Progetto di fondazione: Perché abbiamo bisogno di fondazioni/fondamenti?
In questo tutorial, daremo una breve occhiata al processo di fondazione design.
Se le strutture moderne sono costituite da cemento armato, acciaio, legna, o qualsiasi altro materiale, hanno tutti bisogno di fondamenta per sostenerli. Come vari tipi di carichi come carico morto, carico in tempo reale, carico del vento, il carico di terremoto e il carico di neve agiscono sulla struttura, questi carichi vengono eventualmente trasferiti fino alla fondazione, che aiuta a trasmetterli alla terra sottostante. È importante rendere le fondamenta solide per resistere a questi carichi per tutta la durata della struttura.
Cosa sono le fondamenta?
A seconda della profondità sappiamo che le fondamenta possono essere superficiali o profonde. A fondazione di fondazione è un tipo di fondazione poco profonda che può essere costituita da materiali come muratura in mattoni o cemento, sono principalmente costruiti proprio sotto il muro o la colonna della struttura.
Come funziona il meccanismo di trasferimento del carico nelle strutture?
In ingegneria civile, è importante sapere come funziona il sistema di carico e il percorso di carico nella struttura. In qualsiasi struttura il carico viene applicato sul solaio che viene trasferito tramite travi ea loro volta le travi trasferiscono questi carichi sul pilastro che vengono eventualmente trasferiti alla fondazione. Da qui i carichi "escono" dal tuo sistema strutturale e vengono trasferiti alla terra o al suolo sottostante. Le fondamenta devono poggiare su strati duri, quindi nella maggior parte del progetto strutturale lo scavo viene fatto al fine di trovare lo strato duro che aiuterà la fondazione ad appoggiarsi facilmente su di esso senza problemi di assestamento.
Le basi sostengono i morti (e altri carichi) per garantire che la struttura sia statica
Come vengono progettate le fondamenta?
In passato il design degli elementi strutturali come le travi, colonne, le lastre sono state eseguite manualmente utilizzando diversi set di metodi per trovare la forza di taglio, momento flettente e altre varie proprietà che agiscono su questi elementi. Ma nella pratica odierna la progettazione di elementi strutturali con il calcolo manuale richiederà più tempo e impegno e sarà comunque soggetta a errori umani nei calcoli.
Il design della fondazione di fondazione si basa sulla combinazione di diversi processi, Compreso:
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ANALISI DEL SUOLO
Prima di progettare le fondamenta per qualsiasi struttura abbiamo bisogno di un rapporto di indagine sul suolo, con cui si conoscono alcune importanti caratteristiche del suolo sottostante, caratteristiche come la capacità portante del suolo (SBC), diversi strati di tipo di suolo trovati sotto, tutte queste informazioni aiutano l'ingegnere a determinare il tipo di fondazione adatto alla struttura.
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ANALISI STRUTTURALE
Esistono vari software per eseguire l'analisi strutturale della struttura. È obbligatorio fare un'analisi strutturale per trovare varie reazioni, forze di taglio e forze del momento flettente agenti sugli elementi strutturali, in particolare agli appoggi. Supponiamo un G + 2, la struttura deve essere costruita, un processo di progettazione strutturale deve essere seguito per progettare ogni membro della struttura. Qualsiasi software FEA può essere utilizzato per eseguire la modellazione e l'analisi strutturale della struttura. Dopo aver completato l'analisi strutturale abbiamo bisogno di due tipi di dati: (1) le reazioni delle colonne che saranno collegate con le fondazioni di fondazione e (2) le posizioni o le coordinate della colonna.
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PROGETTAZIONE DELLA FONDAZIONE
Dopo aver eseguito l'analisi e ottenuto le reazioni della colonna finale dal software FEA, dobbiamo progettare secondo i requisiti dei nostri standard locali. Questa arte del processo può essere calcolata a mano, o con l'aiuto di Software per la progettazione di fondazioni (Nota: per una calcolatrice semplificata, prova il nostro gratuito Calcolatrice basamento concreto)
Nel software di progettazione della fondazione, vari valori vengono inseriti come input come il tipo di fondazione che si desidera progettare come fondazione isolata, grado di calcestruzzo, grado di acciaio utilizzato e selezione del codice strutturale da progettare secondo le linee guida nazionali, in questo caso è possibile selezionare ACI 318. Importazione della posizione della colonna e dei dati di reazione esportati dal software di analisi strutturale.
Alcuni dei controlli di progettazione comuni eseguiti nella progettazione di una fondazione in calcestruzzo:
Controllo ribaltamento si completa dopo aver trovato il fattore di sicurezza al ribaltamento che si ottiene dividendo la somma dei momenti resistenti per la somma dei momenti ribaltanti. Generalmente questo fattore dovrebbe essere maggiore o uguale a 1.5.
Controllo scorrevole si completa dopo aver individuato il coefficiente di sicurezza di scorrimento che si ricava dal coefficiente di attrito tra calcestruzzo e suolo moltiplicato per il peso del plinto diviso per le forze laterali agenti sul plinto. Generalmente questo fattore dovrebbe essere maggiore o uguale a 1.5.
Verifiche strutturali come controlli di taglio a una / due vie e controlli di flessione in entrambe le direzioni, per garantire che la struttura in calcestruzzo sia abbastanza forte da supportare le forze ad essa applicate. Questi calcoli di progettazione strutturale dipendono ancora dal codice di progettazione (per esempio gli Stati Uniti usano ACI 318).
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OTTIMIZZAZIONE
Dopo aver trovato sia i fattori di sicurezza dello scorrimento in ribaltamento che il coefficiente di attrito del suolo e del calcestruzzo, questi valori devono essere inseriti nel software di progettazione per ottenere il progetto definitivo della fondazione di fondazione. Da qui, un ingegnere competente cercherà di ridurre la quantità di materiale utilizzato sotto forma di riduzione del calcestruzzo e / o dell'acciaio, pur mantenendo i requisiti minimi stabiliti dal codice di progettazione.
Gli ingegneri possono sperimentare diverse dimensioni della fondazione, disposizione e quantità di rinforzo necessarie per trovare un risultato che renda un progetto più economico, senza compromettere la resistenza o la sicurezza della struttura. È comune esaminare il risultato determinante e determinare il motivo per cui la struttura sta fallendo, quindi regolare alcuni input (rinforzo, dimensione di fondazione) per migliorare il design.
Sommario
Il processo di progettazione della fondazione di fondazione dipende da vari processi strutturali. Questi includono un'indagine sul suolo, esecuzione dell'analisi strutturale della struttura del modello per ottenere le reazioni delle colonne, progettazione della fondazione e infine ottimizzazione del progetto. Sebbene, questa è una spiegazione molto semplificata dei passaggi coinvolti, dovrebbe fornire una buona indicazione del processo.
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