Jak obliczyć wymaganą liczbę stosów śrubowych?

Fundament to podstawa budynku, a jego prawidłowe obliczenie jest podstawą długowieczności całej konstrukcji. Aby obliczyć wymaganą liczbę pali śrubowych, ich szerokość i inne parametry wymagane do budowy fundamentu, należy przestrzegać sprawdzonej znormalizowanej metody. Zawiera zestaw formuł, w których należy zastąpić dane geodezyjne o specyfice danego obszaru oraz wartości tabelaryczne odpowiadające wymaganym parametrom fundamentu. Aby obliczyć liczbę stosów śrub do fundamentu w prywatnym domu, należy zagłębić się we wszystkie cechy i subtelności obliczeń.

Posadowienie na palach śrubowych to doskonałe rozwiązanie na tereny o trudnym ukształtowaniu terenu, które ponadto ma rozsądną cenę. Specyfika tej technologii pozwala na montaż podpór w ciągu 3 dni i jednocześnie gwarantuje niezawodność posadowienia na co najmniej 100 lat. Aby uzyskać wynik wysokiej jakości, należy wziąć pod uwagę wszystkie czynniki związane z procesem technicznym: równomierny rozkład obciążenia, charakterystykę gleby, głębokość zamarzania gleby, obecność i specyfikę wód gruntowych itp.

W wyniku wszystkich obliczeń pojawiają się dane, które dają odpowiedzi na pytania takie jak:

• wymagana wysokość pali śrubowych;
• średnica pala śruby;
• głębokość ich instalacji;
• wymagana liczba stosów śrubowych;
• całkowity koszt materiałów.

Projektowanie to zawsze pierwszy krok w każdej pracy.

Do obliczeń można użyć znormalizowanej metody dla pali śrubowych opisanej w SNiP 2.02.03–85. Opiera się na danych geodezyjnych dla określonego kawałka terenu.

Zawierają one następujące informacje:

• opis reliefu terenu;
• skład i gęstość gleby;
• poziom wód gruntowych;
• głębokość zamarzania gleby;
• sezonowe opady w regionie rozwoju.

Na podstawie tych danych obliczana jest liczba pali śrubowych dla fundamentu (K).

Do obliczeń potrzebne są następujące wskaźniki:

• całkowite obciążenie fundamentu (P), które jest sumą mas wszystkich użytych materiałów;
• współczynnik bezpieczeństwa (k), który jest wskaźnikiem korygującym wartość całkowitego obciążenia pali;
• nośność gruntu – wartość tabelaryczna;
• powierzchnia pięty pala, która jest wprost proporcjonalna do jego średnicy, jest wartością tabelaryczną;
• maksymalne dopuszczalne obciążenie (S), wskaźnik dla jednego stosu jest wartością tabelaryczną.

Współczynnik niezawodności (k) koreluje z całkowitą liczbą pali i ma odpowiednie wartości:

• k = 1,4, jeśli stosy mają od 11 do 22 sztuk;
• k = 1,65 - od 5 do 10 sztuk;
• k = 1,75 - od 1 do 5 sztuk.

Każdy stos przenosi obciążenie równe całkowitemu obciążeniu podzielonemu przez liczbę podpór. Im są mniejsze, tym silniejsze obciążenie jednego stosu i tym szybciej popada w ruinę, a wraz z nimi cały fundament i dom.

Stosując powyższy wzór, współczynnik dla pali śrubowych, obliczanie obciążeń i dalsza konstrukcja nie wiąże się ze szczególnymi trudnościami.

W ostatecznych obliczeniach konieczne jest rozłożenie obciążeń pod konstrukcje wsporcze i punkty krytyczne z nadmiernym naciskiem na fundament, biorąc pod uwagę:

• rodzaj stosów (wiszące lub stojaki);
• szerokie rzesze;
• wartości siły toczenia.

Przy obliczaniu fundamentu śrubowego i wywieranych na niego obciążeń należy wziąć pod uwagę następujące wskaźniki:

• całkowita masa konstrukcji (stała), mierzona w kilogramach, to suma mas takich elementów:
  • ściany i ścianki działowe;
  • nakładanie się;
  • dachy;
• dodatkowe obciążenia (tymczasowe, zmienne):
  • masa śniegu na dachu;
  • masa wszystkich przedmiotów w domu: mebli, wyposażenia, materiałów wykończeniowych i mieszkańców (średnia wartość 350 kg/mkw.);
• obciążenia dynamiczne o charakterze krótkotrwałym wynikają z efektów:
  • podmuchy wiatru;
  • procesy sedymentacyjne;
  • wahania temperatury.

W zależności od budowy (kształtu) pala śrubowego różni się specyfika jego zastosowania.

Są takie popularne typy:

• shirokoplastny z końcówką odlewaną - stosowany do małych budynków o prostej glebie;
• wielowarstwowy z kilkoma lemieszami na różnych poziomach - stosowany przy zwiększonym obciążeniu na trudnym podłożu;
• o zmiennym obwodzie - produkt wąskoprofilowy do określonych warunków;
• wąski plastik z odlewaną końcówką zębatą - stosowany w wiecznej zmarzlinie i glebie skalistej.

Istnieje kilka głównych cech technicznych pali śrubowych.

Obejmują one:

• długość lufy i materiał do produkcji;
• średnica pala;
• różnorodność ostrzy i sposób ich mocowania do lufy.

Pale produkowane są o znormalizowanych wymiarach do wykonywania odpowiednich zadań:

• 89 mm (średnica ostrza 250 mm) - przy obciążeniu projektowym jednej podpory nie większym niż 5 ton są to głównie jednopiętrowe domy szkieletowe;
• 108 mm (średnica ostrza 300 mm) - przy obciążeniu projektowym na jednym wsporniku nie większym niż 7 ton: jedno- i dwupiętrowe domy szkieletowe, budynki drewniane i konstrukcje z bloków piankowych;
• 133 mm (średnica ostrza 350 mm) - przy obciążeniu projektowym na jednym wsporniku nie większym niż 10 ton: domy z cegły i betonu komórkowego z elementami metalowymi.

Dobór długości pala opiera się na wskaźniku gęstości gruntu: pal powinien być podparty wyłącznie na gruntach stałych.

Również ich długość zależy od dostępnych różnic wysokości na stronie:

• głębokość gliny jest mniejsza niż 1 metr - długość pryzm wynosi 2,5 metra;
• przy luźnych glebach lub ruchomych piaskach długość stosu zależy od głębokości zanurzenia wiertła w twardych warstwach;
• w przypadku nierówności terenu różnica długości stosów może wynosić od 0,5 metra lub więcej, w zależności od konkretnego przypadku.

Wartości tabelaryczne położenia podpór względem siebie obejmują następujące wartości:

• od 2 do 2,5 metra - dla domów o konstrukcji szkieletowej i budynków blokowych;
• 3 metry - dla budynków wykonanych z drewna lub bali.

Podczas układania pali fundamentowych w celu równomiernego rozłożenia obciążeń należy wziąć pod uwagę następujące zasady ich umieszczania:

• w każdym zakątku domu;
• w miejscu przecięcia ściany nośnej i przegrody wewnętrznej;
• w pobliżu portalu wejściowego;
• w obwodzie budynku w odstępach co 2 metry;
• co najmniej 2 stosy pod kominkiem;
• pod ścianą nośną, w miejscu balkonu, antresoli lub podobnej konstrukcji.

Ruszt jest elementem fundamentowym, niezbędnym do równomiernego rozłożenia obciążenia wywieranego przez konstrukcję na fundament. Aby zapewnić niezawodność rusztu, konieczne jest obliczenie szeregu parametrów, a rodzaj rusztu nie ma znaczenia.

Obliczenia obejmują:

• siła wykrawania fundamentu;
• siła wykrawania działająca na każdy narożnik z osobna;
• siła zginająca.

W przypadku zastosowania wysokiego rusztu, cały ładunek jest przyłożony do stosów. Obciążenie pionowe działa od dołu, obciążenie odkształcające działa z boku. Takie obliczenia są bardzo złożone i wymagają fachowej wiedzy. Do obliczeń należy stosować standardy indywidualnej konstrukcji.

Określają one następujące normy:

• podpory można połączyć z rusztem na dwa sposoby: sztywny i swobodny;
• głębokość wejścia głowicy pala do rusztu wynosi co najmniej 10 cm;
• odległość między ziemią a rusztem wynosi co najmniej 20 cm;
• grubość rusztu nie może być mniejsza niż grubość ścian i wynosi co najmniej 40 cm;
• ruszt musi mieć wysokość większą niż 30 cm;
• ruszt jest wzmocniony zbrojeniem wzdłużnym i poprzecznym o przekroju pręta od 10 do 12 mm.

Przykład ten służy do szczegółowego pokazania zastosowania wzorów w obliczeniach fundamentu palowo-śrubowego.

Początkowe dane dla domu o obwodzie 10x10 to:

• dom zbudowany w technologii szkieletowej, dach pokryty łupkiem, ganek;
• wymiary fundamentu - 10x10, wysokość budynku - 3 metry;
• wewnątrz zainstalowane są dwie przegrody, które krzyżując się dzielą pomieszczenie na 3 pokoje;
• nachylenie dachu - 60 stopni;
• rama wykonana jest z pręta o przekroju 150x150;
• ruszt wykonany jest z pręta o przekroju 200x200;
• ściany wykonane są z paneli SIP.

Następnie wykonywane są obliczenia następujących elementów konstrukcyjnych:

• powierzchnia ściany:
  • nośniki: 10 * 3 * 4 = 120 mkw. m;
  • partycje: 10 * 3 + 5 * 3 = 45 kw. m;
• masa ścian (masa 1 m2 ściany z pręta i przegrody pobierana jest z tabeli wartości średnich):
  • nośność: 50 kg * 120 = 6000 kg;
  • przegrody: 30 kg * 45 = 1350 kg;
  • łącznie: 6000 + 1350 = 7350 kg;
• masa podłóg na 100 m2. m .:
  • piwnica: 150 kg * 100 = 15000 kg;
  • strych: 100 kg * 100 = 10 000 kg;
  • dach: 50 kg * 100 = 5000 kg;
  • łącznie: 15 000 * 10 000 + 5000 = 30 000 kg;
• masa dodatkowych elementów (wewnętrzna zawartość domu, rodzaj sprzętu AGD, wykończenia, liczba mieszkańców itp.), przyjmuje się średnią tabelaryczną dla 1 metra kwadratowego. mw 350 kg:
  • 350 * 100 = 35 000 kg;
• całkowita masa budynku:
  • 35000 + 30 000 + 7350 = 72 350 kg;
• na przykład przyjmuje się współczynnik bezpieczeństwa 1,4;
• maksymalne obciążenie pięty pala o średnicy 300 mm wynosi 2600 kg pod warunkiem, że opór gruntu wynosi 3 kg/cu. cm (gleba o średniej gęstości, występowaniu głębokiej wody i poziomie zamarzania nie większym niż 1 metr);
• Liczbę pali obliczamy według wzoru K = P * k / S: K = 72350 * 1,4 / 2600 = 39 pali.

W procesie obliczania liczby pali i ich rozmieszczenia na całym obszarze fundamentu istnieje wiele drobnych cech, z których każda w taki czy inny sposób wpływa na poprawę końcowego wyniku:

• podczas instalowania fundamentu z pali śrubowych na złożonej niestabilnej glebie, w celu wzmocnienia konstrukcji wsporczej, stosuje się taśmę za pomocą metalowego kątownika lub kanału na poziomie piwnicy;
• w przypadku braku danych geodezyjnych do obliczeń lepiej jest użyć parametrów odpowiadających minimalnemu obciążeniu projektowemu, to znaczy stworzyć maksymalny współczynnik bezpieczeństwa;
• aby poprawić jakość obliczeń, oprócz formuł i danych tabelarycznych warto skorzystać z programu do projektowania: przeliczy on wszystkie parametry i odrzuci lub potwierdzi obliczenia ręczne;
• najmniej trwałe stosy mają pnie rur ze szwem ze spawanymi ostrzami;
• zgodnie z normami piwnica nie powinna wznosić się wyżej niż 60 cm nad grunt, a margines długości pala powinien wynosić od 20 do 30 cm.

Podczas instalowania pali na nierównym odcinku zaleca się pozostawienie marginesu długości w zakresie 20-50 cm, aw przyszłości nadmiar można odciąć lub wyciągnąć. Ale jeśli zabraknie, będziesz musiał wjechać na nowy stos.

Aby uzyskać informacje na temat obliczania liczby stosów śrub, obejrzyj poniższy film.