Points d’article
- Profondeur de fondation
- Calcul des fondations en bandes par formules
- Charges et impacts
- Détermination de la largeur de la semelle
- Calcul des fondations en bandes selon le calendrier
La fondation est la structure du bâtiment sous le plan d’étage. Son but est de transférer les charges de la structure entière à la fondation du sol. Un sol chargé peut modifier sa structure, provoquant des déformations dans les bâtiments, dont la limite est limitée par les normes. Un calcul correct des fondations assurera la durabilité et la fiabilité de tout bâtiment.
Les fondations, en fonction de leur capacité à résister aux charges, peuvent être divisées en rigides et flexibles. Les structures en béton de moellons et en béton sont rigides. Ils résistent bien à la compression et ne fonctionnent pas bien en étirement et en flexion..
Les fondations en béton armé sont renforcées à l’intérieur de la structure. Il perçoit les forces de traction et de flexion, par conséquent, le béton armé est applicable pour les éléments flexibles.
Important! Une condition préalable au calcul des fondations est la disponibilité des résultats des levés géologiques et topographiques sur le chantier.
Le bâtiment et la fondation sont considérés comme travaillant ensemble dans le calcul. L’influence défavorable des facteurs environnementaux peut également modifier la fondation. Par exemple, la température affecte les propriétés des sols qui gonflent et qui soulèvent, et l’eau peut modifier la structure de l’affaissement et des sols salins..
Le niveau de l’emplacement de l’eau dans le sol, son éventuel changement, la composition chimique de l’eau déterminent également le choix du matériau, de la structure et de la méthode de construction de la fondation. Toutes ces données sont indiquées dans le rapport d’enquête.
Profondeur de fondation
Lors de la détermination du niveau de la semelle du sous-sol, les éléments suivants sont pris en compte:
- la structure du bâtiment et son objectif;
- la présence de structures adjacentes et la marque du bas de leurs fondations;
- propriétés du sol;
- eaux souterraines et changements de leur position;
- profondeur de gel du sol;
- les effets néfastes de l’environnement;
L’élévation du bas de la fondation est prise quel que soit le niveau de gel du sol, si la fondation est en sol non poreux et que le bâtiment est chauffé en hiver. Aussi, si les études et les calculs montrent qu’il n’y a pas de déformations qui violent la résistance de l’ensemble du bâtiment, avec gel et dégel périodiques du sol.
La fondation des pièces chauffées sous les murs extérieurs est posée à une profondeur supérieure à la valeur calculée de la profondeur de gel du sol, si la base pour eux est le sol soulevant.
La valeur calculée de cette profondeur est trouvée par la formule:
réF = kh* réfn, Où
- kh – coefficient des conditions thermiques dans le bâtiment;
- réfn – profondeur standard de gel du sol.
Pour les bâtiments qui ne sont pas chauffés en hiver kh= 1,1; pour k chaufféh pris selon le tableau.
Type de bâtiment Température de l’air dans la pièce voisine 0 cinq Dix 15 20 et plus Rez-de-chaussée 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 Planchers latéraux 1.0 0,9 0,8 0,7 0,6 Planchers isolés 1.0 1.0 0,9 0,8 0,7 Bâtiment du sous-sol 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 Valeur standard dfn prise comme la valeur moyenne des profondeurs de congélation saisonnières annuelles maximales pendant 10 ans.
Cette valeur peut être calculée à l’aide de la formule:
Mt– un nombre sans dimension égal à la somme des valeurs absolues des températures inférieures à zéro en hiver dans une zone donnée. Il se trouve dans SP 131.13330.2012.
ré0 accepté:
- 0,23 – argiles et limons;
- 0,28 – sables limoneux et à grains fins;
- 0,3 – sables à gros grains et à grains moyens;
- 0,34 – sols grossiers.
Les sols soulevants comprennent:
- contenant de l’argile;
- sables fins et limoneux;
- à grains grossiers avec inclusions argilo-limoneuses.
Calcul des fondations en bandes par formules
Le calcul des fondations des bâtiments se fait selon 2 groupes d’états limites:
- capacité portante – le premier groupe;
- déformations – le deuxième groupe.
Le premier état limite implique une impossibilité totale d’exploiter le bâtiment. Le second est lorsque le fonctionnement normal est difficile. Le calcul est effectué pour déterminer les dimensions optimales de la structure de fondation.
Charges et impacts
Charge standard multipliée par le facteur de sécurité (surcharge) – ?F, donne la valeur du calcul.
Conception Facteur de fiabilité ?F Métal 1,05 Béton, densité >1 600 kg / m3 1.10 Béton armé, pierre, pierre armée, bois, densité <1600 kg / m3: préfabriqué – 1,2 sur le chantier – 1,3 Les sols Naturel 1.1 masse 1,15 Pour la charge de neige et de vent ?F = 1,4, pour l’action de la température ?F = 1,1.
Par la quantité de temps d’action, les charges sont divisées en permanentes et temporaires. Pendant la construction, ainsi que pendant le fonctionnement, des charges constantes fonctionnent sans interruption. Ceux-ci incluent le poids de toutes les structures du bâtiment et le poids du sol. Les charges temporaires sont divisées en:
- exploitation à long terme (équipement situé temporairement, stockage des matériaux et des pièces de toute production, poids des personnes et des animaux, ponts roulants et ponts roulants);
- action à court terme (neige, vent, glace, équipement de mise en service et de réparation, personnes, etc.);
- action spéciale (d’explosion, d’accidents, de panne d’équipement, de changements dans la structure de la base, etc.).
Le calcul utilise une combinaison de charges:
- Basique – permanent + longue durée + courte durée.
- Spécial – permanent + long terme + court terme + une action spéciale.
Lors du calcul de la base par déformations, la combinaison de base des charges est utilisée. La combinaison principale est également prise pour la résistance dans le calcul, mais s’il existe des charges spéciales, le calcul est effectué pour une combinaison spéciale. Pour un certain type de combinaison de charges, les facteurs de réduction de la combinaison sont pris en compte dans le calcul – ?.
En fin de compte, une combinaison de charges plus dangereuse est choisie. Pour les bâtiments résidentiels à structure rigide, la charge sur les fondations se compose du poids:
- Charges constantes:
- Murs, planchers intermédiaires, planchers de sous-sol (le cas échéant).
- Fondation et poids sur ses bancs de sol.
- Charges temporaires:
- Neige.
Une charge standard uniformément répartie pour les bâtiments résidentiels peut être prise selon SNiP – 1,5 kPa (coefficient de surcharge – ?F = 1,3).
Détermination de la largeur de la semelle
Les fondations de bâtiments résidentiels avec un schéma de structure rigide sont calculées comme étant compressées de manière centrale. Ils sont disposés symétriquement par rapport au sol ou au mur du sous-sol. Le calcul est effectué en fonction de l’état de l’équilibre limite de toutes les forces affectant la fondation.
F – pleine charge sur la fondation, h – profondeur de la fondation b – largeur de la base de la fondation
Pour effectuer un calcul préliminaire, vous pouvez utiliser la valeur R0 selon les tableaux ci-dessous.
Amorçage Densité du sol, kg / cm2 Angle de friction interne ? Module de déformation E, kg / cm2 Poids volumétrique ?, T / m3 dense densité moyenne Grands sables 4,5 3,5 36-41 2000-500 1,75-1,85 Sables moyens 3,5 2,5 33-38 500-300 1,6-1,9 Sables fins: 30-36 400-250 – faible humidité 3.0 2.0 1,6-1,9 – saturé d’eau 2,5 1,5 1,8-1,9 Sables poussiéreux: 28-34 250-125 1,8-2,0 – faible humidité 2,5 2.0 – humide 2.0 1,5 – saturé d’eau 1,5 1.0
Amorçage Coefficient de porosité Consistance du sol en kg / cm2 Angle de friction interne ? Module de déformation E, kg / cm2 Poids volumétrique ?, T / m3 dense Plastique loam sableux 0,5 3.0 3.0 18-28 200-125 1,7-1,95 0,7 2,5 2.0 1,5-1,85 Terreau 0,5 3.0 2,5 12-25 250-80 1,8-1,95 0,7 2,5 1,8 1,75-1,9 1.0 2.0 1.0 1,7-1,8 Argiles 0,5 6,0 4.0 30-36 400-250 1,9-2,0 0,6 5,0 3.0 1,9-2,0 0,8 3.0 2.0 1,8-1,9 1.1 2,5 1.0 1,7-1,8 Pour une fondation en bande solide, la largeur de la semelle est déterminée:
- F est la charge agissant sur la partie supérieure de la fondation;
- R0 – la résistance du sol, qui est tirée des tableaux;
- ?mt– la densité moyenne de la fondation et du sol sur ses bords;
- h – hauteur de fondation.
Par exemple, déterminons la largeur de la semelle d’une fondation en bande solide avec un schéma rigide avec les données suivantes:
- F = 255 kN;
- R0 = 250 kPa – pour un terreau avec un coefficient de porosité de 0,7;
- Profondeur de pose – 1,8 m, hauteur h = 2,0 m. Matériau de fondation – béton M 200, ?mt= 2,0 kg / m3.
Pour les profondeurs inférieures à 1,5 m, le facteur m est appliqué.
Profondeur de pose h 1,4 1,3 1,2 1.1 1.0 0,9 0,8 0,7 0,6 Coefficient m 0,97 0,93 0,90 0,87 0,83 0,80 0,77 0,73 0,70 La largeur de semelle requise est obtenue:
Ensuite, nous clarifions R0 pour une profondeur de base de fondation inférieure à 2,0 m en utilisant la formule:
R = R0* [1 + k1 (b – b0) / b0] * (j + j0) / 2d0;
- k1 – pour les argiles, les loams, les loams sableux et les sables limoneux – 0,05; pour les sables grossiers et les sols grossiers – 0,125.
- b et d – largeur et profondeur de la fondation
- b0 et d0 – valeurs de largeur et de profondeur acceptées dans les tableaux
R = 250 • [1 + 0,05 (1,2 – 1) / 1] • (1,8 + 2) / 2 • 2 = 240 kPa
Nous spécifions la largeur de la base de la fondation
Pour obtenir des données plus précises, la valeur calculée de la résistance du sol est calculée à partir des données d’enquête.
Calcul des fondations en bandes selon le calendrier
Calendrier de calcul des fondations en bandes pleines pour les murs extérieurs en briques
H 390 360 330 270 k1 1,04 1,00 0,96 0,90
? 0,0 cinq% Dix% 15% 20% 25% 30% k2 1,07 1,04 1,02 1,00 0,98 0,96 0,93
R 0,00 300 600 900 1200 1500 1800 2100 k3 0,76 0,81 0,86 0,90 0,95 1,00 1,05 1.10 Calendrier de calcul des fondations en bandes pleines pour les murs intérieurs
H 390 360 330 270 k1 1,04 1,00 0,96 0,90
R 0,00 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 k3 0,52 0,62 0,72 0,82 0,91 1,00 1,09 1,18 Selon le planning créé pour les bâtiments civils à murs de briques, le calcul est effectué à partir des données R et du nombre d’étages. La largeur de semelle trouvée est multipliée par les facteurs de correction k1, à2, à3:
- à1 – prend en compte la hauteur du sol;
- à2 – rapport entre la surface de la fenêtre et la surface du mur en%;
- à3 – la charge transmise par le chevauchement d’un étage.
Il est possible de déterminer la largeur de la semelle à l’aide du graphique uniquement si l’épaisseur de paroi indiquée sur le graphique coïncide avec l’épaisseur acceptée de la maçonnerie.
À titre d’exemple, trouvons la largeur du sous-sol du sous-sol d’un mur extérieur en brique de 77 cm d’épaisseur d’une maison de trois étages (avec un sous-sol). Dans ce cas, R = 2,0 kg / cm2; H = 3,0 m; ? = 20%; P = 1800 kg / course. m. D’après le graphique, nous trouvons que la largeur de la semelle est b ’= 110 cm; b = 110 • 0,98 • 1,5 = 113 cm.
Tous les tableaux et graphiques fournis sont à titre indicatif seulement. Un calcul plus précis est effectué par des spécialistes sur la base d’études de sol (terrain et laboratoire) sur le chantier.
De ma maison ? J’ai entendu dire qu’il est essentiel de bien calculer la fondation pour assurer la solidité et la durabilité de la construction. Quelles sont les étapes à suivre pour réaliser ce calcul de manière précise ? Quels sont les facteurs à prendre en compte, tels que le type de sol, la charge de la construction et les normes de construction en vigueur ? J’aimerais également savoir s’il existe des professionnels spécialisés dans ce domaine qui pourraient m’accompagner dans ce processus. Merci d’avance pour vos conseils éclairés !
Pour calculer la fondation de manière précise, il est essentiel de suivre plusieurs étapes. Tout d’abord, il faut prendre en compte le type de sol sur lequel la construction sera érigée. Ensuite, il est nécessaire d’évaluer la charge que la construction devra supporter, en fonction de sa taille, de sa hauteur et de son usage. Il est également important de se référer aux normes de construction en vigueur dans votre région pour garantir la solidité et la sécurité de l’ouvrage.
Pour être sûr du calcul, il est recommandé de faire appel à des professionnels spécialisés dans le domaine des fondations. Ces experts pourront vous conseiller sur les meilleures solutions à adopter pour votre projet, en fonction de vos besoins et de votre budget. N’hésitez pas à les contacter pour bénéficier de conseils avisés et mener à bien votre construction en toute sérénité.