תכנון יסודות

יסודות הבניין הינם האלמנטים עליהם מתבסס המבנה. כלומר עליהם ישבו האלמנטים אשר יחזיקו את כל שאר האלמנטים     במבנה: עמודים, קורות תקרות וכו'. כל אלמנט שמוחזק ישירות על ידיי היסוד הוא אלמנט נושא שתפקידו להעביר את הכוחות מהמבנה ליסוד. היסוד מצדו מעביר מקבל את הכוחות משאר האלמנטים ומעביר אותם לקרקע. 

שלושת היסודות הכי שכיחים כיום הם: כלונסאות ,רפסודות ופלטות. כיוון שלרוב במהלך פרויקטי הגמר נדרש לחשב יסוד מסוג כלונס אתמקד כאן באופן חישוב הכלונס.

כלונס הוא מאין עמוד עגול אשר נמצא בתוך הקרקע ומעביר אליהם את עומסי הבניין. על מנת שנוכל להתחיל ולחשב את הכלונס תחילה יש לסכום את כלל העומסים אשר מופעלים על הכלונס. מכיוון שהחישוב של הכלונס יעשה במצב גבולי של שירות כל העומסים אשר נלקחים יהיו במצב גבולי של שירות כלומר ללא מקדמים. יש לעבור על כל התקרות ולראות כמה עומס יורד מהם אל האלמנט שיבנה מעל הכלונס ומעביר אליו עומסים. לאחר שהגענו לעומס (מומלץ לבדוק פעמיים את העומס שאליו הגענו) נבצע מספר חישובים על מנת להגיע ל-3 נתונים שלפיהם יקבע הכלונס: קוטר הכלונס, עומק הכלונס וזיון הכלונס.

קוטר ועומק הכלונס

לאחר שקיבלנו את העומס על הכלונס נפנה לדו"ח הקרקע על מנת להוציא 2 פרמטים חשובים הנוגעים לסוג הקרקע שבה יבוצע הביסוס: מאמץ מגע (חיכוך)  ומאמץ גזירה. הנוסחה איתה תקן ישראל 940 קובע את חישוב העומס המקסימלי המותר על הכלונס מחולקת ל-2 חלקים: תסבולת חיכך מקסימלית של הכלונס עם הקרקע ותסבולת קצה מקסימלית של הכלונס. 

תסבולת החיכוך המקסימלי היא למעשה שטח המגע של הכלונס עם הקרקע ואם נפרק את זה לפרמטרים אז היקף הכלונס כפול עומק הכלונס כפול מאמץ חיכך של הקרקע.
תסבולת הקצה המקסימלי היא היא למעשה שטח המגע של תחתית הכלונס עם עם הקרקע ואם תפרק את זה לפרמטרים אז שטח חתך הכלונס (שטח עיגול) כפול מאמץ הגזירה המקסימלי של הקרקע.

דרך החישוב

נציב במקום Nser את העומס אשר מגיע לכלונס. נבצע הערכה לקוטר הכלונס ונציב את הערך (במטרים) במקום הפרמטר d. לאחר שנציב גם את נתוני הקרקע ונגיע למשוואה עם נעלם אחד שהוא h כלומר עומק הכלונס המחושב. במידה וקיבלנו שעומס הכלונס הוא עומק אשר לא עמוק מידי אז נוכל לקבוע שקוטר הכלונס הוא הקוטר אשר הנחנו אך במידה והעומק הוא עמוק מידי או רדוד מידי יש לשנות את קוטר הכלונס בהתאם ולהציב מחדש בנוסחה. עומק הכלונס הסופי יהיה העומק המחושב ועוד 2 מטר.

הערה חשובה: החישוב ה"יבש" לעתים לא תואם את המציאות בכמה היבטים: עומק וקוטר הכלונסאות המחושב לא תמיד תואם את המציאות. מגבלות כמו סוג המקדח וסוג המכונה איתה ניקדח את הכלונסאות גורר אילוצים שעל מנת ליצור תוכנית כלונסאות נוחה לביצוע נאלץ להתחשב בהם ומצוא פתרונות בתיאום עם הקבלן המבצע. לרוב אין צורך להתחשב בכל אלה בזמן חישוב היסודות בפרויקט הגמר אבל בהחלט צריך להכיר את החלופות לכלונסאות עמוקים מידי או בעלי קוטר גדול מידי. חלופות כמו ראשי כלונס, קבוצות כלונסאות ופלטות הם חלק מאפשריות להחלפת כלונסאות בודדים.

חישוב הזיון בכלונס

כפי שכבר אנו יודעים הברזל הוא החומר אשר עובד במתיחה ולכן על מנת לחשב את כמו הברזל הנדרשת נצתרך לחשב את כוח המתיחה הפועל בכלונס. בנוסף לחישוב כוח המתיחה נבצע חישוב של זיון מינימלי בכלונס לפי תקן ישראלי 940 ונערוך השוואה בניהם-נבחר את הזיון הגדול מבין השנים . 

אופן החישוב

נציב את קוטר הכלונס ואת העומס אשר מגיע אל הכלונס כדי לקבל את כוח התפיחה -Z.

  • במידה וקיבלנו שZ קטן מאפס אז אין צורך בזיון תפיחה והזיון בכלונס יהיה זיון מינימלי. 
  • במידה וקיבלנו שZ גדול מאפס נבצע חישוב של הזיון הנדרש לכוח התפיחה והזיון המינימלי בכלונס ונבחר בגדול מבין שניהם. 

הערה מאוד מאוד מאוד חשובה: עבור כל חישוב יסודות יש לעיין תחילה בדו"ח הקרקע על מנת לקבל תמונת מצב מיועץ הקרקע אודות סוג הקרקע של הבניין והפרמטרים לחישוב היסוד. לעיתיים יועץ הקרקע דורש ברזל מינימלי גדול יותר מאשר רשום כאן בכתבה ולעיתים הוא דורש עומק גדול יותר של כלונסאות וכו'. צריך תמיד לקרוא תחילה את הדו"ח ולעבוד לפי הנחיות יועץ הקרקע.

אהבתם את הכתבה? פרגנו לנו בלייק בעמוד הפייסבוק של האתר! 

לכל הכתבות בנושא פרויקט גמר למהנדסים והנדסאי בניין לחץ כאן>>

לצפייה בחינם בסדרה של 3 סרטונים בנושא תכנון תקרה בקומה טיפוסית לצפיה לחץ כאן.