Фундамент из перекрестных лент

Обновлено: 17.05.2024

Ленточные фундаменты

Наибольшее применение нашли блоки сплошного трапециевидного сечения, представляющие собой двухконсольные плиты, толщина которых определяется величиной поперечной силы при отсутствии поперечной арматуры. Имеются разработки по криволинейному очертанию верхней поверхности консольного участка, соответствующего эпюре моментов; по созданию безопорных участков на нижней поверхности фундаментной плиты для снижения величины изгибающего момента. Монолитные фундаментные плиты имеют трапециевидную или прямоугольную форму.

С целью экономии материалов предусматривают трапециевидные сечения консолей блоков подушек и обрывы рабочей арматуры в соответствии с эпюрами изгибающих моментов. Сечение типовых плит принимают по ГОСТ. Часть рабочей арматуры проектируют с обрывом стержней в соответствии с эпюрой материалов. Для передачи нагрузки от вышележащих конструкций здания на фундаментные плиты служат монолитные или сборные, бетонные или железобетонные стены (чаще всего они служат стенами подвала). Сборные стены монтируют из фундаментных стеновых блоков или панелей (рис. 7.3). Стеновые блоки могут быть сплошные или пустотелые с различной формой пустот. Применение пустотелых блоков позволяет на 20—30 % сократить расход бетона. Бетон для монолитных фундаментов принимается тяжелый конструкционный средней плотности от 2200 до 2500 кг/м3 включительно, класса не ниже В15, а для сборных фундаментов — В20, В30.

При воздействии отрицательных температур от -5 до -40°С принимают марку бетона по морозостойкости не ниже F75, а при расчетной температуре наружного воздуха выше -5°C марку бетона по морозостойкости не нормируют. Для рабочей арматуры рекомендуется арматура периодического профиля класса А400, чтобы получить увеличенное сечение стержней с целью более надежного сопротивления коррозии. При технико-экономическом обосновании может применяться арматура более высоких классов (А500 и др.), а также преднапряженная арматура. Толщину защитного слоя бетона для конструкций фундаментов в грунте при отсутствии специальных защитных мероприятий и при наличии бетонной подготовки принимают 40 мм, а при ее отсутствии — 70 мм.

Глубина заложения подошвы фундаментов принимается не менее 0,5 м от поверхности планировки и больше толщины почвенного слоя. При ее назначении учитывают глубину промерзания и возможность морозного пучения грунтов в основании. При возможности морозного пучения глубина заложения подошвы принимается ниже глубины промерзания, определяемой нормами (не менее расчетной глубины промерзания df);

где dfn — нормативная глубина промерзания, принимаемая по карте нормативных глубин промерзания; kh — температурный коэффициент, зависящий от температурного режима помещения и определяемый по СП. Глубину заложения выбирают с учетом расположения фундамента на достаточно прочном слое грунта, исключая слабые грунты в качестве возможного основания. Если рядом с будущим фундаментом расположены существующие фундаменты — необходимо исключить их взаимовлияние. Для этого нужно, чтобы разница в глубине заложения подошв существующего и нового фундаментов была не более половины расстояния между краями подошв в плане. Ленточные фундаменты под несущие стены рекомендуется применять, как правило, при условии полного использования нормативного давления на основание. Их широко применяют при заложении подошвы 2. 3 м и более в случае использования подземного пространства под зданием. Фундаменты, стены подвалов и цоколи следует, как правило, выполнять сборными из блоков или панелей. Блоки укладывают с перевязкой вертикальных швов и с тщательным заполнением их цементно-песчаным раствором.

Расчет железобетонных фундаментных подушек и стен подвала производят по указаниям Свода правил, руководства, и других источников. При расчете фундаментных стен в случаях, когда толщина их меньше толщины вышележащих стен, учитывают случайный эксцентриситет е = 8 см; этот эксцентриситет суммируется с эксцентриситетом продольных сил. Толщины фундаментной стены и стены первого этажа должны отличаться одна от другой не более чем на 25 см; оси этих стен должны совпадать. Переход от одной глубины заложения ленточного фундамента к другой производится уступами. При плотных грунтах отношение высоты уступа к его длине должно быть не более 1:1, а высота уступа не более 1 м. При неплотных грунтах отношение высоты уступа к его длине должно быть не более 1:2 и высота уступа — не более 0,5 м. Уширение бутобетонных и бутовых фундаментов к подошве производится уступами. Высота уступа принимается для бутобетона не менее 30 см, а для бутовой кладки — в два ряда кладки, что составляет в зависимости от крупности камня 55—60 см. Ширина уступа назначается так, чтобы отношение высоты к ширине было не менее указанного в табл. 7.1. Проверка уступов расчетом на изгиб и срез не требуется.

При проектировании бутовых, бетонных или бутобетонных фундаментов под стены, размеры каждого из обрезов фундаментов (добавленных к ширине стены) принимают не менее 50 мм с округлением ширины фундамента до размера, кратного 100 мм. При проектировании ленточных фундаментов под стены промышленных зданий рекомендуется применять сборные фундаменты, собираемые из блоков — подушек и стеновых блоков. Сборные ленточные и прерывистые фундаменты можно устраивать только из одних фундаментных стеновых блоков, если их ширина равна или больше расчетной ширины фундамента. Фундаментные блоки — подушки или заменяющие их нижние фундаментные стеновые блоки укладывают вплотную один к другому, в результате чего создается непрерывный ленточный фундамент, или с промежутками при создании прерывистого фундамента (рис. 7.4).

В фундаментах и стенах подвалов из бутобетона толщина стен принимается не менее 55 см, а размеры сечения столбов — не менее 40 см; толщина стен из бутовой кладки принимается не менее 50 см и столбов — не менее 60 см. При применении бута — плитняка допускается уменьшение толщины конструкций из бутовой кладки до 30 см. Наружные подвальные стены рассчитывают с учетом активного бокового давления грунта и находящейся на поверхности грунта распределенной нагрузки. При отсутствии специальных требований нормативная распределенная нагрузка на поверхности принимается равной 10 кН/м2. Типы и размеры фундаментных блоков применяются по утвержденным каталогам типовых индустриальных строительных изделий. Марка раствора для кладки фундаментных стеновых блоков назначается в зависимости от влажности грунта и степени долговечности здания. Рекомендуется марка 50 (для зданий меньшей долговечности — III — марка 25).

Для обеспечения пространственной жесткости сборного фундамента предусматривают связь между продольными и поперечными стенами путем перевязки фундаментными стеновыми блоками, либо закладкой в швы стен сеток из стали классов А400 8—10 мм с шагом 150 мм (рис. 7.5). При малосжимаемых грунтах при E0 > 10 МПа стальные сетки могут не предусматриваться. Сетки должны быть уложены не менее, чем в двух (верхнем и нижнем) горизонтальных швах. Глубина заделки сеток в поперечные стены должна быть не менее двойной ширины фундаментного стенового блока Ъ. Если одна из стен выполнена из кирпича, то при любых грунтах сетки укладывают в каждом ряду фундаментных блоков. Фундаментные стеновые блоки должны укладываться с перевязкой вертикальных швов. Глубина перевязки шва должна быть: при малосжимаемых грунтах — не менее 0,4 высоты фундаментного стенового блока; при сильно сжимаемых (E0 < 10 МПа) и макропористых просадочных грунтах — не менее высоты стенового блока. Для устройства различных вводов от наружных сетей (см. рис. 7.5) оставляют проемы между блоками длиной не более 0,6 м (при отсутствии дополнительных конструктивных мероприятий). Проемы в углах зданий не допускаются. При изменении глубины заложения подошвы переход от одного заложения к другому осуществляется уступами, высота которых должна быть равна высоте фундаментного блока-подушки или стенового блока, а отношение высоты уступа к его длине должно быть не менее 1:2 — при связных грунтах и 1:3 — при песчаных грунтах.

В местах уступов блоки-подушки укладываются при необходимости на подготовку из тощего бетона класса B10 (см. рис. 7.5). При возведении сборных фундаментов на сильно сжимаемых грунтах, а также на площадках с неравномерными напластованиями грунтов, значительно отличающихся по своей сжимаемости, устраивают армированный шов поверх фундаментных блоков-подушек и армированный пояс поверх последнего ряда фундаментных стеновых блоков по всему периметру. Армированный шов должен быть толщиной 3—5 см; цементный раствор для армированного шва делают из марки не ниже марки раствора основной кладки, но не ниже марки 50.

Армированный пояс может выполняться как из монолитного бетона, так и из сборных элементов; высота пояса 10—15 см, бетон класса не ниже В10. Армирование шва и пояса осуществляется стержнями 08—10 мм класса А400 с шагом 100—150 мм, связанными через 50—60 см монтажной арматурой; ширина пояса должна быть не менее 0,8 толщины стены. Армированные пояса наружных и внутренних стен устраивают в одном уровне. Можно устраивать их на разных отметках, но при этом пояса должны перекрывать друг друга на длину не менее 50 диаметров рабочей арматуры и не менее двух расстояний между ними по вертикали. Гидроизоляцию между стенами и фундаментами устраивают из двух слоев навариваемого рулонного материала типа «Изопласт» по цементно-песчаному раствору 1:3 толщиной 20 мм.

Осадочные швы в ленточных фундаментах на сжимаемых грунтах устраивают при разнице в высоте соседних участков зданий более 10,0 м, а также в местах сопряжения участков здания, расположенных на разнородных грунтах, и при наличии разницы в давлении на грунт под фундаментами соседних участков здания более, чем на 50 % от величины большего давления на основание. Ленточные фундаменты под рады колонн выполняют чаще всего в монолитном железобетоне из перекрестных балок таврового поперечного сечения, включающих фундаментную плиту и вертикальные ребра (стены подвала) прямоугольного сечения (рис. 7.6).

Глубину заложения подошвы d принимают как для ленточных фундаментов, высота края консоли — не менее 200 мм. Размеры и армирование плиты и ребер обосновывают расчетом как изгибаемых элементов.

Расчет фундаментов. Ширину подошвы при центральной нагрузке определяют, условно вырезая 1 м длины фундамента (рис. 7.7), определяют внешние нагрузки на него N от всех вышележащих перекрытий и стен здания, от собственного веса фундамента и грунта на обрезах (средний удельный вес бетона и грунта уm = 20 кН/м3).

Ширину подошвы b при центральной ленточной нагрузке N, находят по формуле:

где р — ордината эпюры давления на грунт; Nn — нормативная нагрузка; N — расчетная нагрузка без учета веса фундамента и грунта, кН/пм; Af — площадь подошвы на 1 п.м.; уm — среднее значение объемной массы грунта и фундамента; у — усредненный коэффициент надежности по нагрузке (принимают yf = 1,2); R — расчетное сопротивление грунта для центрально нагруженного фундамента; h — глубина заложения фундамента в м.

При расчете ширины подошвы ленточного фундамента под стену при наличии подвала при внецентренной нагрузке (см. рис. 7.7) учитывают действие вертикального давления от стены здания Nw, горизонтального давления грунта обратной засыпки оаг (как для подпорной стены), и вертикального одностороннего пригруза грунта обратной засыпки N. В расчет вводят временную нагрузку на поверхности грунта р = 10 кН/м2, заменяя ее действие эквивалентным слоем грунта толщиной 0,6 м. Вычисляют момент, действующий в нормальном сечении по грани стены подвала, на 1 п.м. длины фундамента

где Nw — нагрузка от стены здания на 1 п.м. длины фундамента; N — нагрузка от грунта обратной засыпки на 1 п.м.; оаг — давление грунта обратной засыпки оаг = у0Н(45°-0,5фm); H = h+0,6 м; фm — усредненный угол внутреннего трения. Остальные обозначения см. рис. 7.7.

где b — ширина подошвы; pmax < 1,2Rn; pmin > 0.

Прочность ленточных фундаментов под стены рассчитывают на действие изгибающего момента и поперечной силы; возможен учет перераспределения контактных давлений и сил трения по подошве при допущении длительного раскрытия трещин. Расчет прочности на действие изгибающего момента производят для сечений, нормальных к продольной оси. В ленточных фундаментах под жесткие стены рассчитывают только консоли фундаментной плиты (подушки), загруженные контактным давлением (отпором) грунта (рис. 7.8). Расчет по прочности нормальных сечений производят в зависимости от соотношения между значением относительной высоты сжатой зоны бетона e = x/h0, определяемым из соответствующих условий равновесия, и значением граничной относительной высоты сжатой зоны eR, при котором предельное состояние элемента наступает одновременно с достижением в растянутой арматуре напряжения, равного расчетному сопротивлению Rs. Расчет с учетом перераспределения контактных давлений р и реализации сил трения т возможен только при отсутствии динамических нагрузок, которые могут привести к снижению этих факторов.

Значение eR определяют по формуле (7.4) или по табл. 4.3.

Расчет прямоугольного поперечного сечения консоли с одиночной арматурой (рис. 7.8) производится в зависимости от высоты сжатой зоны

при х < eRh0 из условия

где х — высота сжатой зоны;

при х > eRh0 из условия

где aR — см. табл. 4.3; При равномерно распределенном контактном давлении р (см. рис. 7.8) максимальный изгибающий момент в нормальном сечении на 1 п.м длины

Если допустимо длительное раскрытие трещин аcrc = 0,3 мм, ведущее к расширению площади контакта с грунтом и реализации сил трения по подошве, и если отсутствуют вибрационные нагрузки, которые могут снизить силы трения, можно учесть разгружающий момент сил трения т = pf по подошве на 1 п.м длины фундамента Mт; его нужно вычитать из момента М.

где f — коэффициент трения бетона по грунту (меняется в широких пределах в зависимости от вида и состояния грунта, может быть принят не более 0,1-0,2.

Учет перераспределения контактных давлений р по подошве возможен при использовании коэффициента постели грунта К (МПа/мм) в случае длительного раскрытия трещин аcrc = 0,3 мм. Снижение р на краю консоли

Тогда p1 = p + Ар; p2 = р - А;

Сниженный изгибающий момент

Подбор продольной арматуры производят следующим образом.

Если am < aR (см. табл. 4.3), сжатая арматура по расчету не требуется (необходимо стремиться к такому армированию). При отсутствии сжатой арматуры площадь сечения растянутой арматуры определяется по формуле

Если am > aR, нужно увеличить сечение фундаментной плиты или повысить класс бетона. Расчет по прочности фундаментных плит без поперечной арматуры на действие поперечной силы производится как для изгибаемых элементов из условий

где Qmax — максимальная поперечная сила у грани опоры;

где Q — поперечная сила в конце наклонного сечения, начинающегося от грани стены подвала, опирающейся на плиту; значение с принимается не более сmax = 2ho.

При расчете плиты на действие распределенных сил реактивного отпора грунта, если выполняется условие

условие (7.15) принимает вид

(что соответствует с = 3ho), а при невыполнении условия (7.16)

что соответствует

Для фундаментных плит с переменной высотой сечения при проверке условия (7.14) значение ho принимается в опорном сечении, а при проверке условия (7.15) — как среднее значение ho в пределах наклонного сечения. Для плит с высотой сечения, увеличивающейся к участку опирания стены подвала с увеличением поперечной силы, значение cmax принимается равным

где ho1 — рабочая высота плиты в опорном сечении; в — угол наклона верхней наклонной грани плиты.

Расчет прочности фундаментов под ряд колонн. Учет распора. При действии сравнительно регулярных нагрузок и напластовании грунтов, обеспечивающем равномерную осадку (однородный грунт или горизонтально расположенные слои грунта) фундаменты под ряды колонн можно рассчитывать, как многопролетные неразрезные балки на действие равномерно распределенного давления грунта р (возможен учет распора и перераспределения этого давления) (рис. 7.9). При нерегулярных нагрузках, а также при неоднородных грунтах с включениями сложных наклонных прослоек, в сложных и особых грунтовых условиях, рекомендуется рассчитывать фундаменты с использованием компьютерных программ. Изгибающий момент в пролете и на опорах многопролетной балки без учета сил распора

где р — погонное контактное давление с учетом ширины подошвы.

Можно учесть снижение момента на опоре с учетом расположения максимального значения эпюры моментов в толще стены здания. Учет перераспределения контактных давлений р по подошве возможен при использовании коэффициента постели грунта К. Небольшое снижение давления в средней части плиты

где К — коэффициент постели; аcrc — ширина раскрытия трещин; порядок определение коэффициента постели К: определить среднее давление по подошве от нормативных нагрузок рm; определить осадку s; К = pm/s. Сниженный изгибающий момент

Подбор сечения арматуры Аs1 и As2 см. (7.13), (7.14).

Расчет прочности с учетом сил распора производят по формулам. Согласно рекомендациям, при отсутствии данных о возможности горизонтальных перемещений контура плит при h/l > 1/30 расход арматуры можно снизить без расчета на 20%, кроме крайних и вторых от края пролетов, где силы распора не будут проявляться в полной мере ввиду горизонтальных перемещений плит. Учет усилий распора сводится к определению дополнительного момента AM, воспринимаемого за счет распора.

Расчет фундамента под ряд колонн на действие поперечных сил. Расчет при действии поперечных сил должен обеспечить прочность на действие поперечной силы и момента по наклонному сечению. Ввиду сплошного сечения балки и действия распределенного давления грунта по подошве расчет по полосе между наклонными сечениями не производится. В качестве поперечной арматуры используют вертикальные стержни. Рассчитывают ленточный фундамент (балку) по наклонным сечениям на действие поперечных сил как элемент постоянной высоты. Расчет производят из условия (рис. 7.10)

где Q — поперечная сила в наклонном сечении с длиной проекции с от внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения; Qb — поперечная сила, воспринимаемая бетоном сжатой зоны в наклонном сечении; Qsw — поперечная сила, воспринимаемая хомутами в наклонном сечении. Поперечную силу Qb определяют по формуле

Значение Qb принимают не более 2,5 Rblbho и не менее 0,5 Rblbho. Определение с описано ниже. Усилие Qsw определяют по формуле

где qsw — усилие в хомутах на единицу длины элемента, равное

сo — длина проекции наклонной трещины, принимаемая равной с, но не более 2ho. Хомуты учитывают в расчете, если соблюдается условие

Можно не выполнять это условие, если в формуле (7.27) учитывать такое уменьшенное значение Rbtp, при котором условие (7.28) превращается в равенство, т.е. принимать Mb = 6h02qsw. При проверке условия (7.25) в общем случае задаются рядом наклонных сечений при различных значениях с, не превышающих 3ho. Так как на балку действует равномерно распределенное давление грунта, то невыгоднейшее значение с принимают равным C = VMb/q1, а если при этом VMb/q1 < 2h0/1-0,5qsw/Rbtb или qsw/Rbtb >2, нужно принимать с = VMb/0,75sw+q1; значение q1 определяют следующим образом: если действует сплошная равномерно распределенная нагрузка р, q1 = р; если нагрузка q включает в себя временную нагрузку, которая приводится к эквивалентной по моменту равномерно распределенной нагрузке qv (то есть когда эпюра моментов M от принятой в расчете нагрузки qv всегда огибает эпюру M от любой фактической временной нагрузки, q = р — 0,5qv. При этом в условии (1.21) значение Q принимают равным Qmax — q1c, где Qmax — поперечная сила в опорном сечении. Поперечные стержни должны отвечать конструктивным требованиям, приведенным в «Пособии».

Расчет трещиностойкости. В соответствии с действующими нормами расчет изгибаемых конструкций фундаментов производят по образованию трещин, и (в случае образования) — по раскрытию трещин. Расчет по раскрытию трещин позволяет учитывать их раскрытие при перераспределении контактных давлений грунта с целью снижения изгибающего момента.

Прерывистые фундаменты проектируют с целью снижения расхода материалов, допуская небольшое превышение расчетного сопротивления грунта основания. He допускается применение прерывистых фундаментов с превышением расчетного сопротивления основания в случаях макропористых просадочных грунтов II категории просадочности; в сейсмических районах с расчетной сейсмичностью 9 баллов (при слабых грунтах); если площадка сложена из неоднородных грунтов, значительно отличающихся по своей сжимаемости, при неравномерном напластовании этих грунтов. В этих случаях возможно при обосновании применение прерывистых фундаментов без превышения расчетного сопротивления грунта основания. Некоторые мероприятия по сокращению расхода бетона и арматурной стали даны выше (рациональная форма сечения фундаментов, устройство пустотелых и ребристых фундаментов, применение прерывистых ленточных фундаментов) и на рис. 7.11. Можно применять рациональное изменение профиля консоли; создание безопорных участков на контактной поверхности; обрезку плиты в плане; обрыв части рабочей арматуры. Для фундаментов в виде перекрестных лент можно использовать экономичные решения, описанные в «Расчет и конструирование плитных фундаментов»; при обосновании можно применять напрягаемую арматуру. Все мероприятия должны быть обоснованы технико-экономически.

Фундаменты мелкого заложения на естественных основаниях.

Фундаменты на естественном основании. Область применения, конструктивные особенности, классификация. Инженерно-геологические изыскания и их оценка. Принципы проектирования.

Фундаменты – это подземная или подводная часть сооружения, воспринимающая нагрузки от вышерасположенных конструкций и передающая их на основания.

Фундаменты можно разделить на разновидности: фундаменты мелкого заложения на естественном основании, свайные фундаменты и фундаменты глубокого заложения.

Фундаменты мелкого заложения на естественных основаниях.

Фундаменты мелкого заложения на естественных основаниях называют такие фундаменты, которые сооружают в открытых котлованах глубиной не менее 5-6 м. Основное требование к фундаментам - их достаточная прочность, долговечность, морозостойкость, стойкость против агрессивного воздействия подземных вод.

Фундамент должен иметь такие размеры, чтобы среднее давление по подошве (под подошвой) фундамента не превосходило расчетного сопротивления грунта основания. Кроме того, расчетные значения абсолютных осадок и разностей осадок между отдельными фундаментами одного сооружения не должны превосходить установленных нормами проектирования предельных значений.

Для устройства фундаментов используют железобетон, бетон, бутобетон, бутовую кладку, иногда – цементогрунт.

Разновидности фундаментов мелкого заложения:

1) отдельныефундаменты под колонны в сочетании с фундаментными балками(рандбалками);

2) столбчатыефундаменты под кирпичные стены;

3) ленточныефундаменты под кирпичные стены (непрерывные);

4) ленточныефундаментыпод колонны;

5)фундаменты из перекрестных лент под колонны;

6)фундаменты в виде сплошной плиты;

7) массивные фундаменты.

1). Отдельныефундаменты под колонны в сочетании с фундаментными балками(рандбалками) применяются обычно в промышленных зданиях при не слишком больших нагрузках на грунт, достаточно прочныхимало сжимаемыхгрунтах, гибкой схеме работы надземной части здания, когда колонна и ригели или колонна и ферма соединены шарнирно.

Различаются способом крепления фундамента с колонной.

а) замоноличивание (мелкие колонны) (рисунок 1:1).

Рисунок 1.1. 1 – бетон на мелком заполнителе не ниже класса бетона самого фундамента (не ниже В20); 2 – стакан;

б) большие колонны – без стакана, жесткий стык – сварка и стык замоноличивается бетоном.

2). Отдельные фундаменты под кирпичную стену (бесстаканные, столбчатые). Применяются для малоэтажных зданий, при хороших грунтовых условиях, как правило, для частного индивидуального строительства.

Рисунок 1.3. Отдельный фундамент под кирпичную стену (бесстаканный, столбчатый)

Рисунок 1.4. Поперечные сечения столбчатых фундаментов

3). Ленточныефундаменты под кирпичные стены.

Изменение размеров глубины заложения возможно только на отдельных участках ограниченной длины. Участки, имеющие разные размеры фундаментов, отделяются осадочными швами.

Применяются при значительных нагрузках и достаточно слабых грунтах. Несущественно изменяют жесткость сооружения. Почти не работают на изгиб в продольном направлении (при большой жесткости стен).

Рисунок 1.5. Сборный ленточный фундамент под стену

Рисунок 1.6. Ленточные фундаменты:

а - монолитный; б - сборный сплошной; в - сборный прерывистый;

1- армированная лента; 2 - фундаментная стена; 3 - стена здания; 4- фундаментная подушка; 5 - стеновой блок

Рисунок 1.8. Конструкции фундаментных плит:

а - сплошная; б - ребристая; в – с угловыми вырезами

4) Ленточныефундаментыпод колонны.

Применяются при шаге колонн не более 6 м и при наличии слабыхгрунтов.

Уменьшают неравномерности осадки отдельных колонн.

5) Перекрёстные ленточные фундаменты под колонны.Применяется при малом шаге колонн, при больших нагрузках и слабых грунтах. Перекрестные ленты позволяют выравнивать осадку не только отдельных колонн в ряду, но и здания в целом.

Рисунок 1.9. Перекрёстные ленточные фундаменты под колонны

6). Сплошной плитный (гладкий) фундамент.Фундаменты в виде сплошной плиты, как под колонны, так и под кирпичные стены устраивают под всем сооружением или его частью в виде железобетонных плит под сетку колонн и стен. Такие фундаменты работают на изгиб в двух взаимно перпендикулярных направлениях, имеют небольшую равномерную осадку, им не страшно подтопление поверхностными водами, а также они защищают подвальные части здания. Размеры таких фундаментов обусловлены размерами сооружения в плане.

Рисунок 1.10. Сплошной плитный (гладкий) фундамент под колонны

Рисунок 1.11. Сплошной плитный (гладкий) фундамент

Рисунок 1.12. Фундамент в виде сплошной плиты

Рисунок 1.13. Плитные фундаменты со сборными стаканами

Рисунок 1.14. Плитный фундамент с монолитными стаканами

Рисунок 1.15. Плитный ребристый фундамент

Рисунок 1.16. Сплошной фундамент под группу колонн

Рисунок 1.17. Сплошной коробчатый фундамент

7) Массивные фундаменты - это фундаменты массивных сооружений с массивной подземной частью (фундаменты плотин, мостовых опор, доменных печей, дымовых труб, под машинное оборудование с динамическими нагрузками). Они создают большую инерцию, препятствуют колебаниям, уменьшают амплитуду, скорость, ускорение колебаний и т.д.

Рисунок 1.18. Массивный фундамент под доменную печь

Рисунок 1.19.Фундамент доменной плиты

Рисунок 1.20. Основания под печи, располагаемые в нижнем этаже здания:

а - у каменных стен здания; б - в проемах стен на уширении их фундаментов 1 - печь; 2 - гидроизоляция; 3 - предтопочный стальной лист; 4 - деревянный пол; 5 - кирпичный бутовый или бетонный фундамент; 6 - песок; 7 - открытая отступка; 8 - кирпичная стена; 9 - заделка раствором; 10 - перемычки стены; 11 - глухая разделка толщиной в полкирпича

По способу устройства фундаментов в котловане различают монолитные и сборные.

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 26-30 0 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

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).

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.

\|	следующая лекция ==>
Основные конструктивные элементы жилых зданий	\|	Образование различных кристаллических решеток

Моделирование перекрестных лент фундамента.

Ув. коллеги. Хочу замоделировать в Скаде фундамент под колонны в виде перекрестных лент. Основная цель подбор арматуры в балке ленты. Фундамент замоделировал как плиты на упр. основании(КЭ-44) соединенные жесткой вставкой со стержнями (см. рис.). Вопрос:
1 Какой вариант спряжения елементов вы считаете правильным?
2 как правильно принять ширину b1?
3 Почему момент Мy скачит по длине балки между колоннами?
4 Как правильно принять нижнюю арматуру балки? Совместно с продольной арматурой плиты?
5 В расчетной схеме, какую принять отметку уровня плиты ? ( по балке , по плите, или совместный ЦТ?
Спасибо за советы. Надеюсь на полезность для многих.
PS. Счастливого НГ.
[ATTACH]1167684066.jpg[/ATTACH]

__________________
С ув. Петр

Сама схема. вариант "в" Скад 7.31
[ATTACH]1167684148.rar[/ATTACH]

__________________
С ув. Петр

Кажись надо разбить фундамент на плитную часть и на балку. За центры взять соответственно срединную линию плиты и ось балки. балку и плиту соединить между собой жесткими вставками. Получим арматуры в балке и в плите. Ширину балки можно подобрать расчетом. К тому же надо учесть ширину колонны при расчете на продавливание, а то у меня дикая поперечная сила вылезает. Ну а лучше бросить SCAD и работать в MicroFe. Там и надбалку смоделировать можно и считает он более приближенно к СНиП.

Спасибо за ссылку.
2Ander
1. По опыту правильные осадки в зависимости от коэф. постели (разный грунт) выдает только пластичатый элемент.
2. Имел ввиду ширину нижней полки тавра (вар. б) который совместно работает с плитой.
3. Схему приложил ранее.
4. Получил продольную араматуру в балке и плите , что теперь складывать ?
5. Колонна и балка - стержни, плита - оболочка, а как по другому?

__________________
С ув. Петр

1. По опыту правильные осадки в зависимости от коэф. постели (разный грунт) выдает только пластичатый элемент.
2. Имел ввиду ширину нижней полки тавра (вар. б) который совместно работает с плитой.
3. Схему приложил ранее.
4. Получил продольную араматуру в балке и плите , что теперь складывать ?
5. Колонна и балка - стержни, плита - оболочка, а как по другому

Я бы сделал так:
1. Балки фунд-тов высотой 900+300=1200. Пулученная арматура четко в каркасе ребра.
2. Сделать комбинацию из всех вертикальных загружений, для анализа R и осадок.
3. Плитная часть - рабочая только нижняя арматура.
4. Поперечка ессно в балках будет скакать - схема-то дискретная. Тут уж надо подключать опыт и логику .
5. Наземные кон-ции не анализировал - не спрашивали.
6. И последнее: сопоставить с моделью таврового сечения. Работа несколько иная, но результат более однозначный. Что принять? см.п.4.

__________________
В поисках истины приходится напрягаться

Спасибо за советы. Проблема в учете совместной работы плиты и стержня, а именно в определении продольной арматуры в балке. Может сознательно занизит толщину пластины и взять армирование только в стержне? Еще, как избавиться от этих скачков в моменте? Спасибо.
[ATTACH]1167774093.jpg[/ATTACH]

__________________
С ув. Петр

Peter,
Скачки странные, такое ощущение, что у тебя там присутствуют сторонние вертикальные элементы. Если моделируешь жесткие вставки через свойства стержня (изменение положения цт), то хоть и есть неудобства чтения, но все нормально. А у тебя не пойму, в каждом соединении - жесткий узел.. Проверь схему!
А вот с плитой ты, по-моему, загнул - треугольные элементы в данном случае не уместны, большое искажение будут давать. Если хочешь оставить треугольники - мельче сетку сделай, иначе - прямоугольные КЭ.
Хочешь уточнить схему - для внешних лент учти законтурную полосу грунта. А вообще, лучше перейти на стержни, если у тебя нет причины учета плиты. При такой сетке много ли ты поимеешь, учитывая плиту. Что касается арматуры - не надо ничего складывать, армируй ребро на всю высоту, снизу сплошная сетка, верхнюю сетку из двух частей, соединенных между собой стержнями внахлестку (сквозь каркасы ребра). Занижать толщину незачем, иначе та схема (учет основания в пластинах), за которую ты так бьешься, работать не будет.

На счет моментов. Схему получили путем импорта из Мономаха. Удалил лишнее, ввел стержни по низу стен первого этажа, раздробил их с учетом промежуточных узлов (от плиты) и ввел стержням жесткую всатвку +0.9м. Что не то ?- знаний не хватает. Я как понял вы советуете принять за ленту тавровый стержень на упр. основании?

__________________
С ув. Петр

Peter, может с жесткостями при импорте проблемы пошли, потому как если смотреть на эпюру моментов (и откинуть предположение о лишних элементах), то кажется что жесткость пластин настолько велика по сравнению со стержнями, потому как скачок от одного стержня к другому уж очень велик. Посмотри толщину, параметры материала. Не знаю, что посоветовать еще. Хотя кто знает, может при таком разносе цт плиты и балки картина получилась вполне достоверной.. Но все равно сомнительно, на мой взгляд. А почему 0.9 м? У меня: 0.45+0.15=0.6 м, как считал?
Если бы была необходимость учесть какую-то нагрузку на плиту, а так можно и тавр посчитать. А в зоне стыка стержней можно задать продольные жесткие вставки (по X), сократить тем самым подбор арматуры приопорных зон.

Все так же бъюсь над моментами. Проблема видимо в жестких вставках. Если их убираю эпюри гладенькие. С ними - программа берет за опоры, оттуда и скачки. Галочка "не учитывать нагрузку на вставку" не помогает.

__________________
С ув. Петр

Peter, могу предложить посмотреть схему, но дома скада нет, поэтому если текстовый файл задачи сбросишь, могу в лире посмотреть.

Буду очень признателен.
[ATTACH]1167988449.rar[/ATTACH]

__________________
С ув. Петр

ЯТД выше обозначенные вопросы вас пока не должны волновать, т.к. основание смоделировано неправильно. Поэтому полученные усилия а следовательн и армирование будет неверным в любом случае.

Основаной вопрос следующий - как правильно смоделировать основание для такого нетривиального фундамента? т.е. учесть его различную жесткость под подошвой.
ЯТД надо на объемники посадить. Или, что ненадежнее, не выкидывать остальной грунт. (т.к. присутствует С2)

Читайте также: