Projetando a Fundação de um edifício (com cálculos)

Depois de ler este artigo, você aprenderá sobre: ​​- 1. Reparos de Fundações 2. Profundidade Mínima de Fundação 3. Liquidação 4. Fundação Grillage 5. Fundação afundando.

Reparos de fundações:

Decaimento, danos e reparos de fundação não são eventos muito comuns dos edifícios. Na verdade, se fundações como rachaduras e fundações profundas, como estacas, jangadas, estacas submergidas, etc., forem danificadas, todo o edifício será afetado e os reparos dessas fundações raramente serão possíveis.

Portanto, a manutenção desses alicerces para manutenção, que não pode ser generalizada, não é necessária, a menos que de outra forma, em alguns casos especiais em que uma parte da fundação possa ter sido danificada e exigir restauração.

No entanto, a deterioração e danos ocorrem em outras fundações de alvenaria superficiais, no todo ou em parte, exigindo reparo e restauração.

Profundidade Mínima da Fundação:

Fundação induz pressão no solo abaixo. Devido à pressão transmitida no solo, um ligeiro movimento descendente de base desenvolve zonas totalmente plásticas e o solo se projeta para fora de ambos os lados da fundação, o que é uma falha geral de cisalhamento. Devido ao deslocamento do solo a partir de baixo, ocorre o assentamento da fundação.

Para combater a agitação ou o deslocamento do solo, é necessária certa carga no topo do solo adjacente à fundação. O solo acima do leito da fundação fornece carga ao solo e o mantém em posição.

A fórmula de Rankine prevê uma agitação mínima do solo:

onde q = intensidade de carga em tonelada / m2

Unit = peso unitário do solo,

θ = ângulo de repouso do solo.

Liquidação da Fundação:

O assentamento de alvenaria rasa ou fundações de edifícios RCC geralmente ocorre. A liquidação pode ser uniforme ou diferencial.

Causas:

O estabelecimento de fundações pode ser devido a:

uma. Capacidade segura inadequada de solo abaixo da fundação,

b. Estressamento excessivo de alvenaria de fundação, que pode ser devido a esmagamento e causando assentamento,

c. Fraquezas locais como cavidade deixada em alvenaria ou lacunas nas juntas de argamassa deixadas inadvertidamente durante a construção,

d. Expor a fundação devido à escavação próxima a ela para colocação de tubulação de drenagem e aterro não realizada adequadamente e, assim, expor a fundação à ação do tempo,

e. Escoamento de drenagem, solo ou canos de abastecimento de água ou água subterrânea da face externa para a face interna através da parede da fundação,

f. A cal utilizada na argamassa dá lugar ao envelhecimento, formando cavidades e, por vezes, estas cavidades aumentam permitindo o acesso aos grandes ratos normalmente classificados como roedores.

g. Movimento durante o terremoto

h. Abaixamento e elevação repetidos do nível da água subterrânea,

Eu. Vibração causada no solo por qualquer atividade na vizinhança,

j. Proporcionar uma profundidade de fundação menor que a exigida pela fórmula de Rankine para profundidade mínima de fundação e

k. Plantando árvores perto do prédio. As raízes dessas árvores extraem umidade do solo e a tornam suscetível a assentamentos. As raízes entram na alvenaria da fundação e provocam rachaduras que levam ao assentamento da fundação. As árvores não devem ser plantadas a uma distância da altura esperada da árvore da estrutura.

Fundação Grillage:

A fundação do solo é um tipo especial de sapata isolada, geralmente fornecida para escoras pesadamente carregadas, especialmente naqueles locais onde a capacidade de suporte do solo é fraca. A profundidade da fundação é limitada a 1, 0 ma 1, 5 m.

A carga da coluna ou escora é distribuída ou espalhada por uma área maior por meio de camadas ou camadas de vigas, sendo cada camada colocada em ângulo reto com a próxima camada. Toda a fundação com vigas é embutida em concreto com cobertura adequada em todos os lados.

As fundações do Grillage são de dois tipos, de acordo com os materiais utilizados para sua construção:

uma. Fundação para aço,

b. Fundação de grillage de madeira.

Fundações de grillage de madeira podem ser usadas abaixo das paredes.

No entanto, se a madeira não for adequadamente temperada e tratada, ela estará sujeita a decomposição antecipada, exigindo substituição e renovação. Nos dias atuais, as fundações de resíduos de madeira estão se tornando obsoletas devido à indisponibilidade de madeira e ao custo proibitivo.

Fundação Afundando:

Reparos devido ao afundamento da fundação são incomuns. No entanto, pode-se encontrar esses casos na prática. Depois de averiguar a causa da falha e de acordo com a natureza e o tipo de construção, o modo de reparos teria que ser decidido em cada caso.

Medidas Preventivas contra a Vegetação:

A vegetação é importante para a vida humana. Assim, o plantio de novas vegetações e sua manutenção é essencial. Mas às vezes, a vegetação convida perigo para as estruturas. A remoção da vegetação também causa não apenas a poluição do meio ambiente, mas causa danos às estruturas que estão surgindo.

Eu. Quando um edifício é fundado em solo encolhível, as árvores particularmente de rápido crescimento não devem ser cultivadas a uma distância da altura esperada da árvore.

ii. Se houver árvores velhas perto de um edifício antigo, a uma distância da altura da árvore, elas não devem ser removidas de uma só vez em uma operação. Se a remoção de árvores for inevitável, isso deve ser feito em etapas.

iii. Quando um local com solo encolhível foi recentemente desenvolvido para a construção de edifícios, limpando as árvores e a vegetação existentes, as obras não devem ser iniciadas até que o solo que foi dessecado pelas raízes das árvores tenha normalizado em relação ao seu teor de umidade.

Exame da Fundação existente para verificar sua capacidade e como reforçá-la se necessário:

Às vezes, torna-se necessário examinar a fundação de um edifício existente para verificar se é seguro ou se seria seguro adicionar um ou mais andares à estrutura existente.

A seção da fundação teria que ser verificada, seja obtendo-a do desenho "construído" ou, na sua ausência, expondo a fundação escavando-a nas laterais e fazendo as medições.

O próximo passo seria verificar a capacidade de suporte do solo próximo à fundação e ao nível básico da fundação, com a devida consideração do solo sobrecarregado.

A carga morta e viva na fundação que vem da estrutura existente, incluindo a fundação, teria que ser computada. A intensidade da pressão no solo abaixo da fundação assim avaliada teria que ser comparada com a capacidade segura de sustentação do solo.

Se a intensidade da pressão for menor que a capacidade de carga segura, a fundação é capaz de transportar mais carga até que a intensidade da pressão permaneça dentro da capacidade de carga segura.

Agora, a carga de piso adicional proposta a ser adicionada é calculada e a seção das paredes de sustentação de carga existentes é verificada com a devida redução da resistência devido ao envelhecimento da estrutura. Se a seção da parede for considerada segura e a fundação também for considerada segura e a intensidade da pressão no solo abaixo da fundação estiver dentro do limite permitido, o piso adicional proposto poderá ser construído.

No entanto, se a fundação for considerada inadequada, ela deverá ser fortalecida com o alargamento da base da fundação, tendo em vista a extensão do desenvolvimento da lâmpada de pressão abaixo. O alargamento da base não é fácil, pois a adição de concreto nos lados da base não a tornaria monolítica com a base existente.

Nesse caso, a solução seria fornecer uma nova base de largura e espessura necessárias, preferencialmente de CCR, logo abaixo da existente. Alternativamente, a fundação pode ser removida em um nível, onde a capacidade de suporte do solo seria maior e construir uma nova fundação completa.

Em ambos os casos, a fundação existente teria que ser aliviada da carga da superestrutura, uma vez que teria que ser demolida. Isso pode ser feito por meio de pinçamento, ou seja, inserindo vigas (agulhas) através da parede sobre a fundação. Toda a carga da estrutura seria, assim, trazida para as vigas inseridas e transmitidas para o solo através dos suportes dos pilares ou estacas de vigas.

Quando a carga da estrutura existente foi transferida com sucesso, a fundação existente seria aberta na parte inferior e a nova fundação colocada em segmentos. Alternativamente, toda a fundação teria que ser demolida e novos alicerces colocados na profundidade desejada e a parede construída para conectar a parede existente.

Exemplo 2.1 :

Um piso adicional é proposto para ser construído em um prédio de alvenaria de dois andares. Como você examinaria se a fundação existente é segura para o piso adicional? Dados adequados para a largura de fundação existente, pressão do solo, carga, etc. podem ser assumidos.

Uma seção proposta do edifício de dois andares é mostrada na Fig. 2.9. Peso da fundação no solo:

Peso da placa RC = 0, 10 x1 x 1 x 2, 400 = 240 kg / m ²

Peso do enchimento ou acabamento = 0, 025 x1 x 1 x 2, 300 = 58 kg / m ²

Peso do teto gesso = 0, 006 x 1 x 1 x 2, 300 = 14 kg / m ²

Terraços de cal no telhado = 0, 10 x 1 x 2000 = 200 kg / m ²

Carga total do piso e teto = 2 × 240 + 1 × 58 + 2 × 14 + 200 + 200 + 150 = 1.116 kg / m ²

Como a extensão é de 3.000 mm, a carga na parede dos pisos e teto será da metade da extensão = 0, 5 x 3, 0 x 1, 116 = 1, 674 kg / m

Peso total no solo da fundação existente = 3.720 + 476 + 1.674 - 5.870 kg / m

Largura exigida da fundação = 5.870 / 10.000 = 0, 5870 m ou 600 mm.

A base da fundação existente com largura de 600 mm era apenas segura. Peso do piso adicional, assumindo que a altura do piso seja de 3, 0 me espessura da laje, terraços de cal, etc., seja a mesma que a existente

Peso da parede = 1 x 3, 0 x 0, 25 x 1, 0 x 1, 920 = 1, 440 kg / m

Carga morta do teto RCC, acabamento do piso e gesso do teto = 1 x1, 5 × 1 x (240 + 58 + 14) = 468 kg / m ²

Carga ao vivo 1 x1, 5 × 200 = 300 kg / m

Carga adicional total = 1.440 + 468 + 300 = 2.208 kg / m

Carga total na fundação com carga adicional = 5.870 + 2.208 = 8, 078 kg / m

Largura exigida para fundação = 8.078 / 10.000 = 0.8078 ou 808 mm

A base existente de 600 mm de largura não será segura. Fornecer largura de fundação 900 mm.

Uma base de 900 mm de largura e 200 mm de espessura de RCC seria fornecida na parte inferior da base existente.

A carga no solo será aumentada em 1 x 0, 9 x 0, 2 x 1 x 2.400 = 432 kg / m

A carga total seria de 8, 078 + 432 = 8, 510 kg / m

A largura requerida da fundação = 8, 510 / 10, 000 = 0, 851 m ou 851 mm

A base fornecida de 900 mm é segura.

Verifique a profundidade da fundação:

De acordo com a fórmula de Rankine, a profundidade mínima necessária,

A profundidade da fundação como fornecida = 3 x 0, 15 + 0, 20 = 650 mm, segura. A nova base seria fornecida abaixo da existente, conforme mostrado no esboço.

Se, na verificação, a base existente de concreto de cimento for encontrada em mau estado, o mesmo seria demolido e removido e a abertura seria preenchida com alvenaria com argamassa de cimento 1: 4 da mesma dimensão após a colocação da nova base RCC .