Comment calculer une fondation colonnaire?

Fondations pour colonnes métalliques

Dessin d'une fondation en béton armé pour un produit métallique

Les fondations monolithiques en béton armé sont conçues pour les colonnes métalliques.

Les supports de colonne sont équipés de boulons d'ancrage pour fixer le sabot de colonne. Ils sont faits solides, sans verres. La partie supérieure de la colonne est positionnée de manière à ce que le sabot de la colonne métallique et le haut des boulons d'ancrage soient cachés.

Si la conception prévoyait l'approfondissement des colonnes métalliques de plus de 4 m, alors dans ce cas, des piliers préfabriqués en béton armé sont utilisés, qui sont produits de la même manière que les colonnes à deux branches. Ces éléments sont fixés par le bas dans le verre de base, et leurs parties supérieures sont fixées avec des boulons d'ancrage. Les fondations des poteaux adjacents sont montées en commun même lorsqu'elles sont constituées de matériaux différents (béton armé et acier).

Calcul des fondations

Charge verticale au niveau de l'élévation du sol prévue N ​​= 251,58 kN, Nn = 211,37 kN.

La résistance de conception conditionnelle de la base, composée de sol de gravier-cailloux, est déterminée selon le tableau. 45/16 / Ro = 0,6 MPa.

Le poids par unité de volume de la fondation sur ses bords est gmt = 20 kN / m3.

Béton lourd, classe B 20 ; Rbt = 0,9 MP ; Rb = 11,5 MPa ; rb2 = 1 ;

accessoires de classe A-II; Rs = 280 MPa.

La hauteur de la fondation est au préalable prise égale à 40 cm, la profondeur de la fondation est de 40 cm.

L'aire du pied de la fondation est déterminée par la formule 2.6 :

A = N / (R0 -gmth) = 251,58 / (0,6 103-20 0,9) = 1,34 m2.

La taille du côté de la semelle carrée est a = v1.34 = 1.15m.

La dalle de base est en béton armé monolithique d'une surface A = 1,21,2 = 1,44 m2.

Poids de la plaque de base :

Gf = Af · h · = 1,44 · 0,4 · 25 = 14,4 kN.

Poids du sol sur les seuils de fondation :

Ggr = (1,2 1,2-0,4 0,4) 0,5 21 = 23,1 kN.

La pression moyenne sous le pied de la fondation est déterminée par la formule 2.24 :

Rav = N + Gf + Ggr / Af = 211,37 + 14,4 + 23,1 / 2,56 = 98,97 kN / m2.

Nous déterminons les charges calculées à partir du poids de la fondation et du sol sur ses bords:

Gfr = cGf = 1,1 * 14,4 = 15,84 kN.

Ggrr = 1,2 23,1 = 27,72 kN.

La pression de conception moyenne sous le pied de la fondation est déterminée par la formule 2.24 :

pcrp = Np + Gfr + Gpr + Ggrr / Af = 251,58 + 15,84 + 27,72 / 1,44 = 204,9 kN / m2.

La force transversale au bord du poteau est déterminée par la formule 2.25 :

QI = pcrp · b · (l-lk / 2) = 204,9 · 1,2 · (1,2-0,4 / 2) = 245,88 kN ;

Le calcul de l'action de la force latérale peut être omis si les conditions 2.26 sont remplies :

QI b3 Rbt b ho, où

b3 = 0,6 - coefficient pour béton lourd ;

Rbt = 0,9 MPa (voir article 2.2.);

ho = 0,4 m,

QI = 245,88 kN 0,6 · 0,9 · 103 · 1,2 · 0,4 = 259,2 kN.

On accepte enfin une fondation d'une hauteur de 40 cm,

Avec une augmentation de l'épaisseur de la dalle, la condition est remplie, par conséquent, l'installation d'armatures de travail n'est pas requise et le calcul de la force de cisaillement n'est pas effectué.

Lors de la vérification de la condition 2.27 :

Q = pcrp b 1,5 Rbt b ho2 / c, où

c = 0,5 (l-lk-2ho) = 0,5 (1,6-0,4-2 0,86) = - 0,26

la longueur de la projection de la section oblique considérée.

Nous avons obtenu que c0, par conséquent, des fissures inclinées ne se forment pas sur la dalle de fondation.

Le dimensionnement du poinçonnage est réalisé selon la formule 2.28 :

F bRbt houm, où

F = Nр-рсрp · A = 251,58-245,88 · 1,44 0

A = (lk + 2ho) (bk + 2ho) = (0,4 + 2 0,4) (0,4 + 2 0,4) = 1,44 m2

la zone de la base de la pyramide de cisaillement de poinçonnage.

Étant donné que la force de poinçonnage est F 0, cela signifie que la taille de la pyramide de cisaillement de poinçonnage est supérieure aux dimensions de la fondation, c'est-à-dire que la résistance au poinçonnage de la fondation est assurée.

Déterminer les moments fléchissants de calcul dans les sections selon la formule 2.31 :

MI = 0,125 pcrp (l-lk) 2b = 0,125 * 245,88 (1,2-0,4) 2 * 1,2 = 23,6 kN * m;

Zone sectionnelle de renforcement

ASI = MI / 0,9h0RS = 23,6105 / 0,940280 (100) = 7,33 cm2 ;

Nous acceptons un treillis soudé non standard avec le même renfort de travail dans les deux sens à partir de 8 tiges 12 A-II avec un pas s = 15 cm (AS = 9,05 cm2).

Pourcentage de ferraillage des sections de conception

I = ASI * 100 / bI * h0 = 9,05 * 100/120 * 40 = 0,17 0,05 % ;

Le moment résistant élasto-plastique de la section de fondation à la face du poteau selon la formule 2.37 est égal à :

Wpl =

Wpl = 1,2 0,42 = 0,256 m3.

À partir du tableau 4.4, nous trouvons la résistance à la traction calculée pour le deuxième groupes d'états limites Rbtn = 1,4 MPa.

Point de rupture :

McrcI = 1,4 0,256 = 0,358 MN m

Nous vérifions la réalisation de la condition 2.39 :

M Mcrc, où

M est le moment dans la section transversale de la fondation à partir de la charge standard.

MI = 0,125 204,9 (1,2-0,4) 2 1,2 = 19,67 kN m McrcI = 0,358 MN m.

Par conséquent, aucune fissure n'apparaît dans le corps de fondation.

Calculs intermédiaires de la charge de base au sol

L'indicateur général de la charge créée par le support de bande sur le sol est calculé comme suit : le volume de la fondation est multiplié par la densité du matériau noyé dans sa fondation, et divisé par un mètre carré de la surface de base. Dans ce cas, le volume doit être calculé comme le produit de la profondeur de placement par l'épaisseur de la couche de support.

En règle générale, au stade des calculs préliminaires, le dernier indicateur est pris comme l'épaisseur des parois latérales.

  1. Surface de base - 20 mètres carrés, profondeur de placement - 80 cm, volume de base 20 x 0,8 = 16 mètres cubes.
  2. Le poids de la base, en béton armé, est de : 16 x 2500 = 40 000 kg.
  3. Charge totale au sol : 40 000/20 = 2 000 kg / m².

Calcul d'une colonne comprimée excentriquement par flexibilité conditionnelle.

Curieusement, mais pour la sélection de la section transversale d'une colonne comprimée de manière excentrique - une barre pleine, il existe une formule encore plus simple :

F = N /eR (4.1)

e - le coefficient de flambement, en fonction de l'excentricité, on pourrait l'appeler coefficient excentrique de la flèche longitudinale, afin de ne pas être confondu avec le coefficient de flèche longitudinale φ. Cependant, le calcul selon cette formule peut s'avérer plus long que selon la formule (3.2). Pour déterminer le coefficient φe encore faut-il connaître le sens de l'expression ezA/Hz - que nous avons rencontré dans la formule (3.2). Cette expression est appelée excentricité relative et est notée m :

m = ezA/Hz (4.2)

Après cela, l'excentricité relative réduite est déterminée :

mef = hm (4.3)

où h n'est pas la hauteur de section, mais le coefficient déterminé selon le tableau 73 du SNiPa II-23-81. Je ne donne pas ce tableau ici. Je dirai juste que la valeur du coefficient h varie de 1 à 1,4 ; pour la plupart des calculs simples, vous pouvez utiliser h = 1,1-1,2.

Après cela, il faut déterminer la flexibilité conditionnelle de la colonne :

= λ√‾ (Roui/E) (4.4)

et seulement après cela, selon le tableau 3, déterminer la valeur dee:

Tableau 3. Coefficients φe pour vérifier la stabilité des tiges à paroi pleine comprimées de manière excentrique (comprimées-pliées) dans le plan du moment, qui coïncide avec le plan de symétrie.

Remarques : 1. Valeurs du coefficient φe augmenté 1000 fois 2. valeure ne devrait pas prendre plus de φ.

Maintenant, pour plus de clarté, vérifions la section transversale des colonnes chargées en excentricité, selon la formule (4.1) :

4.1. La charge concentrée sur les colonnes, marquée en bleu et vert, sera :

N = (100 + 100) 5 3/2 = 1500 kg

Excentricité d'application de la charge e = 2,5 cm, coefficient de flambement φ = 0,425.

4.2. Nous avons déjà déterminé la valeur de l'excentricité relative :

m = 2,5 3,74 / 5,66 = 1,652

4.3. Déterminons maintenant la valeur du coefficient réduit mef:

mef= 1.652·1.2 = 1.984 ≈ 2

4.4. Flexibilité conditionnelle avec le coefficient de flexibilité adopté λ = 130, résistance de l'acier Roui = 200 MPa et le module d'élasticité E = 200000 MPa sera :

= 130√‾ (200/200000) = 4,11

4.5. D'après le tableau 3, on détermine la valeur du coefficient φe≈ 0.249

4.6. Déterminez la section de colonne requise :

F = 1500 / (0,249 2050) = 2,94 cm2

Permettez-moi de vous rappeler que lors de la détermination de la section transversale d'une colonne à l'aide de la formule (3.1), nous avons presque le même résultat.

Astuce : Afin que la charge de la canopée soit transmise avec une excentricité minimale, une plate-forme spéciale est réalisée dans la partie de support de la poutre. Si la poutre est en métal, à partir d'un profilé laminé, il suffit généralement de souder un renfort à la semelle inférieure de la poutre.

Et pourtant, toute déviation de la colonne par rapport à la verticale avec un support rigidement serré en bas entraînera l'apparition d'un moment de flexion supplémentaire dans les sections inférieures de la colonne. Dans ce cas, pour les poteaux de petite section, un tel écart sera plus important que pour les poteaux de grande section. Théoriquement, l'influence de ce moment peut être prise en compte dans les calculs, cependant, l'apparition d'un moment fléchissant supplémentaire dû à un éventuel affaissement de la fondation est rarement prise en compte, et donc plus la section est prise pour le poteau, plus la structure sera fiable.

P.S.Je comprends parfaitement qu'il n'est pas facile pour une personne qui a rencontré pour la première fois le calcul des structures de construction de comprendre les subtilités et les caractéristiques du matériau ci-dessus, mais vous ne voulez toujours pas dépenser des milliers, voire des dizaines de milliers de roubles pour les services de une organisation de conception. Eh bien, je suis prêt à vous aider. Pour plus de détails, consultez l'article "Prendre rendez-vous avec le médecin".

Et pourtant, dernièrement, de nombreux trolls ont posé des questions délicates. En principe, cela ne me dérange pas, demandez. Mais la réponse peut être dure.

Variétés

Le matériau vous permet d'obtenir différentes formes complexes, cependant, de nombreuses colonnes métalliques ont une section transversale sous la forme d'une poutre en I, d'un tuyau rectangulaire ou rond. Les dimensions de la section sont calculées par des calculs de résistance (généralement de compression) et de stabilité. Cette dernière caractéristique dépend de la présence de connexions, de crémaillères à pans de bois, etc.

Selon la solution de conception, les poteaux peuvent avoir une section constante, étagée et composite. La structure à section constante est une barre unique qui est utilisée dans les bâtiments sans cadre, les entrepôts et les hangars. Il peut accueillir des équipements d'une capacité de levage maximale de 20 tonnes.

Les colonnes étagées sont conçues pour l'installation d'équipements d'une capacité de levage de plus de 20 tonnes.Grâce à une section spéciale, leur rigidité en flexion et leur stabilité sont améliorées. Cette structure comporte deux branches porteuses : la principale et la grue.

Les poteaux métalliques composites sont rarement utilisés et peuvent supporter des charges différentes (par rapport à l'axe). Ils sont nécessaires pour : - l'installation de grues à faible hauteur ; - l'installation de grues à plusieurs niveaux ; - la reconstruction de bâtiments.

Installation de la colonne

L'installation de structures métalliques doit être effectuée de manière à ce que les écarts le long des axes ne dépassent pas le SNiP autorisé (en particulier pour les surfaces fraisées). Les colonnes simples sont installées entièrement et les colonnes lourdes sont assemblées à partir d'éléments composites. Pour monter, ils doivent être saisis, soulevés, amenés aux supports, alignés et fixés. Pour saisir les structures, on utilise des élingues sous lesquelles sont placés des patins (par exemple en bois). Le levage se fait par rotation ou coulissement.

Il existe plusieurs manières de soutenir le socle sur le socle (les nœuds des poteaux métalliques sont visibles ci-dessous) : - sur sa surface sans jointoiement, - sur des plaques d'acier avec jointoiement ; - sur des poutres, des rails (il faudra jointoyer le base avec une solution).

En pratique, une méthode d'installation plus simple est utilisée. Dans ce cas, les patins sont installés sur des patins en acier soudés les uns aux autres, et fixés au bas des colonnes. Dès que les structures sont installées et fixées, elles sont coulées avec du mortier.

L'installation des colonnes implique un alignement soigneux à l'aide d'instruments géodésiques et de fils à plomb. Parallèlement, leurs repères, leur verticalité et leur position dans le plan sont vérifiés. Des boulons d'ancrage sont utilisés pour fixer les structures : vous aurez besoin de 2 à 4 pièces. pour les poteaux jusqu'à 15 m de haut.Une stabilité supplémentaire sera fournie par les entretoises, qui sont retirées après la fixation finale. Les éléments supérieurs sont en outre renforcés par des entretoises, des attaches temporaires et des entretoises. Pour obtenir un cadre stable, il est préférable de monter les colonnes avec les poutres de la grue.

Le processus de construction d'une fondation sur des tuyaux métalliques.

Tout d'abord, vous devez préparer le site sur lequel la fondation sera érigée. Les endroits où les tuyaux seront insérés dans le sol peuvent être marqués avec des piquets. Ensuite, ils creusent un trou d'environ 80 cm de profondeur.Cette étape est la préparation du forage. Le nombre de tuyaux est déterminé en fonction du projet développé de la maison. Si, selon le projet, il y aura un four dans la maison, quatre autres tuyaux en acier doivent être fournis. Ensuite, vous prenez une perceuse avec une buse dont le diamètre dépasse de 5 cm le diamètre du tuyau.L'étape du forage du sol commence. S'il y a un grand nombre de racines dans le sol sous la fondation, il vaut la peine de les couper à l'aide d'un renfort préalablement préparé avec une hache soudée à la fin.

Déterminer la profondeur de perçage. Si la surface du site est plate, cette étape ne vous posera aucune difficulté. La principale chose à retenir est que la profondeur de forage doit nécessairement être inférieure à la profondeur de congélation. Si la surface du site est inégale et que la place allouée à la fondation est trop basse, cela vaut la peine d'ajouter de la terre. Il est nécessaire de mesurer le point le plus élevé du site et d'ajouter la taille à laquelle les tuyaux doivent être retirés du sol. En fait, c'est la hauteur de la fondation métallique.

Immédiatement après le forage, le trou est recouvert de sable puis de gravier. L'épaisseur de chaque couche doit être d'environ 15 cm, puis un "oreiller" est versé - un mélange de ciment et de gravier. L'épaisseur de cette couche atteint 25 cm.Le tuyau est mesuré sous le trou et coupé, sans oublier de laisser une petite marge. Certaines personnes préfèrent souder des "talons" au tuyau. Les "talons" sont des pièces de métal carrées dont les coins dépassent des bords du tuyau.

Le tuyau de la fondation métallique est prétraité avec un agent anti-corrosion. Il peut s'agir de mastic ou de bitume. La zone doit être traitée, ce qui dépassera du sol. Le tuyau peut alors être inséré dans le trou. Pour la meilleure approche, utilisez un marteau. Ensuite, nivelez le tuyau. Pour éviter que le tuyau ne s'incline, il doit être soutenu. Après cela, le tuyau peut être remblayé ou coulé avec du béton. Le béton est coulé dans le trou entre le tuyau et le sol qui l'entoure. Le tuyau est également presque entièrement rempli de béton (un mélange de ciment et de pierre concassée).

A ce stade, la construction d'une fondation métallique peut être sauvée. Mais ce n'est pas recommandé. Ils économisent de la manière suivante: du béton est coulé, puis du sable est coulé, puis du gravier et du béton à nouveau sur le dessus. Ainsi, chaque "ingrédient" sera un tiers

Mais dans ce cas, il est important d'enfoncer soigneusement la pierre concassée et le sable, et il est recommandé d'insérer un renfort au milieu du tuyau. Lorsque le béton s'accroche et que le tuyau se dépose un peu, il est nécessaire de mesurer le plan de la fondation et de couper les tuyaux en dessous.

Tous les tuyaux doivent être remplis de béton.

À l'étape suivante de la construction de la fondation métallique, des canaux sont soudés sur tout le périmètre et à travers celui-ci. Selon le matériau de construction utilisé, leur taille peut être de 160 à 200 mm. Aux emplacements des murs porteurs, des tuyaux doivent être enfoncés. Toutes sortes de produits métalliques peuvent y être soudés, mais toujours d'une épaisseur et d'une largeur suffisantes. Dans ce cas, les bords extérieurs doivent être affleurants. En interne, cette condition est facultative.

Si une armature a été insérée dans le tuyau, elle doit être libérée dans le trou du canal et soudée.

Lorsque le béton durcit, la fondation doit être chargée pour qu'elle se tasse. Pour ce faire, tout le matériel est uniformément plié dessus. Le processus de retrait de la fondation peut durer un à deux mois. Vous pouvez maintenant procéder directement à la construction du bâtiment. Cependant, il est recommandé de commencer cette étape après au moins un mois depuis que le béton a été coulé.

Les tuyaux de la fondation métallique sont cousus avec des dalles en amiante-ciment. Il est conseillé d'y faire plusieurs "portes" afin qu'au printemps elles puissent être facilement ventilées, en évitant l'humidité.

Un exemple de collecte de charges sur une fondation

Donnée initiale:

Il est prévu de construire un immeuble résidentiel de 2 étages avec un grenier froid et un toit à deux versants. Le toit repose sur deux murs extérieurs et un mur sous le faîte. Aucun sous-sol n'est prévu.

Chantier de construction - région de Nijni Novgorod.

Type de terrain - établissement de type urbain.

Les dimensions de la maison sont de 9,5 x 10 m le long des bords extérieurs de la fondation.

L'angle d'inclinaison du toit est de 35°.

La hauteur du bâtiment est de 9,93 m.

La fondation est une bande monolithique en béton armé de 500 et 400 mm de large et 1 900 mm de haut.

La base est une brique en céramique de 500 et 400 mm d'épaisseur et 730 mm de hauteur.

Murs extérieurs - silicate de gaz avec une densité de 500 kg / m3, une épaisseur de paroi de 500 mm et une hauteur de 6 850 mm.

Murs porteurs internes - silicate de gaz d'une densité de 500 kg / m3, d'une épaisseur de paroi de 400 m et d'une hauteur de 6 850 mm.

Les plafonds et le toit sont en bois.

Les structures qui pourraient emprisonner la neige sur le toit ne sont pas fournies.

Plan des fondations.

Vue en coupe de la maison, avec charges actives.

Obligatoire:

Collectez les charges sur la bande de fondation centrale, située sous le mur porteur intérieur, si la surface de charge du sol est de 4,05 m2 et du toit - 5,9 m2.

Collecte de charges sur un mur porteur intérieur.

Nous déterminons les charges agissant sur 1 m2 de la zone de chargement (kg / m2) de toutes les structures, dont la charge est transférée à la fondation.

Type de charge Norme. Coef. Calc.
Charge au sol du 1er étage (q1)

Charges constantes :

- revêtement inférieur en planches t = 30mm (épicéa ρ = 450kg/m3)

- isolation t = 180mm (mousse plastique = 20kg/m3)

- lames de plancher t = 36mm (épicéa ρ = 450kg/m3)

Charges temporaires :

- Des espaces de vie

13,5kg/m2

3,6kg/m2

16,2 kg/m2

150kg/m2

1,1

1,3

1,1

1,3

15,4 kg/m2

4,7 kg/m2

17,8 kg/m2

195kg/m2

LE TOTAL 183,8 kg/m2   232,9 kg/m2
Charge au sol du 1er étage (q2)

Charges constantes :

- revêtement inférieur des planches t = 16mm (épicéa ρ = 450kg/m3)

- lames de plancher t = 36mm (épicéa ρ = 450kg/m3)

Charges temporaires :

- Des espaces de vie

7,2 kg/m2

16,2 kg/m2

150kg/m2

1,1

1,1

1,3

7,9 kg/m2

17,8kg/m2

195kg/m2

LE TOTAL 173,4 kg/m2   220,7 kg/m2
Charge au sol au 2e étage (q3)

Charges constantes :

- revêtement inférieur en planches t = 30mm (épicéa ρ = 450kg/m3)

- isolation t = 180mm (mousse plastique = 20kg/m3)

- revêtement supérieur en planches t = 30mm (épicéa ρ = 450kg/m3)

Charges temporaires :

- greniers

13,5kg/m2

3,6 kg/m2

13,5kg/m2

70kg/m2

1,1

1,3

1,1

1,3

15,4 kg/m2

4,7kg/m2

15,4 kg/m2

91kg/m2

LE TOTAL 100,6 kg/m2   126,5 kg/m2
Charge des structures de toit (q4)

Charges constantes :

- revêtement intérieur des planches t = 16mm (épicéa ρ = 450 kg/m3)

- chevrons (épicéa ρ = 450kg/m3)

- lattage (épicéa ρ = 450kg/m3)

- bardeaux souples (ρ = 1 400kg/m3)

Charges temporaires :

- entretien de toiture

7,2 kg/m2

3,4 kg/m2

3,3kg/m2

7kg/m2

100kg/m2

1,1

1,1

1,1

1,3

1,3

7,9 kg/m2

3,7kg/m2

3,6 kg/m2

9,1 kg/m2

130kg/m2

LE TOTAL 120,9 kg/m2   154,3 kg/m2
Poids de fondation (q5)

Charges constantes :

- poids du ruban béton armé largeur 400 mm (béton armé ρ = 2 500 kg/m3)

1 000 kg/m2

1,1

1 100kg/m2

LE TOTAL 1 000 kg/m2   1 100kg/m2
Poids de la brique en céramique (q6)

Charges constantes :

- poids des briques céramiques 400mm (ρ = 1600 kg/m3)

640kg/m2

1,1

704 kg/m2

LE TOTAL 640kg/m2   704 kg/m2
Tous les blocs de silice gazeuse (q7)

Charges constantes :

- poids de silicate de gaz 400mm (ρ = 500 kg/m3)

200kg/m2

1,1

220kg/m2

LE TOTAL 200kg/m2   220kg/m2
Neige (q8)

Charges temporaires :

- neiger

140kg/m2

1,4

196kg/m2

LE TOTAL 140kg/m2   196kg/m2
Vent (q9)

Charges temporaires :

- vent

15kg/m2

1,4

21kg/m2

LE TOTAL 15kg/m2   21kg/m2

Nous déterminons la charge standard et de conception sur la fondation:

qnormes = 183,8kg/m2 4,05m + 173,4kg/m2 4,05m + 100,6kg/m2 4,05m + 120,9kg/m2 5,9m + 1000kg/m2 1,9m + 640kg/m2 0,73m + 200kg/m2 6,85m + 140kg/m2 5,9m + 15kg/m2 2,95m = 7174,85 kg/m2.

qrèglement = 232,9kg/m2 4,05m + 220,7kg/m2 4,05m + 126,5kg/m2 4,05m + 154,3kg/m2 5,9m + 1100kg/m2 1,9m + 704kg/m2 0,73m + 220kg/m2 6,85m + 196kg/m2 5,9m + 21kg/m2 2,95m = 8589,05 kg/m2.

Le besoin et ses conditions

Un calcul est nécessaire pour identifier la charge générée par 1 m². sol conformément aux indicateurs autorisés.

Une collecte compétente des charges est une garantie de fiabilité des fondations

La mise en œuvre réussie de la mesure ci-dessus prévoit la prise en compte nécessaire des paramètres suivants :

  • conditions climatiques;
  • type de sol et ses caractéristiques;
  • limites des eaux souterraines;
  • les caractéristiques de conception du bâtiment et la quantité de matériaux utilisés ;
  • la disposition de la structure et le type de système de toiture.

Compte tenu de toutes les caractéristiques énumérées, le calcul de la fondation et la vérification de la conformité sont effectués après l'approbation du projet de construction.

Calcul d'une colonne comprimée excentriquement.

Ici, bien sûr, la question se pose : comment calculer le reste des poteaux, car la charge leur sera très probablement appliquée pas au centre de la section ? La réponse à cette question dépend fortement de la manière dont la verrière est fixée aux colonnes. Si les poutres de la verrière sont fixées de manière rigide aux colonnes, un cadre statiquement indéterminé assez complexe sera formé et les colonnes doivent alors être considérées comme faisant partie de ce cadre et la section transversale de la colonne doit être calculée en plus pour l'action de la flexion transversale moment, mais nous considérerons plus loin la situation où les colonnes montrées dans la figure 1, sont reliées de manière pivotante à la verrière (nous ne considérons plus la colonne marquée en rouge).Par exemple, la tête des colonnes a une plate-forme de support - une plaque métallique avec des trous pour boulonner les poutres de la verrière. Pour diverses raisons, la charge sur de telles colonnes peut être transmise avec une excentricité suffisamment grande :

Figure 2. Excentricité d'une charge concentrée appliquée à un poteau en raison de la déflexion de la poutre de la canopée.

La poutre, illustrée à la figure 2, en beige, se pliera un peu sous l'influence de la charge (pourquoi cela se produira est discuté séparément) et cela conduira au fait que la charge sur la colonne sera transmise non pas le long du centre de gravité de la section du poteau, mais avec l'excentricité e et lors du calcul des poteaux extrêmes, cette excentricité doit être prise en compte. Une définition plus précise des excentricités dépend de la rigidité du poteau et de la poutre, mais dans ce cas nous ne prendrons pas en compte la rigidité et pour la fiabilité nous prendrons la valeur la plus défavorable de l'excentricité. Il existe de très nombreux cas de charges excentriques de poteaux et de sections transversales possibles de poteaux, décrits par les formules de calcul correspondantes. Dans notre cas, pour vérifier la section transversale d'une colonne comprimée excentriquement, nous utiliserons l'une des plus simples :

(N / F) + (Mz/ Wz) Roui (3.1)

Celles. on suppose que le chargement excentrique n'est présent que autour d'un axe.

Dans ce cas, lorsque nous avons déjà déterminé la section de la colonne la plus chargée, il nous suffit de vérifier si une telle section convient aux colonnes restantes, car nous n'avons pas pour tâche de construire une aciérie , mais on calcule simplement les colonnes du hangar, qui seront toutes de la même section pour des raisons d'unification.

Que sont N, et Roui nous savons déjà.

La formule (3.1) après les transformations les plus simples prendra la forme suivante :

F = (N / Roui) (1 / + ezA/Hz) (3.2)

puisque la valeur maximale possible du moment fléchissant Mz = N ezpourquoi la valeur du moment est exactement la même et quel est le moment de résistance W est expliqué de manière suffisamment détaillée dans un article séparé.

La charge concentrée N sur les colonnes marquées en bleu et vert sur la figure 1 sera de 1500 kg. Nous vérifions la section requise avec une telle charge et un φ précédemment déterminé = 0,425

F = (1500/2050) (1 / 0,425 + 2,5 3,74 / 5,66) = 0,7317 (2,353 + 1,652) = 2,93 cm2

De plus, la formule (3.2) permet de déterminer l'excentricité maximale que supportera la colonne déjà calculée, dans ce cas l'excentricité maximale sera de 4,17 cm.

La section requise de 2,93 cm2 est inférieure aux 3,74 cm2 acceptés, et donc un tuyau de forme carrée avec une section transversale de 50x50 mm et une épaisseur de paroi de 2 mm peut également être utilisé pour les colonnes extérieures.

Remarque : En fait, le moment de flexion de l'excentricité dans la section la plus dangereuse, située approximativement au milieu de la hauteur du poteau, sera respectivement 2 fois inférieur et la zone de section requise sera également légèrement inférieure. Mais comme je l'ai déjà dit, lors d'un calcul par un non-spécialiste, une marge de sécurité supplémentaire ne fera jamais de mal. De plus, dans ce cas, on prend encore une grande surface en coupe transversale pour des raisons structurelles et esthétiques.

Installation de colonnes métalliques

Pose d'un support métallique

Les colonnes métalliques sont montées sur des bases, dans lesquelles des boulons d'ancrage sont insérés à l'avance pour les fixer. Après conception, la position standard des supports est assurée par le placement exact des boulons d'ancrage dans les points de fixation. Dans le même temps, la précision de l'installation est assurée par une préparation sérieuse du plan de base.

Le support des colonnes se fait comme suit :

  1. Sur la surface de la base, qui est montée au niveau souhaité de la semelle d'appui, sans ajouter davantage de mélange de ciment. Il est utilisé pour les supports à semelles de chaussures fraisées.
  2. Aux endroits pré-vérifiés, des plaques métalliques sont installées et remplies d'un mélange de béton. La base est bétonnée à un niveau de 5 à 8 cm en dessous du niveau de la semelle d'appui, ce qui a été indiqué lors de la conception.
  3. Après cela, les colonnes de support sont installées, en combinant les marques axiales des axes d'alignement sur les éléments intégrés dans la fondation, avec leurs marques. Les vis de réglage ajustent la position du support individuel en hauteur, en tenant compte du fait que la surface supérieure de la plaque sera située à l'élévation spécifiée du plan de support de la chaussure. Les plans de support des piliers doivent être rabotés à l'avance.
  4. La base est bétonnée jusqu'à un niveau de 0,25-0,3 m sous la marque de surface de la chaussure, marquée lors de sa conception.

Après avoir terminé ces travaux, les éléments et composants encastrés des supports sont montés. La partie supérieure de la base est cimentée à un niveau de 4 à 5 cm en dessous du plan supérieur des éléments de support. La surface d'appui de la chaussure est réalisée perpendiculairement à l'axe du poteau lui-même.

Schéma de signets

Essayons de comprendre comment renforcer une fondation en colonnes de nos propres mains. Supposons que nous ayons déterminé la taille et la quantité de matériau, que nous ayons préparé tout le nécessaire pour le travail.

Nous installons quatre tiges ondulées d'un diamètre de 1 cm dans chaque fosse sous le poteau de support.Si vous devez couler des supports de section circulaire, il est recommandé d'utiliser six tiges de huit millimètres.

La semelle de support de chaque pilier est renforcée par un treillis soudé constitué d'un renfort d'une section de 6 à 8 mm, posé sur deux rangées, tandis que l'épaisseur du bord de la semelle doit être d'au moins quinze centimètres.

Dans certains cas, si des éléments de support à section variable sont coulés sous forme de marches, le renforcement est réalisé par deux ou plusieurs cadres reliés en une seule structure avec un fil à tricoter.

Les piliers champignon sont doublement renforcés. La première couche de tiges métalliques est pliée sous la forme d'éléments séparés en forme de "L", tandis que la partie verticale est égale à la hauteur du support et le côté incurvé est taillé à la taille du diamètre.

Les éléments placés dans le puits préparé sont corrigés de telle sorte que leurs parties horizontales divergent radialement du point central à la périphérie de la base du pilier.

Après cela, une ébauche de cadre conventionnelle est montée dans le puits et le bétonnage est effectué. Le résultat est un pilier suffisamment solide et résistant à l'extrusion.

Selon un schéma similaire, un cadre en renfort est monté lors de l'installation d'un grillage. Dans la future poutre en béton armé, des barres d'armature d'une section de 1 cm sont posées en deux ou trois pièces. Sur les sections d'angle de la fondation, les tiges sont pliées d'au moins vingt centimètres, les connexions sont effectuées par soudage ou par fil à tricoter. De la même manière, la base du cadre de grillage est reliée aux tiges des piliers de support, et après cela, vous pouvez commencer à alimenter le mélange de béton.

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