52. Конструктивные решения отдельно стоящих сборных и монолитных фундаментов.
Отдельные фундаменты устраивают под
колонны, опоры балок, ферм (и других
элементов промышленных и гражданских
зданий и сооружений. При небольших
нагрузках и прочных грунтах возможно
устройство отдельных фундаментов и под
стены (см. рис.1).
Отдельные фундаменты представляют
собой кирпичные, каменные, бетонные или
железобетонные столбы с уширенной
опорной частью. Отдельные фундаменты
могут выполняться в монолитном и сборном
варианте. Каменные и бетонные отдельно
стоящие фундаменты устраиваются
монолитными и проектируются как жёсткие.
Фундаменты имеют наклонную боковую
грань или, что чаще, уширяются к подошве
уступами, размеры которых определяются
углом жёсткости α, т.е. предельным углом
наклона, при котором в теле фундамента
не возникает растягивающих напряжений
(см.рис.2). В зависимости от материала,
марки раствора или класса бетона, а
также давления на грунт угол α составляет
30°…40°.
Железобетонные фундаменты выполняются монолитными или сборными и проектируются как конструкции на сжимаемом основании. Сечения и арматура таких фундаментов подбираются с соблюдением требований, предъявляемым к железобетонным конструкциям.
Монолитные железобетонные фундаменты
состоят, как правило, из плитной части
ступенчатой формы и подколонника.
Сопряжение сборных колонн с фундаментом
осуществляется с помощью стакана
(фундаменты стаканного типа), монолитных
колонн — соединением арматуры колонн с
выпусками из фундамента, а стальных
колонн — креплением башмака колонны к
анкерным болтам, забетонированным в
фундаменте (см. рис.3). Сборные железобетонные
фундаменты под колонны проектируются
из одной или нескольких фундаментных
плит, уложенных друг на друга на цементном
растворе. Сверху плит устанавливают
подколонник, а при необходимости и
дополнительные опоры под рандбалку
(рис.4,а).
Сборные фундаменты, составленные из
нескольких рядов железобетонных плит,
требуют повышенного расхода арматуры,
что связано с необходимостью армирования
плит каждого ряда на усилия, возникающие
при их транспортировке и монтаже. Поэтому
в тех случаях, когда это возможно, сборный
фундамент устраивают из одного элемента
(рис.4,б) или переходят на монолитный
вариант фундамента.
.
Рис 1 – Отдельностоящие фундаменты.
а – план, б- разрезы.
1- фундамент, 2- цокольная панель, 3- ригель, 4- панель стены, 5- колонна, 6 – настил,
В- сборные
Бетонные элементы фундаментов : 1- колонна,2-стакан,3-подколонник,4-траверса,5-фундаментная подушка,
Г-варианты отдельностоящих фундаментов: 1-бетонный,2-бутобетонный,3-бутовый,4-деревянный
Д-столбчатые фундаменты малоэтажных зданий.
53. Расчет отдельного центрально-нагруженного фундамента под монолитную колонну.
Определение размеров фундамента в плане
Размеры фундамента в плане определяют из расчета оснований по деформациям. При этом должно соблюдаться условие:
где Р – среднее давление на грунт;
R– расчетное сопротивление грунта.
Расчет ведется методом последовательного
приближения. В первом приближении
определяют размеры подошвы фундамента
по условному расчетному сопротивлению
грунта R
(54)
где 
нормативное
продольное усилие от колонны, кН
средний
удельный вес материала фундамента
грунта на его уступах, кН/
H– глубина заложения фундамента, м
Нормативное продольное усилие от колонны:
(55)
Глубина заложения фундамента: Н=hbd+hcт
Размеры
подошвы фундамента (фундамент квадратный,
то есть центрально нагруженный): 
.
Расчет тела фундамента
Высоту фундамента определяют из
условия его прочности на продавливание
в предположении, что продавливание
происходит по поверхности пирамиды,
боковые стороны которой начинаются у
колонны и наклонены под углом 
Рабочая высота центрально-нагруженного фундамента:
(56)
где 
размеры сечения колонны;
расчетное сопротивление бетона
растяжению;
Р – давление на грунт без учета веса фундамента и грунта на его ступенях
(57)
Определяем 
:
(58)
где с – толщина защитного слоя (с=80мм при отсутствии бетонной подготовки)
Поскольку фундамент не имеет поперечной арматуры, высота ступени должна быть проверена на прочность по наклонному сечению по условию восприятия поперечной силы бетоном:
(59)
где 
длина
проекции рассматриваемого наклонного
сечения, значение которой определяем
по формуле:
Æ(60)
— необходимо чтобы это условие выполнялось.
Армирование фундамента выполняется сварными сетками из арматуры класса S400 в обоих направлениях.
Площадь арматуры определяют из расчета на изгиб консольного выступа плитной части фундамента от действия давления грунта в сечениях, на грани колонны и на гранях ступеней.
Изгибающие моменты в расчетных сечениях:
Площадь сечения рабочей арматуры:
,
По наибольшей площади сечения
арматуры 
принимаем арматуру.
Рисунок 44
Рис. 10.3. К расчету отдельных центрально нагруженных фундаментов:
1 — пирамида продавливания
Ленточные фундаменты отдельно-стоящие фундаменты
Свайные фундаменты
Каркасы. Общие положения
Несущая конструкция каркасных зданий — каркас, состоящий из колонн, балок и связей. Каркас воспринимает все нагрузки от здания и передает их фундаментам.
Четкое деление конструкций каркасных зданий на несущие и ограждающие позволяет для каждой из них применять материалы, наиболее соответствующие назначению: прочные и жесткие — для несущих, влаго-, тепло-и звукоизоляционные — для ограждающих. Эффективное использование свойств материалов позволяет сократить их затраты, особенно бетона и цемента, и в результате резко снизить массу здания.
Фиксированная система передачи нагрузок от элемента к элементу, большая возможность контроля качества изготовления, монтажа конструкции и стыков повышают степень надежности каркасных зданий, позволяют увеличить их этажность. Надежности способствует также размещение несущих конструкций (каркаса) внутри помещений, где они защищены от неблагоприятных воздействий внешней среды.
В каркасных зданиях вертикальные несущие конструкции — колонны — редко расставлены и не разделяют внутреннее пространство, как несущие стены бескаркасных зданий.
Каркас обеспечивает широкие возможности планировочных решений, независимость этих решений по этажам, возможность размещения в первых этажах жилых зданий предприятий общественного обслуживания без изменения их конструктивной схемы, а также включения в здание помещений больших площадей и последующей перепланировки.
Недостаток каркасов — повышенный по сравнению с бескаркасными зданиями расход стали (до 20—30 %), для сборных каркасов — увеличение числа монтируемых элементов, значительная разница в их массе. Велик объем работ на строительной площадке, особенно отделочных. При прочих равных условиях каркасные здания на 5—10 % дороже и на 10—15 % более трудоемки, чем бескаркасные. Несмотря на все это, из-за своих планировочных возможностей каркасные здания находят широкое применение, особенно для общественных зданий и жилых зданий повышенной этажности.
Материалом для каркасов могут служить дерево, сталь и железобетон. Деревянные каркасы проектируют для зданий не выше двух этажей, возводимых преимущественно в сельской местности. Стальной каркас не имеет ограничения этажности, но его применение по экономическим соображениям наиболее целесообразно для высотных зданий. Наиболее распространен в массовом строительстве железобетонный каркас. Для строительства каркасных зданий обычно используют сборные железобетонные конструкции заводского изготовления. Реже применяют монолитные железобетонные каркасы, возведение которых связано с большой затратой труда непосредственно на строительной площадке, а проведение работ по их возведению ограничено определенным сезоном.
Здания могут иметь полный и неполный каркас. При полном каркасе колонны устанавливают как внутри, так и по периметру здания. Они воспринимают нагрузки от покрытий, перекрытий и навесных стен. Вместо навесных стен при полном каркасе могут быть и наружные самонесущие стены, опирающиеся на самостоятельные фундаменты. При неполном каркасе колонны размещаются только внутри здания, а наружные стены являются не только ограждающими, но и несущими.
В зданиях с полным каркасом ригели могут быть расположены поперек, вдоль и перекрестно. При поперечном расположении ригелей достигается максимальная высота световых проемов. При продольном размещении создаются наибольшие удобства для прокладки в продольных коридорах вентиляционных воздуховодов и различного рода инженерных сетей. Возможна также конструктивная схема без ригелей с опорой перекрытий и покрытий непосредственно на колонны.
Необходимую жесткость и устойчивость каркаса достигают применением рамной, связевой и рамно-связевой конструктивных схем.
При рамной схеме действующие на здание вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимают поперечные и продольные рамы, образованные жестким соединением колонн и ригелей. Жесткость и прочность соединений колонн и ригелей требуют значительных затрат металла и бетона, осложняют конструктивное решение узлов, повышают трудоемкость и стоимость возведения. Рамная схема рациональна при небольшой этажности зданий. Достоинство рамного каркаса — свобода планировочных решений и надежность конструкций, обеспечивая возможностью перераспределения усилий и равномерностью деформаций в элементах рам. Недостаток — невозможность унификации элементов из-за различных величин усилий по этажам.
При связевой схеме вертикальные нагрузки воспринимают колонны каркаса, а горизонтальные — система поперечных и продольных связей — диафрагмы жесткости. В результате сечения элементов такого каркаса по сравнению с рамным уменьшаются, а узловые соединения становятся более простыми, их принимают в расчетной схеме шарнирными, а не жесткими. Связевая система обеспечивает широкую унификацию основных элементов каркаса — колонн и ригелей. Стойки каркаса могут иметь одно и то же сечение по всей высоте здания, отличаясь лишь армированием и маркой бетона. Ригели проектируют одинаковыми по всей высоте здания.
Диафрагмы жесткости могут быть сквозными в виде стальных диагональных или портальных конструкций или сплошными в виде железобетонных стенок.
Вертикальные диафрагмы располагают с интервалами в несколько шагов (обычно 24—36 м), что позволяет разместить между ними в случае необходимости помещения большой площади.
На основе связевой схемы возможен ряд вариантов (каркасно-ствольная, оболочковая, ствольная, коробчато-ствольная конструктивные схемы и др.). В них продольные и поперечные диафрагмы соединены в единую пространственную конструкцию — ствол или оболочку, которые освобождают каркас частично или даже полностью от восприятия горизонтальных и даже вертикальных нагрузок.
В связевых каркасах кроме вертикальных через несколько этажей устраивают также горизонтальные диафрагмы жесткости. Их роль обычно выполняют замоноличенные железобетонные перекрытия. В некоторых случаях могут потребоваться и дополнительные горизонтальные связи. Горизонтальные диафрагмы необходимы для перераспределения ветровых нагрузок между вертикальными связями или рамами и обеспечения общей жесткости каркаса.
Рамно-связевая схема каркаса сочетает в себе рамы и диафрагмы жесткости. Горизонтальные и вертикальные нагрузки воспринимают те и другие,, а распределение усилий между ними происходит в зависимости от соотношения жесткостей. Такая схема наиболее целесообразна для металлических и монолитных железобетонных каркасов. В сборном железобетоне рамно-связевой каркас ойравдан для сейсмических условий.
Применение связевой схемы в сборном железобетонном каркасе снижает по сравнению с рамной затраты стали до 20 %, упрощает конструкции узлов, увеличивает возможности унификации изделий, создает возможности повышения устойчивости и жесткости каркаса и в то же время придает ему определенную гибкость, позволяет использовать неподвижные конструктивные узлы.
studfile.net
Ленточные фундаменты отдельно-стоящие фундаменты
Свайные фундаменты
Каркасы. Общие положения
Несущая конструкция каркасных зданий — каркас, состоящий из колонн, балок и связей. Каркас воспринимает все нагрузки от здания и передает их фундаментам.
Четкое деление конструкций каркасных зданий на несущие и ограждающие позволяет для каждой из них применять материалы, наиболее соответствующие назначению: прочные и жесткие — для несущих, влаго-, тепло-и звукоизоляционные — для ограждающих. Эффективное использование свойств материалов позволяет сократить их затраты, особенно бетона и цемента, и в результате резко снизить массу здания.
Фиксированная система передачи нагрузок от элемента к элементу, большая возможность контроля качества изготовления, монтажа конструкции и стыков повышают степень надежности каркасных зданий, позволяют увеличить их этажность. Надежности способствует также размещение несущих конструкций (каркаса) внутри помещений, где они защищены от неблагоприятных воздействий внешней среды.
В каркасных зданиях вертикальные несущие конструкции — колонны — редко расставлены и не разделяют внутреннее пространство, как несущие стены бескаркасных зданий.
Каркас обеспечивает широкие возможности планировочных решений, независимость этих решений по этажам, возможность размещения в первых этажах жилых зданий предприятий общественного обслуживания без изменения их конструктивной схемы, а также включения в здание помещений больших площадей и последующей перепланировки.
Недостаток каркасов — повышенный по сравнению с бескаркасными зданиями расход стали (до 20—30 %), для сборных каркасов — увеличение числа монтируемых элементов, значительная разница в их массе. Велик объем работ на строительной площадке, особенно отделочных. При прочих равных условиях каркасные здания на 5—10 % дороже и на 10—15 % более трудоемки, чем бескаркасные. Несмотря на все это, из-за своих планировочных возможностей каркасные здания находят широкое применение, особенно для общественных зданий и жилых зданий повышенной этажности.
Материалом для каркасов могут служить дерево, сталь и железобетон. Деревянные каркасы проектируют для зданий не выше двух этажей, возводимых преимущественно в сельской местности. Стальной каркас не имеет ограничения этажности, но его применение по экономическим соображениям наиболее целесообразно для высотных зданий. Наиболее распространен в массовом строительстве железобетонный каркас. Для строительства каркасных зданий обычно используют сборные железобетонные конструкции заводского изготовления. Реже применяют монолитные железобетонные каркасы, возведение которых связано с большой затратой труда непосредственно на строительной площадке, а проведение работ по их возведению ограничено определенным сезоном.
Здания могут иметь полный и неполный каркас. При полном каркасе колонны устанавливают как внутри, так и по периметру здания. Они воспринимают нагрузки от покрытий, перекрытий и навесных стен. Вместо навесных стен при полном каркасе могут быть и наружные самонесущие стены, опирающиеся на самостоятельные фундаменты. При неполном каркасе колонны размещаются только внутри здания, а наружные стены являются не только ограждающими, но и несущими.
В зданиях с полным каркасом ригели могут быть расположены поперек, вдоль и перекрестно. При поперечном расположении ригелей достигается максимальная высота световых проемов. При продольном размещении создаются наибольшие удобства для прокладки в продольных коридорах вентиляционных воздуховодов и различного рода инженерных сетей. Возможна также конструктивная схема без ригелей с опорой перекрытий и покрытий непосредственно на колонны.
Необходимую жесткость и устойчивость каркаса достигают применением рамной, связевой и рамно-связевой конструктивных схем.
При рамной схеме действующие на здание вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимают поперечные и продольные рамы, образованные жестким соединением колонн и ригелей. Жесткость и прочность соединений колонн и ригелей требуют значительных затрат металла и бетона, осложняют конструктивное решение узлов, повышают трудоемкость и стоимость возведения. Рамная схема рациональна при небольшой этажности зданий. Достоинство рамного каркаса — свобода планировочных решений и надежность конструкций, обеспечивая возможностью перераспределения усилий и равномерностью деформаций в элементах рам. Недостаток — невозможность унификации элементов из-за различных величин усилий по этажам.
При связевой схеме вертикальные нагрузки воспринимают колонны каркаса, а горизонтальные — система поперечных и продольных связей — диафрагмы жесткости. В результате сечения элементов такого каркаса по сравнению с рамным уменьшаются, а узловые соединения становятся более простыми, их принимают в расчетной схеме шарнирными, а не жесткими. Связевая система обеспечивает широкую унификацию основных элементов каркаса — колонн и ригелей. Стойки каркаса могут иметь одно и то же сечение по всей высоте здания, отличаясь лишь армированием и маркой бетона. Ригели проектируют одинаковыми по всей высоте здания.
Диафрагмы жесткости могут быть сквозными в виде стальных диагональных или портальных конструкций или сплошными в виде железобетонных стенок.
Вертикальные диафрагмы располагают с интервалами в несколько шагов (обычно 24—36 м), что позволяет разместить между ними в случае необходимости помещения большой площади.
На основе связевой схемы возможен ряд вариантов (каркасно-ствольная, оболочковая, ствольная, коробчато-ствольная конструктивные схемы и др.). В них продольные и поперечные диафрагмы соединены в единую пространственную конструкцию — ствол или оболочку, которые освобождают каркас частично или даже полностью от восприятия горизонтальных и даже вертикальных нагрузок.
В связевых каркасах кроме вертикальных через несколько этажей устраивают также горизонтальные диафрагмы жесткости. Их роль обычно выполняют замоноличенные железобетонные перекрытия. В некоторых случаях могут потребоваться и дополнительные горизонтальные связи. Горизонтальные диафрагмы необходимы для перераспределения ветровых нагрузок между вертикальными связями или рамами и обеспечения общей жесткости каркаса.
Рамно-связевая схема каркаса сочетает в себе рамы и диафрагмы жесткости. Горизонтальные и вертикальные нагрузки воспринимают те и другие,, а распределение усилий между ними происходит в зависимости от соотношения жесткостей. Такая схема наиболее целесообразна для металлических и монолитных железобетонных каркасов. В сборном железобетоне рамно-связевой каркас ойравдан для сейсмических условий.
Применение связевой схемы в сборном железобетонном каркасе снижает по сравнению с рамной затраты стали до 20 %, упрощает конструкции узлов, увеличивает возможности унификации изделий, создает возможности повышения устойчивости и жесткости каркаса и в то же время придает ему определенную гибкость, позволяет использовать неподвижные конструктивные узлы.
studfile.net
25. Какую конструкцию имеют отдельно стоящие фундаменты под колонны?
Отдельно стоящие фундаменты (см.рис.Ф.9.12,л,м) устраивают под колонны из монолитного железобетона, включая плитную часть ступенчатой формы и подколонник. Монолитные фундаменты выполняются как одно целое с колоннами. При этом арматура колонн соединяется с арматурой фундамента (рис.Ф.9.19). Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана, а металлических колонн при помощи анкерных болтов.
|
Рис.Ф.9.19. Соединение колонн с фундаментом: а — монолитное; б — со стальной колонной; 1 — арматура; 2 — анкерные болты |
Высота ступеней принимается кратной 150 мм. Первая ступень должна быть не менее 300 мм. Ширина ступеней определяется из условия продавливания.
В песчаных грунтах под монолитными фундаментами обязательно устраивается монолитная подготовка толщиной 150 мм из бетона марки не ниже М.50. В глинистых грунтах подготовку можно не устраивать, но необходимо увеличить защитный слой бетона до 80 мм.
Отдельные фундаменты могут быть сборными, состоящими из одного или нескольких элементов (см.рис.9.12,м).
26. Какую конструкцию имеют щелевые фундаменты?
Щелевые фундаменты (рис.Ф.9.20) представляют собой тонкие стенки толщиной от 10 до 20 см, устраиваемые путем прорезки грунта и заполнения щели бетоном с полным или частичным армированием. Подколонник опирается непосредственно на бетонные пластины и выполняется в монолитном варианте. Преимущество щелевого фундамента в том, что нагрузка на основание передается не только торцом, но и боковой поверхностью. Однако щелевые фундаменты можно устраивать только в глинистых грунтах.
|
Рис.Ф.9.20. Ленточный многощелевой фундамент: 1 — поверхность грунта; 2 — распределительная плита; 3 — надземная стена; 4 — бетонные пластины; 5 — перекрытие; 6 — пол подвала |
При разработке щели барой часть грунта остается на ее дне и зачистку приходится делать вручную, что снижает технологичность устройства подобных фундаментов.
27-28. Какую конструкцию имеют фундаменты, устраиваемые в вытрамбованных котлованах?
Фундаменты в вытрамбованных котлованах (рис.Ф.9.21) устраивают с помощью конической или трапецеидальной трамбовки путем ее сбрасывания с высоты 4-6 м до образования полости в грунте, которая заполняется бетоном. Преимущество подобного фундамента в том, что при вытрамбовании грунта вокруг котлована образуется зона с большей плотностью, чем плотность естественного грунта. В результате не только увеличивается несущая способность фундамента, но и частично устраняются просадочные свойства лессовых грунтов.
|
Рис.Ф.9.21. Фундаменты в вытрамбованных котлованах: а — столбчатый без уширения; б — с уширенным основанием: 1 — стакан для установки колонны; 2 — фундамент; 3 — уплотненная зона грунта; 4 — втрамбованный жесткий материал (грунт) |
Несущую способность фундамента можно увеличить, если выполнить устройство уширенной зоны втрамбованием в грунт щебня.
Применение фундаментов в вытрамбованных котлованах дает наибольший эффект при степени влажности Sr0,75 и удельном весе не более 16 кН/м3.
29. Как устраиваются фундаменты в виде сплошных железобетонных плит?
Фундаменты в виде сплошных железобетонных плит (см. рис.Ф.9.12,н,о,п) устраиваются под всем зданием или сооружением и представляют собой плоскую, ребристую или коробчатую плиты (рис.Ф.9.22). В плане эти фундаменты имеют прямоугольное, круглое или кольцевое очертания.
|
Рис.Ф.9.22. Плитные фундаменты: а — со сборными стаканами; б — с монолитными стаканами;в — ребристая плита; г — плита коробчатого сечения: 1 — верхняя рабочая сетка; 2 — нижняя рабочая сетка;3 — вертикальная арматура |
В отличие от рассмотренных ранее, сплошные фундаменты обладают способностью изгибаться под действием внешних нагрузок. Поэтому сплошные фундаменты армируются как в нижней, так и в верхней зонах сечения (рис.Ф.9.22). Армирование выполняется плоскими сварными сетками или отдельными стержнями, которые укладываются на поддерживающие каркасы.
Данный тип фундаментов имеет наибольшее преимущество при слабых грунтах, так как эти фундаменты нечувствительны к неравномерным осадкам.
studfile.net
Конструктивные решения основных видов фундаментов (ленточных, свайных, столбчатых, отдельностоящих, сплошных) гражданских зданий.
⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 43Следующая ⇒Ленточные фундаменты. Ленточный фундамент может служить не только несущей конструкцией, передающей нагрузки от здания на основание, но и ограждающей конструкцией помещений подвала. Ленточные фундаменты получили большое распространение в жилищном строительстве для зданий до 10 этажей, выполненных по бескаркасной схеме. На рис. 1а и рис.3представлены план и разрезы ленточного фундамента. Форма фундамента· в плане повторяет очертания капитальных стен здания – несущих и самонесущих. Форма, размеры фундамента в разрезе зависят от материала фундамента, нагрузок от здания, качества грунтов, грунтовых вод, глубины промерзания, местных условий и т. д. Ширину подошвы ленточных фундаментов определяют исходя из величин нагрузок и расчетных сопротивлений грунтов основания. При небольших нагрузках фундамент выполняют как подземную стену увеличенной толщины. При больших нагрузках разница между величиной обреза и подошвой фундамента может быть значительной. Теоретической формой фундамента является трапеция с углом 26-300 к вертикальной оси. Переход от ширины обреза к ширине подошвы фундамента обычно выполняют уступами, моделирующими этот угол (в этом случае в теле фундамента не появятся растягивающие усилия).
В зависимости от характера приложенной нагрузки фундамент может быть симметричным и несимметричным.
Широкое применение в гражданском строительстве получили сборные ленточные фундаменты. Сборные ленточные фундаменты (рис. 3) монтируют из двух типов сборных элементов – фундаментных подушек прямоугольного или трапециевидного сечения и блоков стен подвалов ФБС. Стандартные фундаментные подушки имеют следующие размеры (в мм): ширина b = 800 ÷ 3200; длина l = 1200 ÷ 2400; толщина h=300и 500. Фундаментные плиты
По форме: ленточные, отдельностоящие, плитные, свайные. По материалу: деревянные, бутовые, каменные, бутобетонные, бетонные, металлич. По технологии: сборные, сборно–монолитные, монолитные (бетонные, бутобетон., бутовые). Требования к фунд.: прочность, долговечность, устойчивость на опрокидывание и на скольжение, стойкость к воздействию грунтовых вод, химической и биологической агрессии. Ленточные фундаменты устраивают под все капитальные стены, а в некоторых случаях под рядами колонн в виде сплошной ленты (рис а,б). Отдельностоящие фундаменты — отдельные плиты с установленными на них подколонниками или башмаками колонн. Их устраивают для каркасных зданий. Разновидностью отдельностоящих фундаментов являются столбчатые, которые проектируют для малоэтажных зданий (рис в,г). Сплошные фундаменты — монолитная плита под всей площадью здания или его частью, примен-ся при больших нагрузках на стены и при непрочных грунтах в основании (д,е). Свайные фундаменты (ж) применяют на слабых грунтах, при глубоком залегании прочных материковых пород, больших нагрузках и т. д. Получили широкое распространение для обычных оснований, так как это дает экономию объемов земляных работ и затрат бетона. Свайные фундаменты бывают: висячие, сваи-стойки. Бывают: заводского изготовления, бетонные, буро набивные. По сечению: круглые, квадратные, кольцевые. Бывают с ростверком (монолитный, сборный), без ростверка. Выбор определяется конструктивной схемой, нагрузкой. Расположение свай однорядное, двухрядное в шахм. парядке. При сборном ростверке на сваю добивают оголовок и затем укладывают ростверк.
По методу возведения: индустриальные и неиндустриальные. По величине заглубления в грунт: мелкого (менее 5м) и глубокого (более 5м) заложения.
Рис.3. Ленточные сборные фундаменты:
а – план фундаментов; б – элементы сборных фундаментов; в, ж – переход от одной глубины заложения фундаментов к другой; г , д – сечения фундаментов в зданиях с подвалом и без него;
1 – фундаментная плита; ФЛ; 2 – цеменетно-песчаный раствор; 3 – фундаментные блоки стен подвала ФБС; 4 – вертикальная гидроизоляция: окраска битумом за два раза; 5 – отмостка;
6 – горизонтальная гидроизоляция; 7- конструкция пола; 8 – цокольное перекрытие
укладывают на песчаную подготовку. Поверх них по слою раствора монтируют блоки ФБС, соблюдая перевязку швов. Продольные и поперечные стены ленточных фундаментов в местах сопряжения должны иметь перевязку.
Фундаментные подушки) маркируют буквами ФЛ с добавлением размеров в дм (например, ФЛ-12 — фундаментный блок шириной 120 см и длиной 2380 см).
Фундаменты на глинистых и просадочных основаниях усиливают армированием. Армированный шов устраивают поверху фундаментных подушек. Армированный бетонный пояс завершает стены ленточных фундаментов.
Рис.4. Устройство фундаментов:
а – на неравномерно уплотняемых основаниях; в – в местах деформационных швов
Фундаменты на основаниях с разнородной структурой грунтов разделяют деформационными швами, т.е. сквозными вертикальными зазорами в конструкции фундамента. В месте прохождения шва закладывают доски, обернутые рубероидом, а вертикальные швы с обеих сторон защищают битумной мастикой. Деформационные швы расчленяют все конструкции здания, включая ленточные фундаменты, на отсеки, допускающие вертикальное смещение отдельных частей здания. Этим предупреждается появление деформационных трещин при неравномерной осадке здания.
Отдельностоящие (столбчатые) фундаменты возводят под колонны и столбы (рис.1в, г). Фундаменты выполняют монолитными или сборными.
Столбчатый фундамент состоит из плитной части и подколонника. Если фундамент устраивается под сборную железобетонную колонну, подколонник имеет углубление – «стакан» для установки колонны. Широко распространенной конструкцией фундаментов каркасных зданий из сборного железобетона является отдельностоящий фундамент «стаканного» типа в виде единого блока.
Если фундамент проектируют под монолитную колонну, его выполняют в виде цельной конструкции со сквозной рабочей арматурой.
Для опирания самонесущих стен используют фундаментные балки, которые опирают на верхний обрез фундамента, либо на специально предусмотренные столбики – приливы.
Разновидностью столбчатых фундаментов являются столбчатые фундаменты под несущие стены малоэтажных зданий. Столбчатые фундаменты устанавливаются с шагом до 3 м (обязательно в местах пересечения осей, под простенками). Поверх фундаментов укладывают железобетонные балки или устраивают железобетонный монолитный пояс (рис. 5).
а) б)
Рис.5. Отдельностоящие фундаменты:
а – план; б – элементы сборного фундамента под железобетонную колонну; в — разрез в здании без подвала
Свайные фундаментыприменяются при строительстве на слабых грунтах, а также при больших нагрузках на основание. Основными элементами свайных фундаментов являются собственно сваи, оголовки и ростверки (рис. 1б). Сваи представляют собой железобетонные, бетонные и реже деревянные или металлические стержни, погруженные в грунт ударным или вибрационным способом, ввинчиванием или бетонируемые на месте, в заранее пробуренных скважинах. В зависимости от способа погружения в грунт различают забивные, набивные, сваиоболочки, буроопускные и винтовые сваи. Забивные железобетонные сваи погружают с помощью копров, вибропогружателей и вибровдавливающих агрегатов. Эти сваи получили наибольшее распространение в массовом строительстве. В поперечном сечении они могут быть квадратные, прямоугольные, круглые. Деревянные забивные сваи устраивают там, где существуют постоянные температурно-влажностные условия. Набивные сваи устраивают методом заполнения бетонной или иной смесью предварительно пробуренных, пробитых скважин В зависимости от грунтовых условий сваи подразделяют:
на сваи-стойки, которые проходят через слабые слои и опираются на плотный, практически несжимаемый грунт; несущая способность этих свай не зависит от прочности окружающего их грунта;
на висячие, погружаемые в сжимаемые грунты, которые передают нагрузку на грунт боковой поверхностью и нижним концом.
Свайные фундаменты могут выполнять в виде (см. рис. 6, а-г) ленты под стены здания, с расположением свай в один, два и более рядов; кустов свай под тяжело нагруженные опоры; сплошного свайного поля — под тяжелые сооружения с равномерно распределенными по плану здания нагрузками.
Расстояние между сваями и их число определяют расчетом. Для равномерного распределения нагрузки на сваи по их верхним концам укладывают распределительные балки или плиты, называемые ростверками. Железобетонные ростверки могут быть сборные и монолитные. В последнее время разработаны конструктивные решения свайных фундаментов без ростверков. Плиты перекрытия в этих случаях опирают на сборные оголовки свай. Монолитный ростверк выполняет функцию фундамента под внутренние и наружные цокольные стены. Ростверк выполняют по слою подготовки, которая на 100 мм шире, чем монолитный ростверк. Для низкого ростверка сваи забивают так, чтобы они были выше отметки подошвы не менее чем на 200 мм. По ростверку укладывают блоки стен подвала до отметки опирания плит, перекрывающих подвальное помещение. При сборном ростверке на сваи надевают сборные головки и по ним устанавливают цокольные панели или ростверковые балки.
Рис.6. Свайные фундаменты:
а –г – расположение свай в плане;
д – сечение фундаментов
Сплошные фундаменты и перекрестные ленты.Сплошные (плитные) фундаменты применяют в следующих случаях:
— если на площадке слабые грунты и значительные нагрузки, которые не могут воспринимать одиночные и ленточные фундаменты для создания допустимого давления на грунт;
— если неравномерная осадка сооружения не допускается или регламентируется, так как фундаментные плиты значительно перераспределяют усилия на основание и делают осадки и давление на него равномерными;
— если имеется техническая необходимость в создании такого фундамента (например, установка технологического оборудования) или необходимость надежной защиты основания от проникновения воды (плиту используют в качестве гидроизоляции). Сплошные фундаменты проектируют в виде плоских плит. Для придания плите большей жесткости ее выполняют ребристой. В зданиях каркасной конструкции места пересечения ребер служат для установки колонн, при бескаркасной конструкции ребра используют в качестве стен подвала, на которые устанавливают несущие конструкции (стены, диафрагмы жесткости).
В каркасных зданиях при необходимости увязки отдельно стоящих фундаментов в единую пространственную систему применяют фундаменты из перекрестных железобетонных лент, которые пересекаются в местах установки колонн. Отсутствие плиты позволяет экономить бетон и сталь. Однако эта конструкция имеет сложную конфигурацию (рис. 2, в).
Для высотных бескаркасных зданий с большими нагрузками при необходимости обеспечить большую жесткость фундаментов, могут выполняться фундаментные конструкции коробчатого сечения (рис. 2б). Ребра такой плиты предусматриваются на полную высоту подвалa, являются стенами и соединяются с перекрытиями, придавая конструкции исключительную жесткость.
infopedia.su
Виды и особенности фундаментов
Фундаменты имеют задачу обеспечить устойчивость сооружения и предотвратить неравномерные осадки. Фундаменты воспринимают все нагрузки от сооружения и передают их на грунт основания. Они выполняются в виде плоских фундаментов и заглубленных фундаментов.
Ленточные фундаменты
Ленточные фундаменты устраиваются под такими частями зданий, как стены, которые нагружены равномерно. Они имеют прямоугольное сечение и протяженны по длине. Ленточные фундаменты выполняются в большинстве случаев из не армированного бетона.
Как правило, они бетонируются до уровня земли. Если они должны воспринимать отдельные нагрузки, то требуется их армировать. Для назначения размеров фундаментов наряду с нагрузкой от здания определяющим является также несущая способность грунта.
Эти значения действительны только тогда, когда грунты защищены от вымывания текучей водой, против размягчения и замораживания. Кроме того, в фундаментах необходимо учитывать глубину заделки. Под глубиной заделки понимают величину от подошвы фундамента до дна котлована. Давление на фундамент от сооружении получают из соотношения нагрузки и площади подошвы фундамента.
Давление на фунт = нагрузка/площадь подошвы о = F/A [МН/м2].
Чтобы допустимое давление на фундамент не было превышено, фундамент для коттеджа должен иметь соответствующую площадь подошвы. Последняя рассчитывается как требуемая площадь подошвы:
Требуемая площадь подошвы = нагрузка/допустимое давление на грунт [МН/(МН/М2)].
Отсюда следует, что при меньшем допустимом давлении на грунт требуется большая площадь подошвы фундаментов, при большем допустимом давлении — меньшая площадь подошвы.
Нагрузка, которая передается на фундамент от здания, распределяется с подошвы стены на подошву фундамента.
Высота фундамента при ленточных фундаментах из не армированного бетона получается из удвоенного расстояния между границей стены на фундаменте и внешним обрезом фундамента. Это расстояние называется обрезом фундамента. При этом исходят из того, что стоящая на фундаменте стена проходит по центральной оси фундамента и нагрузка распределяется на подошву фундамента под углом 63,5.
Высота фундамента при некоторых обстоятельствах должна быть выше, чем это статически необходимо, например для того, чтобы достигнуть слоев ниже глубины промерзания. Также и ширина фундамента зависит, например, от толщины стены или от ширины ковша траншейного экскаватора. При высоких фундаментах можно сэкономить строительный материал с помощью придания сечению фундамента ступенчатой или скошенной (трапецеидальной) формы. Однако ступенчатая форма требует повышенного расхода опалубки.
Размеры фундаментов в простых сооружениях можно получить из рабочих чертежей. При больших сооружениях или для фундаментов, которые имеют различное положение по высоте, необходим специальный чертеж фундаментов. На плане фундаментов изображаются все фундаменты с нижними частями стен, стоящих на них.
Фундаменты разбиваются на дне котлована с помощью шнуровых ограждений. Траншеи для фундаментов отрываются вручную или машинным способом. При этом стенки фундаментов должны быть вертикальны, а подошва фундамента — горизонтальна. Если подошва фундамента располагается на том же уровне, что и подошва котлована, то фундаменты должны возводиться в опалубке.
Армированные фундаменты в фундаментных траншеях также необходимо устраивать в опалубке, чтобы обеспечить требуемый защитный слой бетона. Кроме того, для укладки арматуры под фундаментами должен устраиваться так называемой чистый слой (арматура должна укладываться на специальные подставки из пластмассы или другого материала).
Ступенчатый фундамент
Фундаментные траншеи должны иметь четкие края и быть вертикальными. Поэтому ленточные фундаменты на площадке с уклоном должны быть ступенчатыми. Ступени должны располагаться таким образом, чтобы подошва фундаментов всегда располагалась ниже глубины промерзания грунта на глубине от 0,80 до 1,20 м.
Фундаменты под второстепенные постройки или части зданий, как, например, гаражи, крыльца или лестницы в подвал, должны устраиваться по тем же правилам.
Если подошва фундаментов сооружаемого здания лежит глубже, чем фундаменты на соседнем участке, то под ними необходимо устройство «улавливающих» (подпорных) стенок. При этом существующие фундаменты постепенно подпираются на небольших участках этими подпорными стенками из полнотелой каменной кладки или бетона.
Участки улавливающих стен необходимо возводить за один рабочий проход на всю высоту. Кроме того, фундаменты должны противостоять длительному увлажнению и быть устойчивыми против агрессивных вод.
Точечные фундаменты
При точечной нагрузке основания, например от колонн и столбов из железобетона, каменной кладки, стали или дерева, устраиваются отдельно стоящие фундаменты. При этом различают фундаменты из блоков, ступенчатые и откосные фундаменты, плитные фундаменты, а также фундаменты стаканного типа.
Фундаменты из блоков
Часто применяются при строительстве жилых зданий, как, например, под стойками балконов или под каминами, а также при строительстве садовых сооружений. Если отдельные большие нагрузки требуют большей площади подошвы фундамента, то для значительной экономии бетона можно применять ступенчатые или откосные фундаменты. Угол распределения нагрузки 63,5° в таких фундаментах может быть особенно хорошо воспроизведен.
По причине сложности опалубки ступенчатые фундаменты применяются меньше.
Плитные фундаменты
Являются одним из экономичных видов фундаментов при больших сосредоточенных нагрузках, как, например, под колоннами.
Из-за небольшой толщины плиты эти фундаменты необходимо армировать как против разрушения плиты за пределами угла распределения нагрузки, который в этом случае принимается равным 45°, так и против продавливания плиты стоящей на ней колонной.
Отдельно стоящие фундаменты под колонны в сборном строительстве часто выполняются в виде ФУНДАМЕНТОВ СТАКАННОГО ТИПА или гильзовых фундаментов. Эти фундаменты — армированные и состоят из распределяющей нагрузку фундаментной плиты, а также армированного стакана для защемления колонны.
Фундаменты ванного типа
необходимы, когда помимо вертикальных нагрузок необходимо воспринимать также и горизонтальные нагрузки, например от давления воды. Эти воздействия передаются на землю с помощью фундаментной плиты и обрамляющих стен подвала. Для этого плита основания, обрамляющие стены и внутренние стены ванны с помощью армирования связываются в одно замкнутое тело основания.
Фундаменты глубокого заложения необходимы, когда сооружение должно строиться на водосодержащих и болотистых грунтах. При этом пробивают слабо несущие слои грунта до нижележащих грунтов с большей несущей способностью, на которые уже можно опирать сооружение. Различают столбчатые фундаменты, свайные фундаменты и фундаменты в виде опускных колодцев или фундаменты сжатого воздуха.
С помощью столбчатых фундаментов устраиваются опоры под углы стен и пересечения стен. Стены, лежащие между ними, могут опираться на лежащие на этих столбах железобетонные балки. Столбы делаются из бетона или железобетона.
Свайные фундаменты
Сваи, как правило, погружаются в землю на такую глубину, чтобы они могли передать нагрузку на несущие слои грунта (сваи — стойки). Если строительный грунт состоит только из мягких слоев, то нагрузки от сооружения могут передаваться на грунт только за счет трения между поверхностями сваи и грунтом (сваи трения или висячие сваи). Для свайных фундаментов применяют сваи из монолитного бетона или предварительно изготовленные сваи.
Сваи из монолитного бетона, которые называют также буронабивными сваями, бетонируются в грунте. При этом бурятся скважины диаметром до 2,5 м и глубиной до 50 м. При недостаточно прочных видах грунтов для укрепления в скважину устанавливаются стальные трубы, которые при бетонировании постепенно вытягиваются из скважины. Монолитные бетонные сваи могут быть армированными и не армированными.
Предварительно изготовленные сваи забиваются, погружаются вибрационным методом или вибрационно-гидравлическим методом или вставляются в подготовленную буровую скважину. Они могут быть из дерева, стали, железобетона или предварительно напряженного железобетона. Железобетонные предварительно изготовленные сваи могут быть круглого, квадратного, прямоугольного и двутаврового сечения.
Фундаменты сжатого воздуха или опускные колодцы
Фундамент бетонируется на площадке в виде открытого снизу объема в виде ящика или стакана. Для погружения такого колодца грунт под ним вынимается или вымывается. Чтобы предотвратить проникновение воды, внутри ящика создается с помощью сжатого воздуха соответствующее избыточное давление.
Этот метод устройства оснований подходит в основном для шахтных сооружений в грунтах с высокими слоями ила, песка и гравия. Таким образом возводятся, например, насосные станции для откачки воды или шахты метро.
Заземление фундаментов
Каждому зданию требуется заземление. Для новостроек предписывается устройство заземления фундамента, которое закладывается в фундамент для защиты от коррозии. Это заземление необходимо устраивать в фундаментах наружных стен в виде замкнутого кольца из оцинкованной полосовой стали сечением минимум 30 х 3,5 мм или 25×4 мм или из круглой стали диаметром 10 мм с бетонным покрытием минимум 5 см.
В техническом помещении, в котором сосредоточены вводы всех коммуникаций, от закольцованного заземления должна выходить наружу контактная шина длиной 1,50 м. Свободный конец контактной шины выводится около наружной стены подвала кверху и связывается с шиной выравнивания потенциалов.
К последней должны подключаться нейтральные и защитные проводники и все металлические трубопроводы в здании, такие, как газовые трубы, водопроводные трубы и трубы отопления, а также провода заземления от антенны и телефона. Молниезащита должна быть также связана с заземлением фундамента.
www.stroypraym.ru
Access to the site is allowed only for human.
Вы используете прокси или другую странную штуку.Подтвердите что вы человек.
Отвечать нужно быстро
You are using a proxy or other strange thing.
Confirm that you are a person.
olymp.in