Foundation Design: Warum wir Fundamente/Fußböden brauchen?
In diesem Tutorial, Wir werden einen kurzen Blick auf den Prozess von werfen Stiftung Design.
Ob moderne Bauwerke aus Stahlbeton bestehen, Stahl, Holz, oder irgendein anderes Material, sie alle brauchen Stiftungen, die sie unterstützen. Als verschiedene Arten von Lasten wie tote Last, Nutzlast, Windlast, Erdbebenlast und Schneelast wirken auf das Bauwerk, Diese Lasten werden schließlich auf das Fundament übertragen, was hilft, sie auf die Erde darunter zu übertragen. Es ist wichtig, das Fundament stark zu machen, um diesen Belastungen während der gesamten Lebensdauer der Struktur standzuhalten.
Was sind Fundamente?
Je nach Tiefe wissen wir, dass das Fundament flach oder tief sein kann. A Fundament ist ein flacher Gründungstyp, der aus Materialien wie Ziegelmauerwerk oder Beton bestehen kann, Sie werden hauptsächlich direkt unter der Wand oder Säule der Struktur errichtet.
Wie funktioniert der Lastübertragungsmechanismus in Strukturen??
Im Tiefbau, es ist wichtig zu wissen, wie belastungssystem und lastpfad in der struktur funktionieren. In jeder Struktur wird die Last auf die Platte aufgebracht, die durch Balken übertragen wird, und die Balken wiederum übertragen diese Lasten auf die Säule, die schließlich auf das Fundament übertragen werden. Von hier aus „verlassen“ die Lasten Ihr Tragsystem und werden auf die Erde oder den darunter liegenden Boden übertragen. Das Fundament muss auf harten Schichten ruhen, Daher wird bei den meisten Strukturprojekten der Aushub durchgeführt, um die harte Schicht zu finden, die dem Fundament hilft, ohne Setzungsprobleme leicht darauf zu ruhen.
Füße stützen die Toten (und andere Lasten) um sicherzustellen, dass die Struktur statisch ist
Wie Fundamente entworfen werden?
In früheren Zeiten die Gestaltung der Strukturelemente wie Balken, Säulen, Die Platten wurden manuell mit verschiedenen Methoden hergestellt, um die Scherkraft zu ermitteln, Biegemoment und andere verschiedene Eigenschaften, die auf diese Elemente einwirken. Aber in der heutigen Praxis erfordert das Entwerfen von Strukturelementen mit manueller Berechnung mehr Aufwand und Zeit und ist dennoch anfällig für menschliche Berechnungsfehler.
Die Bemessung des Gründungsfundamentes basiert auf der Kombination mehrerer Verfahren, einschließlich:
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BODENUNTERSUCHUNG
Bevor wir ein Fundament für eine Struktur entwerfen, benötigen wir einen Bodenuntersuchungsbericht, mit denen wir einige wichtige Eigenschaften des darunter liegenden Bodens kennen, Eigenschaften wie Bodentragfähigkeit (SBC), verschiedene Bodenschichten darunter gefunden, All diese Informationen helfen dem Ingenieur, die Art des Fundaments zu bestimmen, das für die Struktur geeignet ist.
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STRUKTURANALYSE
Es gibt verschiedene Software, um die strukturelle Analyse der Struktur durchzuführen. Es ist zwingend erforderlich, eine Strukturanalyse durchzuführen, um verschiedene Reaktionen zu finden, auf die Bauteile einwirkende Querkräfte und Biegemomente, insbesondere an den Stützen. Nehmen wir ein G+2 an, Struktur muss aufgebaut werden, ein struktureller Designprozess muss befolgt werden, um jedes Mitglied der Struktur zu entwerfen. Jede FEM-Software kann für die Modellierung und strukturelle Analyse der Struktur verwendet werden. Nach Abschluss der Strukturanalyse benötigen wir zwei Arten von Daten: (1) die Reaktionen von den Säulen, die mit den Fundamenten verbunden werden, und (2) die Spaltenpositionen oder Koordinaten.
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FUNDAMENTGESTALTUNG
Nach der Analyse und dem Abrufen der Endsäulenreaktionen von der FEA-Software, Wir müssen gemäß den Anforderungen unserer lokalen Standards entwerfen. Diese Art des Prozesses kann von Hand berechnet werden, oder mit Hilfe von Foundation Design Software (Hinweis: für einen vereinfachten Rechner, Probieren Sie unsere kostenlos Betonfundamentrechner)
In der Fundamentdesign-Software, Verschiedene Werte werden als Eingabe eingefügt, wie z. B. die Art des Fundaments, das Sie wie ein isoliertes Fundament entwerfen möchten, Qualität von Beton, verwendete Stahlsorte und Auswahl des Konstruktionscodes für die Gestaltung gemäß den Länderrichtlinien, für diesen Fall können Sie ACI auswählen 318. Importieren der aus der Strukturanalysesoftware exportierten Stützenpositions- und Reaktionsdaten.
Einige der üblichen Entwurfsprüfungen, die beim Entwurf eines Betonfundaments durchgeführt werden:
Umkippender Scheck wird abgeschlossen, nachdem der Kippsicherheitsfaktor ermittelt wurde, der durch Dividieren der Summe der Widerstandsmomente durch die Summe des Kippmoments ermittelt wird. Im Allgemeinen sollte dieser Faktor größer oder gleich sein 1.5.
Gleitkontrolle wird abgeschlossen, nachdem der Gleitsicherheitsfaktor ermittelt wurde, der sich aus dem Reibungskoeffizienten zwischen Beton und Boden multipliziert mit dem Gewicht des Fundaments dividiert durch die auf das Fundament wirkenden Seitenkräfte ergibt. Im Allgemeinen sollte dieser Faktor größer oder gleich sein 1.5.
Strukturprüfungen wie Ein-/Zwei-Wege-Schernachweise und Biegenachweise in beiden Richtungen, um sicherzustellen, dass die Betonstruktur stark genug ist, um die auf sie einwirkenden Kräfte zu tragen. Diese statischen Entwurfsberechnungen hängen wiederum vom Entwurfscode ab (Beispielsweise verwenden die USA ACI 318).
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OPTIMIERUNG
Nachdem beide Sicherheitsfaktoren des Umkippgleitens gefunden wurden und der Reibungskoeffizient von Boden und Beton bekannt war, Diese Werte müssen in die Designsoftware eingefügt werden, um das endgültige Design des Fundaments zu erhalten. Von hier, Ein kompetenter Ingenieur wird versuchen, die verwendete Materialmenge in Form von Beton und/oder Stahl zu reduzieren, unter Beibehaltung der Mindestanforderungen, wie sie im Designcode festgelegt sind.
Ingenieure können mit verschiedenen Größen des Fundaments experimentieren, Bewehrungsanordnung und -menge, die erforderlich sind, um ein Ergebnis zu finden, das eine Bemessung wirtschaftlicher macht, ohne die Festigkeit oder Sicherheit der Struktur zu beeinträchtigen. Es ist üblich, sich das maßgebliche Ergebnis anzusehen und festzustellen, warum die Struktur versagt, Passen Sie dann einige Eingaben an (Verstärkung, Fußabmessung) um das Design zu verbessern.
Zusammenfassung
Der Entwurfsprozess für das Fundament hängt von verschiedenen strukturellen Prozessen ab. Dazu gehört eine Bodenuntersuchung, Ausführen einer Strukturanalyse der Modellstruktur, um Säulenreaktionen zu erhalten, Design des Fundaments und schließlich die Optimierung des Designs. Obwohl, Dies ist eine sehr vereinfachte Erklärung der beteiligten Schritte, es sollte einen guten Hinweis auf den Prozess geben.
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