веса дома. Прочность бетона на сжатие намного больше, чем необходимо для поддержки дома. Пока грунт под основанием имеет достаточную несущую способность, способность бетонной стены выдерживать нагрузку не является проблемой.
С другой стороны, давление грунта на стены подвала иногда может быть проблемой.Боковое усилие на стене подвала вызывает растяжение одной стороны стены (см. Рис. 1 на следующей странице), и прочность бетона на растяжение намного ниже, чем его прочность на сжатие. Проектирование стены для предотвращения разрушения при изгибе требует надлежащего анализа нагрузок на грунт и соответствующего конструктивного решения стены. Важно учитывать не только конструкцию стены, но также предусмотренный дренаж и способ крепления стены к каркасу пола дома.
Боковое давление почвы

Рисунок 1. The величина давления, оказываемого почвой, варьируется: это зависит от типа почва, условия дренажа и глубина засыпки. Ил обычно оказывает на 50% большее давление, чем песок или гравий; и глины при насыщении с водой, может применяться в два или три раза больше давления песка или гравия.
В любом типе грунта боковое давление грунта увеличивается с глубиной, поэтому высокие стены испытывают большее давление, чем короткие.При идентичных почвенных условиях нагрузка, испытываемая 9-футовым подвалом, примерно на 50% больше, чем нагрузка 8-футового подвала. 10-футовый подвал ощущает почти вдвое большую нагрузку, которую испытывает 8-футовый подвал в том же типе почвы (рис. 2).
Сочетание обоих условий — более высокая стена плюс «более тяжелая» почва — последствия могут быть серьезными. Например, 10-футовая стена подвала, засыпанная умеренно мягкой глинистой почвой в недренированном состоянии, испытывает нагрузку в 4000 фунтов на фут — почти в четыре раза больше, чем примерно 1250 фунтов на фут стены, испытываемой 8-футовым подвалом. засыпается песком или гравием.Чтобы выдержать нагрузку, более высокая стена в более тяжелой почве потребует более прочной конструкции.
Таким образом, способность высокой стены подвала выдерживать давление почвы, особенно в плохо дренированном иле или глинистой почве, не является чем-то само собой разумеющимся. Важно определить тип грунта на участке, оценить давление, которое конкретный грунт будет оказывать на стену той высоты, которую вы строите, и соответствующим образом спроектировать стену. Многие блочные или обработанные деревянные подвалы и даже некоторые бетонные фундаменты не выдержали, когда для проектирования использовалось предполагаемое давление грунта, типичное для песка или гравия, но фактические почвенные условия включали плохо дренированный ил или глиняную засыпку.
Сравнение нагрузок: тип грунта и высота стены

Рисунок 2. Почва тип и высота засыпки влияют на боковое давление на подвал стена. Засыпка глинистым грунтом вместо песка может увеличить нагрузку вдвое или более, при переходе от 8-футовой стены к 10-футовой стене, просто Увеличение высоты на 25%, добавляет 50% к боковому давлению. Более высокие стены засыпаны с более тяжелым риском разрушения почвы, если не соблюдаются правильные методы проектирования.
Тип почвы, дренаж и давление
Грунт может быть самым твердым материалом во всем строительстве. Даже на одном участке почва редко бывает однородной по размеру частиц, плотности, минеральному составу или содержанию влаги. И очень сложно определить почву на глаз: лопата с почвой, в которой, кажется, много песка и гравия, вполне может содержать 30% глины или больше. В таком случае он будет вести себя как глина, а не песок, в отношении несущей способности, дренируемости и бокового давления почвы.
Компьютеры помогли нам уточнить наши расчеты механики почвы, но анализ нагрузок на почву по-прежнему связан с большой неопределенностью. Теории и формулы, которые мы используем, обычно являются лишь общими приближениями. Неопределенность в отношении нагрузки на грунт — одна из причин, по которой инженеры обычно используют важные факторы безопасности при проектировании фундамента.
Но знание и понимание почвы могут помочь правильно оценить боковое давление почвы. Почвы можно идентифицировать, и после определения их свойств можно с достаточной уверенностью прогнозировать.Это создает основу для безопасных и экономичных проектных решений.
Кроме того, поскольку сухая почва оказывает меньшее давление, чем влажная, боковое давление почвы может быть уменьшено путем обеспечения хорошей дренажной системы фундамента. Это позволяет опытному проектировщику использовать менее консервативный фактор безопасности при проектировании конструкции стены, если хороший контроль качества на месте гарантирует, что надлежащие детали дренажа надежно установлены.
Категоризация почв. В U.С., большинство инженеров и строительных компаний используют Единую систему классификации почв для идентификации и категоризации почв (сокращенную версию см. В Таблице 1). Если вы проводите лабораторные испытания образца почвы, в отчете, вероятно, будут использоваться эти классификации типов почвы.
Для наших целей я упростил картину, сгруппировав различные типы почвы в пять основных классов на основе приблизительных значений бокового давления почвы (Таблица 2, стр. 5). (Эти классы не совпадают с «группами», приведенными в таблице 1.) Если вы можете быть уверены в том, к какому классу относятся грунты на вашем участке, вы можете оценить боковое давление грунта на стену и соответствующим образом построить стену. Однако не угадайте: если у вас нет надежных данных о грунте из отчета специалиста по грунтовым поверхностям или лабораторных испытаний грунта, предполагайте условия нагрузки, типичные для глины, а не для песка.
Свойства почв по Единой системе классификации почв
Группа почв
Единый грунт
Классификация
Системный символ
Описание почвы
Дренаж
Характеристики
Мороз
Подъем
Потенциал
Объем
Смена
Потенциал
(Расширение)
Группа I
ГВт
Гравий гравийно-песчаный
смеси, мелкие или нулевые штрафы
Хорошо
Низкий
Низкий
GP
Гравий или гравий с плохой сортировкой —
песчаная смесь, мелкая мелочь или ее нет
Хорошо
Низкий
Низкий
SW
Пески мелкозернистые, пески гравийные,
небольшие штрафы или их нет
Хорошо
Низкий
Низкий
SP
Плохо сортированный песок или
гравийный песок, мелкие или совсем мелкие
Хорошо
Низкий
Низкий
GM
Галька песчанистая, гравийно-песчаные смеси
Хорошо
Средний
Низкий
см
Песок песчаный, песчано-иловые смеси
Хорошо
Средний
Низкий
Группа II
GC
Глинистый гравий, гравийно-песчано-глинистые смеси
Средний
Средний
Низкий
SC
Пески глинистые, смеси песчано-глинистые
Средний
Средний
Низкий
мл
Илы неорганические и очень мелкие пески,
каменная мука, илистый или глинистый мелкий песок или
глинистые илы со слабой пластичностью
Средний
Высокая
Низкий
CL
Глины неорганические от низкой до средней
пластичность, гравийные глины, песчаные глины,
илистые глины, тощие глины
Средний
Средний
от среднего до низкого
Группа III
CH
Глины неорганические высокой пластичности, глины жирные
Плохо
Средний
Высокая
MH
Илы неорганические, слюдистые или диатомитовые
мелкие песчаные или илистые почвы, упругие илы
Плохо
Высокая
Высокая
Группа IV
OL
Илы органические и органические
илистые глины низкой пластичности
Плохо
Средний
Средний
ОН
Глины органические от средней до
высокая пластичность, органические илы
Неудовлетворительно
Средний
Высокая
Пт
Торф и прочие высокоорганические почвы
Неудовлетворительно
Средний
Высокая
Скорость фильтрации для хорошего дренажа составляет более четырех дюймов в час, средний дренаж от двух до четырех дюймов в час, а плохой — менее два дюйма в час.

Таблица 1. Таблица выше показаны двухбуквенные обозначения типов почв, определенных в Единая система классификации почв, широко применяемая в строительстве. инженерия. В отчете о грунтовом строительстве эта схема обычно используется для определения почвы на участке. В целом, песок и гравий обладают хорошими характеристиками. для несущей способности и дренажа, в то время как почвы, содержащие более мелкий ил или глина слабее и стекает медленнее.Почвы, содержащие большое количество разлагающегося растительного материала (торфа и органических глин) не годятся для здание и должны быть удалены.
Давление грунта дается в форме «эквивалентного давления жидкости». Это основано на понимании того, что давление почвы, как и давление воды, увеличивается с глубиной. Так же, как давление воды на подводную лодку глубоко в океане больше, чем давление воды на эту подводную лодку на поверхности, и точно так же наибольшее давление влажного бетона на дно форм, давление грунта обнаруживается, что внизу стены подвала больше, чем вверху. Когда оцениваем общую нагрузку на стену от бокового давления грунта, складываем накопленное давление на каждой глубине и выразить это одним числом. Чем больше эквивалентное давление жидкости для данного типа почвы, и тем больше чем высота засыпки (глубина стены), тем больше будет эта общая нагрузка.
Значения, которые я предоставил для эквивалентного давления жидкости для каждого класса грунта, предполагают, что строитель обеспечил непрерывные внешние дренажные каналы с гравийным покрытием.Однако в некоторых частях страны строители по-прежнему устанавливают водостоки внутри фундаментов под цокольным полом, а не за их пределами, хотя в большинстве мест это нарушает нормы. Если вы используете внутренний, а не наружный дренаж, дренаж будет не таким эффективным, и почва может находиться в недренированном состоянии и оказывать более высокое давление. Таким образом, без наружного дренажа в основании конструкции стены следует использовать давление грунта следующего более высокого класса: то есть 45 фунт-фут / фут в песчаном грунте, 60 фунт-фут / фут в илистом грунте и так далее. Я видел много разрушений стен подвала в фундаментах из кирпичных блоков, оборудованных внутренними, а не внешними дренажными системами.
Класс I
Класс II
Класс III
Класс IV
Класс V
30 шт. Фут / фут
45 фунтов / фут
60 шт. Фут / фут
75 фунт / фут
90 шт. Фут / фут
GP, GW, SW, SP, GM
GC, SK, SC, SM-SC
ML, CL, ML-CL
ПР
OH, CH, MH

Таблица 2. Для целей конструкции стены подвала автор создал эту простую группу типы почв из Единой системы классификации почв. У каждого класса есть типичное «эквивалентное давление жидкости», которое используется для оценки общее боковое давление грунта на стену подвала. Крупный, зернистый песок и гравий первого класса оказывают наименьшее давление, в то время как более мелкие и пластичные почвы попадают в более высокие классы и предполагается прикладывать большую нагрузку.Глины и илы с высокой пластичностью. (сгруппированы в Класс V) оказывают наибольшее боковое давление; стены в таких грунт должен быть очень толстым или содержать большое количество арматурной стали. Эффективный дренаж может помочь снизить рабочую нагрузку на всех типы грунта.
Строительство крепких стен
Прочность бетонной стены зависит от качества бетона, толщины стены и наличия или отсутствия стальной арматуры. Когда почвенные условия создают более высокую нагрузку на стену, необязательно добавлять в стену сталь; вместо этого, используя метод проектирования простого бетона, описанный на странице 7, вы можете увеличить прочность стены за счет утолщения стены, использования более прочной бетонной смеси или того и другого.
Для самых высоких нагрузок иногда может понадобиться сталь; но до определенного момента выбор между простым бетоном и железобетоном является практичным — любой вариант может быть более экономичным, в зависимости от ваших местных затрат на бетон, сталь и рабочую силу.Но независимо от того, тратите ли вы свой бюджет на бетон (заливка более толстой стены) или на сталь и рабочее время (наличие места для бригады и арматуры), важно согласовать решение с реалистичными предположениями о нагрузке.
Код ACI 318. Правила проектирования бетонных конструкций находятся в Строительных нормах и правилах для конструкционного бетона (ACI 318), документе Американского института бетона, который периодически пересматривается, чтобы отразить достижения в области технологий и понимания.
Метод предельной прочности. Таблица 3 для стен, армированных сталью, взята непосредственно из метода «предела прочности», давно установленного в ACI 318. Чем выше стена и чем больше предполагаемое давление грунта, тем больше требуется стали. Приведенные здесь центральные размеры относятся как к вертикальной, так и горизонтальной стали. Для этой таблицы я предположил, что прочность бетона на сжатие составляет не менее 3000 фунтов на квадратный дюйм (28-дневное значение), но прочность бетона меньше структурной проблемы, когда стальная арматура обеспечивает необходимую прочность на растяжение на растянутой поверхности стены.
Требования к стали для стен в различных почвенных условиях
Разработаны в соответствии с методом максимальной прочности ACI 318
Тип почвы
Песок
Ил
Глина
Влажный ил или глина
Жировая глина
Эквивалентное давление жидкости (f)
f = 30 шт. Фут / фут
f = 45 шт. Фут / фут
f = 60 шт. Фут / фут
f = 75 шт. Фут / фут
f = 90 фунтов на фут / фут
Требования к стали
8-дюймовая стена, высота 8 футов 0 дюймов с засыпкой 7 футов 4 дюйма
№ 4 стержня при 48 «О.К.
# 4 бар при 36 «ОК.
# 4 бар при 24 «O.C.
# 4 бар при 24 «O.C.
# 4 бар при 18 «O. C.
8-дюймовая стенка, высота 9 футов 0 дюймов с засыпкой 8 футов 4 дюйма
# 4 бар при 36 «ОК.
# 4 бар при 24 «O.C.
№ 4 стержня при 18 «О.К.
# 4 бар при 16 «O.C.
# 4 бар при 12 «ОК.
8-дюймовая стена, высота 10’0 дюймов
с засыпкой 9 футов 4 дюйма
# 4 бар при 24 «O.C.
# 4 бар при 16 «O.C.
# 4 бар при 12 «O. C.
или № 5 бар при 18 «O.C.
# 5 бар при 16 «О.К.
# 5 бар при 12 «O.C.

Таблица 3. Таблица Выше показаны требования к стали для бетонных стен, возводимых в грунтах различной эквивалентное давление жидкости на разной высоте, основанное на «предельном прочности «, найденный в ACI Американского института бетона. 318 Код. Чем выше стена и чем больше давление почвы, тем больше необходимое количество стали.В этой таблице предполагается, что стена размером 8 дюймов толщина. Во всех случаях следует использовать бетонную смесь под давлением 3000 фунтов на квадратный дюйм.
Метод плоского бетона. Последняя версия Кодекса 318, ACI 318-99, содержит новую главу 22, в которой объясняется метод «простого бетона», используемый для проектирования неармированных стен. Согласно этому методу, чем больше предполагаемое давление грунта или чем выше стена, тем толще должна быть стена. Повышение прочности бетона на сжатие также улучшает способность стены выдерживать поперечное давление грунта, потому что прочность бетона на растяжение, хотя и низкая, увеличивается при увеличении прочности на сжатие.В таблицах 4a и 4b (предыдущая страница) я применил метод главы 22, чтобы получить требуемую толщину стен для стен высотой 8 футов, 9 футов и 10 футов в диапазоне классов грунта. Я включил только три значения прочности на сжатие (2500 фунтов на квадратный дюйм, 3500 фунтов на квадратный дюйм и 4500 фунтов на квадратный дюйм), но можно получить большую прочность стенок, используя более сильные смеси, что, возможно, позволяет использовать более тонкую стенку.
Стены, спроектированные методом простого бетона, являются стенами неармированными; Единственный арматурный стержень, который я обычно требую в этих стенах, — это два горизонтальных стержня №4 (полдюйма) рядом с верхом и один горизонтальный стержень №4 рядом с низом для контроля трещин. (Также может быть полезно разместить арматуру рядом с оконными и дверными проемами и за карманами балок, но это тема для другой статьи.)
Таблица 4a получена в результате применения методов главы 22 в книге. Таблица 4b основана на моем собственном опыте и знаниях в области проектирования и строительства стен и представляет собой то, что я считаю подходящей модификацией фактора безопасности, чтобы отразить эффект внимательного отношения к дренажным и крепежным деталям. Как видите, при некоторых почвенных условиях таблица 4b допускает более тонкую стенку, чем таблица 4a.
Примеры плоских бетонных стен подвала с обратной засыпкой
Различные типы почв
Таблица 4a
(Предполагается, что сплошная дренажная плитка на внешнем основании с гравием
крышка и одобренное соединение стена-подоконник)
Тип почвы
Песок
Ил
Глина
Влажный ил или глина
Жировая глина
Эквивалентное давление жидкости (f)
f = 30 шт. Фут / фут
f = 45 шт. Фут / фут
f = 60 шт. Фут / фут
f = 75 шт. Фут / фут
f = 90 фунтов на фут / фут
Минимальная толщина стены (бетон 2500 фунтов на кв. Дюйм)
(стена высотой 8 футов 0 дюймов с засыпкой 7 футов 4 дюйма)
8 дюймов
10 дюймов
10 дюймов
12 дюймов
12 дюймов
(стена высотой 9 футов с засыпкой 8 футов 4 дюйма)
10 дюймов
12 дюймов
12 дюймов
требуется инженерное дело
требуется инженерное дело
(стена высотой 10 футов с засыпкой 9 футов 4 дюйма)
10 дюймов
12 дюймов
требуется инженерное дело
требуется инженерное дело
требуется инженерное дело
Минимальная толщина стены (бетон 3500 фунтов на кв. Дюйм)
(стена высотой 8 футов 0 дюймов с засыпкой 7 футов 4 дюйма)
8 дюймов
8 дюймов
10 дюймов
10 дюймов
12 дюймов
(стена высотой 9 футов с засыпкой 8 футов 4 дюйма)
8 дюймов
10 дюймов
12 дюймов
12 дюймов
требуется инженерное дело
(стена высотой 10 футов с засыпкой 9 футов 4 дюйма)
10 дюймов
12 дюймов
требуется инженерное дело
требуется инженерное дело
требуется инженерное дело
Минимальная толщина стенки (бетон 4500 фунтов на кв. Дюйм)
(стена высотой 8 футов 0 дюймов с засыпкой 7 футов 4 дюйма)
6 дюймов
8 дюймов
10 дюймов
10 дюймов
требуется инженерное дело
(стена высотой 9 футов 0 дюймов с засыпкой 8 футов 4 дюйма)
8 дюймов
10 дюймов
12 дюймов
12 дюймов
требуется инженерное дело
(стена высотой 10 футов с засыпкой 9 футов 4 дюйма)
10 дюймов
12 дюймов
требуется инженерное дело
требуется инженерное дело
требуется инженерное дело
Таблица 4b
(Предполагается, что сплошная дренажная плитка на внешнем основании с гравийным покрытием,
одобренное соединение стены с подоконником и дренаж с ямочками
мембрана, прикрепленная к фундаментной стене для улучшения дренажа почвы)
Тип почвы
Песок
Ил
Глина
Влажный ил или глина
Жировая глина
Эквивалентное давление жидкости (f)
f = 30 шт. Фут / фут
f = 45 шт. Фут / фут
f = 60 шт. Фут / фут
f = 75 шт. Фут / фут
f = 90 фунтов на фут / фут
Минимальная толщина стены (бетон 2500 фунтов на кв. Дюйм)
(стена высотой 8 футов 0 дюймов с засыпкой 7 футов 4 дюйма)
6 дюймов
8 дюймов
10 дюймов
10 дюймов
10 дюймов
(стена высотой 9 футов 0 дюймов с засыпкой 8 футов 4 дюйма)
8 дюймов
10 дюймов
10 дюймов
12 дюймов
требуется инженерное дело
(стена высотой 10 футов с засыпкой 9 футов 4 дюйма)
10 дюймов
12 дюймов
12 дюймов
требуется инженерное дело
требуется инженерное дело
Минимальная толщина стены (бетон 3500 фунтов на кв. Дюйм)
(стена высотой 8 футов 0 дюймов с засыпкой 7 футов 4 дюйма)
6 дюймов
8 дюймов
8 дюймов
10 дюймов
10 дюймов
(стена высотой 9 футов с засыпкой 8 футов 4 дюйма)
8 дюймов
8 дюймов
10 дюймов
12 дюймов
12 дюймов
(стена высотой 10 футов 0 дюймов с засыпкой 9 футов 4 дюйма)
8 дюймов
10 дюймов
12 дюймов
требуется инженерное дело
требуется инженерное дело
Минимальная толщина стенки (бетон 4500 фунтов на кв. Дюйм)
(стена высотой 8 футов 0 дюймов с засыпкой 7 футов 4 дюйма)
6 дюймов
8 дюймов
8 дюймов
10 дюймов
10 дюймов
(стена высотой 9 футов с засыпкой 8 футов 4 дюйма)
8 дюймов
8 дюймов
10 дюймов
10 дюймов
12 дюймов
(стена высотой 10 футов с засыпкой 9 футов 4 дюйма)
8 дюймов
10 дюймов
12 дюймов
12 дюймов
требуется инженерное дело

Таблица 4. Столы выше показаны результаты применения метода проектирования из простого бетона из ACI 318-99 для стен различной высоты и различных почвенных условий. Использование обратной засыпки материал с более высоким эквивалентным давлением жидкости или увеличивающаяся стенка высота и глубина засыпки, увеличивает нагрузку на стену. Увеличение прочность бетонной смеси или толщина стены увеличивает емкость стены. Поэтому более высокие стены на более тяжелых почвах следует делать толще. или с более прочным бетоном.Таблица 4a основана непосредственно на методе ACI, но для Таблицы 4b автор применил сокращенное «снижение прочности фактор », запас прочности. Автор считает, что приведенный коэффициент безопасности для работы в жилых помещениях, если дренаж из листа с ямочками мембрана наносится на фундаментную стену для обеспечения дренированного состояния в грунт обратной засыпки. Таблица 4b предназначена только для иллюстрации; инженер следует консультироваться по конкретным проектам.
На мой взгляд, главу 22 следует снова пересмотреть, чтобы учесть менее консервативную конструкцию стен при правильном рассмотрении дренажа и распорок, как в таблице 4b. Я считаю, что исторический опыт эксплуатации реальных стен показывает, что это было бы подходящим изменением. Но это еще предстоит сделать, поэтому имейте в виду, что таблица 4b — это только мнение одного инженера. Вы должны применять аналогичный подход к своей работе только с совета и одобрения дизайнера или инженера, ответственного за конкретную работу.
Нагрузки от давления на грунт в перспективе
По мере того, как продолжается строительство, «хорошие» строительные площадки используются. Нам все чаще приходится строить дома на маргинальных землях. Низколежащие участки у воды, вероятно, будут иметь мягкую, плохо дренирующуюся почву, а городские участки, которые использовались ранее, могли быть засыпаны неподходящим материалом. Каждый раз, когда вы не уверены в типе почвы, просверливание почвы или отчет инженера на стройплощадке — хорошая гарантия.
Большинство структурных разрушений стен происходит во время строительства из-за небрежной засыпки без надлежащего крепления стен.При эксплуатации большинство разрушений стен происходит из-за постепенного уплотнения насыщенного мелкозернистого грунта, что приводит к чрезмерной нагрузке на грунт после многих лет возрастающего давления.
Мелкозернистые почвы, в частности, оказывают более низкое давление в осушенном состоянии. Таким образом, хороший поверхностный дренаж и надлежащий дренаж в основании по всему периметру являются наиболее важными характеристиками водонепроницаемых и структурно прочных подвальных стен. Дренажные мембраны с ямочками обеспечивают лучший дренаж и позволяют безопасно использовать большинство типов почвы для обратной засыпки, поскольку почву можно поддерживать в осушенном состоянии.
Укрепление фундаментных стен против нагрузок обратной засыпки — второй по важности фактор. Каркас пола лучше всего привязать к фундаменту перед засыпкой; в противном случае рекомендуется использовать жесткую стеновую скобу каждые 15 футов или около того.
Конструкция стены должна соответствовать конструкции стены боковым нагрузкам грунта. Но если соблюдать описанные мною процедуры крепления и дренажа, нагрузка на почву создает меньший риск. Конструкция стены может учитывать этот уменьшенный риск. В результате стена будет хорошо работать по более доступной цене.
Брент Андерсон — профессиональный инженер и консультант по бетону. Его компания в Миннеаполисе предоставляет услуги по строительству, исследованию и ремонту бетона.
Эта статья предоставлена сайтом www.jlconline.com. JLC-Online выпускается редакторами и издателями The Journal of Light Construction, ежемесячного журнала, обслуживающего жилищных и коммерческих строителей, реконструкторов, дизайнеров и других профессионалов отрасли.
Присоединяйтесь к нашей сети
Общайтесь с клиентами, которые хотят реализовать ваши наиболее прибыльные проекты в тех сферах, которые вам нравятся.
Какие бывают типы фундаментов зданий и как они распределяют нагрузки?
Когда средний человек думает о фундаменте, ему, вероятно, приходят на ум стены подвала своего дома. Или они думают о том человеке, который звонит им каждый год в одно и то же время, чтобы попросить пожертвование … Стена подвала или фундаментная стена — это часть конструкции, которая выдерживает нагрузку от бокового давления грунта, вызванного нарастающим на нее грунтом. , но он также передает нагрузку здания от конструкции вверху вниз на землю внизу.Есть две категории фундаментов, которые используются для передачи строительных нагрузок на землю: мелкие и глубокие фундаменты. Тип почвы и ее условия помогают инженерам-строителям определить, какой тип фундамента лучше всего подходит для конкретной конструкции.

Неглубокие фундаменты часто находятся под легко нагруженными конструкциями, такими как дом или сарай, и находятся близко к поверхности земли. Примером неглубокого фундамента является бетонный фундамент.Бетонные опоры расположены под фундаментными стенами и внутренними колоннами и используются для распределения нагрузки от конструкции наверху на достаточно большую площадь, которая ограничивает движение нижнего земляного полотна. Требуемый размер опоры зависит от типа почвы под ней. Если основание ставится на глину, оно должно быть намного больше, чем если бы оно стояло на коренной породе, поскольку коренная порода имеет гораздо большую несущую способность.
Мелкие фундаменты подвержены смещению в зависимости от окружающих условий и типа почвы, на которую они опираются.Например, в Виннипеге, где я живу, фундамент большинства домов строится на глине, которая разбухает, когда впитывает влагу. Набухание почвы вызывает ее вспучивание, которое может поднять фундамент и вызвать неравномерную осадку в доме. Если разница в осадке минимальна, это обычно не структурная проблема, а скорее эстетическая проблема. Иногда движение может быть настолько сильным, что структурная целостность системы фундамента нарушается, и требуется ремонт или замена. Прочтите этот пост, чтобы узнать о некоторых других причинах неглубокого движения фундамента и отказов.
Плотные плиты и плита на уровне грунта — это два других типа неглубоких фундаментов, которые используются в строительстве и могут быть намного более экономичными, чем глубокие фундаменты, если нагрузки не слишком велики и конструкция может выдерживать дифференциальные движения. Существуют риски, связанные с плитами на уклонах, так как почва под ними может сжиматься и набухать, что может вызвать движение плиты. Если хозяину комфортно передвижение плиты, то такой вариант плиты перекрытия — самый экономичный вариант.Если отделка и оборудование, размещаемое на плите, не переносят движения, часто рекомендуется использовать конструктивную плиту перекрытия. Несущая плита перекрытия имеет пустоту внизу, поэтому набухание и усадка почвы под ней не влияет на плиту. Когда почвенные условия не идеальны для размещения фундаментов неглубокого заложения, необходимо учитывать наличие глубоких фундаментов.
Глубокие фундаменты часто встречаются под более крупными зданиями, где вес конструкции очень велик и где движение конструкции нежелательно.Эти фундаменты переносят нагрузку на землю намного ниже поверхности земли. Самый распространенный вид глубоких фундаментов — сваи. Сваи длинные и тонкие и передают нагрузки на здания за счет трения между стороной сваи и окружающей почвой и через опору между дном сваи и слоями грунта ниже. Сваи могут быть стальными, деревянными или бетонными. Стальные сваи часто представляют собой горячекатаные двутавровые или винтовые сваи. Деревянные сваи часто представляют собой большие деревянные секции, которые обрабатываются давлением и используются для временных или постоянных конструкций.Бетонные сваи бывают сплошными шестиугольными или круглыми, армированными стальной арматурой.
Некоторые люди могут подумать, что глубина фундамента коррелирует с величиной нагрузки, передаваемой на почву, но обычно это не так. Если нагрузки очень большие, глубокие фундаменты устанавливаются ниже поверхности земли до тех пор, пока не встретится прочный / плотный слой почвы, такой как коренная порода или ледниковая тила. Оба они имеют очень высокую несущую способность, которую не могут обеспечить такие почвы, как глина и гравий.Сваи, доходящие до прочных / плотных слоев почвы, называются концевыми несущими сваями. Расположение этих слоев почвы может сильно различаться. На большой строительной площадке можно столкнуться с одной сваей с коренной породой на 50 футов ниже уровня земли на одном конце площадки, в то время как свая на другом конце площадки может встретиться с коренной породой на глубине до 100 футов ниже уровня земли!
Когда сваи используются для передачи нагрузок на окружающий грунт за счет трения, они называются сваями трения. Большая длина сваи означает большую способность переносить нагрузки на окружающую почву.Фрикционные сваи используются, когда на грунт необходимо передать более легкие нагрузки и когда неэкономично или нецелесообразно расширять сваю до плотного слоя почвы. В настоящее время бетонные фрикционные сваи часто используются в качестве фундамента в новых домах, поскольку они намного более устойчивы, чем опоры.
Фундаменты — одна из важнейших составляющих конструкции здания. К сожалению, почвы, на которые передаются строительные нагрузки, могут быть настолько разными в разных местах.Чтобы снизить риск, связанный с фундаментом, всегда рекомендуется привлекать инженера-геолога для исследования грунта. Они смогут дать хорошие рекомендации относительно того, какой фундамент использовать, в зависимости от типа встречающейся почвы. Для большинства новых зданий, в зависимости от вашей юрисдикции, вы не сможете получить разрешение на строительство без геотехнического отчета или рекомендации, основанной на опыте инженеров.
Надеюсь, это даст вам некоторые базовые знания об основах, используемых для поддержки зданий, в которых вы живете и которые видите в своей повседневной жизни.Если вы хотите узнать больше о фундаментах и других вопросах, связанных с проектированием строительных конструкций, запишитесь на наш курс по основам проектирования конструкций! У вас есть вопросы по фондам? Не стесняйтесь, чтобы оставить комментарий ниже.
Если вам нужна дополнительная информация об основах проектирования конструкций, не стесняйтесь получить наше полное руководство здесь!
Какие трещины в стене подвала являются структурными, косметическими или обычными?
Трещины в стене подвала
Горизонтальные, вертикальные и диагональные трещины в стене подвала могут быть структурной проблемой, проблемой утечки или и тем, и другим, а также дорогостоящими для ремонта.Поэтому важно знать, какие из них главные, а какие второстепенные.
Серьезность частично зависит от таких факторов, как размер трещины, местоположение, форма и направление трещины.
Четыре основных типа подвальных стен
В стенах подвала нередко появляются трещины, независимо от типа стены.
Залитые бетонные стены — это наиболее распространенный тип подвальных стен, возводимых сегодня в США.Обычно они строятся путем заливки бетона в металлические или деревянные формы, а затем формы удаляются после того, как бетон затвердел или затвердел.
Стены из кирпичных блоков — построены из прямоугольного блока, часто называемого бетонным блоком или шлакоблоком. Этот тип стены — вторая по распространенности стена, используемая сегодня для подвалов.
Сборные железобетонные стены — это бетонные стены, возведенные за пределами строительной площадки, доставленные на строительную площадку и затем установленные на месте.
Кирпич, камень и глиняная плитка — такие стены часто встречаются в старинных и старых домах.Из-за возраста и конструкции этих стен они, как правило, имеют больше трещин и протечек, чем другие стены.
Трещины в стенах из кирпичных блоков часто появляются в местах затирочных швов, которые обычно слабее, чем сам блок. Трещины могут быть прямыми, угловыми или ступенчатыми.
Из двух наиболее распространенных типов стен, бетонные стены часто считаются немного прочнее, а стены из кирпичных блоков могут считаться более экономичными в строительстве; однако оба типа считаются хорошими или приемлемыми стенами для строительства подвала.
Основные причины трещин в стенах подвала
Большинство трещин в стенах подвала возникает по следующим причинам.
Боковые нагрузки и давления, давящие на стену подвала.
Перемещение фундамента из-за почвы или других причин.
Гидростатическое давление, связанное с влажными почвами, высоким уровнем грунтовых вод и другими водными проблемами.
Процесс «усадки» бетона, особенно при первой заливке.
Усадочные трещины
Усадочные трещины очень распространены, особенно в наливных бетонных стенах.Это тонкая, тонкая трещина, которая не проходит через стену, а очень неглубокая или находится на поверхности. Обычно они не движутся непрерывно или по прямым линиям, а имеют тенденцию изгибаться и иметь перерывы в ряде мест.
Когда бетон (в основном смесь песка, заполнителя, цемента и воды) сначала смешивается вместе, добавляется больше воды, чем требуется для гидратации, процесса химического отверждения, который часто называют процессом отверждения. Эта дополнительная вода рассеивается или испаряется, вызывая напряжение в бетоне, которое вызывает усадку бетона.Таким образом, возникают усадочные трещины.
Бетон, заливаемый при низкой температуре, имеет меньше усадочных трещин, чем бетон, заливаемый в горячем состоянии; и в целом, чем больше воды добавлено при первом смешивании, тем больше будет растрескивание при усадке. Приблизительно 1/3 трещин от усадки происходит в первые 10 дней, 1/2 — в первый месяц, и большинство из них возникает в течение года.
Инженеры обычно считают, что трещины от усадки имеют скорее косметический, чем структурный характер.
Вертикальные трещины
Вертикальные трещины в стене подвала могут быть вызваны несколькими типичными проблемами.
Есть два типа вертикальных трещин, которые обычно не считаются структурными проблемами. Их:
Холодные стыки
Усадочные трещины
Холодные стыки в стене подвала не являются структурными трещинами
Домовладельцы часто думают, что это холодный стык, который на первый взгляд может выглядеть как трещина, но на самом деле это не так. Холодный шов — это заливка одной партии бетона, которая начала затвердевать или затвердела, а затем наливается другая партия бетона против предыдущей партии.
Время между двумя заливками может составлять несколько часов, день или даже недели или месяцы. Подрядчики часто планируют холодные швы в определенных местах бетонной стены или плиты.
Холодные швы в стенах подвала могут протекать, если не была проведена надлежащая гидроизоляция.
Управляющие суставы — Усадочные суставы
Более новые, залитые на место бетонные стены подвалов могут иметь прямой вертикальный контрольный шов (иногда называемый усадочным швом), идущий от низа стены к верху стены.Эти управляющие суставы намеренно помещены туда для сокращения; Таким образом, когда бетон сжимается или сжимается, он треснет в этом контрольном стыке. Вы можете сказать, что они хотят контролировать, где появится трещина, если это произойдет.
Эти контрольные стыки могут появляться примерно через каждые 20–30 линейных футов периметровой стены и предназначены для снятия внутреннего напряжения. Как и холодные швы, они обычно не вызывают проблем со структурой, но могут иметь склонность к протечкам, если не была проведена надлежащая гидроизоляция
Вертикальные усадочные трещины
По мере усадки бетонной стены в стене образуются усадочные трещины, большинство из которых небольшие, однако, если в бетонной смеси было слишком много воды или если стена длинная, вы можете получить несколько вертикальных трещин усадки. шириной 1/16 или 1/8 дюйма.Если есть контрольные стыки, в них могут появиться трещины.
Если основание стены подвала треснуло, смещается или вращается
Если в основании стены подвала есть трещина, то в стене подвала может быть вертикальная трещина рядом или на одной линии с трещиной в основании. Эта трещина может идти частично или полностью от низа стены до верха стены.
Если опора вращается или наклоняется, то могут быть вертикальные трещины.Если одна сторона трещины в стене смещена от другой стороны трещины, это вызывает большее беспокойство.
Вертикальные трещины вверху шире, чем внизу
Вертикальные трещины, ширина которых вверху больше, чем у основания, могут указывать на растрескавшееся основание и дифференциальную осадку. Обычно считается, что эти типы трещин вызывают большее беспокойство, чем некоторые другие типы вертикальных трещин. (Подробнее о регулировке дифференциала)
Если основание треснуло и одна сторона сместилась вниз, то основание трещины обычно меньше ширины трещины наверху, а если трещина смещена, возникает еще большая проблема.
Чрезмерное усилие, из-за которого стена отрывается от угла
Если участок стены подвала оказывает на него большее давление, чем предусмотрено, он может иногда вызывать трещину возле угла подвала, поскольку перпендикулярная стена в углу обеспечивает дополнительную прочность угловой области.
Вертикальные трещины на углу стены подвала из-за воды и замерзания
Водосточные желоба часто сбрасывают воду по углам дома, и это может привести к чрезмерному скоплению воды в почве на этих участках.Если возле этих углов есть вертикальные трещины и нет горизонтальных трещин; и происходит промерзание этой насыщенной водой почвы, затем может возникнуть вертикальное растрескивание. (Прочтите о том, как замерзающая вода в грунте повреждает фундамент и стены подвала)
В таком случае улучшение дренажа и площади разгрузки водосточной трубы может помочь уменьшить дальнейшее растрескивание.
Горизонтальные трещины
Как правило, горизонтальные трещины возникают не из-за осадки или подъема фундамента вверх, а из-за проблем, которые создают боковое давление на стену подвала.
Пять основных причин горизонтальных трещин:
Засыпка грунта сразу после заливки фундамента
Загрузка — вес оборудования или транспортных средств у стены подвала
Проблемы с загрузкой почвы
Влагозагрузка и гидростатическое давление
Морозное пучение и линзы льда
Проблемы с арматурой
Выпуски засыпки
При строительстве нового дома подрядчики обычно работают в сжатые сроки и иногда слишком торопятся.Хорошим примером этого является случай, когда подрядчик засыпает зазор между новой стеной подвала и краем ямы, вырытой для подвала, до того, как стена станет достаточно прочной, чтобы выдержать вес грунта.
Бетонная стена подвала обычно не набирает полной структурной прочности в течение примерно 28 дней. Если подрядчик засыпает землю грунтом слишком рано, давление грунта на стену создает поперечное напряжение, что приводит к трещинам. Эти трещины скорее будут горизонтальными, чем вертикальными.
Слишком быстрое или слишком сильное уплотнение
При обратной засыпке пространства у стены подвала важно добиться хорошего уплотнения. Некоторые из проблем, связанных с плохим уплотнением, заключаются в том, что рыхлый наполнитель для уплотнения удерживает больше воды, чем хорошо уплотненный грунт. Это увеличивает гидростатическое давление на стены подвала и вызывает больший ущерб, когда почва замерзает или образует ледяные линзы.
Нагрузка в верхней части стены
Там, где есть подъездная дорожка или парковка рядом с фундаментом дома или рядом с ним, может возникнуть проблема с нагрузкой, в результате чего в стенах подвала могут образоваться горизонтальные трещины.Вес транспортных средств или тяжелого оборудования, сидящего или проезжающего рядом с фундаментом, оказывает давление на грунт, которое затем увеличивает существующее боковое давление на стену подвала в этой области. Это дополнительное давление, в зависимости от его величины, может привести к горизонтальным трещинам.
Эти трещины обычно возникают в верхней трети стены подвала.
Горизонтальные трещины из-за попадания воды и почвы
Погрузка в грунт
Вес грунта, прижимающего к стене подвала, может иногда вызывать горизонтальные трещины.Свидетельством этого может быть то, что стена изогнута или наклонена внутрь. В случае нагрузки грунтом наибольшее давление на стену, как правило, находится в области нижней трети стены.
Если дом находится на склоне холма, то сторона подъема часто будет иметь большее боковое давление, чем сторона спуска.
Гидростатическое давление / Водная нагрузка
Сильно заполненный водой грунт может оказывать значительное давление на стену подвала. Гидростатическое давление является не только одной из основных причин протечки фундамента, но и одним из ключевых факторов бокового давления в ящике.Два основных виновника — высокий уровень грунтовых вод и плохой дренаж; кроме того, протечки канализации и водопровода могут также способствовать или вызывать гидростатическое давление.
Просторные грунты
В домах с глинистой почвой у стены подвала часто возникают значительные трещины при намокании почвы; поскольку эти почвы расширяются в объеме, когда они влажные, и оказывают огромное боковое давление на стену подвала. (Прочтите об обширных почвах и о том, что вы можете сделать, чтобы уменьшить ущерб от них)
Обратите внимание на высолы — это признак влажности на внешней стороне стены
Иногда, если вы видите на стене белое порошкообразное или сладкое вещество, это может указывать на наличие влаги.Этот белый материал называется высолами, и он часто счищается или отпадает, если вы потрете его рукой. Обычно это всего лишь тонкий слой, но в тяжелых случаях может быть толщиной 1/8 дюйма или больше. (Подробнее о проблемах с высолами)
Помните — если стена изгибается от давления, оказываемого на внешнюю часть стены, а затем давление снимается или прекращается, стена обычно остается изогнутой, потому что по мере того, как стена движется внутрь, почва заполняет эту область, которая удерживает изгиб внутрь; таким образом, стенка не сдвигается наружу, чтобы снова выпрямиться при снятии давления.
Горизонтальные трещины от морозного пучения и линз льда
На большей части территории Соединенных Штатов есть климатические условия, при которых почвы рядом с стеной подвала будут замерзать: иногда эта почва может замерзать и оттаивать несколько раз в год. Влажные или насыщенные водой почвы значительно расширяются при замерзании.
Этот процесс замерзания оказывает огромное давление на стены подвала, настолько сильное, что они могут треснуть, наклониться или прогнуться, и, как правило, когда они треснут, это будет горизонтальная трещина.В некоторых случаях могут быть вертикальные трещины, и если да, то они обычно находятся в угловых частях подвала. (Подробнее о том, как и почему промерзание почвы повреждает фундаменты и фундаменты)
Блок стены с горизонтальными трещинами
Горизонтальные трещины в блочной (кирпичной) стене подвала вызываются многими из тех же проблем и сил, что и при заливке бетонной стены.
При взгляде на стену из блоков есть несколько вещей, на которые следует обратить внимание, включая горизонтальные трещины в средней трети области, а также горизонтальные трещины возле нижнего ряда блоков.В средней части проверьте, нет ли трещин, которые открылись на 1/8 дюйма или более, и не прогнулась ли стена в этой средней части. Если стена прогибается на 3/8 дюйма или более, ряд инженеров предложат дальнейшее исследование.
Другой проблемой, вызывающей беспокойство, может быть трещина на линии подагры над несколькими первыми нижними рядами стены блока или если кажется, что нижний ряд блоков сместился; если бетонный пол имеет трещину, параллельную горизонтальным трещинам в стене, то есть дополнительные проблемы.
Диагональные и ступенчатые трещины
Диагональные трещины в стене, залитой по месту, могут быть больше связаны с перемещением грунта, оседанием, расширяющимися грунтами или даже проблемами уплотнения основания.
Диагональная трещина, идущая от вершины залитой на месте стены, которая спускается к основанию угла стены, может быть результатом бокового давления на верхнюю и / или среднюю часть стены, особенно если есть доказательства того, что стена наклоняется. внутрь в верхней области рядом с верхней частью трещины.Кроме того, в стене может быть повреждена подоконная плита первого этажа, или внешняя стена каркасного дома может быть смещена (не прилегая прямо к верхней части фундаментной стены.
Другой сценарий может заключаться в том, что стена подвала была засыпана до того, как был обрамлен первый этаж дома, что помогает предотвратить движение внутрь или наклон стены подвала, вызывающее диагональную трещину.
Чрезмерные поперечные нагрузки, сопровождающиеся неравномерной оседкой, также могут привести к диагональному растрескиванию.
Трещины в углу окна и двери подвала
Усадка — одна из основных причин появления трещин в углах окон и дверей, особенно в залитых бетонных стенах. Вторая причина появления трещин на дверных и оконных углах — это напряжение, так как в этих областях может быть значительное напряжение.
Напряжение в этих угловых областях часто возникает при смещении или перемещении фундаментов и / или стен подвала. Очень маленькие трещины на этих участках, как правило, не вызывают особого беспокойства у многих инженеров, однако большие трещины вызывают беспокойство у инженера.
Небольшие куски бетона, падающие со стены
Если небольшие куски бетона падают со стены подвала, проблема может быть в стальной арматуре в стене или в анкерных болтах, вделанных в стену наверху стены. Со временем ржавая арматура ухудшает конструктивную прочность стены, но вначале проблема обычно возникает из-за проникновения влаги в стену.
Подрядчики по бетону часто называют отслаивание кусков бетона отслаиванием.
Землетрясения, наводнения и геотехнические события
Когда стены подвала подвергаются землетрясениям или наводнениям, они могут сдвинуться или потрескаться. Конструктивно они могут выдержать только такое большое давление со стороны событий такого типа. Если вы покупаете дом, который пережил необычное движение или наводнение, разумно более внимательно посмотреть на повреждения. (Прочтите, что искать, если дом пережил наводнение)
Дома, расположенные в районе с ползущими склонами или обширными грунтами, могут потребовать особого внимания, если начинают появляться трещины или если верх стены подвала неровный.(Подробнее о ползучести на склоне)
Инженеры-строители
Это может быть трудным и запутанным при анализе того, что вызывает трещины, протечки и повреждение стены подвала, потому что существует очень много различных условий, переменных и обстоятельств, которые влияют на стену. Поэтому консультация с квалифицированным инженером-строителем поможет понять существующие трещины и то, что происходит в доме.
Основной совет домовладельца по предотвращению и уменьшению растрескивания стен
Многие из распространенных проблем, связанных с трещинами и протечками в стенах подвала, связаны с влажностью.Плохой и неправильный дренаж — это, вероятно, самая важная вещь, с которой может справиться большинство домовладельцев. Чем меньше влаги у фундамента и стены подвала, тем лучше.
Ниже приведены несколько идей, которые домовладельцы могут захотеть проверить или улучшить.
Проверьте, не уклоняется ли почва от дома. Основное правило состоит в том, что почва наклоняется в сторону от дома и опускается на 6 дюймов на 10 футов; дальше лучше. Не должно быть мест, где будет стоять вода или лужи.
Все дворики, дорожки и подъездные пути отводятся от дома, а не к нему? Убедитесь, что вода отводится подальше от дома.
Крыша. Куда уходит вода с крыши, когда идет дождь или тает снег на крыше? Есть ли водостоки и в хорошем ли они состоянии? Достаточно ли размера водостока для отвода воды? Желоба чистые?
Носик вниз. Водосточная труба должна быть подключена к дренажному трубопроводу, по которому вода будет отводиться на достаточное расстояние от стены подвала. Желательно на ул. Не допускайте слива воды рядом с фундаментом или рядом с ним.
Проверьте системы полива сада и плантатора.Избегайте чрезмерного полива и ремонтируйте протекающие трубы. Улавливают ли ванночки воду?
Чем меньше влаги и чем дальше источники влаги от стен подвала, тем лучше.
1 . Стены подвала нередко имеют трещины, и в целом, чем старше дом, тем больше вероятность появления трещин. Многие трещины мелкие, а некоторые даже нормальные; т.е. усадочные трещины.
2 . Просто глядя на трещину, не глядя на общую картину, трудно полностью понять серьезность трещины или трещин.Поэтому имейте в виду, что вам следует сделать шаг назад и посмотреть на весь дом.
3 . Поскольку многие проблемы со стенами и трещинами связаны с влажностью и дренажем, было бы разумно проверить, насколько хорош дренаж в вашем доме и нуждается ли он в улучшении.
Как определить несущую стену | 2020
Без категории 06 июл.2020 г.
Несущая стена в точности соответствует своему названию: она поддерживает вес дома и помогает ему стоять (другими словами, она несет нагрузку).Учитывая, какой вес должен поддерживаться в конструкции — крыша, все строительные материалы между крышей и полом, все содержимое дома — несущие стены имеют решающее значение для целостности здания. Весь этот переносимый вес называется нагрузкой, а функция стены — переносить вес с крыши на фундамент.
Каждая внешняя стена дома несущая. Для разделения пространства внутри дома обычно используют ненесущую стену. Их часто называют перегородками или навесами.Поскольку они не отвечают за опору и не являются частью несущего каркаса, их можно безопасно удалить, чтобы освободить место для более открытой планировки пола. Вы можете определить их, посмотрев на балки и стропила на чердаке или в подвале. Если они идут параллельно стене, скорее всего, это ненесущие стены.
Уникальный тип стены, часто встречающейся в многоэтажных зданиях, а также в тех, которые расположены в ветреной зоне или вблизи линии разлома, — это стена сдвига. В то время как колонны и несущие стены удерживают здания в вертикальном положении, неся сжимающую нагрузку конструкции на ее фундамент, стена сдвига — это то, что удерживает конструкции от раздува.Чем выше здание, тем больше потребность во внутренних стенах, работающих на сдвиг. Почти все дома построены с внешними стенами, работающими на сдвиг.
Как определить ненесущую стену
Вот характеристики ненесущей стены:
Не выдерживает вес перекрытий выше
Не является частью каркаса дома
Внутренние стены, разделяющие комнаты
Прокладывается параллельно балкам на чердаке или балкам пола в подвале
Изготовлены из пустотелого кирпича, кирпича на фасаде, пустотелого бетона или внутри из гипсокартона
Как определить несущую стену
Хотя снятие ненесущей несущей стены не имеет никаких последствий, удаление несущей стены может быть дорогостоящей и опасной ошибкой.Вот пять способов определить, является ли стена несущей:
Начните с самой низкой точки дома. Балка, прикрепленная или утопленная в бетонный фундамент дома, является частью несущей стены. В недостроенном подвале легче увидеть металлические балки или колонны, идущие из одной стороны комнаты в другую. Несущие стены находятся над этими балками.
Ищите стены, перекрывающие несколько этажей. Давление веса конструкции давит вниз и наружу, поэтому внешние стены всегда будут несущими.
Загляните на чердак. Большинство несущих балок находится внутри стен. На недостроенных чердаках, где обнажается каркас дома, легче увидеть, где соединяются балки. Следуйте за стенной стойкой на чердак и посмотрите, совпадает ли она с балкой. Если вертикальная стойка проходит перпендикулярно горизонтальной балке, велика вероятность, что она выдерживает нагрузку.
Проверить центр. Стены, расположенные в центре дома, вероятно, являются несущими, поскольку вес дома передается с пола на этаж от крыши к потолку, значительная часть этой нагрузки должна приниматься на плечи центра.
Взгляните на чертежи. Вы сможете определить несущие стены по архитектурным планам, учитывая все изменения, которые проводились после постройки дома. Страницы, помеченные как «структурные», покажут, в какую сторону проходят балки пола.
Узнайте, как читать чертежи в Онлайн-курс MT Copeland , проводимый профессиональным строителем и мастером Джорданом Смитом.
Можно ли снять несущую стену?
Если вы действительно хотите убрать несущую стену из дома, это можно сделать; однако это может быть дорогостоящим, и чтобы сделать это без риска для структурной целостности дома, вам потребуется заменить его на колонну или другой тип несущей конструкции. Вот некоторые рекомендации по снятию несущей стены:
Вам понадобится разрешение. Скорее всего, вам понадобится разрешение от местного муниципалитета, чтобы убедиться, что вы соблюдаете строительные нормы и правила.Некоторые городские уставы требуют, чтобы вы представить подробные планы новой системы поддержки, наряду с предварительным согласованием с советуя инженер-конструктором, прежде чем удалить стену.
Постройте временную опорную стену. Перед снятием каркаса его необходимо построить с обеих сторон несущей стены.
Добавить вертикальные стойки между двумя конечными точками горизонтальной опорной балки. Установка вертикальных столбов снимет нагрузку с горизонтальной балки.
MT Copeland предлагает онлайн-классы на основе видео, которые дадут вам фундамент в области строительства с использованием реальных приложений. Классы включают профессионально подготовленные видеоролики, преподаваемые практикующими мастерами, и дополнительные загрузки, такие как викторины, чертежи и другие материалы, которые помогут вам овладеть навыками.
Оставайтесь на связи!
Присоединяйтесь к нашему списку рассылки, чтобы получать последние новости и ранний доступ к нашим занятиям.Ваша информация не будет передана.
Влага в подвалах: причины и решения
Обзор решений проблем с влажностью подвала
Лучший способ решить любую строительную проблему — это сначала сделать простые и недорогие вещи. Затем продолжайте в логическом порядке, выполняя следующую наименее затратную технику с наиболее вероятным положительным результатом. В случае проблем с влажностью лучший подход почти всегда — удалить или контролировать источник влаги, а не пытаться остановить его на последней линии защиты.
Во-первых, самыми простыми и наименее затратными методами являются удаление чрезмерных внутренних источников влаги в подвале (увлажнители, приготовление пищи) и вентиляция других источников (сушилка для одежды, ванная комната).
Во-вторых, если проблема заключается в конденсации летом, не проветривайте подвал напрямую теплым влажным воздухом. Рекомендуется вентиляция через систему кондиционирования или теплообменник осушающего типа.
Осушение не является постоянным решением
Осушение может использоваться как средство уменьшения симптомов влажности и запаха в подвале, но это не постоянное или полное решение.Фактически, если в подвале с проблемами влажности используется осушитель, он может нанести больший ущерб. Осушая воздух подвала, влага быстрее втягивается в подвал, вызывая выцветание и растрескивание бетона, а также дальнейшее повреждение внутренней отделки.
Внутренняя мембрана или покрытие — временное решение
Заманчиво решить проблему влажности подвала с помощью мембраны или покрытия внутри. Это дешевле, чем дренажная система, и в некоторых случаях, кажется, работает какое-то время.Однако вода все еще присутствует, и в конечном итоге эти системы выходят из строя или просто перемещают воду по другому пути в подвал.
Рекомендуемый подход
Оценка желобов, водостоков и выравнивание поверхности: Рекомендуемый подход после удаления внутренних источников влаги — это оценка желобов, водосточных водостоков и выравнивание поверхности вокруг дома. Сначала их следует исправить, и это может решить проблему.
Внутренняя или внешняя дренажная система: Затем, если проблема с влажностью сохраняется, переходите к внутренней или внешней дренажной системе.Все эти методы описаны ниже. Если ваша цель — закончить подвал, в котором есть проблемы с водой, рекомендуется сначала решить проблему с водой.
Система разгерметизации вспомогательной плиты: Рекомендуется активная система разгерметизации вспомогательной плиты, включая слой промытой породы под плитой. Это втягивает влажный воздух из-под плиты и может помочь уменьшить количество паров влаги, попадающих в дом через отверстия в плите. Он также помогает контролировать радон и другие почвенные газы.
No related posts.

Марка бетона блока	Расчетное сопротивление сжатию кладки при марке раствора
Марка бетона блока	200	150	100	75	50	25
300	7,5	7,2	6,9	6,7	6,5	6,2
250	6,7	6,4	6,1	5,9	5,7	5,4
200	5,4	5,2	5,0	4,9	4,7	4,3
150	4,6	4,4	4,2	4,1	3,9	3,7
100	—	3,3	3,1	2,9	2,7	2,6
75	—	—	2,3	2,2	2,1	2,0
50	—	—	1,7	1,6	1,5	1,4

λh / (λhc)	4	6	8	10	12	14	16	18	22	26	30	34
Коэфф. прод. изгиба φ(φc)	1,0	0,98	0,95	0,92	0,88	0,85	0,81	0,77	0,69	0,61	0,53	0,44

Группа почв	Единый грунт Классификация Системный символ	Описание почвы	Дренаж Характеристики	Мороз Подъем Потенциал	Объем Смена Потенциал (Расширение)



Группа I	ГВт	Гравий гравийно-песчаный смеси, мелкие или нулевые штрафы	Хорошо	Низкий	Низкий


	GP	Гравий или гравий с плохой сортировкой — песчаная смесь, мелкая мелочь или ее нет	Хорошо	Низкий	Низкий


	SW	Пески мелкозернистые, пески гравийные, небольшие штрафы или их нет	Хорошо	Низкий	Низкий


	SP	Плохо сортированный песок или гравийный песок, мелкие или совсем мелкие	Хорошо	Низкий	Низкий


	GM	Галька песчанистая, гравийно-песчаные смеси	Хорошо	Средний	Низкий
	см	Песок песчаный, песчано-иловые смеси	Хорошо	Средний	Низкий
Группа II	GC	Глинистый гравий, гравийно-песчано-глинистые смеси	Средний	Средний	Низкий
	SC	Пески глинистые, смеси песчано-глинистые	Средний	Средний	Низкий
	мл	Илы неорганические и очень мелкие пески, каменная мука, илистый или глинистый мелкий песок или глинистые илы со слабой пластичностью	Средний	Высокая	Низкий


	CL	Глины неорганические от низкой до средней пластичность, гравийные глины, песчаные глины, илистые глины, тощие глины	Средний	Средний	от среднего до низкого


Группа III	CH	Глины неорганические высокой пластичности, глины жирные	Плохо	Средний	Высокая
	MH	Илы неорганические, слюдистые или диатомитовые мелкие песчаные или илистые почвы, упругие илы	Плохо	Высокая	Высокая


Группа IV	OL	Илы органические и органические илистые глины низкой пластичности	Плохо	Средний	Средний

	ОН	Глины органические от средней до высокая пластичность, органические илы	Неудовлетворительно	Средний	Высокая

	Пт	Торф и прочие высокоорганические почвы	Неудовлетворительно	Средний	Высокая

Класс I	Класс II	Класс III	Класс IV	Класс V
30 шт. Фут / фут	45 фунтов / фут	60 шт. Фут / фут	75 фунт / фут	90 шт. Фут / фут
GP, GW, SW, SP, GM	GC, SK, SC, SM-SC	ML, CL, ML-CL	ПР	OH, CH, MH

Тип почвы	Песок	Ил	Глина	Влажный ил или глина	Жировая глина
Эквивалентное давление жидкости (f)	f = 30 шт. Фут / фут	f = 45 шт. Фут / фут	f = 60 шт. Фут / фут	f = 75 шт. Фут / фут	f = 90 фунтов на фут / фут
Требования к стали
8-дюймовая стена, высота 8 футов 0 дюймов с засыпкой 7 футов 4 дюйма	№ 4 стержня при 48 «О.К.	# 4 бар при 36 «ОК.	# 4 бар при 24 «O.C.	# 4 бар при 24 «O.C.	# 4 бар при 18 «O. C.
8-дюймовая стенка, высота 9 футов 0 дюймов с засыпкой 8 футов 4 дюйма	# 4 бар при 36 «ОК.	# 4 бар при 24 «O.C.	№ 4 стержня при 18 «О.К.	# 4 бар при 16 «O.C.	# 4 бар при 12 «ОК.


8-дюймовая стена, высота 10’0 дюймов с засыпкой 9 футов 4 дюйма	# 4 бар при 24 «O.C.	# 4 бар при 16 «O.C.	# 4 бар при 12 «O. C. или № 5 бар при 18 «O.C.	# 5 бар при 16 «О.К.	# 5 бар при 12 «O.C.

Расчет давления грунта на стену подвала

Давление грунта на стену

Как убрать давление грунта на стену подвала?

Технические характеристики материалов при строительстве стен фундамента

Бетон

Кирпич

Камни

Железобетонные пластины

Особенности укладки фундаментных стен для устойчивости при давлении грунта

Расчет стен подвала при боковом давлении грунта

Расчет монолитной наружной стены подвала нужно ввести вычисляется в этих пунктах нужно проверить выполнение условий.

(adsbygoogle=window.adsbygoogle||[]).push({}); Нагрузки q n γ f q.

Порядок расчета ленточного фундамента.

11 РАСЧЁТ СЖАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

GeoWall Пример расчета ограждения котлована

Расчет оснований по несущей способности

База нормативной документации:

НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

В В Е Д Е Н И Е… 5

Расчет балки. 1 Исходные данные

440 Расчет на продавливание

520 — Ленточный фундамент

Расчет оснований и фундаментов.

Рабочая документация

«Методика выбора подпорных стен»

АРХИТЕКТУРА И СТРОИТЕЛЬСТВО

Элементысборного железобетонногокаркаса

1 570 Шпунтовая стенка

436 Подбор поперечной арматуры

5.

Расчет балки Ultralam

545 Подпорная стенка уголкового профиля

Проверка сваи Исходные данные

Расчет устойчивости откоса

5. Пример 2. Расчет прочности стены подвала кирпичного здания

Расчет наружной фундаментной стены. Теоретические предпосылки

Ответ будет примерно следующим:

Таким образом принятая расчетная схема позволяет провести максимально простой расчет и обеспечивает максимально возможный запас прочности.

Сам алгоритм расчета может выглядеть примерно так:

1. Определяется продольная сила

2. Определяется нагрузка

3. Определяется распределенная равномерно изменяющаяся горизонтальная нагрузка q на стойку.

4. Определяется значение момента и продольной силы в наиболее нагруженном сечении.

5. Определяется коэффициент продольного изгиба φ.

6. Проверяется прочность наружной фундаментной стены с учетом устойчивости.

ПОДПОРНЫЕ СТЕНЫ — Студопедия

Подпорная стена — расчёт и строительство

ПОДПОРНАЯ СТЕНА — РАСЧЁТ И СТРОИТЕЛЬСТВО

Расчет фундамента

Расчет монолитного ленточного фундамента

Исходные данные для расчета столбчатого фундамента

Конструкционная опора — Проектирование фундаментной стены

РАЗРЕШЕНИЕ ДОПУСТИМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ БЕТОННЫХ СТЕН КЛАДКА

ВВЕДЕНИЕ

ПРОЕКТНЫЕ НАГРУЗКИ

ЭМПИРИЧЕСКИЙ ДИЗАЙН

ДИЗАЙН НА СТЕНУ

ПРИМЕР КОНСТРУКЦИИ

ВОПРОСЫ СТРОИТЕЛЬСТВА

Список литературы

Проектирование бетонных стен подвала

Присоединяйтесь к нашей сети

Какие бывают типы фундаментов зданий и как они распределяют нагрузки?

Какие трещины в стене подвала являются структурными, косметическими или обычными?

Трещины в стене подвала

Четыре основных типа подвальных стен

Основные причины трещин в стенах подвала

Усадочные трещины

Вертикальные трещины

Холодные стыки в стене подвала не являются структурными трещинами

Управляющие суставы — Усадочные суставы

Вертикальные усадочные трещины

Вертикальные трещины вверху шире, чем внизу

Нагрузка в верхней части стены

Горизонтальные трещины из-за попадания воды и почвы

Обратите внимание на высолы — это признак влажности на внешней стороне стены

Горизонтальные трещины от морозного пучения и линз льда

Блок стены с горизонтальными трещинами

Диагональные и ступенчатые трещины

Трещины в углу окна и двери подвала

Нагрузки q n γ f q.