Calcul indépendant des fondations en bandes de A à Z

Le calcul des fondations en bandes est un processus complexe et plutôt laborieux auquel doivent faire confiance exclusivement les professionnels titulaires d'une licence d'État pour effectuer de tels travaux. Cependant, avec la construction indépendante de bâtiments de faible hauteur, il est tout à fait possible de le faire vous-même, en effectuant vous-même les calculs nécessaires, car le travail d'un spécialiste en conception coûte très cher. Dans cette publication, la méthodologie de calcul de la fondation du type en bande, exposée dans SP 20.13330.2011 et SP 22.13330.2011, sera examinée en détail.

Brèves caractéristiques et caractéristiques de conception

Ce type de socle est une structure unique en forme de ruban, située sous tous les murs porteurs du bâtiment.

Selon la profondeur d'occurrence, les fondations en bandes peuvent être:

• enterré en dessous du point de congélation du sol;
• peu profond (MZLF) avec une profondeur moyenne de 0,5 m;
• pas enterré.

La profondeur est considérée comme la hauteur de la structure porteuse depuis le niveau de la planification jusqu'à sa «base».

Structurellement, les bases de type ruban peuvent être:

• monolithique;
• équipes nationales.

La structure de la fondation monolithique est un ruban en béton armé monolithique. Les fondations préfabriquées sont construites à partir de blocs de béton, de briques ou de moellons. Dans la construction moderne, des fondations monolithiques sont le plus souvent érigées, ce qui permet de répartir uniformément la charge sur le sol, empêchant leur destruction. Les fondations préfabriquées sont moins fiables, bien qu'elles nécessitent moins d'investissement dans la construction.

Calcul de la fondation en bande: une méthode pour déterminer la capacité portante du sol

Tous les calculs sont effectués après réception du projet en mains avec un cahier des charges pour le bâtiment utilisé et les matériaux de fixation nécessaires à la construction et à la finition de la structure.

Le calcul des paramètres de fondation par cette méthode est effectué en trois étapes:

1. Collecte de charges sur la fondation en bande.
2. Détermination des paramètres (largeur du ruban et des "semelles", hauteur, profondeur) de la fondation.
3. Calcul de l'ébauche possible.

Une autre étape qui n'est pas indiquée dans la méthodologie, mais qui peut être nécessaire lors de la réalisation des calculs de la fondation en bande, est la réalisation de travaux pour corriger les données obtenues. Examinons chaque étape plus en détail.

Collecte de données primaires

Lors de la détermination de la charge sur la base, il est nécessaire de prendre en compte:

• la masse de la structure;
• poids estimé de la fondation en bande;
• la masse du remplissage du bâtiment (équipements, personnes, mobilier, etc.);
• facteur de charge de neige et de vent.

La masse du bâtiment est calculée en additionnant le poids de tous les matériaux de construction utilisés dans la construction de la maison, en tenant compte des caractéristiques des matériaux utilisés. Pour simplifier les calculs, nous vous recommandons de vous familiariser avec le tableau, qui montre les charges sur les fondations des murs, des planchers et des toits en divers matériaux de construction.

Utilisez le tableau suivant pour déterminer les charges de neige dans une région spécifique:

Pour les résidents ukrainiens, ce tableau ressemblera à ceci:

En fonction de la structure du toit (angle d'inclinaison), les données tabulaires peuvent nécessiter l'utilisation d'un facteur de correction:

• jusqu'à 25 ° - le coefficient est 1;
• 60 ° et plus - le coefficient n'est pas pris en compte.

Pour calculer la charge de neige sur la fondation, vous devez: déterminer votre région sur la carte, le poids de la couverture de neige par 1 m² toit, un coefficient qui prend en compte l'angle de la pente, puis multiplie la surface du toit par les données obtenues.

Lors de l'utilisation de solutions architecturales classiques pour la construction de faible hauteur, les charges de vent sur la base de la structure peuvent être ignorées.

Calcul de la hauteur de la fondation en bande

La hauteur de la bande de fondation est la somme des paramètres, y compris les données suivantes:

• la profondeur de la pose, en tenant compte du type de sol, du niveau des eaux souterraines et du gel du sol dans une région particulière;
• la hauteur du sous-sol.

Pour déterminer la profondeur recommandée de la fondation en bande, en fonction du sol, utilisez le tableau:

Pour contrer les forces de soulèvement, il est nécessaire d'approfondir la base 15-20 cm en dessous du point de congélation.

Par exemple, considérons le calcul de la hauteur estimée de la base, à condition que la profondeur de gel du sol dans la région soit de 1,5 m; la hauteur estimée du sous-sol est de 0,5 m.

Les calculs de la hauteur de la base sont les suivants: 1,5 + 0,5 + 20 cm (la profondeur de pose recommandée est inférieure au point de congélation) = 2,2 m.

Calcul de la largeur du "pied" de la fondation en bande

Le calcul de ce paramètre dépend du matériau utilisé dans la construction du "caisson", de la longueur et de l'épaisseur des murs porteurs. Une version simplifiée du calcul de la largeur de la bande - en utilisant les données moyennes indiquées dans le tableau ci-dessous:

Pour des calculs plus précis de la largeur de la "semelle" du ruban, vous pouvez utiliser la formule:

Où:

• 1.3 - facteur de sécurité de charge;
• P est la masse totale du bâtiment avec la fondation en kg;
• L est la longueur du ruban de fondation en cm;
• R_o - résistivité du sol.

Connaissant les paramètres de la bande, vous pouvez facilement calculer le volume de la base de la bande. Cela se fait comme suit: il faut multiplier la longueur du ruban par sa largeur et sa hauteur.

Il faut comprendre que la structure de fondation peut ne pas avoir une section transversale constante. Dans certains cas, la section de la fondation en bande peut être réalisée sous la forme d'un parallélépipède avec une surface extérieure inclinée pour une meilleure résistance aux forces de soulèvement. Une section transversale en forme de T avec une «base» étendue (bande avec une base étendue) est érigée afin d'économiser du matériau.

Pour déterminer la masse de la structure porteuse, le volume du ruban doit être multiplié par son poids spécifique, en tenant compte des matériaux utilisés pour sa construction.

Calcul de la charge du sol

Comment calculer une fondation en bande pour la charge de la structure sur le sol? Ce n'est pas difficile à faire: vous devez diviser la masse totale de la structure (le poids de la maison, le remplissage du bâtiment, la charge de neige) par la surface de base en cm².

Pour trouver la surface de la structure porteuse, vous devez multiplier sa longueur par sa largeur.

Les données obtenues sont comparées à la résistivité du sol R₀ kg / cm², sur lequel la construction du bâtiment est prévue.

Un exemple de calcul d'une fondation pour la capacité portante

Supposons que la masse totale de la structure (murs, toit, fondation, remplissage), compte tenu des charges de neige et de vent, soit de 400 mille kg. La surface de base est de 100 mille cm² (longueur de ruban 4 mille cm; largeur - 25 cm.) Pour obtenir des données sur la charge spécifique de la structure par cm² la masse totale de la maison doit être divisée par la superficie de la base. 400000 kg / 100000 cm² =4.

Nous déterminons le type de sol sur lequel la construction est censée s'appuyer sur le tableau afin d'obtenir des données sur sa capacité portante. Ensuite, tout est simple: on compare l'indicateur calculé et la capacité portante du sol. Il faut que la condition soit remplie: P≤ R_o où Р est la masse totale de la structure, R_o - résistivité du sol. Si les données du tableau sont supérieures ou égales aux données calculées, il n'est pas nécessaire de procéder à des ajustements.

Si la condition n'est pas remplie, alors pour corriger la largeur de la semelle augmente de 10 cm et les calculs de la masse et des dimensions de la fondation sont répétés. Ceci est fait jusqu'à ce que la condition P≤ R_o ne sera pas exécuté.

Calcul des matériaux

Afin de savoir exactement combien de mélange de béton sera nécessaire lors de la construction de la base de la maison, vous devez calculer le volume du ruban de fondation. Comment calculer la capacité cubique d'une fondation en bande? Il est nécessaire de multiplier les indicateurs du ruban de fondation obtenus lors des calculs, à savoir la longueur, la largeur et la hauteur de la base. Par exemple: la longueur du ruban est de 40 m. La largeur est de 25 cm, la hauteur est de 2,2 m. En multipliant les données obtenues, nous obtenons la valeur 22 m.³... Lors de la commande béton se concentrer sur ce chiffre, plus 10% du stock.

Pour calculer l'ordre de la quantité de ferraillage, vous devez savoir:

1. Le diamètre minimum autorisé des tiges longitudinales, en fonction de la section transversale du ruban.
2. Le nombre de ceintures blindées avec le nombre minimum autorisé de rangées de tiges longitudinales.
3. Diamètre de la barre transversale.
4. Pas de barres de renforcement transversales.
5. Longueur du chevauchement des tiges.
6. Poids de la cage de renfort.

Tous les calculs sont effectués sur la base des données normatives données dans le SP 52-101-2003. Pour simplifier les calculs, vous pouvez utiliser les services d'un calculateur en ligne.