Distance optimale pour différents bâtiments
Il est impossible de partir uniquement de la taille ou de la destination des bâtiments, car outre le poids de la maison, le type de sol joue un rôle important.
Plus les couches sous-jacentes sont denses, plus la largeur du ruban peut être réduite pendant la construction.
Pour les bâtiments auxiliaires et utilitaires, la largeur du ruban est autorisée:
- Sol dense (rocheux), argileux - 25 cm.
- Terreau - 30 cm
- Sable, loam sableux - 35 cm.
- Sable doux aggloméré - 40 cm.
- Sable très doux - 45 cm.
Pour les phares à un étage (chalet d'été, maison à ossature) :
- Sol dense (rocheux), argileux - 30 cm.
- Terreau - 35 cm
- Sable, loam sableux - 40 cm.
- Sable doux aggloméré - 45 cm.
- Sable très doux - 50 cm.
Pour les chalets à deux étages :
- Sol dense - 50 cm.
- Terreau - 60 cm.
- Les autres types de sols n'ont pas d'indicateurs moyennés et nécessitent un calcul spécialisé séparé.
Il convient de garder à l'esprit que les valeurs moyennes conviennent rarement à des situations spécifiques, car il existe toujours de nombreux facteurs supplémentaires qui ne sont pas pris en compte dans les tableaux.
L'impact de ces facteurs peut changer radicalement les conditions d'exploitation et nécessiter un calcul séparé, parfois effectué selon une méthode complètement différente.
Quelle devrait être la hauteur de la fondation au-dessus du sol
Le dispositif de la plupart des types de fondations pour une maison à ossature ou en brique nécessite une partie hors sol. Son objectif principal est de protéger contre les précipitations atmosphériques et les fluctuations de température de la partie de support de la structure, située sous terre. Quelle doit être sa hauteur ? D'une part, il est logique d'augmenter la partie hors sol afin de protéger la maison elle-même, mais d'autre part, il sera coûteux de le faire d'un point de vue financier.
Le dispositif d'une base en bande faite de blocs ou de briques ou de dalle pour une maison à ossature ou en pierre est recommandé avec une élévation de la surface du sol de plus de 30 cm.Ce dispositif séparera visuellement clairement le bâtiment de la fondation et améliorera l'intégrité de l'objet pendant le fonctionnement sous l'influence négative de l'environnement extérieur.
Ce fait doit être pris en compte et les dimensions appropriées doivent être appliquées au dessin de la maison en utilisant des données fiables pour une certaine région de développement. Pour simplifier la tâche, vous pouvez voir les projets finis de maisons érigées à proximité. Mais il est toujours recommandé de revérifier l'exactitude des calculs.
Nous vous recommandons de regarder une vidéo sur la profondeur à laquelle creuser la base de la bande.
Lors de la construction d'une maison à ossature, ils essaient généralement d'économiser sur les fondations et de les fabriquer à partir d'un bar. Cependant, pour offrir une protection supplémentaire contre le gel et le soulèvement du sol, la hauteur est beaucoup plus élevée que lors de la pose d'une base à partir de blocs. La longueur maximale admissible est de 30 à 40% de la longueur totale des pieux, en fonction de la présence de contraintes de compression et de traction dans le sol, afin que la fondation ne soit pas inondée d'eau.
Si vous envisagez de construire une maison à partir d'une barre ou d'une brique sur une fondation de blocs ou d'un monolithe, le calcul doit être effectué en tenant compte du facteur d'affaissement du sol sous une charge importante. Dans de tels cas, il est nécessaire de prévoir une marge d'environ 20 à 30 % de la valeur prise en compte en tenant compte de la quantité de précipitations. Cela traitera efficacement le soulèvement et les sols meubles, ainsi que les déplacements saisonniers du sol.
Calcul de la profondeur de la fondation d'une maison à un étage
Tranchée de base
Les fondations d'une maison à un étage doivent être posées à une profondeur inférieure au niveau de gel du sol. Le dessin doit nécessairement prendre en compte ce critère et être exécuté en tenant compte de celui-ci.
La profondeur de congélation normalisée est déterminée sur la base des données obtenues au cours des 10 dernières années pour une région spécifique.Les résultats d'observation sont comparés avec GOST 25100, puis la ligne de transition du sol gelé plastique au solide est déterminée.
S'il n'y a pas d'accès à ces données ou si elles sont perdues, alors pour les régions avec une profondeur de gel allant jusqu'à 2,5 m, il est permis d'effectuer un calcul à l'aide de la formule :
où Mt est un coefficient sans dimension, qui est déterminé par la somme de toutes les valeurs de température absolues inférieures à zéro, selon SNiP 23-01. S'il n'y a pas d'informations sur les températures dans les documents réglementaires, alors vous devez contacter le Centre Hydrométéorologique pour les obtenir ;
d0 est une valeur dépendant du type de sol du site. Vous pouvez le prendre à partir de SP 22.13330.2011.
Si la profondeur de congélation dépasse 2,5 m, il est alors nécessaire d'effectuer des calculs d'ingénierie thermique conformément à SP 25.13330. Le calcul du gel saisonnier des sols est effectué selon la formule :
où kh est un coefficient sans dimension qui prend en compte le régime thermique des structures externes et internes de la base à partir d'informations sur le chauffage du bâtiment. Déterminé selon le tableau 1 ou pris égal à 1,1 pour les locaux non chauffés (à l'exception des régions du nord, où les températures négatives prévalent tout au long de l'année).
Tableau 1. La valeur du coefficient kh en fonction des caractéristiques structurelles du bâtiment
Les données du tableau 1 sont valables pour les cas où la distance entre le mur et le bord de la fondation est inférieure à un demi-mètre et si elle est dépassée, les coefficients doivent être augmentés de 0,1. Si la température tombe dans l'intervalle entre les valeurs du tableau, alors la valeur avec la valeur la plus basse est prise.
La profondeur de pose des fondations externes ou internes des locaux chauffés à sous-sol froid ou des locaux techniques doit être déterminée sur la base du tableau 2.
Tableau 2. La profondeur de la fondation, en fonction du type de sol pour les maisons avec une pièce au sous-sol non chauffée
Le calcul de la profondeur de fondation d'une maison en blocs ou en briques avec sous-sol est effectué selon la formule suivante:
où hs est l'épaisseur du sol au-dessus de la base de la base, vue du sous-sol ;
hcf - épaisseur du plancher du sous-sol ;
γcf est la gravité spécifique de la structure du plancher du sous-sol.
Regardez la vidéo sur la façon de mettre à l'échelle votre propre fondation.
Un exemple d'auto-calcul de la largeur de la fondation en bande
Pour mieux comprendre comment calculer la largeur d'une bande monolithique, vous devez considérer cela avec un exemple. Dans un premier temps, vous devez systématiser les données initiales nécessaires au calcul.
- la taille de la maison dans le plan est de 10 mx 10 m. La superficie du bâtiment est de 100 m 2;
- à l'intérieur de la maison, il y a un mur porteur au milieu;
- murs de briques, 1 brique d'épaisseur - 250 mm et 2,7 m de haut.Poids spécifique de la maçonnerie - 1600 kg / m 3;
- toit en ardoise - 40 kg / m 2;
- sol en dalles de béton armé - 500 kg / m 2;
- profondeur de gel du sol - 700 mm;
- niveau des eaux souterraines - 2,2 m;
- base de sol - terreau sec de densité moyenne avec une résistance de conception de 2 kg / cm 2;
- charge de neige - 50 kg / m 2;
- charge utile - 20 kg / m 2.
Détermination de la charge totale de la maison sur une fondation monolithique en bande
Sur la base des données initiales disponibles, la charge totale sur la fondation est calculée. Les dimensions du ruban monolithique sont également déterminées. Il est nécessaire que les développeurs effectuent un calcul dans l'ordre suivant :
Toit
Toit à pignon en ardoise. Compte tenu de la pente du toit et de ses débords, un coefficient de 1,1 est appliqué. La charge depuis le toit sera de : 100 m 2 x 1,1 x 40 kg / m 2 = 4000 kg.
Mur de briques
Pour déterminer la charge des murs, connaissant leur épaisseur, vous devez calculer leur longueur. La longueur des murs le long du périmètre sera : (10 x 4) - (0,25 x 4) = 39 m. La déduction de deux fois l'épaisseur de la maçonnerie est faite car les axes du plan de la maison sont dessinés au milieu de l'épaisseur des murs. La longueur du mur porteur interne sera de 10 - 0,25 = 9,75 m La longueur totale des murs porteurs sera égale à 48,75 mètres courants.
Le volume de maçonnerie sera de : 48,75 x 0,25 x 2,7 = 32,9 m 3. La charge totale des murs de briques est de 32,9 x 1600 = 52 670 kg.
Chevauchement de dalle en béton armé
La maison de plain-pied a des étages sur deux niveaux. C'est le chevauchement du sous-sol et du plafond de la maison. La zone de chevauchement est : 100 x 2 = 200 m 2. En conséquence, la charge des dalles de plancher sera égale à : 200 m 2 x 500 kg / m 2 = 100 000 kg.
Charge de neige
Pour calculer la charge de neige, prenez la superficie totale du toit de la maison - 100 x 1,1 = 110 m 2. La charge de neige sera de : 110 m 2 x 50 kg / m 2 = 5 500 kg.
Charge utile
Le taux de cette charge est calculé sur la base des valeurs moyennes du poids des équipements techniques, des communications internes, de la décoration intérieure, du mobilier, et autres. Le poids spécifique de la charge utile varie de 18 à 22 kg/m2.
La charge utile est calculée sur la base d'une moyenne de 20 kg/m2. Le poids sera de : 100 m 2 x 20 kg / m 2 = 2000 kg.
Au total, la charge totale sur la fondation sera égale à : 4 000 + 52 670 + 100 000 +2 000 = 159 000 kg.
Calcul de la largeur d'un ruban monolithique
Selon la formule ci-dessus, l'empreinte minimale de la fondation est déterminée:
(1,2 x 159 000 kg) : 2 kg/cm 2 = 95 400 cm 2. C'est-à-dire que l'empreinte minimale autorisée de la base de la maison sera de 10 m 2.
La surface d'appui totale des murs de briques est déterminée par le produit de la longueur en termes de murs porteurs par leur épaisseur : 48,75 mx 0,25 m = 12,18 m 2.
En conséquence, on peut voir que la zone de référence calculée est inférieure à la zone de référence minimale des murs. Par conséquent, la largeur de la semelle filante doit être de 250 mm + 100 mm = 350 mm.
Le besoin de matériaux pour le dispositif d'une bande monolithique
Compte tenu de l'épaisseur du sol gelé (0,7 m) et de la profondeur du niveau de la nappe phréatique (2,2 m), le ruban monolithique est réalisé à faible profondeur - 1 m.
Pour couler le coffrage, on utilise du béton M 300. Le volume de besoin de solution de béton est de : 0,35 mx 1 mx 48,75 m = 17 m 3 . Compte tenu des pertes imprévues, le besoin en béton sera de 17,3 m 3.
La cage d'armature est constituée de 4 barres d'armature longitudinales à profil périodique d'un diamètre de 12 mm. Les tiges transversales du cadre étant constituées des mêmes tiges, le besoin total de renforcement sera de : 50 mx 4 = 200 m.
De tout ce qui précède, nous pouvons conclure que le calcul de la largeur, de la hauteur et de la longueur de la fondation en bandes de votre maison est tout à fait à la portée des personnes qui connaissent le moins du monde le secteur de la construction.
Particularités
Avantages :
1. Capacité portante accrue. Une dalle monolithique crée une légère pression sur le sol en raison de la répartition uniforme de l'ensemble de la charge, quelle que soit l'épaisseur du remblai. Une excellente option pour une maison en bois, en béton cellulaire, voire en brique.
2. Rigidité spatiale. Cela élimine la probabilité d'affaissement dans certaines zones (par exemple, un ruban) et l'apparition de fissures dans le béton, sur les murs ou les joints séparés.
3. Polyvalence dans l'application. La dalle de fondation convient à tous les sols, y compris ceux dits problématiques.
4. Technologie de construction simplifiée. La construction d'une dalle monolithique ne nécessite pas de travaux de terrassement volumineux, ce qui permet un gain de temps considérable.
5. Possibilité d'isolation de haute qualité. Options - pose sous la base de polystyrène expansé, introduction d'additifs spéciaux dans la solution.
6. Réduction de la consommation de béton. Bien que cela ne soit vrai que pour les cas d'agencement d'une dalle monolithique non enterrée.
Désavantages:
Beaucoup d'entre eux sont relatifs, mais il convient de les noter également.
1. Complexité des calculs. Ceci s'applique à l'épaisseur de la future dalle. Si nous parlons d'un bâtiment avec sous-sol, il est préférable de choisir une autre option de base. Premièrement, le coût de la construction augmentera fortement. Deuxièmement, les calculs pour une dalle monolithique deviendront considérablement plus compliqués.
2. Coûts élevés. Tout dépend du schéma spécifique, mais il est incontestable qu'avec une telle construction, des économies sont réalisées sur d'autres matériaux. Si la fondation de la dalle est peu profonde, de faible épaisseur, cela peut être impressionnant.
3. Intensité du travail. La question est de savoir dans quelle mesure le travail de construction est organisé. Par exemple, l'utilisation d'un "mélangeur automatique" simplifie grandement la technologie de coulage du béton et fait gagner du temps. Il en va de même pour la précision du calcul de l'épaisseur d'une fondation monolithique.
4. Certaines difficultés avec les projets individuels. Tout d'abord, lors de la mise en œuvre d'un projet avec sous-sol et en cours de construction sur un terrain en relief.
Calcul de l'épaisseur de la dalle
Il est pertinent de ne donner que des instructions et des recommandations générales, car cela dépend beaucoup des caractéristiques de la construction - caractéristiques du sol, du nombre d'étages de la maison, des matériaux à partir desquels elle est construite et d'un certain nombre d'autres nuances.
Données initiales pour le calcul de l'épaisseur de la fondation :
- Le type de sol.
- La configuration des aquifères souterrains.
- Le niveau de gel du sol.
- La présence d'un système de drainage sur le site et son schéma (si installé).
- La charge totale sur la fondation.
Ce qui est déterminé :
1. Épaisseur des éléments de renforcement en béton (barre, treillis).
2. La taille des cellules du renfort et l'intervalle entre ses couches dans le monolithe.
3. Distance de la barre de la coupe supérieure et inférieure de la fondation.
La différence dans ce paramètre de la fondation pour les bâtiments du même type peut être importante. Par exemple, l'épaisseur de la dalle d'une maison en bois varie dans des limites assez importantes et dépend précisément des caractéristiques du sol, bien qu'il s'agisse d'une structure relativement légère de 1 à 2 étages.
* Dimensions - en "mm".
- Section barre - 12.
- 2 niveaux de renfort dont l'intervalle est de 70.
- La distance entre l'armature et les coupes du monolithe en béton est de 50 chacune.
Calcul : 12 x 2 + 70 + 50 x 2 = 194.
Arrondi - 20 cm Par exemple, il s'agit de l'épaisseur minimale de la dalle pour une maison en béton cellulaire. Mais sous réserve de la construction d'une fondation monolithique peu profonde sur un bon sol dense. C'est pourquoi il est conseillé de confier tous les calculs à un professionnel.
Comment tout calculer correctement
La formule de calcul de l'aire de la base est la suivante S> γn F / γc R0, où
- n - facteur de sécurité égal à 1,2.
- F est la charge sur la base, c'est-à-dire poids total de la maison, des fondations, de la charge de neige, du poids des biens, des personnes, etc., affectant les couches de sol sous-jacentes.
- c - coefficient des conditions de travail. Selon le type de sol, il varie de 1 (argile) à 1,4 (sable).
- R0 - résistance conditionnelle du sol. La valeur tabulaire est dans les annexes SNiP pour ce type de sol.
À la suite de ce calcul, la surface totale de la bande sera obtenue. Pour déterminer la largeur de la base (moyenne), la valeur S obtenue doit être divisée par la longueur totale du ruban, y compris les murs intérieurs et les autres sections du périmètre. La valeur résultante montrera l'épaisseur estimée de la base du ruban.
Cette valeur est minimale. En pratique, il est augmenté, parfois plusieurs fois.
Il convient de noter que la formule ci-dessus est donnée uniquement pour la connaissance de la méthodologie de calcul. Dans tous les cas, ce travail doit être effectué par un spécialiste compétent et expérimenté. Le calcul de la fondation est une procédure importante et responsable qui présente beaucoup de difficultés et de points spécifiques.
Une personne non formée ne peut pas calculer un tel projet sans commettre un certain nombre d'erreurs grossières, dont le résultat peut être la destruction de la maison. Alternativement, vous pouvez utiliser une calculatrice en ligne qui vous permet d'obtenir les paramètres de la bande à partir de données connues (type de sol, valeurs de résistance calculées ou tabulaires, etc.).
Pour clarifier les données obtenues, vous devez revérifier les résultats obtenus sur d'autres ressources similaires.
Caractéristiques de la fondation en colonnes
Une telle fondation est une tentative de combiner les avantages des fondations en colonnes et en bandes dans une seule conception et d'éliminer autant que possible leurs inconvénients. Je dois dire que c'est une expérience très réussie car elle apporte un certain nombre d'avantages à ce type de fondation :
- Réduction significative des travaux d'excavation.
- Possibilité de construire sur des sols moyennement à fortement courbés, y compris les sols tourbeux.
- Il n'est pas nécessaire de faire des coussins de grès ou de sable sous toute la fondation.
- Aucun système de drainage requis.
- Réduit la consommation de béton, de ferraillage et les heures de travail.
- Les pertes de chaleur sont réduites et l'isolation vibratoire du bâtiment est améliorée.
Piliers
Le principal problème de notre climat est la grande différence entre les températures estivales et hivernales, lorsque le gel de l'eau dans le sol en hiver entraîne des charges élevées sur le sol du bâtiment.
Une façon de protéger la fondation est de l'immerger plus profondément que le niveau de gel du sol sur le chantier de construction. Par exemple, pour la région de Moscou, selon le type de sol, cette valeur est en moyenne de 1,4 mètre.
Si des pieux sont utilisés, alors seulement ils sont installés à cette profondeur. Estimez également la différence entre l'intensité du travail et la quantité de mètres cubes de terrain que vous avez vous-même extrait.
Fond de teint en bande
La fondation en bande (grue) de cette structure sert d'élément porteur qui absorbe et répartit la charge des murs.
En règle générale, il ne touche pas le sol, car il est situé à une distance de 10 à 20 cm.Si la ceinture est installée dans le sol, par exemple, si un appareil plus plat a été choisi, il convient de garder à l'esprit que il est également affecté par la charge du sol due aux fluctuations de température ...
Pour que la courroie ne soit pas éloignée des entretoises, il est nécessaire de prévoir une telle conception si elle peut également se déplacer lors de mouvements verticaux, c'est-à-dire lorsque vous travaillez comme un piston. Les tiges doivent être lisses sans expansion sous-jacente.
Matériaux (modifier)
Les poteaux peuvent être fabriqués à partir d'une variété de matériaux, du bois rond au béton armé. La forme est également ronde, carrée, creuse et polygonale.
S'il s'agit d'un bâtiment indépendant avec une attraction externe minimale des forces et des mécanismes, un pilier en béton rond est optimal.
Profondeur de la fondation de la dalle
Du fait qu'il est interdit de remplir des structures monolithiques sur la couche arable, le chernozem est entièrement retiré de la fosse. La profondeur de la couche est généralement de 40 cm, recouverte d'un matériau non métallique sans argile. Les caractéristiques de la technologie des dalles peu profondes sont les suivantes :
Le budget de construction maximum est observé à la dalle creusée sous le point de congélation. Cette option n'est justifiée que pour les bâtiments avec un sous-sol. Le périmètre extérieur des murs souterrains devra être complètement isolé, les sinus devront être remblayés avec un matériau non métallique, après avoir posé le mur ou le drainage annulaire.
Attention : Compte tenu de l'élimination de la couche fertile, de son remplacement par un matériau non métallique, la fondation de 30 à 40 cm d'épaisseur est enfouie dans le sol sur 10 à 20 cm maximum. Par conséquent, vous aurez besoin soit d'une base en briques, soit de poutres monolithiques sous les murs porteurs, qui remplissent la même fonction d'augmenter la distance entre le sol et les matériaux du mur.
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. Autrement, nombre de renfort dans la ceinture devra augmenter.
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