Ленточные фундаменты отдельно-стоящие фундаменты. Фундаменты отдельно стоящие

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 Sr0,75 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.

studfiles.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.

studfiles.net

Ленточные фундаменты отдельно-стоящие фундаменты

Свайные фундаменты

Каркасы. Общие положения

studfiles.net

Расчет отдельно стоящего фундамента под колонну

Основная задача проектирования фундаментов состоит в обеспечении равномерной передачи нагрузки от сооружений (опор трубопроводов, резервуаров и т.д.) на основание таким образом, чтобы давление, возникающее под подошвой фундамента, не приводило к недопустимым деформациям сооружения.

На практике, чаще всего, применяют бетонные и железобетонные фундаменты.

По форме фундаменты разделяют на отдельные под колонны и опоры, ленточные под стенки и сплошные под всем сооружением. Отдельно стоящие фундаменты могут быть сборными или монолитными.

По условиям эксплуатации различают следующие типы фундаментов: жесткие – работающие на сжатие и выполняемые из бетона; гибкие — воспринимающие сжимающие и изгибающие усилия и выполняемые из железобетона.

Отдельно стоящие фундаменты в плане обычно имеют … прямоугольную форму с отношением сторон не более 3:1 (рис. 46).

Монолитные фундаменты, бетонируемые на месте, как правило, имеют ступенчатую форму. Существуют следующие рекомендации по выбору числа ступеней:

— если высота фундамента ≤ 450 мм, то при проектировании принимают одну ступень;

— если 450 ≤ ≤ 900 мм – две ступени;

— если > 900 мм – три ступени.

Минимальная высота ступени равна 300 мм.

Расчет отдельных фундаментов производится в предположении, что фундамент является абсолютным жестким телом. Поэтому отпор грунта распределяется по подошве фундамента по линейному закону. Расчет фундамента состоит из 2-х частей:

1. Рассчитывают деформации основания под фундаментом, по которым затем определяют размеры фундамента в плане.

2. Рассчитывают сам фундамент на прочность, т.е. определяют размеры отдельных частей фундамента и его армирование.

7.1. Определение размеров подошвы фундамента

На подошву фундамента действуют нагрузки от колонны, масса самого фундамента и давление грунта на его уступах (рис 46).

46. Расчетная схема отдельного фундамента

Расчет проводится из условия прочности основания, на которое опирается фундамент. Рассматриваются два варианта нагружения фундамента: центральное и внецентренное. Предельное состояние определяется несущей способностью грунта основания.

Размеры подошвы фундамента определяют из того условия, чтобы давление под подошвой не превышало предельное сопротивление грунта на сжатие

, (7.1)

где – максимальное давление под подошвой фундамента;

– нормативное сопротивление грунта основания сжатию;

– коэффициент условий работы;

– коэффициент надежности по назначению сооружения.

При расчете центрально нагруженного фундамента площадь подошвы фундамента определяется из условия отсутствия продавливания основания фундамента

, (7.2)

где – размеры подошвы фундамента;

– нормативная продольная вертикальная сила на уровне фундамента;

– расчетное сопротивление грунта, которое принимается по нормам;

= 20 кН/м3 – усредненная плотность фундамента и грунта на его уступах;

– глубина заложения фундамента.

7.2. Расчет отдельно стоящего центрально-сжатого фундамента на изгиб

Расчет фундамента ведется по первой группе предельных состояний. Под подошвой фундамента от центральной нагрузки возникает отпор грунта основания (рис. 47). Подошва фундамента работает как плита на изгиб. При этом чем ниже находятся волокна плиты, тем больше они растянуты. Растягивающие напряжения приводят к образованию трещин в фундаменте по нормальным сечения. Для того, чтобы фундамент мог сопротивляться образованию трещин, применяют стальную арматуру. Фундамент армируется сварными сетками из стержней периодического профиля диаметром не менее 10 мм и шагом 100 – 200 мм. Сварную сетку устанавливают по подошве фундамента с соблюдением защитного слоя, толщина которого должна быть не меньше 30 – 35 мм при наличии под фундаментом песчано-гравийной подготовки и равной 70 мм без подготовки основания.

Наиболее опасными являются сечения 1 и 2 изгибаемого фундамента, где изменяется его высота. Для определения изгибающего момента в этих сечениях рассматривают отсеченную часть фундамента, как консоль, равномерно нагруженную снизу реактивным давлением основания. Равнодействующая реакции грунта на отсеченную часть приложена в центре тяжести опорной поверхности. Для сечений 1 и 2 соответственно получим реакции и

;

, (7.3)

где – геометрические размеры (рис. 47).

Рис. 47. Расчетная схема фундамента при изгибе

Изгибающий момент в сечениях 1 и 2 вычисляется как произведение равнодействующей реакции основания на ее плечо

;

. (7.4)

Для определения площади сечения арматуры по предельному состоянию считается, что при образовании трещины вся нагрузка приходится на стержни арматуры и достигает расчетного сопротивления на растяжение . Для вычисления растягивающего усилия в арматуре составляются условия равновесия для сечений 1 и 2 (рис. 47). Изгибающий момент от давления грунта на подошву фундамента уравновешивается моментом внутренних сил в арматуре относительно центра поворота частей фундамента, разделенных трещиной. Требуемая площадь арматуры определяется по формулам

, (7.5)

где – коэффициент работы арматуры.

7.3. Расчет отдельно стоящего фундамента на продавливание

Одним из предельных состояний фундамента является его продавливание колонной. Опытным путем установлено, что разрушение фундамента от продавливания происходит по боковым поверхностям усеченной пирамиды (рис. 48).

Рис. 48. Расчетная схема продавливания фундамента:

1 – колонна; 2 – пирамида продавливания

Разрушающие внутренние усилия возникают в сечениях железобетонного фундамента под углом к основанию. Так как давление грунта равномерно распределено по всей поверхности подошвы фундамента, а вертикальная нагрузка от колонны в момент продавливания будет передаваться на грунт только через основание пирамиды продавливания, то можно вычислить продавливающую силу, как неуравновешенную часть вертикальной нагрузки

, (7.6)

где – давление грунта;

– площадь фундамента;

– площадь основания пирамиды продавливания;

– размеры основания пирамиды.

Как следует из рисунка 48, размеры основания пирамиды продавливания легко вычисляются

, (7.7)

где – размеры поперечного сечения колонны.

По боковым граням пирамиды продавливания будут возникать растягивающие напряжения. С учетом этого, можно записать условие прочности фундамента на продавливание (рис. 49)

, (7.8)

где – расчетное сопротивление бетона растяжению;

– площадь боковой поверхности пирамиды продавливания.

Рис. 49. Расчетная схема условия прочности на продавливание

Площадь боковой поверхности пирамиды продавливания можно вычислить по следующей формуле

, (7.9)

где – длина средней линии боковой поверхности пирамиды продавливания.

После подстановки (7.9) в (7.8) получим

. (7.10)

7.4. Расчет внецентренно сжатого фундамента

Внецентренное сжатие фундамента возникает в случае, когда кроме центральной сжимающей силы на фундамент через колонну передается изгибающий момент (рис. 50). Давление грунта по поверхности подошвы фундамента в этом случае будет не одинаковым. С той стороны фундамента, куда момент будет передавать дополнительное сжатие, реакция грунта будет максимальной, а с противоположной стороны минимальной. Простейшим способом, позволяющим учесть линейное распределение давления грунта на подошву фундамента, является расчет по среднему давлению. Так, например, чтобы рассчитать напряжения в вертикальном сечении 1 (рис. 50) нужно вычислить среднее давление грунта на отсеченную часть фундамента

. (7.11)

Рис. 50. Внецентренное сжатие фундамента

В дальнейшем выполняя расчет стальной арматуры или расчет фундамента на продавливание необходимо использовать среднее давление грунта на подошву фундамента.

	\|	следующая страница ==>
Расчет элементов строительных конструкций на сжатие	\|	Расчет продольных деформаций надземного участка трубопровода

Дата добавления: 2014-10-02; просмотров: 49; Нарушение авторских прав

Поделиться с ДРУЗЬЯМИ:

refac.ru