Τεκμηρίωση SkyCiv

Ο οδηγός σας για το λογισμικό SkyCiv - μαθήματα, οδηγοί και τεχνικά άρθρα

Σεμινάρια

  1. Σπίτι
  2. Σεμινάρια
  3. Σεμινάρια Σχεδιασμού Ιδρύματος
  4. Ένας σύντομος οδηγός για το σχέδιο Pile Foundation

Ένας σύντομος οδηγός για το σχέδιο Pile Foundation

Πώς να σχεδιάσετε το ίδρυμα στοίβας?

A deep θεμέλιο, Πώς να σχεδιάσετε το ίδρυμα στοίβας, Πώς να σχεδιάσετε το ίδρυμα στοίβας. SkyCiv Renderer API είναι ένα type of foundation that can be made of steel, σκυρόδεμα, ή ξυλεία. Όσον αφορά το κόστος, Πώς να σχεδιάσετε το ίδρυμα στοίβας. Παρά το κόστος του, οι σωροί είναι συχνά απαραίτητοι για λόγους δομικής ασφάλειας.

σχήμα-σωρός-θεμέλιο, how to design pile foundation, Πώς να σχεδιάσετε το ίδρυμα στοίβας
Φιγούρα 1: Σωρός θεμέλιο

Πότε μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε Piles?

Αδύναμα εδάφη

Εάν τα ανώτερα στρώματα του εδάφους είναι πολύ αδύναμα ή πολύ συμπιέσιμα για να αντέξουν τα φορτία που μεταδίδονται από την υπερκατασκευή, οι σωροί χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά αυτών των φορτίων σε ένα ισχυρότερο στρώμα εδάφους ή σε ένα βράχο. Πώς να σχεδιάσετε το ίδρυμα στοίβας. Αυτός ο τύπος σωρού βασίζεται αποκλειστικά στη φέρουσα ικανότητα του υποκείμενου υλικού στην άκρη του σωρού. Αφ 'ετέρου, όταν το υπόστρωμα είναι πολύ βαθύ, οι σωροί μπορούν να μεταδώσουν τα φορτία μέσω του περιβάλλοντος εδάφους σταδιακά με τριβή. This type of pile is called a friction pile.

Οριζόντιες δυνάμεις

Οι σωροί είναι μια πιο κατάλληλη βάση για δομές που υπόκεινται σε οριζόντιες δυνάμεις. Οι σωροί μπορούν να αντισταθούν σε οριζόντιες ενέργειες μέσω κάμψης ενώ είναι σε θέση να μεταδώσουν κάθετες δυνάμεις από την υπερκατασκευή. Αυτή είναι μια τυπική κατάσταση για το σχεδιασμό δομών που συγκρατούν τη γη και ψηλών κατασκευών που υπόκεινται σε ισχυρούς ανέμους ή σεισμικές δυνάμεις.

Εκτεταμένα ή πτυσσόμενα εδάφη

Το πρήξιμο ή η συρρίκνωση των εδαφών μπορεί να προσθέσει σημαντική πίεση στο θεμέλιο. Εμφανίζεται σε εκτεταμένα ή πτυσσόμενα εδάφη λόγω της αύξησης ή της μείωσης της περιεκτικότητας σε υγρασία. Μπορεί επίσης να προκαλέσει μεγαλύτερη ζημιά σε ρηχά θεμέλια; σε αυτήν την περίπτωση, οι σωροί μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να επεκτείνουν το θεμέλιο πέρα ​​από την ενεργό ζώνη ή όπου μπορεί να συμβεί οίδημα και συρρίκνωση.

Ανύψωση δυνάμεων

Οι δυνάμεις ανύψωσης αναπτύσσονται ως αποτέλεσμα υδροστατικών πιέσεων, σεισμική δραστηριότητα, ανατροπές στιγμών, ή τυχόν δυνάμεις που μπορεί να προκαλέσουν την εξαγωγή του θεμελίου από το έδαφος. Είναι συνηθισμένο σε δομές όπως οι πύργοι μετάδοσης, υπεράκτιες πλατφόρμες, και υπόγεια. Σε αυτή την κατάσταση, το θεμέλιο σωρού θεωρείται ότι αντιστέκεται σε αυτές τις ανυψωτικές δυνάμεις.

Διάβρωση του εδάφους

Η διάβρωση του εδάφους στην επιφάνεια του εδάφους μπορεί να προκαλέσει απώλεια της φέρουσας ικανότητας του εδάφους. Αυτό μπορεί να βλάψει σοβαρά δομές με ρηχά θεμέλια.

Πώς υπολογίζουμε το μήκος του σωρού?

Η έρευνα εδάφους παίζει σημαντικό ρόλο στην επιλογή του τύπου σωρού και στην εκτίμηση του απαραίτητου μήκους του σωρού. Η εκτίμηση του μήκους του σωρού απαιτεί καλή τεχνική κρίση για τα δεδομένα των γεωτεχνικών χώρων. Μπορεί να ταξινομηθεί ανάλογα με τον μηχανισμό μεταφοράς φορτίου από τη δομή στο έδαφος: (ένα) τελικοί σωροί. (σι) σωρούς τριβής, και (ντο) σωρούς συμπύκνωσης.

Τερματικοί σωροί

Η τελική ικανότητα φόρτωσης του τελικού σωρού εξαρτάται από τη φέρουσα ικανότητα του υποκείμενου υλικού στην άκρη του σωρού. Το απαραίτητο μήκος αυτού του τύπου σωρού μπορεί εύκολα να εκτιμηθεί με τον προσδιορισμό της θέσης του πετρώματος ή ενός ισχυρού στρώματος εδάφους, αρκεί να βρίσκεται σε λογικό βάθος. Για περιπτώσεις όπου υπάρχει ένα σκληρό στρώμα και όχι ένα υπόστρωμα, το μήκος του σωρού μπορεί να επεκταθεί για μερικά ακόμη μέτρα στο στρώμα του εδάφους, όπως φαίνεται στο σχήμα 2β.

Σωρούς τριβής

Σωρούς τριβής (Εικόνα 2γ) χρησιμοποιούνται όταν το στρώμα ή το σκληρό στρώμα δεν υπάρχει ή βρίσκεται σε παράλογο βάθος. Σε αυτή την περίπτωση, η χρήση πασσάλων με τελικές ρουλεμάν καθίσταται πολύ μεγάλη και αντιοικονομική. Η τελική ικανότητα φόρτωσης των σωρών τριβής προέρχεται από την τριβή του δέρματος που αναπτύσσεται κατά μήκος του σωρού και του περιβάλλοντος εδάφους. Το μήκος των σωρών τριβής είναι σχετικό με την αντοχή στο έδαφος, εφαρμοζόμενο φορτίο, και το μέγεθος του σωρού.

Σωροί συμπύκνωσης

Οι σωροί συμπύκνωσης είναι ένας τύπος πασσάλων που οδηγούνται μέσα από κοκκώδη εδάφη για να επιτευχθεί σωστή συμπύκνωση του εδάφους κοντά στην επιφάνεια του εδάφους. Το μήκος των σωρών συμπύκνωσης εξαρτάται κυρίως από τη σχετική πυκνότητα πριν και μετά τη συμπύκνωση, και το απαιτούμενο βάθος συμπύκνωσης. Οι σωροί συμπύκνωσης είναι γενικά μικρότεροι από τους άλλους τύπους πασσάλων.

how to design pile foundation, Πώς να σχεδιάσετε το ίδρυμα στοίβας
Φιγούρα 2: (ένα) και (σι) Τερματικοί σωροί, (ντο) Σωροί τριβής

 

Μηχανισμός μεταφοράς φορτίου για σωρούς

Εξετάστε ένα φορτωμένο σωρό με μήκος L και διάμετρο D, όπως φαίνεται στο σχήμα 2. Το φορτίο Q στο σωρό αντιστέκεται κυρίως από το χώμα στο κάτω μέρος του σωρού QΠ., και εν μέρει λόγω τριβής του δέρματος που αναπτύχθηκε κατά μήκος του άξονα Qμικρό. Γενικά, ο τελική ικανότητα μεταφοράς φορτίου (Ερ) ένα σωρό μπορεί να αναπαρασταθεί από το άθροισμα του φορτίου που αντιστέκεται στην άκρη του σωρού και του φορτίου που αντιστέκεται μέσω της τριβής του δέρματος, ή όπως φαίνεται στην εξίσωση 1.

Ερεσύ = ΕρΠ + Ερμικρό (1)

Ερεσύ = Απόλυτη ικανότητα μεταφοράς φορτίου

ΕρΠ = Ικανότητα φορτίου στο τέλος

Ερμικρό = Αντοχή στην τριβή του δέρματος

Ωστόσο, για σωρούς που φέρουν τέλος, το φορτίο Q αντιστέκεται κυρίως στο έδαφος κάτω από την άκρη του σωρού και η αντίσταση τριβής του δέρματος είναι ελάχιστη. Αφ 'ετέρου, το φορτίο Q στους σωρούς τριβής αντιστέκεται κυρίως μόνο στην τριβή του δέρματος και όχι στην τελική φέρουσα ικανότητα ΕρΠ. Οι τελικές ικανότητες φόρτωσης για σωρούς τελικού ρουλεμάν και τριβής βρίσκονται στις εξισώσεις 2 και 3, αντίστοιχα.

ΕρεσύΕρΠ (2)

ΕρεσύΕρμικρό (3)

Πώς σχεδιάζουμε σωρούς?

Ο σχεδιασμός και η ανάλυση βαθιών θεμελίων όπως οι σωροί είναι κατά κάποιο τρόπο μια μορφή τέχνης λόγω όλων των αβεβαιοτήτων που περιλαμβάνονται στην ερμηνεία των γεωτεχνικών δεδομένων. Although numerous theoretical and experimental approach was conducted to analyze the behavior and estimate the load-carrying capacity of piles in various soil types, αλλά ακόμη, έχουμε ακόμα πολλά να καταλάβουμε σχετικά με τον μηχανισμό της θεμελίωσης πασσάλων. Ευτυχώς, με την πρόοδο στη δομική μηχανική, there is various software that we can use to minimize these uncertainties and reduce calculation time.

The following are some of the processes we can follow to design a piles foundation:

Δεδομένα γεωτεχνικής αναφοράς

Όπως συζητήθηκε νωρίτερα, δεδομένα σχεδιασμού πριν από την ίδρυση, όπως ο τύπος σωρού, μήκος, και μέγεθος, είναι προκαθορισμένα βάσει δεδομένων γεωτεχνικής αναφοράς. Μερικές από τις κρίσιμες παραμέτρους που είναι απαραίτητες για τον περαιτέρω σχεδιασμό και ανάλυση των σωρών είναι οι τύποι εδάφους, μονάδα βάρους, διατμητική αντοχή, συντελεστής αντίδρασης υποβάθμισης, και στοιχεία υπόγειων υδάτων

Δομική ανάλυση

Οι πρόσφατες εξελίξεις στη δομική μηχανική περιλαμβάνουν λογισμικό δομικού σχεδιασμού που στοχεύει στην ενίσχυση των δεξιοτήτων μας ως μηχανικών κατασκευών και στην παραγωγή ασφαλών σχεδίων, ειδικά με πολύπλοκες δομές. There is various FEA software that we can use to model our structures and generate reactions, διατμητικές δυνάμεις, και ροπές κάμψης των στηριγμάτων από την υπερκατασκευή. Τα δεδομένα που προκύπτουν στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για το σχεδιασμό και την ανάλυση θεμελίων.

Σχεδιασμός θεμελίωσης

Παρόμοια με το λογισμικό FEA που χρησιμοποιήσαμε για την ανάλυση και τη δημιουργία αντιδράσεων υποστήριξης της υπερκατασκευής, υπάρχει επίσης πολυάριθμο λογισμικό σχεδιασμού θεμελίων που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να σχεδιάσουμε θεμέλια σωρών σύμφωνα με διαφορετικούς κώδικες σχεδιασμού. (Σημείωση: για απλοποιημένη αριθμομηχανή, δοκιμάστε μας δωρεάν υπολογιστής βάσης σκυροδέματος).

Το λογισμικό σχεδιασμού θεμελίων για πασσάλους απαιτεί διάφορες πληροφορίες για την εκτέλεση ελέγχων σχεδιασμού. Περιλαμβάνει δεδομένα γεωμετρίας, προφίλ εδάφους, ιδιότητες υλικών για οπλισμούς σκυροδέματος και χάλυβα, διατάξεις ενίσχυσης, παραμέτρους σχεδιασμού που καθορίζονται από τους κωδικούς σχεδιασμού, και τα δεδομένα αντίδρασης που εξάγονται από το λογισμικό δομικής ανάλυσης.

Φιγούρα 3: Λογισμικό σχεδιασμού θεμελίωσης

Μερικοί από τους τυπικούς ελέγχους σχεδιασμού που εκτελούνται για το σχεδιασμό θεμελίωσης πασσάλων:


Έλεγχος γεωτεχνικής ικανότητας ολοκληρώνεται όταν η τελική φέρουσα ικανότητα του εδάφους προσδιορίζεται διαιρώντας τα εφαρμοζόμενα κατακόρυφα φορτία με τη φέρουσα ικανότητα του εδάφους. Ο λόγος δεν πρέπει να υπερβαίνει την τιμή του 1.0. Οι πλευρικά φορτωμένοι σωροί ελέγχονται επίσης με εκτίμηση των τιμών των τελικών και επιτρεπόμενων πλευρικών φορτίων.

Έλεγχοι δομικής ικανότητας εκτελούνται με προσδιορισμό αξονικής, κουρεύω, και ικανότητες κάμψης σύμφωνα με τον επιλεγμένο κώδικα σχεδιασμού. Αν και για θεμέλιο σωρού, είναι πιο πιθανό να συμβεί γεωτεχνική βλάβη παρά δομική βλάβη, είναι ακόμη απαραίτητο να διενεργηθεί αυτός ο έλεγχος για μέτρα ασφαλείας.

Βελτιστοποίηση

A structural engineer should always prioritize safety in designing any type of structure. Ωστόσο, engineers may also optimize their design by experimenting with different pile sizes, and reinforcement layouts, resulting in a reduced total amount of materials and the overall cost of the structure without compromising safety and still maintaining the minimum standards required by the code.

Περίληψη

Η διαδικασία σχεδιασμού θεμελίωσης πασσάλων περιλαμβάνει γενικά καλή ερμηνεία δεδομένων γεωτεχνικής τοποθεσίας, modeling and analysis of the superstructure through an FEA software, generating support reactions, foundation design checks, and optimization to come up with a safe and economical design.

Δωρεάν αριθμομηχανή σκυροδέματος

I hope this tutorial has helped you understand more about pile foundation design. Ρίξτε μια ματιά στο δικό μας Δωρεάν αριθμομηχανή σκυροδέματος, μια απλοποιημένη έκδοση του Λογισμικό σχεδιασμού SkyCiv Foundation, ή εγγραφείτε σήμερα για να ξεκινήσετε με το λογισμικό SkyCiv!

Σας βοήθησε αυτό το άρθρο?
Ναί Οχι

Πώς μπορούμε να βοηθήσουμε?

Μεταβείτε στην κορυφή