Calcul de la capacité portante de la fondation de la maison

Règlement de la fondation

Une autre valeur strictement standardisée lors du calcul d'une fondation en bande est son tirant d'eau. Elle est déterminée par la méthode de sommation élémentaire, pour laquelle les données du rapport d'étude géotechnique seront à nouveau nécessaires.

La formule pour déterminer la valeur moyenne de tassement selon le schéma de couche linéaire-déformable (Annexe G SP 22.13330.2011).

Schéma d'application de la technique des couches linéaires déformables.

Sur la base de l'expérience de la construction et de la conception, il est connu que pour les conditions techniques et géologiques, caractérisées par l'absence de sols avec un module de déformation inférieur à 10 MPa, des couches sous-jacentes faibles, des IGE macroporeux, un certain nombre de sols spécifiques, c'est-à-dire , dans des conditions relativement favorables, le calcul du tassement n'entraîne pas la nécessité d'augmenter la largeur de la fondation de base après le calcul de la capacité portante. La réserve pour l'avant-projet par rapport au maximum admissible est généralement obtenue plusieurs fois. Pour des conditions géologiques plus complexes, le calcul et la conception des fondations doivent être effectués par un spécialiste qualifié après avoir effectué des études d'ingénierie.

Calcul de la quantité de béton, fil et ferraillage

Après avoir décidé des dimensions de la fondation, vous devez calculer la quantité de ferraillage, de fil et de béton dont nous avons besoin.

Avec ce dernier, tout est simple. Le volume de béton est égal au volume de la fondation, que nous avons déjà trouvé lorsque nous avons calculé la charge au sol.

Mais quel type de métal utiliser pour le renforcement n'a pas encore été décidé. Tout dépend du type de fondation.

Renfort dans la base de la bande

Pour ce type de fondation, seules deux ceintures de renfort et un renfort d'une épaisseur allant jusqu'à 12 mm sont utilisés. Les barres de renforcement longitudinales horizontales sont soumises à des contraintes plus importantes que les barres verticales ou transversales.

Par conséquent, les armatures nervurées sont placées horizontalement et les armatures lisses verticalement.

La longueur de l'armature nervurée est facile à calculer si vous multipliez la longueur totale de la base par le nombre de rangées de barres. Si la fondation est étroite (40 cm), deux barres longitudinales pour chaque membrure suffisent. Sinon, la quantité de renfort dans la ceinture devra être augmentée.

Des tiges transversales sont montées tous les 0,5 m, en retrait de 5 à 10 cm du bord de la fondation. Déterminez le nombre de connexions en divisant toute la longueur de la fondation par 0,5 (pas entre les intersections) et en ajoutant 1.

Pour trouver la longueur de ferraillage lisse requise pour une intersection, utilisez la formule :

(SHF - 2 * de) * 2 + (VF - 2 * de) * P, où SHF et VF sont la largeur et la hauteur de la fondation, de est le retrait du bord de la fondation, P est le nombre de rangées de renfort dans la ceinture.

la quantité de renforcement lisse nécessaire pour la fondation

Le coût du fil à tricoter pour la fondation est le produit de la consommation de fil pour un faisceau (30 cm), du nombre de faisceaux à une intersection (équivalent au nombre de rangées de renfort multiplié par 4) et du nombre de joints.

Renfort de dalle

Pour une base de dalle, un renfort nervuré d'une épaisseur de 10 mm ou plus est utilisé, en le posant avec une grille, par incréments de 20 cm.

C'est-à-dire que deux ceintures de renforcement auront besoin de :

2 * (WF * (DF / 0,2 + 1) + DF * (WF / 0,2 + 1)) m d'armature, où WF est la largeur, DF est la longueur de la fondation.

relier l'intersection de la grille supérieure avec l'intersection correspondante de la grille inférieure

En tenant compte de l'épaisseur de la dalle et de la distance du cadre à la surface de la dalle, nous déterminons la quantité de ferraillage nécessaire pour relier les courroies à l'aide de la formule :

((DF / 0,2 + 1) * (WF / 0,2 + 1)) * (TP-2 * de), où TP est l'épaisseur de la dalle, de est le retrait de la surface.

combien de ferraillage est nécessaire pour une fondation de dalle

La longueur du fil à tricoter est calculée sur la base de la formule :

(DF / 0,2 + 1) * (WF / 0,2 + 1) * 4 * 0,3

Renfort dans une base colonnaire

Lors du renforcement des poteaux de fondation, des tiges nervurées d'une épaisseur de 10 à 12 mm sont utilisées dans le plan vertical et des tiges lisses de six millimètres - dans le plan horizontal. Le renfort est connecté tous les 40-50 cm de la hauteur de la colonne.

La longueur du renfort nervuré est :

KS * DS * KP, où KS est le nombre de colonnes, DS est la longueur de chaque colonne, KP est le nombre de tiges dans une colonne.

Nombre de renfort lisse :

Rmp * KP * Kss, où Rmp est la distance entre les tiges nervurées, KP est le nombre de tiges dans une colonne, Kss est le nombre de connexions dans une colonne.

La consommation de fil à tricoter correspond à la formule :

0.3 * KP * Kss * KS

Calcul de la fondation sur une base naturelle pour les déformations

Les structures se déforment pendant le fonctionnement, ce qui peut être dû à des déformations verticales des fondations sur lesquelles elles sont construites. Ces déformations sont divisées en tassements et affaissements.

Schéma d'une fondation sur pieux chargés excentriquement.

Un changement radical dans la structure existante du sol est appelé affaissement. La raison de l'affaissement peut être le compactage du sol pendant le trempage. Le sol meuble peut être compacté par choc. Parfois, il commence à gonfler sous la semelle de la fondation. De tels changements de déformation dans les fondations ne devraient pas être autorisés. La probabilité de leur occurrence doit être établie avant le début de la construction.

Si les sols solides sont compactés en raison du poids de la structure, à la suite de quoi cela se produit, cette déformation des fondations est appelée tassement. En règle générale, en raison du tassement, les fissures n'apparaissent pas dans les éléments de construction. Si le sol se dépose différemment sous chacune des parties du bâtiment, cela peut être la raison de l'apparition de fissures dans des éléments individuels de sa structure.

La raison du tassement inégal du sol peut être:

  • la différence de densités et, par conséquent, leur compressibilité inégale ;
  • expansion différente de ses couches en raison du gel et du dégel saisonniers;
  • épaisseur de formation inégale;
  • différentes charges sur le sol du côté de la structure, ce qui conduit à différents états de contrainte.

Il y a deux raisons pour lesquelles il est nécessaire d'effectuer le calcul des fondations par déformations. L'un d'eux est constitué par les structures proches du chantier de construction, dont le poids diffère considérablement.

Schéma d'une fondation sur pieux non symétriques avec définition d'un centre de gravité décalé.

La deuxième raison du tassement des fondations peut être la faiblesse des sols. Ce sont des sols en vrac, des sables meubles de type argileux qui sont à l'état fluide, des sols à forte teneur en résidus organiques. Dans de tels types, une déformation de la fondation est possible.

Le calcul des bases consiste à vérifier la réalisation de l'inégalité :

S f, (2)

où S est la valeur absolue calculée du règlement ;
f est le tirant d'eau maximal admissible.

Les précipitations maximales, auxquelles la condition (2) n'est pas remplie, peuvent être à l'origine de la formation d'une fondation artificielle.

La valeur S est déterminée en effectuant des tests de compressibilité conformément à la procédure établie en différents points du chantier de construction. En conséquence, le maximum Emax et minimum Emin la valeur du module de compressibilité.

La base est considérée telle que son sédiment dépend peu de la compressibilité si Emin = 200 kg/cm², sinon il faut vérifier le respect de deux autres conditions :

1.8≤ Emax/ Emin≤ 2,5 (à 200> Emin 150 kg/cm²) ;

1,3≤ Estmax/ Emin≤ 1,5 (à 150> Emin 75 kg/cm²) ;

Il existe des tables spéciales par lesquelles les valeurs absolues de la déformation f sont déterminées. Sans donner le tableau, il est à noter qu'en fonction du type de murs et du rapport de la longueur de la fondation filaire à la hauteur du mur, le tirant d'eau maximal f varie de 8 à 15 cm.

Par rapport à Emax/ Emin

Pour la construction d'une maison, il est peu pratique d'effectuer vous-même des calculs aussi complexes. Une erreur commise par inexpérience peut entraîner des coûts matériels importants.

Dispositions générales

Lors de l'érection de bâtiments et de structures, une base de support en ruban est souvent utilisée.Le fonctionnement ultérieur de la structure et sa durabilité dépendent du calcul correct de la résistance de la fondation en bande.

Fond de teint en bande

Les développeurs de grands objets commandent des documents de conception pour la construction de bâtiments, de maisons et de structures. Lors de la conception, toutes les structures s'appuient sur la résistance pour assurer leur fonctionnement durable. Les caractéristiques de résistance des éléments structurels de la base de la maison sont particulièrement importantes.

Lorsqu'un objet est petit par son volume (un immeuble résidentiel de faible hauteur, un chalet d'été ou autre structure), les coûts de fabrication du projet sont économiquement non rentables.

Même avec un minimum d'expérience et de connaissances en construction, vous pouvez calculer vous-même la fondation. Aujourd'hui, sur Internet, il existe de nombreuses informations sur la manière de déterminer la résistance des structures et des matériaux pour la construction de la base d'une maison. Toutes les méthodes et calculatrices du réseau permettant de déterminer les propriétés de résistance de la base de support des bâtiments contiennent des informations générales informations. Cependant, dans chaque cas individuel, on ne peut pas se passer d'un calcul indépendant des structures de fondation.

Détermination de la résistance au déplacement du sol gelé par rapport à la fondation

1. Résistance
le sol gelé déplacé par rapport à la fondation est déterminé à partir du tableau
de la présente demande en fonction de la vitesse de soulèvement voust
et la température calculée du sol gelé T sous la fondation.

2. Vitesse
soulèvement du sol Ut, m / jour, est déterminé à partir de l'expression

,(1)

hFi- déformation de soulèvement d'une base déchargée, déterminée en
Selon ;

t- la durée de la période,
en mois, sol gelé sous la fondation

,(2)

Ici t - la durée de la période avec des températures de l'air négatives, en
mois, déterminé conformément au chapitre du SNiP 2.01.01-82.

, hN.-É., F - les mêmes désignations que dans.

3. Estimé
la température du sol sous la fondation est déterminée par la formule

,(3)

à

,(4)

Tmin - température moyenne
air du mois le plus froid de la période hivernale, °C,
déterminé conformément au chapitre du SNiP 2.01.01-82.

table

Les valeurs ss

Estimé
température du sol sous la fondationT, °C

Moyenne
vitesse de soulèvement du sol vousF´102
m/jour, gel sous le pied de la fondation

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

0,18

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

-0,6

0,5

1,1

1,6

2,2

2,7

3,3

3,8

4,4

4,9

5,5

6,8

8,2

9,6

11,0

12,3

13,7

15,1

16,4

17,8

19,2

-0,8

0,6

1,2

1,8

2,4

3,0

3,6

4,2

4,8

5,4

6,0

6,6

9,1

10,6

12,1

13,6

15,2

16,7

18,2

19,7

21,2

-1

0,7

1,3

2,0

2,7

3,0

4,0

4,7

5,4

6,1

6,7

8,4

10,1

11,8

13,5

15,2

16,9

18,6

20,2

21,0

23,6

-1,2

0,75

1,5

2,2

3,0

3,8

4,5

5,2

6,0

6,7

7,5

9,4

11,2

13,1

15,0

16,9

18,8

20,6

22,5

24,4

26,2

-1,4

0,8

1,6

2,5

3,3

4,1

5,0

5,8

6,7

7,5

8,3

10,4

12,5

14,6

16,7

18,8

20,8

22,9

25,0

27,1

29,2

-1,6

0,9

1,8

2,8

3,7

4,6

5,6

6,5

7,4

8,3

9,3

11,6

13,9

16,2

18,5

20,8

23,2

25,4

27,8

30,1

32,4

-1,8

1,0

2,0

3,1

4,1

5,1

6,2

7,2

8,2

9,3

10,3

12,8

15,4

18,0

20,6

23,1

25,7

28,3

30,8

33,4

36,0

-2

1,1

2,3

3,4

4,6

5,7

6,9

8,0

9,1

10,3

11,4

14,3

17,1

20,0

22,8

25,7

28,6

31,4

34,2

37,1

40,0

-2,2

1,3

2,5

3,8

5,1

6,3

7,6

8,9

10,1

11,4

12,7

15,8

19,0

22,2

25,4

28,6

31,7

34,9

38,0

41,2

44,4

-2,4

1,4

2,8

4,2

5,6

7,0

8,5

9,8

11,3

12,7

14,1

17,6

21,1

24,7

28,2

31,7

35,2

38,8

42,3

45,8

49,3

-2,6

1,5

3,1

4,7

6,2

7,8

9,4

10,9

12,5

14,1

15,6

19,5

23,5

27,4

31,3

35,2

39,1

43,0

47,0

50,9

54,8

-2,8

1,7

3,5

5,2

6,9

8,7

10,4

12,1

13,9

15,6

17,4

21,7

26,0

30,4

34,8

39,1

43,5

47,8

52,1

56,5

60,8

-3

1,9

3,8

5,8

7,7

9,6

11,6

13,5

15,4

17,4

19,3

24,1

28,9

33,8

38,6

43,4

48,3

53,1

57,9

62,8

67,6

-3,2

2,1

4,2

6,4

8,6

10,7

12,9

15,0

17,2

19,3

21,5

26,8

32,2

37,6

42,9

48,3

53,7

59,0

64,4

69,8

75,1

-3,4

2,4

4,7

7,2

9,5

11,9

14,3

16,7

19,1

21,5

23,8

29,8

35,8

41,7

47,7

53,6

59,6

65,6

71,5

77,5

83,4

-3,6

2,6

5,3

7,9

10,6

13,2

15,9

18,5

21,2

23,8

26,5

33,1

39,7

46,3

53,0

59,6

66,2

72,8

79,4

86,1

92,7

-4

3,3

6,5

9,8

13,1

16,3

19,6

22,9

26,1

29,4

32,7

40,8

49,0

57,2

65,3

73,5

81,7

89,8

98,0

106,2

114,3

-4,2

3,6

7,2

10,9

14,5

18 ans, je

21,8

25,4

29,0

32,7

36,3

45,4

54,4

63,5

72,6

81,6

90,7

99,8

108,8

117,9

127,0

-4,4

4,0

8,1

12,1

16,6

20,1

24,2

28,2

32,2

36,3

40,3

50,4

60,4

70,5

80,6

90,7

110,8

120,9

131,0

131,0

141,0

-4,6

4,5

9,0

13,4

17,9

22,4

26,9

31,3

35,8

40,3

44,8

55,9

67,1

78,3

89,5

100,7

111,9

123,1

134,3

145,5

156,7

-4,8

5,0

9,9

14,9

20,0

24,9

29,8

34,8

39,8

44,7

49,7

62,1

74,6

87,0

99,4

111,9

124,3

136,7

149,1

161,6

174,0

-5

5,5

11,0

16,6

22,1

27,6

33,1

38,7

44,2

49,7

55,2

69,0

82,8

96,6

100,4

121,2

138,0

151,9

165,7

170,5

193,3

-5,2

6,1

12,3

18,4

24,5

30,7

36,8

42,9

49,1

55,2

61,3

76,7

92,0

107,3

122,7

138,0

153,3

168,7

184,0

199,3

214,7

-5,4

6,8

13,6

20,4

27,2

34,1

40,9

47,7

54,5

61,3

68,1

85,2

102,2

119,7

136,2

153,3

170,3

187,3

204,4

221,4

238,4

-5,6

7,6

15,1

22,7

30,3

37,8

45,4

53,0

60,5

68,1

75,7

94,6

113,5

132,4

151,3

170,2

189,2

208,1

227,0

246,0

264,8

-5,8

8,4

16,8

25,2

33,6

42,0

50,4

58,8

67,2

75,6

84,0

106,1

126,1

147,1

168,1

189,1

210,1

231,1

252,1

273,1

294,1

-6

9,3

18,7

28,0

37,3

46,7

56,0

65,3

74,7

84,0

93,3

116,7

140,0

163,4

186,7

210,0

233,4

256,7

280,0

303,4

326,7

Noter. Pour les valeurs intermédiaires T et UFsens ss adopté par
interpolation.

Calcul des bases

Le développement devrait résoudre le problème d'assurer leur stabilité dans toute manifestation d'options défavorables pour les charges et les impacts. Après tout, la perte de stabilité des fondations, respectivement, entraînera une déformation et, éventuellement, la destruction de tout ou partie du bâtiment.

Conséquences d'un changement de fondation

Les pertes de flambement probables suivantes sont vérifiées :

  1. déplacement des sols de la base avec la fondation;
  2. cisaillement plat de la structure en contact : le pied de la structure - la surface du sol ;
  3. déplacement de la fondation le long de l'un de ses axes.

En plus des charges et autres forces agissant sur la structure, la stabilité d'un bâtiment dépend de la profondeur, de la forme et de la taille de la base de la fondation.

Application de la méthode des états limites

Le schéma de calcul pour déterminer les charges est assez diversifié et spécifique à chaque objet. A différentes étapes jusqu'en 1955, il existait différentes méthodes de calcul des structures : a) contraintes admissibles ; b) charges de rupture. A partir de cette date, les calculs sont effectués selon la méthode des états limites. Sa particularité est la présence d'un certain nombre de coefficients qui prennent en compte la résistance ultime des structures. Lorsque de telles structures cessent de répondre aux exigences de fonctionnement, leur état est dit limite.

Les SP et SNiP mentionnés établissent les états limites suivants des bases :

  • par capacité portante;
  • par des déformations.

Déformation de la fondation du bâtiment due au déplacement

En termes de capacité portante, sont inclus les états dans lesquels la base et la structure ne sont pas conformes aux normes opérationnelles. Cela peut être leur privation d'une position stable, un effondrement, diverses sortes de vibrations, des déformations excessives, par exemple : l'affaissement.

Le deuxième groupe réunit des conditions qui compliquent le fonctionnement des structures ou réduisent leur durée de vie. Des déplacements dangereux peuvent avoir lieu ici - tassement, roulis, flèches, fissures, etc. Le calcul basé sur les déformations est toujours effectué.

Les motifs sont calculés selon le premier groupe dans de telles situations :

  1. en présence de charges horizontales - mur de soutènement, travaux d'approfondissement du sous-sol (reconstruction), fondations des structures d'espacement;
  2. l'emplacement de l'objet à proximité d'une fosse, d'un talus ou d'une mine souterraine ;
  3. la base est constituée de sols humides ou durs ;
  4. la structure est sur la liste selon le niveau de responsabilité I.

Calcul des charges

La conception prend en compte tous les types de charges survenant aux stades de la construction et de l'exploitation des bâtiments et des structures. L'ordre de leurs valeurs normatives et calculées est établi dans SP 20.13330.2011, une version mise à jour de SNiP 2.01.07-85.

Les charges sont classées en fonction de la durée d'exposition et peuvent être permanentes ou temporaires.

Les charges constantes comprennent :

  • poids des éléments de construction et des structures ;
  • poids du sol en vrac;
  • pression hydrostatique des eaux souterraines;
  • forces de précontrainte, par exemple : dans le béton armé.

La gamme des charges temporaires est plus large. On peut dire qu'ils incluent tous les autres qui ne sont pas inclus dans les permanents.

En règle générale, plusieurs forces agissent sur une fondation ou une structure, c'est pourquoi les calculs d'états limites sont effectués en fonction de combinaisons critiques de charges ou de forces correspondantes. De telles combinaisons sont conçues lors de l'analyse de la composition de l'application simultanée de diverses charges.

La composition des charges est différente :

les principales combinaisons, qui incluent des charges constantes, à long terme et à court terme :

Exemple de formule :

combinaisons spéciales, où, en plus des principales, l'une des charges spéciales agit:

Exemple de formule :

Caractérisation des bases naturelles

Diagramme de fondation de bande.

A la disposition du constructeur, la nature fournit le sol comme base naturelle. Le type de fondation est en outre déterminé par un certain nombre de facteurs: structure géologique, profondeur des eaux souterraines, profondeur de gel, etc. La nature des charges affecte également, mais pour les ménages privés, il est nécessaire de se concentrer sur une charge constante. En même temps, on ne peut exclure la possibilité qu'un voisin se mette à construire une maison à proximité sur pilotis battus.

La fondation naturelle est constituée de sols rocheux (granit, calcaire, quartzite, etc.), qui sont imperméables et fiables pour toutes les structures. Des caractéristiques similaires sont inhérentes aux sols à gros blocs, qui se sont formés à partir de roches à la suite de leur destruction. Ce sont de la pierre concassée, du gravier, des cailloux. Ils sont constitués de particules de plus de 2 mm. Leur fiabilité dépend essentiellement de la présence d'eau souterraine.

Les roches concassées à une taille de 0,1 à 2 mm sont appelées sables. Les sables d'une granulométrie de 0,25 à 2 mm ne gonflent pratiquement pas dans des conditions hivernales et n'affectent donc pas les fondations. La fiabilité d'une base de sable dépend de l'épaisseur de la couche de sable et de l'impact des eaux souterraines sur celle-ci.

Schéma de coulée de fondation en bande.

Les sols argileux contiennent des particules dont la taille ne dépasse pas 0,005 mm. Selon la teneur en argile, ils sont divisés en:

  • loam sableux : teneur en argile de 3 à 10 % ;
  • limon : teneur en argile de 10 à 30 % ;
  • loess : est un loam limoneux.

La base la plus durable est l'argile. Sur cette base, si l'argile est sèche, des bâtiments massifs peuvent être érigés.

La capacité portante de tous les types de substrats naturels répertoriés dépend fortement de l'humidité. Et les sols humides de loess sont également compactés sous l'influence du poids de la structure, s'affaissant fortement.

Certains loams sableux, qui peuvent se transformer en sables mouvants en raison d'un excès d'humidité, ainsi que le sol végétal, la tourbe, le limon et les sols en vrac, ne conviennent pas comme bases. Sur de tels sols, la construction est possible après compactage préalable.

Quand vous devez faire le calcul des bases pour la capacité portante

Dessin du calcul de la fondation pour la capacité portante

  1. Si une fondation existante ou nouvelle est exposée à des charges horizontales importantes, en particulier des bâtiments en construction à proximité ou aux vibrations régulières des autoroutes, des entreprises industrielles.
  2. La structure a été construite sur une pente, ou la pente formée au fil du temps, exposant l'extérieur de la base.
  3. Si la base de la fondation est installée sur des sols saturés d'humidité.
  4. Lorsqu'une force de flottabilité d'origines diverses peut agir sur la base.
  5. Si vous avez besoin de vérifier la stabilité des pentes naturelles et artificielles.

Si des déformations visibles des structures sont déjà apparues sur le chantier ou dans les fondations d'un bâtiment existant, faites toujours d'abord attention à l'état du sol sous la semelle et déterminez leur état. Par conséquent, selon les normes, il existe plusieurs types de déformations du sol à la fois, qui dépendent de facteurs internes et externes.

Fondation en béton préfabriqué

Le support en bande du bâtiment en béton préfabriqué est constitué de blocs de fondation fabriqués en usine, posés en rangée sur tout le périmètre de la maison et à l'intérieur du site sous les murs porteurs. Dans certains cas, des blocs de béton sont placés sur des coussins en béton armé.

Blocs de béton préfabriqués

Les coussins sont montés les uns à côté des autres. Parfois, afin d'économiser de l'argent, les oreillers sont placés à intervalles, mais pas sur des sols mous. Les blocs de béton armé standard sont capables de résister aux charges des bâtiments à plusieurs étages. Par conséquent, le support des bâtiments de faible hauteur à partir d'une rangée de blocs de hauteur sera très fiable et durable.

Lors de l'aménagement d'un sous-sol, d'un garage, les blocs sont montés en plusieurs rangées, créant les murs de la pièce souterraine.

Les blocs préfabriqués sont fixés entre eux avec du mortier de ciment avec la pose d'un treillis d'armature.

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