Распространение опор, также известный как изолированные или площадочные фундаменты, представляют собой неглубокие фундаментные элементы, предназначенные для распределения сосредоточенных нагрузок от колонн или столбов на большую площадь грунта.. Это предотвращает разрушение несущей способности грунта и обычно используется в небольших и средних конструкциях, таких как жилые дома.. Раскладные фундаменты могут быть армированными и неармированными., в зависимости от нагрузки и требований окружающей среды.

Распространенный фундамент на сегодняшний день является наиболее экономичным решением для передачи нагрузки на почву.. Потому что почва, как правило, намного слабее, чем поддерживаемые колонны., должно быть продемонстрировано, что оно способно противостоять возникающим напряжениям и что последующие осадки являются разумными для конструкции и ее цели.. Если почва недостаточно прочная, тогда следует проанализировать другие решения, такие как свайные фундаменты, которые имеют большую площадь для распределения нагрузок или сваи, которые передают напряжения на более глубокие и более устойчивые слои грунта..

• Простые опоры: Чаще всего используется; прямоугольный или квадратный.
• Ступенчатые опоры: Используется для более высоких нагрузок..
• Наклонные опоры: Также для более высоких нагрузок.

фигура 1: Типы раздвижных фундаментов

Ступенчатые и наклонные опоры в основном используются для более высоких нагрузок толщиной более 3 или 4 футов., но из-за увеличения трудозатрат, их использование в настоящее время менее частое.

По отношению к материалу, раскладные фундаменты можно разделить на две группы:

• Гладкие бетонные фундаменты идеально подходят для более легких конструкций и малоэтажных зданий с устойчивыми несущими грунтами..
• Железобетонные фундаменты используются там, где действуют более тяжелые нагрузки или где требуется долговечность из-за воздействия окружающей среды.. Их применяют в более тяжелых конструкциях, где несущая способность грунта достаточно низкая..

Раздвижные фундаменты обычно выдерживают сосредоточенные нагрузки сжатия под отдельными колоннами.. Фундамент должен быть рассчитан так, чтобы выдерживать все приложенные учтенные нагрузки и вызванные реакции., которые включают осевые нагрузки, горизонтальные поперечные силы, и моменты у основания. Несущая способность грунта проверяется с использованием допустимого давления на грунт, определенного на основе имеющихся данных об объекте, и геотехнического анализа с использованием неучтенных эксплуатационных нагрузок., включая мертвых, жить, ветер, или сейсмические нагрузки, учитывая критические комбинации.

Изгибную арматуру обычно размещают в нижней части фундамента, где возникают растягивающие напряжения из-за реакции грунта при приложении сжимающей осевой нагрузки к колонне.. Конструкция упрощена, предполагая, что основание жесткое, а поведение грунта упругое..

Основное направление всегда определяется параллельно длинной стороне фундамента.. Вторичное направление обычно перпендикулярно основному направлению и параллельно другой стороне фундамента.. Дополнительно, армирование также должно предотвращать усадку и изменения температуры, которые учитываются при минимальной площади армирования..

Виды разрушения распорного фундамента можно классифицировать как разрушения грунта., провалы стабильности, и структурные сбои.

Разрушения грунта группируются как разрушения опор грунта. (как показано на рисунке 2), но они также могут включать в себя отказы в эксплуатации, связанные с чрезмерными дифференциальными осадками между соседними опорами или связанные с полными осадками.. Расчеты происходят в два этапа, первый из них представляет собой немедленное урегулирование, а второй - долгосрочное урегулирование., известный как консолидация.

Предельные состояния, регулируемые конструкцией, включают разрушение при одностороннем сдвиге., неудача при ударе, разрушение при изгибе, выход из строя подшипника, и неадекватное крепление. Некоторые из них описаны на рис. 2.

В завершение, также следует проверить провалы стабильности, которые не зависят от несущей способности грунта.

фигура 1: Некоторые виды отказов в раздвижных фундаментах

Проектирование раздвижных фундаментов включает в себя несколько этапов из-за различных параметров и переменных, влияющих на конечные размеры и характеристики..

шаг 1: Геотехнические исследования и соображения

Проектирование фундаментов обычно требует определения поведения и деформируемости грунта под фундаментом, связанной с напряжениями.. Для этого, необходимо определить геотехнические свойства грунта, например, гранулометрический состав, классификация почв, пластичность, сжимаемость, и прочность на сдвиг. Целью данного исследования является определение пригодности различных типов фундаментов и несущей способности грунтов.. Обычно это делается путем расчета предельной несущей способности и анализа расчетов, который определяет допустимое давление подшипника. (Q_а ) во избежание любого рода повреждений подшипников грунта. Если подтверждена пригодность накладного фундамента, инженер может продолжить следующий шаг.

Помимо несущей способности грунта, система фундамента должна быть защищена от опрокидывания, скольжение, и избегать чрезмерного подъема из-за эксцентриситета в обоих основных направлениях.

шаг 2: Определять базовая территория.

В США, это определяется с использованием допустимого напряжения и комбинаций рабочих нагрузок.. Предполагаемые значения несущей способности (Таблица IBC 1806.2) также можно использовать, если разрешено. Допустимое напряжение обычно включается в геотехнический отчет., с учетом несущей способности и возможных расчетов. На раздвижной основе, напряжение грунта для фундамента с осевой нагрузкой (п) и моменты (Mx, Mz) в основании можно рассчитать, как показано на рисунке 3. Показанное уравнение действительно только в том случае, если вся база сжата., что не всегда так, главным образом, когда приложенные моменты велики. В таком случае, существует несколько моделей, которые можно использовать для выполнения анализа. Самый простой — линейное распределение давления грунта под жестким основанием.. Несколько авторов (то есть, Беллос и Бакас) разработали решение для определения максимального давления на грунт. Конечная цель – найти зону опоры, где максимальное напряжение меньше определенного допустимого напряжения. (Q_{Максимум}<Q_а ).

фигура 3: Почвенные стрессы

шаг 3: Определение толщины основания и расчет изгибаемой арматуры.

Определение толщины основания и расчет изгибаемой арматуры. Обычно это делается методом проб и ошибок, чтобы избежать структурных сбоев.. В таком случае, принята толщина фундамента, а затем проверяется на прочность на изгиб и сдвиг. На этом этапе, основание должно быть рассчитано на изгибающие моменты, односторонний и двусторонний сдвиг, вызванный давлением грунта из-за учтенных нагрузок. Минимальная глубина 6 следует учитывать (Аси 318-19 с13.3.1.2), и минимальное бетонное покрытие, равное 3 для бетона, уложенного на землю и постоянно находящегося в контакте с ней (Аси 318-19 с20.5.1.3.2). Также важно учитывать минимальную толщину фундамента, исходя из развития стержней, начинающихся от грани колонны..

фигура 4: Распространение опорных моментов

Если проанализировать диаграмму изгибающих моментов (см. рисунок 4) для квадратного фундамента только с сжимающей осевой нагрузкой в ​​колонне в центре, оказывается, что максимальный момент в ленточном фундаменте возникает под серединой колонны, но испытания показали, что это не правильно из-за жесткости колонны. Код ACI предполагает (Аси 318-19, с13.2.7.1) расчет его на грани колонны для железобетонных колонн или на участке на полпути от грани колонны до ее центра для каменных или монолитных бетонных колонн.. В расчетах, необходимо учитывать только восходящее давление, вызванное внешними нагрузками, приложенными к фундаменту. Собственным весом и массой вскрышного грунта следует пренебречь.. Для расчета конструкции следует использовать только чистые давления на фундамент..

Если основание стены нагружено до разрушения при сдвиге, разрушение произойдет не в вертикальной плоскости на грани колонны, а под углом примерно 45° к грани колонны., поэтому критическое сечение сдвига рассчитывается на расстоянии «d» от грани (МСА 318-19c13.2.7.2), «d» — эффективная глубина, см. рисунок 4. Эффективная глубина рассчитывается как:

где h – толщина плиты фундамента, с это обложка, db - диаметр стержня. Обратите внимание, что во вторичном направлении, эффективная глубина должна также включать диаметр стержня основной арматуры.

Как только максимальный изгибающий момент (В) на критическом сечении определено, необходимая площадь армирования (В качестве) определяется так же, как и любой изгибаемый элемент. Хоть фундамент и не балка, желательно, чтобы он был пластичным на изгиб, и это можно сделать, ограничив чистую растягивающую деформацию в растянутой арматуре. (εt) до значения, большего, чем εty + 0.003 (Аси 318-19 с21.2.2, εty равен f_и/Е_s).

При прежнем предположении, Требуемую площадь армирования можно рассчитать по следующим уравнениям:

прочность армирования, Es – модуль упругости стальной арматуры.. Проверка изгиба обычно выполняется в обоих направлениях..

Односторонняя прочность на сдвиг обычно рассчитывается только с учетом вклада бетона.. В общем-то, по соображениям стоимости, не рекомендуется использовать поперечную арматуру. Следовательно, сдвиг, рассчитанный на критическом участке сдвига, должен быть больше, чем прочность, которой сопротивляется бетон.. Он рассчитывается по уравнению, приведенному в таблице 22.5.5.1(с) (Аси 318-19 c22.5.51)

​Где ρw – коэффициент армирования, равный As/(б × д,) λ — коэффициент модификации, отражающий пониженные механические свойства легкого бетона., φ — коэффициент уменьшения сдвига..

шаг 4: Двусторонняя проверка на сдвиг

Как только будет подтверждено, что толщина фундамента устойчива к изгибу и одностороннему сдвигу., и принятое армирование больше требуемого, мы можем продолжить следующий шаг, проверка пробивные ножницы (Онлайн-калькулятор фундамента для бетонных подушек).

Проверка проводится с напряжениями и, аналогично одностороннему сдвигу, критерий состоит в том, чтобы избежать любого армирования на сдвиг по экономическим причинам.; следовательно, учитывается только прочность бетона. Прочность определяется в соответствии с ACI. 318-19 с22.6.5.

Где v_U - касательное напряжение в критическом сечении, φ — коэффициент уменьшения, а v_с прочность бетона на сдвиг. Рассчитывается по табл. 22.6.5.2

где λ_s это размерный фактор, λ — коэффициент модификации, отражающий пониженные механические свойства легкого бетона., β — соотношение длинных и коротких сторон колонны или площади сосредоточенной нагрузки, а f’c — заданная прочность бетона на сжатие.. bo — периметр критического сечения, который обычно определяется на расстоянии d/2 от граней колонны.. Важно отметить, что напряжение сдвига (v_U) следует рассчитывать с учетом также момента, передаваемого колонной фундаментной плите согласно ACI 318-19 с8.4.4.2

шаг 5: Расчет передаточных сил.

Должны быть проверены вертикальные и горизонтальные силы, передаваемые на фундамент за счет опирания бетона или комбинации несущей и сопряженной арматуры.. Это требование подробно описано в разделе 22.8 ACI 318-19:

Где А₁ это загруженная область, А₂ площадь нижнего основания наибольшей усеченной пирамиды, конус. Стороны пирамиды, конус, или конический клин должен иметь наклон 1 вертикально к 2 горизонтальный. А φ — коэффициент приведения.

шаг 6: Детализация

Последний шаг посвящен деталям армирования как минимальному и максимальному расстоянию., длина разработки до критических участков. Подробности приведены в главе 25 ACI 318-19.

Ленточные фундаменты тесно связаны с ленточными фундаментами, поскольку оба они представляют собой неглубокие фундаменты, которые часто используются в небольших и средних сооружениях из-за их низкой стоимости.. Обычно, strip footings are long and rectangular in shape, в то время как опоры площадок квадратные, прямоугольный, или круговой. По поддерживаемой нагрузке, ленточные фундаменты нормально работают при линейных нагрузках, при этом подошвенные фундаменты работают с сосредоточенными нагрузками.

В отношении дизайна, все проверки, выполняемые для ленточных фундаментов, также следует проводить и для ленточных или ленточных фундаментов.. Распространенные фундаменты также требуют дополнительных проверок., например, двусторонняя проверка на сдвиг или проверка на перфорацию, that do not occur in strip footings.

• Раскладные фундаменты экономичны и широко используются для неглубоких фундаментов..
• Важное значение имеет правильное геотехническое исследование..
• Проектирование должно учитывать нагрузку на почву., урегулирование, структурная прочность, и стабильность.
• Следуйте за ACI 318-19 для всех проверок и детализации.

• Аси 318-19: Требования Строительных норм для конструкционного бетона
• Таблица IBC 1806.2: Предполагаемые значения несущей способности
• красивый, Дж., & След, N. (2017). Комплексное аналитическое решение для линейного распределения давления грунта под жесткими прямоугольными распорными фундаментами. Международный журнал геомеханики, 17(7), 04017005. Дои:10.1061/(топоры)гм.1943-5622.0000874.
• CRSI, Руководство по дизайну на ACI 318 Требования Строительных норм для конструкционного бетона, CRSI (2020).
• Железобетон: Механика и дизайн, 6-е издание Джеймса К.. Уайт, Джеймс Джи. Макгрегор.

Различные входные данные требуются для завершения проверки проектирования для ножек прокладки. Входные данные включают в себя:

• Размеры опоры и материал
• загрузка
• Бетонные свойства
• Армирующие свойства
• Геотехнические параметры

После того, как все поля заполнены, нажмите кнопку "Бегать" кнопка в правом верхнем правом.

Программа рассматривает проверки устойчивости на почву на основе, подверженная вертикальной нагрузке и двухосным моментам. К тому же, Он выполняет конкретную конструкцию на основе метода окончательной прочности в соответствии с ACI 318-19. Давление в почве рассчитывается с использованием раствора Беллос и Бака, и основание предполагается, что они совершенно жесткие с постоянной толщиной. Давление также может быть рассчитано, когда только часть опоры находится в контакте с почвой. Это особенно полезно для ног с небольшими вертикальными нагрузками и большими моментами, такие как случай ножек по углам зданий под боковыми нагрузками.

Максимальный эксцентриситет, переворачивание, и скользящие чеки выполняются этим программным обеспечением для спреды.. Последняя проверка не включает вклад пассивного давления. Всегда желательно избегать концентрации напряжений в почве, и, следовательно, программа имеет статус предупреждения, когда результирующее. В экстремальных случаях, когда эксцентриситет нагрузки генерирует соотношение максимального напряжения по сравнению с. Средний стресс больше, чем 6, Программа разброса, программа сплава запускает ошибку из -за большой концентрации напряжений и возможного большого вращения опоры. В таких случаях, Пользователю рекомендуется увеличить опору, чтобы иметь лучшее распределение напряжений или использовать другие решения, так как ножки ремней не рассматриваются в объеме этого инструмента.

• • Калькулятор емкости подшипника
  • Калькулятор стабильности боковой свай
  • Бетонный калькулятор колонны
  • Бетонский калькулятор долговечности
  • Калькулятор проектирования плиты на уклоне
  • Калькулятор ленточного фундамента
  • Калькулятор продавливания
  • Калькулятор расчета винтовых свай
  • КАК 2870 Калькулятор проектирования плиты на уклоне