Conception de la fondation: Pourquoi avons-nous besoin de fondations/semelles?
Dans ce tutoriel, nous examinerons brièvement le processus de fondation divers.
Si les structures modernes sont constituées de béton armé, acier, le bois, ou tout autre matériel, ils ont tous besoin de fondations pour les soutenir. Aussi divers types de charges comme une charge morte, charge en direct, Actions du vent, la charge sismique et la charge de neige agissent sur la structure, ces charges sont finalement transférées jusqu'à la fondation, ce qui aide à les transmettre à la terre sous. Il est important de rendre la fondation solide afin de résister à ces charges tout au long de la durée de vie de la structure.
Quelles sont les fondations de base?
Selon la profondeur, nous savons que la fondation peut être peu profonde ou profonde. A fondation de pied Pourquoi avons-nous besoin de fondations/semelles, ils sont principalement construits juste sous le mur ou la colonne de la structure.
Comment fonctionne le mécanisme de transfert de charge dans les structures?
En génie civil, il est important de savoir comment le système de chargement et le chemin de charge fonctionnent dans la structure. Dans toute structure, la charge est appliquée sur la dalle qui est transférée à travers les poutres et à son tour, les poutres transfèrent ces charges sur le poteau qui sont finalement transférées à la fondation.. De là, les charges «sortent» de votre système structurel et sont transférées à la terre ou au sol en dessous. La fondation doit reposer sur des strates dures, Ainsi, dans la plupart des projets structurels, l'excavation est effectuée afin de trouver la couche dure qui aidera la fondation à reposer facilement dessus sans aucun problème de règlement.
Les semelles soutiennent les morts (et autres charges) pour s'assurer que la structure est statique
Comment les fondations de semelle sont conçues?
Dans les temps anciens, la conception des éléments structurels comme les poutres, Colonnes, les dalles ont été réalisées manuellement en utilisant différents ensembles de méthodes pour trouver la force de cisaillement, moment de flexion et autres propriétés diverses agissant sur ces éléments. Mais dans la pratique d’aujourd’hui, la conception d’éléments structurels avec un calcul manuel demandera plus d’efforts et de temps et sera néanmoins sujette à des erreurs humaines dans les calculs.
La conception de la fondation de la semelle repose sur la combinaison de plusieurs processus, notamment:
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ENQUÊTE DE SOL
Avant de concevoir les fondations de toute structure, nous avons besoin d'un rapport d'enquête sur le sol, avec lequel nous connaissons certaines caractéristiques importantes du sol sous-jacent, caractéristiques comme la capacité portante du sol (SBC), différentes couches de type de sol trouvées sous, toutes ces informations aident l'ingénieur à déterminer le type de fondation adapté à la structure.
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ANALYSE STRUCTURELLE
Différents logiciels existent pour effectuer l'analyse structurelle de la structure. Il est obligatoire de faire une analyse structurelle afin de trouver diverses réactions, forces de cisaillement et forces de moment de flexion agissant sur les éléments structurels, en particulier au niveau des supports. Supposons un G + 2, la structure doit être construite, un processus de conception structurelle doit être suivi pour concevoir chaque membre de la structure. Tout logiciel FEA peut être utilisé pour la modélisation et l'analyse structurelle de la structure. Après avoir terminé l'analyse structurelle, nous avons besoin de deux types de données: (1) les réactions des colonnes qui seront reliées aux fondations de la semelle et (2) les positions ou coordonnées des colonnes.
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CONCEPTION DE LA FONDATION
Après avoir analysé et obtenu les réactions de la colonne de fin à partir du logiciel FEA, nous devons concevoir selon les exigences de nos normes locales. Cet art du processus peut être calculé à la main, ou avec l'aide de Logiciel de conception de fondation (Remarque: pour une calculatrice simplifiée, essayez notre gratuit calculatrice de semelle en béton)
Dans le logiciel de conception de fondations, diverses valeurs sont insérées comme entrée comme le type de fondation que vous souhaitez concevoir comme une fondation isolée, qualité du béton, nuance d'acier utilisée et sélection du code structurel à concevoir selon les directives nationales, dans ce cas, vous pouvez sélectionner ACI 318. Importation de la position du poteau et des données de réaction exportées depuis le logiciel d'analyse structurelle.
Certaines des vérifications de conception courantes effectuées lors de la conception d'une semelle en béton:
Vérification de renversement est terminé après avoir trouvé le facteur de sécurité de renversement qui est obtenu en divisant la somme des moments résistants par la somme des moments de renversement. En général, ce facteur doit être supérieur ou égal à 1.5.
Contrôle glissant est terminé après avoir trouvé le facteur de sécurité de glissement qui est déterminé par le coefficient de frottement entre le béton et le sol multiplié par le poids de la semelle divisée par les forces latérales agissant sur la semelle. En général, ce facteur doit être supérieur ou égal à 1.5.
Vérifications structurelles tels que les contrôles de cisaillement unidirectionnels et les contrôles de flexion dans les deux sens, pour s'assurer que la structure en béton est suffisamment solide pour supporter les forces qui lui sont appliquées. Ces calculs de conception structurelle dépendent à nouveau du code de conception (par exemple, les États-Unis utilisent ACI 318).
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OPTIMISATION
Après avoir trouvé les deux facteurs de sécurité du renversement glissant et connaître le coefficient de frottement du sol et du béton, ces valeurs doivent être insérées dans le logiciel de conception pour obtenir la conception finale de la fondation de la semelle. D'ici, un ingénieur compétent essaiera de réduire la quantité de matériau utilisé sous forme de réduction du béton et / ou de l'acier, tout en maintenant les exigences minimales définies par le code de conception.
Les ingénieurs peuvent expérimenter différentes tailles de fondation, disposition des armatures et quantité nécessaire pour trouver un résultat qui rend une conception plus économique, sans compromettre la résistance ou la sécurité de la structure. Il est courant de regarder le résultat directeur et de déterminer pourquoi la structure échoue, puis ajustez une entrée (renforcement, dimension de la semelle) pour améliorer le design.
Résumé
Le processus de conception de la fondation de la semelle dépend de divers processus structurels. Celles-ci incluent une étude du sol, exécution d'une analyse structurelle de la structure du modèle pour obtenir les réactions des colonnes, conception de la fondation et enfin optimisation de la conception. Même si, ceci est une explication très simplifiée des étapes impliquées, il doit donner une bonne indication du processus.
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