Столбчатый фундамент бетонный: Столбчатый фундамент. Строительство столбчатого фундамента, стоимость

Содержание

Столбчатый фундамент своими руками — 🇷🇺 Пиломатериалы для бани

Столбчатый фундамент относится к одному из долговечных оснований для здания, которое не требует больших вложений. Такой вид фундамента в большинстве случаев закладывается под зданиями с облегченными стенами. К таким зданиям, в основном, относятся бани, возводимые из бруса или бревен, щитов, каркасов и пеноблоков. А вот если баня строится из кирпича, то она будет тяжелой. В связи с этим под нее потребуется закладывать прочный глубокий ленточный фундамент, который будет требовать большое вложение денежных средств, а это может попросту разорить человека. В этом отношении столбчатые фундаменты обходятся намного дешевле, чем ленточный вид фундамента, примерно в 1, 5 раза, это и делает их привлекательными для строительства бань.

Брус для бани

Профилированный Брус

Современное загородное строительство предъявляет большие требования к качеству и экологичности используемых материалов. Профилированный брус, изготовленный из массива древесины — отличный вариант для возведения коттеджей, дач, бань, саун и других загородных строений. Данный материал производится из цельных бревен; процессе обработки не затрагивает положительные свойства, которыми обладает натуральная древесина.

Фундамент под баню

Если запланировано возведение небольшой бани с легкими
стенами, то подойдет столбчатый фундамент, так как он обладает
необходимой прочностью и приемлемой стоимостью. Так же стоит помнить о
том, что при строительстве такого фундамента нельзя иметь подвал, но
баня в нем и не нуждается.

Расчет фундамента

Для проведения строительства столбчатого фундамента можно воспользоваться услугами специалистов, хотя всю работу можно сделать самостоятельно. Если все же было принято решение делать всю работу самостоятельно, то изначально потребуется провести все необходимые расчеты. Первоначально следует рассчитать массу будущей бани и не забывать про нагрузку, которая будет создаваться снегом в зимний период. Так, например, в Московской области снеговая нагрузка составляет в пределах 100 кг на 1 м². Так же нужно помнить и о внутренней нагрузке, которая будет создавать будущая мебель, установленная печь и купающиеся в бане люди. В большинстве случаев эта нагрузка равна 100 кг на 1 м². После этого потребуется провести расчет несущей способности грунта того места, где будет располагаться будущая баня. Но если сделать не получается, то для расчета можно воспользоваться параметрами торфяника, которые составляют 0,5 — 0,6 кг на 1 см². Хотя если на участке другая почва, то этот показатель будет выше.

Начало изготовления столбов

После чего можно будет приступать к изготовлению столбов.
Для этого потребуется бур, диаметр которого будет составлять 25 см.
Нужно проделать в грунте яму глубиной примерно 15-20 см. Затем
подготовленные ямы следует армировать сеткой, желательно с мелкими
ячейками и все залить бетоном. Для приготовления бетона можно
использовать цемент марки М-200. Но перед этим в центр ямы вставляется
несколько арматурных прутьев, длина которых должна превышать длину ямы
на 10 см. Вместо прутьев можно воспользоваться кусками труб и другими
железными элементами, подходящего размера. Еще стоит запомнить то, что
на дно ямы обязательно нужно уложить кусок рубероида или полиэтилена.
Это необходимо для того, чтобы он не впитывался в грунт.

В
дальнейшем понадобится кусок трубы диметром 10 см, желательно
изготовленной из асбестоцемента. В него следует уложить два прута
арматуры и установить все на подготовленный перед этим башмак. Заливать
трубу необходимо тем же бетоном, что и основание. В это же время не
стоит забывать про его уплотнение, которое проводится другим прутом. В
верхней части устанавливается болт или небольшой кусок арматуры.

Столб фундамента для бани

После
окончания этой процедуры потребуется дождаться схватывания бетона,
которое длится от 4 до 5 дней. Затем можно приступать к процедуре
второго бурения. Для этого потребуется бур большим диаметром, чем
предыдущий, т. е. около30 см. Само бурение проводится немного ниже
промерзания почвы. В получившиеся отверстия в короткие сроки вставляется
получившийся столб, при этом делая все необходимое для предотвращения
его осыпания. После полного высыхания прочность изготовленного столба
может выдержать нагрузку в 11 тонн. Оставшееся пространство засыпается
извлеченным ранее грунтом и тщательно утрамбовывается.

Фундамент под баню — столбчатый бетонный

Ростверк — площадка столба.

Для такого вида фундамента можно изготавливать ростверк ( верхняя часть — площадка столбчатого фундамента), как из металла, так и бетона или дерева. Выбор материала, в основном, зависит от предпочтений самого человека. Основным правилом для любого вида ростверка будет являться расположение его над почвой не менее 10 см. Самым главным достоинством столбчатого фундамента является его пригодность для строительства бань с легкими стенами. Да и к тому же можно отметить продолжительный срок его службы, который может достигать 100 лет и более, даже при использовании его на болоте.

Производство столбов для фундамента может осуществляться как из бетона, так и камня или кирпича. Хотя по цене и популярности первое место занимает железобетон. Теперь стоит более подробно рассмотреть строительство столбчатого фундамента.

Подготовительные работы — более подробно

Все работы стоит начинать с приготовления участка, т. е. его очистки, которая заключается в удалении плодородного слоя почвы совместно с растениями на глубину до 40 см. В том случае, когда на участке присутствует глина, то потребуется в обязательном порядке сделать подсыпку из песка и гравия. Толщина такой насыпи, в основном, зависит от особенностей грунта. Затем убираются все имеющиеся неровности и потом можно приступать к разметке будущего фундамента.

Разметка фундамента

После
этого, с заранее сделанных чертежей, на участок переносится план бани.
Делается это путем закрепления осей и основных размеров фундамента. Чем
точнее будет проделана разметка, тем легче будут проходить последующие
этапы работы.

Яма для фундамента

Рытье ям для будущего фундамента можно выполнять с
привлечением спецтехники или вручную. Их расположение должно быть строго
по отмеченным осям. В том случае, если глубина ямы не будет больше 1
метра, то можно обойтись без укрепления стенок, а если больше, то
придется делать деревянные распорки с откосами. К тому же яму следует
копать на 30 см больше глубины самого фундамента. Это необходимо для
того, чтобы можно было сделать подсыпку, состоящую из гравия и песка.
Что касается ширины, то она должна быть немного больше расчетной, для
свободной установки опалубки и распорок.

Опалубка

Для опалубки столбчатого фундамента следует приготовить струганные доски 40 мм толщиной, а вот ширина их должна составлять 150 мм или обрезные доски 40х150. Также вместо досок можно применять фанеру, металлические листы и т. п. Установка досок производится непосредственно к бетону.

Доска строганная

Цены на сухую строганную доску

Доска строганная отличается гладкой поверхностью, а также выверенной формой сечения. Используется она в тех случаях, где необходимо высокое качество поверхностей, например, укладка полов, отделка потолков, производство мебели.

Цена за куб для всех строганных досок равна 28 000 руб/куб и 30 000 руб/куб с НДС.

Армирование

Что касается армирования, то для этого
необходимо использовать стержни марки А3 диаметром 12-14 мм, укладку
проводить только продольно. Но не стоит забывать про горизонтальные
перемычки, которые стоит устанавливать через 20 см. Для таких перемычек
можно воспользоваться 6 мм проволокой. Продольные стержни обязательно
должны выступать на 10-15 см выше самого столба. Это требуется для
последующего связывания каркаса с ростверком.

Защита от влаги и бетонный раствор

Бетонный раствор
необходимо заливать в установленные трубы. Бетон нужно укладывать по
20-30 см и при этом тщательно его уплотнять и выводить лишний воздух
путем применения ручного вибратора.

Что касается защиты фундамента
от влаги, то здесь не возникает никаких проблем, так как можно
использовать любые применяемые для этих целей материалы.

Жесткость и устойчивость фундамента

Для придания жесткости и устойчивости столбчатому фундаменту можно сделать монолитный пояс. Его монтаж производится из рандбалок, изготовленный из железобетона. Монтаж проводится путем приваривания перемычек к обрезкам арматуры и только после этого устанавливается каркас из арматуры и опалубка. Завершающим этапом является залитие бетоном. После того как бетон станет крепким и полностью высохнем, с установленной гидроизоляцией, можно засыпать грунт и проводить укладку перекрытий. Для того чтобы в зимнее время под баней не гулял холодный ветер и не набивался снег, можно между столбами выложить простую кирпичную стенку. Но не стоит забывать о том, что построенная баня может давать осадку, и поэтому выложенные стенки нельзя привязывать к столбам. В ней же делаются все необходимые отверстия для коммуникаций. А для красоты ее можно обшить блок-хаусом или другим отделочным материалом.

Блок Хаус

Блок хаус относится к типу и разряду отделочных материалов. Выбор материала для отделки на строительном рынке пиломатериалов невероятно огромен и разнообразен. Материалы для наружной и внутренней облицовке, предлагаемые продавцами и производителями, совершенно разные и по составу, и по технологии монтажа, и по своим эксплуатационным качествам, и по цене. Но среди всех, несомненно, уверенно можно выделить один, которые не теряет своей востребованности и популярности уже долгие десятилетия. Это, конечно, древесина.

Столбчатый фундамент — Технология строительства

Статьи
/ Фундаменты

Эта разновидность фундаментов, на которых возводятся каменные, бетонные и деревянные дома, представляет собой конструкцию, состоящую из опорных столбов, на которых установлены сборные или монолитные перемычки из железобетона, выдерживающие всю нагрузку стен. Сами столбы располагаются под углами здания, в тех местах, где стены пересекаются, одним словом везде, где сосредоточена наибольшая нагрузка.

Когда возможно использование столбчатого фундамента

Если деревянные дома возводятся на грунте, который требует, чтобы фундаменты были заложены глубоко, а также в том случае, если их стены не имеют опор по всей длине, та используется столбчатый фундамент.

Многим известно, что достаточно востребованный на сегодняшний день столбчатый фундамент способен применятся для различных конструкций зданий, выполненных из всевозможного строительного материала. В случае конструкции, выполненной из дерева, щита или каркаса данный вид фундамента станет особенно востребованным. Так как такие здания не придают значительную нагрузку на грунт.

Сегодня можно заметить повышенный интерес к столбчатому фундаменту при строительстве каркасных, щитовых или рубленных домов. Так как он является практически незаменимым в данной сфере. Он обеспечивает повышенную надёжность всей конструкции и способен прослужить достаточно внушительный период времени.  

Строительство деревянных домов, которые имеют относительно небольшой вес (например, дачных домиков, каркасных конструкций) часто производится на фундаментах, основу которых представляют «плавающие столбики». Они имеют следующую конструкцию: сначала на слой песка устанавливается небольшая железобетонная плита, на которой затем строится кирпичный или бетонный столбик.

Что из себя представляет столбчатый фундамент:

  • Основание – армированная подушка. 
  • Фундамент – пескоцементные блоки, устанавливаемые в уровень будущего дома. 

При строительстве дачных домов небольшого размера возможна установка
упрощенного  опорно-столбчатого фундамента. Под стенами
строения по всему периметру и под поперечными несущими балками перекрытия,
с шагом примерно через два метра, устанавливаются бетонные столбы размером
40х40х40см, составленные из 4-х блоков размером 20х20х40 см на цементной
стяжке. Каждый бетонный блок опираются на отдельную армированную, бетонную,
опорную плиту размером 50х50см толщиной 100мм. Сверху блоков выполняется
гидроизоляция настилкой двух слоев рубероида.

Заказать строительство фундамента можете по телефону: 8 (800) 100-24-23 или через форму

Статьи
/ Фундаменты

Как установить столбчатый (монолитный ростверковый) фундамент

Виды столбчатого фундамента

Виды столбчатого фундамента по типу материала:

  • Блочный;
  • Кирпичный;
  • Бетонный;
  • Бутобетонный;
  • Железобетонный.

Как залить столбчатый (монолитный) фундамент с ростверком

  1. Разметка.
  2. Землеройные работы. Большие ямы роются экскаватором, малые – руками (не в прямом смысле). При глубине менее 1 м опалубка не требуется. Глубина более 1 м нуждается в дополнительных стенках под бетонирование. Для этого ямы копаются с откосом, чтобы можно было установить опалубку и распорки.
  3. При глубоких ямах требуется песчаная подушка. Для этого ямы роют на 20-30 см глубже.
  4. Установка опалубки с досками толщиной 3-4 см. Опалубка должна быть выше уровня заливки бетона. Если в виде опалубки используются трубы диаметром от 10 см и более, то они остаются в земле вместе с фундаментом.
  5. Армирование столбов в продольном направлении диаметром 10-14 мм. Для увеличения жёсткости арматуры используются перемычки с шагом около 20 мм (6-милимметровая проволока подойдёт). Чтобы связать в будущем каркас столбов с ростверком, стержни арматуры должны выступать выше уровня фундамента на 10-20 см.
  6. Послойная заливка бетона (по 20-30 см). После каждого слоя нужно уплотнить бетон вибратором. Заодно и лишний воздух удалится.
  7. Снятие опалубки, устройство гидроизоляции (мастика, рубероид, битум), засыпка земляных ям;
  8. Возведение ростверка производится таким же методом (опалубка, армирование, заливка бетона). Главное – хорошо закрепить его на столбах фундамента, чтобы бетон не вытекал сквозь щели.
  9. Снятие опалубки и устройство гидроизоляции ростверка.

Поскольку столбчатый фундамент в итоге находится выше уровня земли, то между столбами делают забирку для предотвращения попадания в фундаментную зону осадков и грязи. Забирка делается, как правило, из кирпича на бетонную стяжку. Во время кирпичной кладки не забудьте про отверстия для коммуникаций.

Если вы строите столбчатый фундамент из блоков, то у них должны быть размеры 20x20x40 см. Для каждого столба блочного фундамента создается уширенное основание из 4-х блоков. Между собой блоки должны быть надёжно скреплены раствором.

Дальше больше!

Устройство столбчатого фундамента

13 марта 2019

время чтения 3 минуты

Столбчатый фундамент используется не так часто – только для легких конструкций. Но у него есть свои преимущества, например, можно строить дом у водоема. Еще одно достоинство для многих домовладельцев – легкость в строительстве и относительно низкая цена. Больше информации в нашей статье.

Характеристики

Столбчатый фундамент нельзя назвать универсальным, так давайте рассмотрим его положительные и отрицательные стороны.

Из плюсов такого основания можно выделить достаточно внушительный список:

  • Он применяется только при воздвижении легких домов: каркасных или деревянных, а также облегченных построек: садовых домиков, летних кухонь, навесов и гаражей.Нельзя возводить многоэтажные здания.
  • Почва также не должна быть проблемной. Если она пучинистая, подвержена подвижкам или с высоко расположенными грунтовыми водами, такой фундамент не подойдет.
  • Его можно установить на берегу водоема, если грунт стабилен. Тогда жилище не будет подмывать во время прилива.
  • К перепадам рельефа он тоже не чувствителен. Даже если вы хотите строиться на склоне холма, выравнивать ландшафт не нужно.
  • Не требуются подготовительные работы по выравниванию ландшафта.
  • Не нуждаются в сложной и дорогостоящей гидроизоляции.
  • Прочность и долговечность конструкции (возведённый со тщательным соблюдением технологии работ столбчатый фундамент может прослужить более полувека).
  • Относительная низкая итоговая стоимость.

 

 

Устройство столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент по технологии погружения в грунт могут быть висячими либо подпорными. В первом случае короткие опоры удерживаются в земле за счет сил трения, а во втором – они делаются более длинными, так чтобы основанием упираться в твердый грунтовый слой. Из-за необходимости проводить сложные расчеты и погружать большое количество свай висячий вариант в частном домостроении практически не используется.

По конструктивному расположению ростверка они подразделяется на:

Столбчатый фундамент подразумевает возведение столбов в местах повышенной нагрузки – в углах, местах пересечения стен и других важных точках. Расстояние между ними 1,5 – 2,5 м.

В основании столбов укладывается песчаная подушка – слой составляет 100 – 200 мм. Она будет отводить влагу из грунта от столбов. На слой песка наливают бетонный раствор толщиной 400-500 мм для создания монолитной плиты.  Уже на плиту устанавливаются столбы, которые укрепляются арматурой. Столбы должны быть установлены на одну и ту же высоту, дабы избежать перекоса дома. Сверху их соединяют железобетонным или деревянным поясом – ростверком, на который уже устанавливается основание дома.

Изготавливают столбы из:

  • монолитного бетона,
  • бетонных блоков,
  • металлических и асбоцементных труб,
  • камня,
  • кирпича или бревен.

Дерево подходит для таких же легких деревянных конструкций – бань или дачных домиков. А монолитный железобетонный  фундамент является самым надежным из столбчатых фундаментов для постройки жилого дома. Его можно применять даже на нестабильных, подвижных грунтах.

Бетонные блоки – также одна из самых прочных разновидностей этого фундамента. Блоки могут выдержать большие нагрузки, но их не рекомендуют устанавливать в холмистой местности.

Столбчатый фундамент можно закладывать на разную глубину, которая определяется геологическими характеристиками грунта.

  1. Заглубленные столбчатые фундаменты закладываются ниже отметки промерзания грунта.
  2. Мелкозаглубленные – закладываются ниже уровня земли на 40-70 см.
  3. Незаглубленные – не имеют подземной части вообще и расположены на поверхности земли.

Особенности

В домах со столбчатым фундаментом не предусмотрен цокольный этаж или подвал.

Такой фундамент не требует дополнительной гидроизоляции.

Задать вопрос

Опорно-столбчатый фундамент из бетонных блоков своими руками

Столбчатый фундамент из блоков

Опорно-столбчатый фундамент из бетонных блоков – популярная несущая конструкция для частного строительства. При использовании для небольших домов такое решение позволяет сэкономить ресурсы и уменьшить стоимость готового дома. Столб из бетонных блоков, при правильном расчете и устройстве, выдерживает большую нагрузку. В чем особенности столбчатых фундаментов и на что обратить внимание при их строительстве? Разберем эти вопросы подробнее, а также рассмотрим процесс постройки фундамента из блоков пошагово.

Выбор столбчатых фундаментов

Столбчатый фундамент из блоков, да и из других материалов, является разновидностью свайных конструкций. Их особенностью является то, что передача нагрузки от стен и всего здания на основание происходит не равномерно под всеми конструкциями, а точечно. Нагрузка собирается с некоторой зоны и передается грунту через столб, площадь опоры которого меньше чем площадь стены дома.

Эта особенность определяет важность расчета фундамента перед постройкой. Большая площадь ленточного фундамента иногда позволяет совершать ошибки при выборе толщины фундамента и глубины залегания, так как давление на единицу площади основания малое. Но если заменить фундамент для такого же дома на столбчатый, то вес здания передается через некоторое количество точек, площадь опоры которых в несколько раз меньше чем у ленты. Значит давление на единицу площади грунта существенно выше.

Игнорирование этого факта приводит к оседанию здания. Растрескиванию стен и даже разрушению. Не стоит устраивать опору для дома без предварительного расчета. Если нет возможности пригласить для консультации инженера-строителя, то хотя бы нужно провести комплекс минимальных мероприятий:

  • подсчитать нагрузку на грунт, которая состоит из веса строительных конструкций (стен, крыши, перекрытий, самого фундамента), снега, мебели и другого оборудования в здании;
  • заказать геологические изыскания или найти в нормативных документах значение несущей способности грунта на участке;
  • подобрать размер и количество столбов, исходя из предыдущих значений.

Например, вес всего дома с учетом всех факторов составит 125 000 кг, а несущая способность грунта – 2,5 кг/см2. Если расчеты проводить исходя из сечения столба 40 на 40 см (1600 см2), то минимальное количество опор будет таким: (125000/2,5)/1600=32. Лучше подбирать количество столбов с запасом в 20% и более.

Таким же образом высчитывают площадь столба если известно их количество и общая нагрузка.

Виды столбчатых фундаментов

Кроме столбчатого фундамента из бетонных блоков существуют и другие разновидности этой же конструкции. Бетонные блоки относят к сборным конструкциям, которые привозят на строительную площадку, но не производят на ней. Но бетон используют и для монолитных фундаментов, которые заливают на месте. В общем, существуют такие виды столбчатых фундаментов:

  • сборный железобетон и бетон;
  • монолитные бетоны;
  • столбы из камня и кирпича;
  • конструкции из металла;
  • деревянные опоры.

Выбор типа проводят после обоснования стоимости и технических характеристик.

Установка столбчатых фундаментов из блоков, как и работы по устройству других типов опорных и свайных конструкций, требует устройства ростверков. Это горизонтальные конструкции, с помощью которых нагрузка от здания распределяется на столбы. Чаще всего это балки из железобетона, дерева или металла, которые опирают на столбы и крепят на них. На балках возводят стены. Бывают также ростверки и в виде плит.

Типы и разновидности бетонных блоков для фундамента и сферы применения

Столбчатый фундамент из блоков 20×20×40 см является лишь одной разновидностью конструкции. Для возведения опор применяют разные типы и размеры блоков, из тяжелого и легкого бетона. Вообще-то, бетонный блок 400×200×200 (с учетом раствора размеры материала обычно меньше – около 390х190х190 мм) называется стеновым. Его используют для возведения несущих стен и производят из тяжелого бетона. В среднем, его характеристики отличаются в зависимости от производителя и условий изготовления, но в общем они близки к таким:

  • марка М50;
  • морозостойкость F25;
  • плотность до 1400 кг на м3;
  • вес около 23 кг;
  • коэффициент теплопроводности около 0,45 Вт/ (м*К).

Кроме полнотелых, выпускают и пустотелые блоки. Их также используют для фундаментов, но в таком случае пустоты заполняют бетоном и армируют. Таким же образом используют и блоки-опалубки.

Устройство столбчатых фундаментов для бани из блоков – это только одна из сфер применения таких конструкций. Столбы возводят и для коттеджей, временных построек, хозяйственных и торговых зданий.

Применение для фундамента легких блоков из пено и газобетона затруднено. Это связано с их гигроскопичностью. Если изделие и обладает достаточной прочностью, чтобы выдержать небольшую баню или домик, то его пористая структура приводит к поглощению воды из грунта и разрушению. Не решит проблему даже гидроизоляция.

Этапы строительства

Как устроить столбчатый фундамент из блоков своими руками? Рассмотрим работы поэтапно:

  1. Важно перед началом работ представлять конечную цель. Нужно иметь на руках готовый проект, или монтажную схему, в которой указаны все размеры, габариты столбов, расстояние между ними, глубина ям и привязка столбов к элементам рельефа и существующим зданиям.
  2. Подготовка. В первую очередь участок очищают от мусора и растительности. Убирают вески, срезают кустарники. При необходимости спиливают деревья.
  3. Размечают габариты здания для земляных работ.
  4. Далее под домом удаляется плодородный слой с травой. Обычно, достаточно снять 15–20 см, но бывает и больше. Работы проводят штыковой лопатой.
  5. Проводят разметку и вынос здания в натуру. Важно точно перенести все размеры, соблюдая углы и расстояния между точками. В точках углов здания устанавливают колышки из обрезков стальных изделий, дерева или арматуры. Между ними натягивается шнур. Важно проверить правильность углов. Для этого вымеряют расстояния между ними по диагонали.
  6. Размечают расположение рядов столбов. Для точности по линии натягивают шнур по оси. Продвигаясь по шнуру вымеряют центры столбов, в которые также вбивают колышки. Между крайними колышками также натягивается шнур. Целью работы является получение сетки из натянутых шнуров, которая показывает расположение столбов.
  7. Поле того, как сетка получена приступают к рытью ям. Для начала этой работы определяют глубину заложения фундамента. Она зависит от того, какой тип конструкции выбран. Если запроектирован фундамент глубокого заложения, то глубина каждой колонны должна быть ниже уровня сезонного промерзания. Значение уровня находится в нормативной литературе. К примеру, для Москвы он составляет 1,8 м. То есть низ столба располагают ниже 1800 мм от поверхности грунта. Если строится мелкозаглубленный фундамент, то его располагают на глубине от 200 мм от поверхности. При выборе такой конструкции необходимо учитывать пучение грунта, которое возникает при его замерзании. При неправильном устройстве мелкозаглубленного фундамента силы морозного пучения просто выдавливают столб из грунта, что приводит к разрушению всего здания. Для решения проблемы применяют песчаную подушку. Ее толщина зависит от степени пучинистости грунта. Если для песчаных оснований она составляет около 200 мм, то для сильнопучинистых глинистых грунтов толщина подсыпки может достигать 0,5 м и больше.
  8. После рытья ямы и устройства подушки необходимо гидроизолировать дно. Для этого его выстилают рулонными материалами (рубероидом).
  9. На слой гидроизоляции кладут фундаментные блоки. Для соединения их между собой использую цементно-песчаный раствор. Каждый столб необходимо поднять выше земли на 20 см и больше, чтобы было место для устройства ростверка. Верхний срез линии столбов выравнивают с использованием нивелира или строительного уровня.
  10. После высыхания раствора столбы гидроизолируют. Для этого их обмазывают со всех сторон битумными мастиками выше уровня грунта.
  11. Ямы заполняют грунтом и утрамбовывают.
  12. Приступают к устройству ростверка. Если он планируется железобетонный, то между столбами устраивают деревянную опалубку, в которую помещают арматурный каркас и заполняют бетоном. Сечение арматуры выбирается исходя из расстояния между столбами и нагрузки на каждый пролет. В среднем применяют прутья диаметром 12 мм и поперечную арматуру Вр-1 4 мм. Для деревянных домов в качестве ростверка допустимо использовать брус или бревно.

После высыхания бетонного раствора или закрепления ростверка другого типа приступают к устройству стен. Столбчатый фундамент требует грамотного расчета и обоснования, но при правильном применении его устройство способно принести существенную экономию для застройщика.

столбчатый, ленточный, плитный, свайный, из винтовых свай


Большинство фундаментных конструкций, применяемых сегодня в малоэтажном строительстве, – бетонные или железобетонные (столбчатые, ленточные, плитные, свайные).


Причина такой популярности бетона – приписываемые ему свойства: надежность, способность лучше сохранять тепло, а значит возможность отказаться от утепления цоколя, пола и коммуникаций.


Хотя такая точка зрения распространена широко, не стоит слепо доверять мифам о бетоне, ведь, как любой строительный материал, он имеет как преимущества, так и недостатки, а при работе с ним нужно учитывать ряд особенностей.


С бетоном пол будет теплым, даже если дополнительно не утеплять его?


Это не так. Теплопроводность бетона выше, чем теплопроводность грунта, поэтому он промерзает быстрее, ускоряя процесс охлаждения пола. Более того, для таких конструкций очень важна должная организация теплоизоляции, так как из-за замачивания бетон будет не только промерзать значительно быстрее, но и начнет разрушаться.


Правда ли, что бетонное основание автоматически защищает коммуникации от промерзания?


И снова нет. Так как бетонный фундамент на естественном основании только ограждает подпольное пространство от ветра, но не решает проблему его утепления, при прокладке сетей водоснабжения и водоотведения нужно локально защищать трубы.


Отделка и утепление цоколя для бетона дешевле, чем для свайно-винтовой конструкции?


Основываясь на доводах, которые мы привели, опровергая предыдущие мифы, можно сделать вывод: бетон нуждается в утеплении ничуть не меньше винтовых свай. При этом в обоих случаях будут использоваться материалы, одинаковые по качеству и цене.


Цена бетона ниже, чем цена винтовых свай?


Сэкономить на бетонном фундаменте возможно, но только если строить его без учета действующих строительных правил и норм: использовать более дешевую марку бетона, сократить количество арматуры или толщину ее сечения, урезать объем мероприятий по устройству гидроизоляции и т.п.


Разумеется, Вы должны быть готовы к тому, что все это отразится на качестве будущего основания.


При строительстве легких конструкций бетонный фундамент не нужно сильно заглублять?


Под действием сил морозного пучения недостаточно заглубленный фундамент начнет смещаться или деформироваться (исключение – участки, сложенные прочными грунтами, не подверженными морозному пучению). В итоге Вы ежегодно будете «подгонять» окна и двери, которые по весне будут открываться/закрываться с усилием. В общем – очередная экономия на качестве. 


Может ли бетонный фундамент быть надежнее и прослужить дольше, чем свайно-винтовой?


Зависит, разумеется, от того, какой бетон и какие сваи были использованы. Качественный бетонный фундамент будет демонстрировать отличные показатели надежности и долговечности. Но срок службы свайно-винтового фундамента, при строительстве которого использовались сваи с толщиной стенки ствола, соответствующей грунтовым условиям площадки строительства (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»), выполненные из качественной стали (подробнее «На что влияет марка стали?»), будет сопоставим со сроком службы традиционного бетонного основания, выполненного в соответствии со всеми технологическими требованиями.

Все сказанное выше доказывает, что достоинства бетона сильно преувеличены (подробнее «Что лучше: бетонный фундамент или винтовые сваи?»).

Ленточно-столбчатый фундамент: этапы строительства.

Фото. Видео.

Если, обдумывая строительство собственного дома, вы больше склоняетесь к возведению постройки с легкими стенами (деревянной, деревянно-каркасной, металлокаркасной) тогда вам следует знать, что наиболее оптимальным решением в таком случае будет обустройство ленточно-столбчатого фундамента. При своей относительной дешевизне и простоте он также и довольно прочен, и его снаружи можно облицовывать кирпичом.

Этапы строительства ленточно-столбчатого фундамента

  • Подготовка участка.
  • Разметка контуров будущего фундамента.
  • Бурение шурфов, предназначенных под столбы. При этом посредством спецтехники (либо ручного бура) по всему периметру будущей постройки осуществляют заготовки под столбы. Заготовки выполняют с шагом около полутора метров. Необходимо, чтоб глубина бурения немного превышала глубину промерзания почвы. В нижнем участке шурфов выбирают расширение. Затем монтируют арматуру (примерно 3-4 прутка на один столб). Стенки шурфа выстилают толем – так вы одновременно создадите опалубку и гидрозащиту. Рубашка из толя должна подниматься над уровнем земли на 20см-30см. Затем столбы заливают бетоном, дают раствору «схватиться».   
  • Литье ростверка, который будет соединять столбы. Предварительно поверхность столбов накрывают гидроизоляционным материалом. Вдоль всего периметра будущей ленты монтируют опалубку из досок. После этого подготавливают ростверк, для чего на дно опалубки насыпают грунт и тщательно его уплотняют. Необходимо, чтоб уровень грунта был немножко ниже верхней грани установленных столбов. Сверху на уплотненный грунт настилают рубероид либо иной гидроизоляционный материал. Затем приступают к бетонированию ростверка. Залив первый слой бетонного раствора, укладывают на него обвязанный проволокой арматурный каркас. После этого заполняют ростверк раствором до нужного уровня.

Раствор для фундамента

Используемый для обустройства ленточно-столбчатого фундамента раствор должен быть довольно тяжелым. В качестве наполнителей берется гранитный гравий либо щебень. В процессе «схватывания» фундамента его необходимо в течение первой недели обильно поливать водой.

В случае, когда данный вид фундамента возводится под деревянный каркасный дом, то в ходе формирования самого верхнего слоя заливки ростверка в него устанавливают резьбовые шпильки либо анкера.

В последующем на них будет монтироваться нижняя обвязка каркаса.

Видео. Столбчато-ленточный фундамент. Расчет

Видео. Свайно-ленточный фундамент своими руками

Статьи про фундамент

Как построить фундамент под колонну

Фундамент колонны обычно представляет собой бетонный блок, залитый на дно отверстия, чтобы вес, приложенный к колонне, можно было распределить по большей площади. Это помогает предотвратить погружение колонн в землю с течением времени. Вот несколько шагов, которые проведут вас через заливку собственного фундамента.

Измерение основания

Отметьте место, где будет точно центр колонны. Затем измерьте и разметьте квадрат, который на 12 дюймов шире, чем размер колонны, и выкопайте отверстие.Ориентировочная глубина составляет 12 дюймов плюс один дополнительный дюйм на каждые три дюйма колонны. Например, основание для шестидюймовой колонны должно быть не менее 14 дюймов в глубину. Больше всегда лучше.

Уровень дна

Дно отверстия должно быть ровным. Если места для работы лопатой недостаточно, используйте кельму по бетону. Затем отмерьте от дна 12 дюймов плюс глубина, добавленная для размера столбца, и вставьте гвоздь в отверстие на этой глубине со всех четырех сторон.Поочередно вбейте кол в дно отверстия, оставив часть кола открытой.

Рассчитайте необходимое количество бетона

Отрежьте кусок проволочной сетки размером с отверстие и отложите его в сторону. Вы можете ожидать, что для фундамента колонны потребуется как минимум один целый мешок бетона, а возможно, и больше, но формула для более точного расчета такова: Д x Ш x В / 12, в результате чего количество необходимых вам мешков округляется. Высота — это расстояние от дна отверстия до гвоздей (или верхней части стержня).

Если вы будете устанавливать колонну на постоянной основе, рассчитайте бетон так, чтобы заполнить отверстие в пределах трех дюймов от верха. Используйте смесь с небольшими камнями, так как эти камни обеспечат укрепление и предотвратят растрескивание.

Заливка фундамента

Смешайте бетон в соответствии с вашими расчетами. Не смешивайте больше, чем необходимо, чтобы заполнить отверстие до гвоздей в это время. Это ваша фактическая основа, и она должна быть залита отдельно, прежде чем можно будет добавить постоянную бетонную основу.Сгребите или залейте бетон в яму, но будьте осторожны, чтобы не прогнуть стенки. Вдавите проволочную сетку в бетон примерно наполовину до дна. Поверхность должна быть гладкой, но не скользкой. Используйте гвозди в качестве направляющей для глубины отделки, чтобы они находились чуть выше верхней части фундамента. Однако эти гвозди являются лишь ориентиром, поэтому используйте торпедный уровень, чтобы сделать основание максимально ровным. Дайте основанию высохнуть в течение не менее 48 часов перед установкой колонны.

Установка колонн

Если вы устанавливаете постоянные колонны, поместите один конец на фундамент после того, как он затвердеет.Закрепите колонну так, чтобы при проверке со всех сторон она удерживалась строго вертикально. Затем смешайте остальную часть бетона по вашему расчету и заполните отверстие в пределах трех дюймов от верха.

3 способа крепления сборных колонн к фундаменту – выберите свой! | Peikko Group

Выбор колонн из сборного железобетона обязательно сделает монтаж каркаса более быстрым и эффективным. Но задумывались ли вы, какое влияние соединение колонн может оказать на общий процесс строительства? Давайте рассмотрим три известных метода соединения колонн.

Гнездовое соединение

Это, несомненно, проверенный и верный метод — в той мере, в какой его использовали даже древние римляне. Они выкопали яму в земле, установили в ней колонну и закрепили колонну цементным раствором из вулканического пепла.

Сегодня процесс более или менее такой же, за исключением того, что отверстие в земле часто заменяют раструбом из бетона. Эта розетка может быть сборной или отлита на месте. В любом случае, колонны необходимо поддерживать и устанавливать в точном положении деревянными клиньями или чем-то подобным.После затирки невозможно вносить какие-либо коррективы, если возникнет такая необходимость.

Стартовые стержни

Соединение начальных стержней опирается на арматурные стержни, выступающие из фундамента.

В колонне должны быть отверстия для стартовых стержней и раствора. Как правило, это делается на заводе сборных железобетонных изделий во время литья гофрированных труб и т.п. Когда колонна возведена, ее необходимо поддерживать, и вручную залить безусадочный раствор, чтобы закрепить соединение. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы правильно расположить колонну, пока затирка затвердевает.

Некоторые рынки требуют, чтобы арматурные стержни выступали из колонны. В этом случае в фундаменте необходимо сделать отверстия для стартовых стержней и цементного раствора.

Болтовое соединение

Как следует из названия, болтовое соединение колонн выполняется с помощью анкерных болтов. Анкерные болты, залитые в фундамент с помощью шаблона, передают силы растяжения, сжатия и сдвига на железобетонную конструкцию основания. Аналоги болтов — башмаки колонн — отливаются в колонны на заводе сборных железобетонных изделий.

Соединение с сопротивлением моменту выполняется быстро путем опускания колонны на место и затягивания гаек с заданным крутящим моментом с помощью доступных ручных инструментов. Процесс установки занимает в среднем 20 минут на одну колонну и требует только крановщика и двух человек на земле.

Соединение завершается заливкой углублений для анкерных болтов и швов под колонной безусадочным раствором. Обратите внимание, что соединение является устойчивым к моменту и безопасным, как только гайки затянуты — нет необходимости использовать клинья и распорки, ожидая затвердевания раствора.

Болтовое соединение также можно использовать для создания соединения колонны с колонной, что невозможно сделать с помощью раструбного метода или с помощью стартовых стержней.

Также обратите внимание, что болтовое соединение позволяет уменьшить толщину фундамента и не мешать существующим конструкциям. Выбор болтового соединения также уменьшит глубину земляных работ и затраты.

Соединение колонн в сейсмических зонах

Болтовые соединения также могут использоваться в сейсмических зонах, где основной задачей является обеспечение того, чтобы здание выдержало землетрясения без разрушения.Большинство подходов к проектированию решают эту проблему за счет сохранения в конструкциях определенного запаса прочности. Другими словами, они часто чрезмерно спроектированы и негабаритны. Рассеивающее энергию болтовое соединение может помочь вам сэкономить до 20 % бетона благодаря более тонкому поперечному сечению колонны по сравнению с соединениями увеличенного размера.

Поведение сборного фундаментного соединения колонны при обратной циклической нагрузке

Соединение сборного столбчатого фундамента является одним из критических соединений при обратной циклической нагрузке, и настоящее исследование сосредоточено на этом соединении.Были рассмотрены три типа соединений, такие как (i) соединение с опорной плитой, (ii) соединение в кармане и (iii) соединение с залитой раствором муфтой. Все вышеуказанные соединения были спроектированы, и экспериментальные исследования были проведены на моделях в масштабе 1 : 2, подвергая колонну боковой обратной циклической нагрузке. Для испытаний образцов была принята схема нагружения с контролируемым смещением. Реакция конструкции соединения была изучена на предмет их (i) поведения гистерезиса нагрузки-перемещения, (ii) деградации жесткости, (iii) рассеяния энергии и (iv) пластичности. Затем результаты сравнивали с результатами монолитного соединения. Сборное соединение было более пластичным, а энергия, рассеиваемая гнездовым соединением, была выше по сравнению с опорной плитой и соединением, залитым цементным раствором. Пластичность и несущая способность залитого цементным раствором муфтового соединения были небольшими по сравнению с другими соединениями. Результаты исследования показали, что сборный столбчатый фундамент можно использовать в сейсмоопасных районах.

1. Введение

Быстрый рост строительной отрасли требует качественного строительства наряду с сокращением сроков строительства и экономической эффективностью конструктивных элементов и материалов.Это достигается за счет сборного железобетона, который широко используется во всем мире благодаря лучшему контролю качества по сравнению со строительством на месте. Несмотря на многие свои преимущества, сборные железобетонные конструкции разрушились во время землетрясения, и разрушение связано с неправильным соединением между элементами конструкции [1]. Соединение между различными конструктивными элементами, такими как балки, колонны, плиты и стены, должно эффективно интегрироваться для обеспечения безопасности, удобства обслуживания и долговечности [2].Реакция сборных железобетонных конструкций определяется наиболее важными соединениями, которые включают внешние и внутренние соединения балки-колонны, соединения стены-стены, соединения стены-плиты и соединения колонны-фундамента. Сейсмическая реакция сильно зависит от поведения соединительной системы, и ключевую роль сыграла правильная конструкция и детализация соединений [3]. Проблема, связанная с внешним соединением балки-колонны, заключается в отсутствии пластичности и низкой прочности на сдвиг.Ряд исследований был сосредоточен на этом соединении, чтобы улучшить его прочность на изгиб, прочность на сдвиг и пластичность за счет создания различных мокрых и сухих соединений [4, 5]. Поведение сборной жесткой стены и соединения плиты было изучено с использованием монолитного бетона и дюбелей [6], и сборное соединение показало превосходные характеристики в отношении предельной нагрузки и пластичности по сравнению с монолитным соединением [7]. В регионах с высокой сейсмической активностью боковая нагрузка, действующая на конструкцию из-за землетрясения или ветра, может повредить всю конструкцию, если она не спроектирована должным образом.Из всех рассмотренных структурных соединений не так много исследований было проведено для соединения колонны с фундаментом. Расчет фундамента колонны основан на предположении, что пластический шарнир может образоваться в основании колонны во время сейсмического воздействия. Типичная конструктивная схема состоит из устойчивых к моменту рам с пластичным шарниром, расположенным в основании колонны [8].

Метелли и Рива [9] предложили систему соединения Edilmatic для соединения колонны с фундаментом, состоящую из стержней с резьбой и втулками, встроенными в колонну и привязанными к арматуре колонны; пластиковые каналы дезактивируют соединение продольных высокопрочных стальных стержней, чтобы обеспечить достаточную пластичность и рассеивающую способность соединения в случае циклического воздействия. Они изучили, что в соединении обнаружены локальные повреждения, что облегчает ремонт колонны после сейсмического воздействия. Оценка реакции сварного соединения в башмаке стальной колонны, соединенного с фундаментом с помощью анкерных болтов, была исследована Бьянко и др. [10], и было изучено, что механизм обрушения определяется поведением анкерных болтов без значительного повреждения образца колонны. Испытание залитого раствором муфтового соединения на сейсмическую нагрузку было проведено Buratti et al. [11], где было замечено, что высокие значения вращения регистрируются в основании колонны, а деформация не распространяется по высоте колонны.Также наблюдалось стабильное гистерезисное поведение до 5% дрейфа по сравнению с монолитным соединением. Исследование было проведено Aboukif et al. [12] о соединениях карманного основания с использованием модели Леонхардта и Моннига. Результаты экспериментов показали, что соединение наиболее близко к монолитному, при котором не происходит разрушения самого кармана.

2. Научное значение

При рассмотрении сейсмостойкости сборных железобетонных конструкций наиболее важным является соединение между элементами конструкции.Как правило, различные типы соединений в сборных конструкциях: мокрые, эмулирующие, сухие, сварные и болтовые. Исследования по внешнему и внутреннему соединению балки с колонной, соединению стены со стеной, соединению стены с плитой, соединению колонны с колонной, соединению балки с балкой и соединению колонны с фундаментом проводились исследователей всего мира. Эта исследовательская работа посвящена связи между сборной колонной и фундаментом для трех различных типов соединений.

К общепринятым соединениям колонны с фундаментом относятся: (i) опорная плита с болтовым креплением, встроенная в фундамент, (ii) фундаментные карманы, в которые вставляется и заливается раствором колонна, (iii) залитые раствором втулки и (iv) механические соединения. В данной работе представлены экспериментальные исследования сборной колонны, соединенной с фундаментом простой опорной плитой (PCBJ) и гнездовым соединением (PC), а также с помощью заливной втулки (GS), подвергаемой обратному циклическому нагружению. Четыре образца, состоящие из сборной колонны и фундамента, были отлиты в масштабе 1 : 2, и образцы были подвергнуты обратному циклическому нагружению.Затем результаты испытаний сравнивали с результатами монолитного образца того же размера, подвергнутого такому же нагружению.

3. Экспериментальная программа

Чтобы получить компоненты силы для экспериментальных исследований, было смоделировано и проанализировано четырехэтажное строение с использованием структурного программного обеспечения. Результаты анализа были использованы для испытаний образцов. Методологии и процедуры были обсуждены в следующих разделах.

4.Моделирование прототипа

Для исследования была рассмотрена четырехэтажная конструкция с пятью пролетами по 6,0 м каждый в направлении X и четырьмя пролетами по 4,0 м каждый в направлении Y . Общая высота сооружения составила 12,2 м, при этом высота первого этажа 3,2 м, остальных этажей по 3,0 м [13]. Строение спроектировано для размещения в Ченнаи, который подпадает под зону 3 согласно IS 1893:2002 с умеренно жестким грунтом.

Структура была смоделирована и проанализирована с использованием программного обеспечения SAP 2000.На рисунках 1 и 2 показан смоделированный вид конструкции для определения критической колонны. Структура была проанализирована для различных комбинаций нагрузки в соответствии с IS 1893:2002. Критическая колонна была определена на основе результирующей осевой силы и изгибающего момента, и то же самое было отмечено на рисунке 2. Критическая колонна и ее соединение с фундаментом были рассмотрены для исследования.


Результирующие силы, действующие на критическую колонну, показаны в таблице 1 и учитывались при расчете соединения.Для проведения экспериментального исследования был рассмотрен образец с моделью в уменьшенном масштабе 1 : 2.

2

3

Критическая нагрузка на столбец Prototype модель


4

осевой нагрузки (KN) 1920 480

мгновение (кн · m) (UniaSial) 142. 5 142.5 17.8
сдвиг (кН) 420 105


Размеры прототипа и модели приведены в таблице 2 .

2

4

Prototype модели

Размер колонны 400 мм × 400 мм 200 мм × 200 мм
Высота Колонка 3.5 м 1.725 м 1,725 ​​м
2,7 м × 2,7 м

3

1,35 м × 1,35 м
Толщина подножия 650 мм 325 мм

Детали армирования колонны и фундамента, используемые в этой исследовательской работе для прототипа и модели, приведены в таблице 3.





Армирование детали Прототип Модель

Колонка
Главный арматурной 8 # 20 мм в диаметре баров 8 стержней диаметром 10 мм
Поперечная арматура стержни 8 мм @ 225 мм c/c.
Верх и низ 500 мм были снабжены 16-мм стержнями @120 мм c/c для пластичности
6-мм стержни @ 100 мм c/c.Верхние и нижние 240 мм были снабжены 8 мм баров @ 50 мм C / C для пластичности

Основное усиление 20 мм Бары @ 150 мм / C 10 мм баров @ 75 мм C / C
поперечное усиление

12 мм баров @ 300 мм C / C 8 мм стержней @ 100 мм C / C

5.

Проект соединения и элементов

5.1. Проект монолитного соединения

Основание колонны и фундамента было рассчитано на расчетную нагрузку 480 кН и детализировано на пластичность [14, 15]. Размер фундаментного блока рассчитан с учетом грунта средней жесткости с безопасной несущей способностью 200 кН/м 2 . Элементы конструкции были спроектированы в соответствии со стандартом IS 456 (2000 г.) и детализированы в соответствии со стандартом IS 13920 (1993 г.). Конструкция сборной колонны была выполнена аналогично монолитной колонне.Конструкция и детализация различных сборных соединений обсуждаются следующим образом.

5.2. Соединение сборной колонны и опорной плиты (PCBJ)

Опорная плита была прикреплена к колонне путем приваривания ее к основным арматурным стержням колонны с помощью углового сварного шва диаметром 6 мм. Опорная плита была рассчитана на монтажную нагрузку, а также результирующие силы. Он подвергается двухосному изгибу от результирующих сил сжатия, действующих на поверхность. Толщина опорной плиты зависит от выступающей проекции от лица колонны [16].

Опорная плита размером 300 мм × 300 мм и толщиной 12 мм использовалась для соединения колонны с фундаментом через анкерные болты, заделанные в фундамент. Гайки и шайбы, используемые для соединения опорной плиты и анкерных болтов, позволяют контролировать вертикальное положение и обеспечивают надежность соединения. Анкерные болты, используемые для соединения опорной плиты с фундаментом, были рассчитаны на действующие на них сжимающие усилия.

Сила сжатия на болте рассчитывается из где f cu – марка бетона, b – ширина опорной плиты, Ψ – глубина блока сжимающего напряжения, Н – осевая сила на колонка.

Площадь прижимных болтов рассчитывается с использованием где — количество болтов и f yb — предел прочности болта на растяжение.

Болты были изготовлены из стальной шпильки в форме буквы J длиной 410 мм и диаметром 12 мм. Отверстия в пластине обычно имеют увеличенный размер, чтобы компенсировать размеры конструкции и производственные допуски. На рис. 3 показано распределение усилий в основании колонны сборного соединения. POWERGROUT-NS3, невспенивающийся полимер на основе цемента, обогащенный высокими эксплуатационными характеристиками, высокой начальной прочностью и высококачественным вяжущим для точной заливки цементным раствором, использовался для заливки цементного раствора на участке между опорной плитой и фундаментом.Прочность на сжатие цементного раствора, испытанного в соответствии с IS 4031 Часть 6, используемого для цементирования образца, предоставленного поставщиком, составила 60 Н/мм 2 через 28 дней при 10% водном соотношении.

5.3. Карманное соединение (ПК)

В карманном фундаментном соединении сборная колонна жестко закреплена на фундаменте, а нагрузки в кармане передаются за счет трения и торцевой опоры. Для обеспечения полной фиксации колонка вставляется в карман на 1,5 D , где D — это наибольший размер поперечного сечения колонки, рекомендованный Комитетом по деталям соединения PCI [17]. Дополнительные звенья предусмотрены в сборной колонне, чтобы избежать разрывного давления, создаваемого концевыми опорными силами. Зазор между стеной кармана и колонной должен быть не менее 50–75 мм по всему периметру, и он должен быть заполнен цементным раствором. Распределение усилий в кармане колонны показано на рис. 4.

Карман действует от горизонтальных сил следующим образом [14].

Горизонтальная сила H B получается из где M — момент относительно точки A, h — высота стенки кармана, N — осевая сила на колонне, H D — горизонтальная сила на поверхности поперечной стены.

Горизонтальная сила H A в точке A определяется следующим уравнением равновесия: Уровень

5, SB SB SB SB H B Уровень, R — вертикальная реакция, μ — коэффициент трения, а F Y — предел текучести стальной арматуры.

Вертикальная арматура в стенке кармана рассчитывается с использованием

Поверхности колонны и внутренних стенок кармана придана шероховатость для передачи осевых усилий от колонны на фундамент. Гнездовое соединение было детализировано двумя различными методами и было обозначено как PC I и PC II. Фундамент был спроектирован с учетом сил трения и горизонтальной реакции, действующих на стенки кармана фундамента [16].

Особое внимание уделялось детализации поперечных стенок кармана, и модель конструкции, предложенная Canha et.al [18] использовали для ПК I. Силы сжатия H B и H A действуют на верх и низ поперечных стенок наряду с силами трения (Рисунок 4). Чтобы противостоять этим силам, на стенках кармана были предусмотрены поперечные усиления A SA и A SB . Углы стены являются зонами концентрации повышенных напряжений, и основная вертикальная арматура А свм рассчитана на сопротивление этому напряжению. Кроме того, в средней части стен была предусмотрена вторичная арматура A svs . Анализ этой связи основан на теории изгиба [18]. Давление колонны на стык вызовет изгиб в стенке кармана фундамента и передастся углам. Чтобы противостоять таким силам, вторичные арматурные стержни были намотаны вокруг основной арматуры стенок кармана. Кроме того, углы были усилены путем установки дюбелей, изогнутых по углам, на каждом слое горизонтальной арматуры.

Во втором типе соединения карманного соединения, PC II, деталировку выполняли с учетом каждой из поперечных стенок отдельно, как это было предложено Canha et al. [19]. Арматура A SA и A SB была предусмотрена вокруг основной арматуры каждой стены отдельно и закреплена по углам стены. Дополнительное звено предусмотрено в зоне анкеровки на растяжение на 300  мм в основании колонны, чтобы противостоять разрывному давлению, создаваемому концевыми опорными силами.Основная вертикальная арматура кармана была продлена до основания фундамента и связана с его основной арматурой.

5.4. Соединение с залитой раствором муфтой (GS)

Это одно из экономичных сборных соединений, в котором начальные стержни, выступающие из фундамента, помещаются в муфту, предусмотренную в колонне. Колонна располагается на уплотняющих прокладках, обеспечивающих допуск фиксации. Конструкция колонны основана на предположении, что к начальному стержню обеспечивается полное сцепление, обеспечивающее их полную прочность за счет цементного раствора и втулки.

Основание колонны и фундамента выполнено аналогично монолитному соединению. Гибкий гофрированный поливиниловый рукав с проволочным армированием располагался с четырех сторон колонны. Втулки были привязаны близко к основным арматурным стержням колонны перед бетонированием на длину, равную длине развертывания стержней, которые должны быть размещены. Диаметр используемой втулки составлял 25 мм, и она располагалась на длине 475 мм от основания колонны. Один конец втулки загибали так, чтобы он был заподлицо с лицевой стороной колонны, чтобы можно было закачать в него раствор. Из фундамента выступили четыре стержня диаметром 10 мм, которые были вставлены в колонну при размещении колонны на основании фундамента. NS3, безусадочный раствор был использован для соединения колонны и фундамента через устройство втулки. Между колонной и фундаментом также был залит раствор толщиной около 10 мм.

6. Детали соединения

Детали армирования монолитного соединения, сборной колонны с опорной плитой (PCBJ), гнездовых соединений PC I и PC II и соединения с залитой раствором муфтой (GS) показаны на рисунках 5–9.Специальная ограничивающая арматура [14] в виде близко расположенных звеньев предусмотрена на протяжении 250  мм от вершины и основания колонны к середине пролета. Это область, где под действием сейсмических сил может возникнуть изгибная текучесть. В монолитном соединении в фундамент заходит специальная ограничивающая арматура колонны.

7. Испытательная установка и приборы

Экспериментальная установка была сделана для испытания монолитного и сборного образца соединения колонны и фундамента в условиях обратного циклического нагружения. Вся программа контролировалась по смещению [20]. Для исследования использовалась нагружающая рама грузоподъемностью 2000 кН. Осевая нагрузка для имитации гравитационной нагрузки на колонну была приложена к верхней поверхности колонны с использованием тензодатчика мощностью 400 кН. Обратная циклическая нагрузка была вызвана в верхней части колонны на двух противоположных сторонах с помощью тензодатчика мощностью 100  кН. Два LVDT были размещены по обе стороны от колонны, и они могут измерять боковое смещение до 50 мм с каждой стороны. Установка была подключена к «Dewesoft 7.1,1-дюймовое программное обеспечение для измерения смещения и соответствующей нагрузки. Образец крепился к сильному реакционному полу путем жесткой фиксации фундамента к полу. Схема испытаний показана на рисунке 10.

8. Протокол нагружения

Для экспериментального исследования был принят протокол нагружения с контролируемым перемещением. Обратная циклическая нагрузка применялась с помощью двух тензодатчиков, которые были установлены на боковой грани колонны вверху с противоположных сторон. Для каждого уровня смещения применяли три цикла нагрузки.Протокол нагрузки, рассмотренный для исследования, состоял из смещения   мм,   мм,   мм,     мм,   мм,   мм,   мм,   мм,   мм,   мм и   мм с максимальным дрейфом 2,5%. Осевая нагрузка 0,1 f c была приложена к колонне перед началом циклической нагрузки, и она поддерживалась на протяжении всего испытания с использованием тензодатчика мощностью 400  кН [21]. На рисунке 11 представлена ​​история нагрузки для испытания образца. Образцы подвергались циклическому нагружению в соответствии с ACI 374.1-05, а циклы должны иметь заданные коэффициенты дрейфа [22].

9. Результаты и обсуждение

Постоянное смещение применялось к образцу как для положительных, так и для отрицательных циклов, и для каждого цикла отмечалась соответствующая нагрузка. Испытание продолжалось до тех пор, пока не было достигнуто значение смещения 40  мм. Образцы были исследованы на их структурную реакцию из-за обратной циклической нагрузки, и результаты сравниваются и обсуждаются ниже.

9.1. Предельная грузоподъемность

Предельная грузоподъемность каждого образца, как в положительном, так и в отрицательном направлении, была получена в результате экспериментального исследования.То же самое было показано на рисунках 12 (а) и 12 (б).

Отмечено, что предельная несущая способность монолитного образца была выше по сравнению со всеми другими образцами. В положительном направлении предельная несущая способность монолитного образца была на 33,5 %, 28,88 %, 85,2 % и 244,04 % выше, чем у образцов ПК I, ПК II, PCBJ и GS, тогда как в отрицательном направлении предельная несущая способность несущая способность монолитного образца составила 48,28 %, 51,11 %, 53.на 2% и на 291,02% больше, чем у образцов PC I, PC II, PCBJ и GS. График нагрузки-перемещения показан на рисунке 13.

9.2. Наблюдения

Первоначально трещины были видны на стыке колонны и фундамента. По мере увеличения нагрузки трещины развивались по высоте образца примерно до 1 м. Картина трещины наблюдалась в каждом из образцов на протяжении всего испытания. Все образцы начали развиваться горизонтальные трещины в колонне, когда нагрузка достигла предела текучести.Первая трещина образовалась в колонне на ее нагружающей поверхности. Как только пластический шарнир развился на стыке, новые трещины не образовались, но существующие трещины начали расширяться в каждом из циклов смещения, и на стыке между колонной и фундаментом был виден хорошо зарекомендовавший себя узор трещины.

В монолитном соединении видимые трещины образовались на высоте 1,0  м от основания колонны, так как образец был нагружен как в положительном, так и в отрицательном направлении.Пластический шарнир развивался при смещении 32 мм, за пределами которого новые трещины не развивались, но существующие трещины расширялись для каждого цикла смещения до 40 мм. На рисунках 14(а)–14(д) показаны визуальные трещины, образовавшиеся в образцах для испытаний.

Аналогичное наблюдение было сделано для сборной колонны. В PCBJ трещина начала развиваться в разных местах по высоте колонны. Нагрузка передается на фундамент через соединение между опорной плитой и фундаментом.По мере увеличения смещения цементный раствор между опорной плитой и фундаментом начал отслаиваться, и соединение начало разрушаться. Это произошло из-за податливости анкерных болтов. Когда смещение составляло около 35  мм в положительном направлении, наблюдалось полное разрушение анкерного болта. В этот момент несущая способность соединения постепенно уменьшалась, и основные стержни колонны начинали сопротивляться нагрузке для дальнейшего увеличения смещения до 40 мм.На этом эксперимент был остановлен, и были отмечены визуальные трещины.

В карманном соединении, которое во многом было похоже на монолитное соединение, пластиковый шарнир был разработан в колонне с циклом смещения 26 мм для соединения PC I и циклом смещения 32 мм для соединения PC II. В это время цементный раствор между колонной и карманом начал выходить из строя из-за опорного давления как в ПК I, так и в ПК II. В ПК I было замечено несколько трещин по диагонали вдоль углов стенки гнезда.От лицевой стороны колонны к краям стены было замечено несколько видимых микротрещин. В случае соединения ПК II раствор между колонной и стеной не выдержал до образования трещин в стенках кармана. Визуальное наблюдение показало, что детализация ПК II выполнена лучше, чем детализация ПК I.

В залитом раствором муфтовом соединении по мере увеличения смещения начали развиваться видимые трещины, и они начали формироваться на поверхности колонны. Когда нагрузка достигла значения 16 мм, раствор между колонной и фундаментом начал разрушаться.Трещина распространилась вдоль рукава, что свидетельствует о том, что цементный раствор не выдержал, и нагрузка передавалась на бетон, а затем на стержень внутри рукава. Колонна больше не могла воспринимать нагрузку, превышающую смещение 20 мм, но она могла смещаться сверх предельной нагрузки, отражающей ее пластичный характер и способность рассеивать энергию.

9.

3. Коэффициент повышения поступругой прочности (коэффициент нагрузки)

Коэффициент повышения поступругой прочности или коэффициент нагрузки [20] рассчитывается как отношение между средней максимальной нагрузкой, полученной в течение каждого цикла, и пределом текучести образца.Коэффициент нагрузки дает развитие несущей способности сверх предела текучести, а также степень износа. В таблице 4 приведены значения отношения lad для всех образцов.


Объем (мм) Монолитный PC I II ПК PCBJ Г.С.

2 0,365 0,453 0,350 0.423 0,678
4 0,424 0,692 0,523 0,529 0,978
6 0,498 0,805 0,780 0,642 1,15
8 0. 579 0.579 0.919 0.843 0.769 0,769 1.264

10104

10 0.669 0.935 0.935 0.824 1.385
14 0,768 1,197 1,148 0,844 1,426
16 0,812 1,320 1,232 1,117 1,463
20 0,858 1.391 1.291 1.291 1.499 1.495

3

1.597 1.317 1.317 1.249 1.319

28 1.038 +1,552 1,443 1,341 1,316
30 1,098 1,559 1,455 1,398 1,258
32 1,251 1,481 1,496 1,335 1. 138

34 1.395 1.395 1.395 1.290 1.238 1.044 1,044

38 1,501 1.395 +1,272 1,112 0,967
40 1,585 1,394 1,266 1,069 0,695

Из таблицы следует отметить, что коэффициент нагрузки увеличивается для монолитного образца по мере увеличения смещения. В случае сборного образца коэффициент нагрузки увеличивается до смещения 26 мм для образца ПК I, 32 мм для образца ПК II, 30 мм для PCBJ и 20 мм для образца GS соответственно, за пределами которого значения начали снижаться.Величина предела текучести сборного образца ниже, чем у монолитного образца. Наблюдение за коэффициентом нагрузки помогает оценить несущую способность сборного образца сверх предела текучести, и видно, что все образцы были в состоянии выдержать нагрузку до максимального рассматриваемого смещения 40 мм. На рис. 15 показано сравнение коэффициента загрузки всех подключений.

9.4. Hysteretic Behavior

Гистерезисная петля нагрузки-перемещения для монолитного образца PCBJ, PC I, PC II и GS показана на рисунках 16(a)–16(e).Верх колонны подвергался обратной боковой нагрузке с использованием тензодатчика мощностью 100  кН. Одновременно измерялось смещение от LVDT, подключенного к торцу колонны, который может измерять смещение до 100 мм. Вся установка была подключена к «Dewesoft версии 7.1.1», и из нее был получен график огибающей нагрузки-перемещения. Поведение гистерезиса характеризует защемляющий эффект железобетонных элементов конструкции. Чем шире контуры, тем больше будет мощность рассеяния энергии и тем лучше будет производительность в случае землетрясения.Кроме того, более широкие петли указывают на хорошее сцепление между арматурой и бетоном. Из петли гистерезиса всех образцов видно, что эффект защемления больше для сборного образца по сравнению с монолитным образцом.

В соединении PCBJ анкерные болты, предусмотренные в соединении, способствуют хорошему рассеиванию энергии. Нагрузке, приложенной к колонне, противостояла опорная плита и болты, защищающие колонну, без каких-либо повреждений колонны. Раствор между колонной и фундаментом отвечал за хорошее рассеивание энергии.В связи с этим наблюдался хороший защемляющий эффект после смещения 24  мм. Такой же эффект ощущался и в случае карманного соединения ПК I и ПК II. Нагрузка, приложенная к колонне, передавалась на стенки кармана через цементный раствор. Раствор между колонной и фундаментом отвечал за хорошее рассеивание энергии. После смещения 26 мм в случае ПК I и 22 мм в случае ПК II раствор начал разрушаться, а петли начали расширяться, что свидетельствует о хорошем рассеивании энергии.Наблюдение за залитым цементным раствором образцом рукава (GS) не показало сильного защемляющего эффекта, а рассеиваемая энергия также была меньше по сравнению с монолитным образцом. Менее защемление в монолитном образце было связано с трещинами при изгибе на стыке колонны и фундамента.

9.5. Способность рассеивания энергии

Удовлетворительные характеристики конструкции в области неупругости измеряются ее способностью поглощения энергии. При циклическом нагружении область соединения будет пластичной, если рассеивается достаточное количество энергии без существенной потери прочности и жесткости.Площадь, ограниченная петлей гистерезиса в данном цикле, представляет собой энергию, рассеиваемую образцом в течение этого цикла. Совокупная рассеянная энергия вычислялась путем суммирования всей энергии, рассеиваемой в последовательных циклах на протяжении всего испытания. На рис. 17 показано сравнение суммарной энергии, рассеиваемой в монолитном и сборном образце.

Из графика видно, что сборный образец рассеивал больше энергии по сравнению с монолитным образцом.И карманное соединение PC I, и PC II служили для рассеивания большего количества энергии, за которым следовало соединение PCBJ. Энергия, рассеиваемая ПК I, превышала 26,76 % ПК II, 59,21 % ПКБД, 90,46 % монолитного и 137,6 % образца ГС.

9.6. Пластичность

Отношение максимального смещения, которому может подвергнуться конструкция или элемент без существенной потери максимальной несущей способности, к начальной деформации текучести определяется как пластичность смещения. Из огибающей зависимости нагрузки от смещения предел текучести и предельное перемещение были взяты с использованием концепции упругопластического выхода, эквивалентного приведенной жесткости [23].Предельное перемещение соответствовало 85 % пиковой нагрузки [24]. Первое смещение предела текучести было найдено путем экстраполяции измеренной жесткости при 75% теоретической прочности образца на изгиб до теоретической прочности образца [25]. Дукольдокустимость смещения и средний коэффициент пластичности в таблице 5.

9

3

Speciomen Выход урожайности (δ y ) (мм) Ultimate (Δ U ) (мм) Сместительный коэффициент перемещения
μ = δ U / δ y y

5 y

5 8

3

8 Средний коэффициент пластичности ( μ )

положительный

3

отрицательный положительный Отрицательный Положительный Отрицательный

Монолитный 28. 91 21,28 39,35 35,94 1,36 1,69 1,524
PCBJ 22,75 21,75 41,04 40,56 1,80 1,86 1,834
ПК I 8.04 10.77 40.77 40.00 39.19 39.19 5.02 3.64 4.333 4333

PC II 15.57 11.6 40.00 39,89 2,57 3,44 3,003
Г.С. 23,2 20.00 40,03 40.00 1,73 2,0 1,862

Как видно из табл. 3, образец ПК I более пластичен по сравнению со всеми остальными образцами. Кроме того, сборный образец оказался более пластичным, чем монолитный, поскольку соединение между колонной и фундаментом полужесткое. Из приведенной таблицы видно, что пластичность образца ПК I на 44,2 % больше, чем ПК I, на 132,7 % больше, чем у ГС, на 136,25 % больше, чем PCBJ, и на 184,32 % больше, чем у монолитного образца.

9.7. Снижение жесткости

Все структурные компоненты и системы демонстрируют некоторую степень снижения жесткости при воздействии обратной циклической нагрузки. Жесткость является одним из факторов, который помогает изучить реакцию конструкции на сейсмические воздействия. Из-за обратного циклического нагружения в образце накапливаются повреждения, что приводит к снижению жесткости.Деградация жесткости измеряется как размах жесткости. Было рассчитано значение секущей для каждого цикла, что дает ухудшение жесткости. Жесткость от пика к пику определяется как наклон линии, соединяющей пик положительного и отрицательного отклика во время цикла нагрузки [26].

Уровень снижения жесткости зависит от характеристик конструкции, таких как свойства материала, геометрия и уровень детализации пластичности, а также от истории нагружения. Рассчитано изменение секущей жесткости в каждом цикле смещения, что показано на рисунке 18.

По мере увеличения смещения соединительный шов между колонной и фундаментом повреждался, и жесткость снижалась. На рисунке показано ухудшение жесткости от пика к пику. Можно видеть, что жесткость монолитного образца внезапно снижается по мере увеличения цикла перемещения, тогда как жесткость уменьшается постепенно в случае сборного образца. Жесткость снижается с 9,16 кН/мм до 0,88 кН/мм в случае монолитного образца 6.от 35 кН/мм до 0,561 кН/мм в образце ПК I, от 6,96 кН/мм до 0,464 кН/мм в образце ПК II, от 4,2 кН/мм до 0,6 кН/мм в образце PCBJ и от 3,095 кН/мм до 0,121 кН/ мм в образце GS.

10. Выводы

Экспериментальные результаты относительно сборной колонны к фундаменту с использованием опорной плиты и анкерных болтов, карманного соединения и соединения с цементным раствором при обратной циклической нагрузке помогли понять поведение соединения. Результаты испытаний показали, что соединение сборных столбчатых фундаментов можно использовать в районах со средней и умеренной землетрясением. Существовавшие ранее трещины на стыке колонны и фундаментного блока позволяют локализовать повреждение с легким послеремонтным ремонтом в месте соединения. Экспериментальные результаты всех испытанных образцов пришли к следующему выводу: (1) Предельная несущая способность монолитного образца была выше по сравнению со всеми другими образцами. Соединение колонны с фундаментом в монолите жесткое, тогда как в сборном образце полная жесткость не может быть обеспечена. Они были полужесткими и не выдерживали нагрузки по сравнению с монолитным образцом.(2) Визуальное наблюдение показало, что разрушение сборного образца произошло из-за разрушения цементного раствора. В PCBJ за отказом анкерных болтов последовал отказ цементного раствора без особого ущерба для колонны и фундамента. В случае карманного соединения разрушение цементного раствора произошло из-за опорного давления, оказываемого колонной на стенки кармана. Для той же нагрузки, контролируемой смещением, детализация, предложенная для ПК II, была лучше, чем для ПК I. В случае ПК I в стенке кармана начали развиваться диагональные трещины по углам, тогда как в ПК II таких трещин не возникло.В соединении с залитой раствором муфтой (GS) стержни внутри муфты начали прогибаться после того, как раствор внутри муфты разрушился. Это уменьшило несущую способность образца. (3) Соотношение нагрузки для монолитного образца продолжали увеличиваться по мере увеличения смещения. В случае образцов PCBJ, PC I, PC II и GS коэффициент нагрузки увеличивался до 30 мм, 26 мм, 32 мм и 20 мм циклов смещения соответственно, после чего наблюдалось снижение значение. (4) Из петли гистерезиса видно, что эффект защемления больше для сборного образца по сравнению с монолитным образцом.Все сборные образцы, за исключением соединения GS, обладали хорошей рассеивающей способностью по сравнению с монолитным образцом, что доказывает возможность использования сборного образца в сейсмическом районе. (5) Сборный образец оказался более пластичным, чем обычное монолитное соединение. Пластичность образца PC I на 44,2 % выше, чем у PC I, на 132,7 % выше, чем у GS, на 136,25 % выше, чем у PCBJ, и на 184,32 % выше, чем у монолитного образца. уменьшение указывает на хорошее поведение соединения во время сейсмического воздействия.

Доступность данных

Данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, включены в статью.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.

Благодарности

Исследование было проведено для изучения поведения соединения сборных столбчатых фундаментов в обратном циклическом режиме, поскольку сборные конструкции переживают бум в Индии. Таким образом, финансовая поддержка была предоставлена ​​авторами самостоятельно.

Типы фундаментов и их применение в строительстве

🕑 Время чтения: 1 минута

Фундаменты подразделяются на мелкозаглубленные и глубокозаглубленные. Обсуждаются типы фундаментов под мелкозаглубленные и заглубленные фундаменты для строительства зданий и их применение.

Целесообразно знать пригодность каждого типа фундамента до их выбора в любом строительном проекте.

Типы фундаментов и их использование

В строительстве используются следующие типы фундаментов:

  1. Неглубокий фундамент
    • Отдельный или изолированный фундамент
    • Комбинированный фундамент
    • Ленточный фундамент
    • Подложка или мат
  2. Глубокий фундамент
    • Свайный фундамент
    • Просверленные валы или кессоны

Типы мелкозаглубленных фундаментов

1.Индивидуальный или изолированный фундамент

Индивидуальный фундамент или изолированный фундамент является наиболее распространенным типом фундамента, используемого для строительства зданий. Этот фундамент строится для одной колонны и также называется фундаментом подушки.

Форма индивидуального фундамента квадратная или прямоугольная и используется, когда нагрузки от конструкции воспринимаются колоннами. Размер рассчитывается исходя из нагрузки на колонну и безопасной несущей способности грунта.

Прямоугольный изолированный фундамент выбирается, когда фундамент испытывает моменты из-за эксцентриситета нагрузок или из-за горизонтальных сил.

Например, рассмотрим колонну с вертикальной нагрузкой 200 кН и безопасной несущей способностью 100 кН/м 2 , тогда необходимая площадь фундамента будет 200/100 = 2 м 2 . Так, для квадратного фундамента длина и ширина фундамента будут 1,414 м х 1,414 м.

2. Комбинированный фундамент

Комбинированный фундамент строится, когда две или более колонны расположены достаточно близко друг к другу, а их изолированные фундаменты перекрывают друг друга. Это комбинация изолированных фундаментов, но их конструкция отличается.

Форма этого фундамента представляет собой прямоугольник и используется, когда нагрузки от конструкции воспринимаются колоннами.

3. Распорные или ленточные фундаменты и настенные фундаменты

Распорные фундаменты — это фундаменты, основание которых шире, чем типичные фундаменты несущих стен. Более широкое основание этого типа фундамента распределяет вес конструкции здания по большей площади и обеспечивает лучшую устойчивость.

Распорные фундаменты

Распорные фундаменты и фундаменты стен используются для отдельных колонн, стен и опор мостов, где несущий слой грунта находится в пределах 3 м (10 футов) от поверхности земли.Несущая способность грунта должна быть достаточной, чтобы выдержать вес конструкции на площади основания конструкции.

Их не следует использовать на почвах, где существует вероятность протекания грунтовых вод над несущим слоем почвы, что может привести к размыву или разжижению.

4. Плотные или матовые фундаменты

Сплошные или матовые фундаменты — это типы фундаментов, которые распределяются по всей площади здания, чтобы выдерживать тяжелые структурные нагрузки от колонн и стен.

Плотная или матовая основа

Использование матового фундамента для фундаментов колонн и стен, где нагрузки от конструкции на колонны и стены очень высоки. Это используется для предотвращения дифференциальной осадки отдельных фундаментов, таким образом, спроектированных как единый мат (или комбинированный фундамент) всех несущих элементов конструкции.

Он подходит для обширных грунтов, несущая способность которых меньше для пригодности широких фундаментов и фундаментов стен. Сплошной фундамент экономичен, когда половина площади строения покрыта отдельными цоколями и предусмотрены цокольные фундаменты.

Эти фундаменты не следует использовать там, где уровень грунтовых вод находится выше опорной поверхности почвы. Использование тонального крема в таких условиях может привести к размыву и разжижению.

Типы глубоких фундаментов

5. Свайные фундаменты

Свайный фундамент представляет собой тип фундамента глубокого заложения, который используется для передачи больших нагрузок от конструкции на слои твердой породы значительно ниже уровня земли.

Свайный фундамент

Свайные фундаменты используются для передачи тяжелых нагрузок конструкций через колонны на слои твердого грунта, которые находятся намного ниже уровня земли, где нельзя использовать мелкозаглубленные фундаменты, такие как фундаменты на фундаменте и маты.Это также используется для предотвращения подъема конструкции из-за боковых нагрузок, таких как землетрясения и силы ветра.

Подробнее о глубоком фундаменте

Свайные фундаменты обычно используются для грунтов, где грунтовые условия вблизи поверхности земли не подходят для больших нагрузок. Глубина пластов твердых пород может составлять от 5 до 50 м (от 15 до 150 футов) от поверхности земли.

Свайный фундамент воспринимает нагрузки от конструкции за счет поверхностного трения и торцевой опоры.Использование свайных фундаментов также предотвращает неравномерную осадку фундаментов.

Подробнее о свайном фундаменте

6. Просверленные валы или фундамент кессона

Буровые шахты, также называемые кессонами, представляют собой тип глубокого фундамента и действуют аналогично свайным фундаментам, описанным выше, но представляют собой монолитные фундаменты большой мощности. Он противостоит нагрузкам от конструкции за счет сопротивления вала, сопротивления пальцев ног и/или их комбинации.Сооружение буровых стволов или кессонов производится с помощью шнека.

Рис. Просверленные валы или фундамент кессона (Источник: Hayward Baker)

Просверленные валы могут воспринимать нагрузки на колонны больше, чем свайные фундаменты. Он используется там, где глубина твердых слоев ниже уровня земли находится в пределах от 10 до 100 м (от 25 до 300 футов).

Буровые шахты или кессонные фундаменты не подходят при наличии глубоких отложений мягких глин и рыхлых водоносных зернистых грунтов. Он также не подходит для грунтов, где трудно стабилизировать кавернозные образования, грунты, состоящие из валунов, существует артезианские водоносные горизонты.

Резюме:

Какие существуют широкие классификации фонда?

Фундаменты зданий в целом подразделяются на неглубокие и глубокие фундаменты.

Какие бывают типы мелкозаглубленных фундаментов?

Типы мелкозаглубленных фундаментов: индивидуальный или изолированный фундамент, комбинированный фундамент, ленточный фундамент, плитный или матовый фундамент.

Какие существуют типы глубоких фундаментов?

Типы глубоких фундаментов: свайные и буронабивные или кессонные.

Чем отличается свайный фундамент от буронабивного?

Буровые шахты действуют аналогично свайным фундаментам, но представляют собой монолитные фундаменты высокой несущей способности. Он может передавать нагрузки на колонны больше, чем свайные фундаменты. Он используется там, где глубина твердых слоев ниже уровня земли находится в пределах от 10 до 100 м (от 25 до 300 футов).

В чем разница между изолированным и комбинированным фундаментом?

Комбинированный фундамент строится, когда две или более колонны расположены достаточно близко друг к другу и их изолированные фундаменты перекрывают друг друга. Это комбинация изолированных фундаментов, но их конструкция отличается.

Когда используются плотные или матовые фундаменты?

Сплошной или матовый фундамент используется для фундаментов колонн и стен, где нагрузка от конструкции на колонны и стены очень высока. Плоты используются для предотвращения неравномерной осадки отдельных фундаментов, поэтому они спроектированы как комбинированные фундаменты всех несущих элементов конструкции.

Подробнее: Исследование грунта и типы фундаментов на основе свойств грунта

Методы бетонирования колонн, цоколей и фундаментов

🕑 Время чтения: 1 минута

Надлежащее бетонирование железобетонных колонн, пьедесталов и фундаментов необходимо для обеспечения желаемой прочности и долговечности этих элементов конструкции.Неправильный метод бетонирования может привести к коррозии стальной арматуры из-за пор, трещин в бетоне, а бетон может не достичь заданной прочности при схватывании. Это также может привести к выходу из строя колонн, пьедесталов или оснований во время пребывания в здании.

Контрольный список для бетонирования железобетонных колонн, пьедесталов и фундаментов

Прежде чем приступать к бетонным работам на стройплощадке, следует помнить:

  1. Проверка опалубки на прочность, герметичность и чистоту поверхности.
  2. Проверка армирования согласно чертежу, длина нахлеста, правильные рекомендации по притирке согласно коду.
  3. Проверка бетонного покрытия на арматуру.
  4. Проверка выравнивания элемента конструкции согласно чертежу.
  5. Наличие достаточного количества строительных материалов на площадке.
  6. Наличие бетонных вибраторов.
  7. Надлежащие средства индивидуальной защиты и меры безопасности
  8. Необходимо подтвердить правильное соотношение бетонной смеси.
  9. Наличие оборудования для испытания на осадку.
  10. Наличие оборудования для литья кубов.

После того, как вышеуказанная проверка будет проведена и признана удовлетворительной, следует приступить к бетонным работам.

Способ бетонирования колонн, цоколей и фундаментов

Бетонирование железобетонных колонн, цоколей и фундаментов следует начинать от центра вертикальных стержней и идти к их концам. После укладки достаточного количества бетон следует периодически вибрировать, чтобы бетон равномерно распределился со всех сторон.Следует избегать чрезмерной вибрации бетона. Чрезмерная вибрация бетона приводит к сегрегации крупных заполнителей, которые оседают на дно, ослабляя смесь.
В центре арматуры колонн и стен должны быть предусмотрены соответствующие шпонки. если бетонирование должно быть остановлено на сутки, все верхние поверхности колонн и стен должны быть зачищены проволочной щеткой после первоначального схватывания бетона в швах с последующей заливкой бетона.
Это необходимо для обеспечения надлежащего сцепления между бетоном стволовой части с основанием и стенами и фундаментами. Цементно-песчаный раствор в соотношении 1:1 следует нанести на основание и фундамент до начала бетонирования ствола колонны и стены, чтобы избежать разделения ствола/стены, где может образоваться холодный стык.
После того, как бетонирование основания завершено, сразу же через сутки-двое следует отлить стартеры для колонны и стены с надлежащей центровкой и снова сделать шероховатую верхнюю поверхность стартеров.
Этого можно легко добиться, просто распределяя и слегка вдавливая частицы крупного заполнителя, когда бетон еще сырой, таким образом, чтобы часть крупного заполнителя находилась снаружи, а часть — внутри.Этот способ шерохования верхней поверхности следует применять с обеспечением шпонки во всех местах колонн, цоколей, вертикальных стен, которые всегда бетонируются после окончания бетонирования фундамента и стропил (примерно через двое-трое суток).
Эти меры обеспечивают надлежащее сцепление между поверхностями. В дополнение к вышеупомянутым дюбелям между внешними основными стержнями стены и колонны вставляются, когда бетон влажный, чтобы обеспечить дополнительное сцепление между старой и новой бетонными поверхностями.
Эти дюбели представляют собой нарезанные куски арматурных стержней размером от 600 до 800 мм, которые вставляются в сырой/влажный бетон таким образом, что половина длины выступает, а половина длины находится внутри бетона.

Экспериментальное и численное исследование предложенного монолитного соединения сборных железобетонных колонн с фундаментом

https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2021.113090Получить права и содержание предлагается соединение сборных железобетонных колонн с фундаментом.

Четыре натурных образца испытывают при постоянной осевой и поперечной циклической нагрузке.

Экспериментальные результаты используются для оценки широкого диапазона параметров сейсмических характеристик.

Сборные соединения имеют такие же характеристики, как и их монолитные аналоги.

Экспериментально подтвержденные модели КЭ разрабатываются для целей проектирования и оценки.

Abstract

Сборные конструкции все чаще используются в современном строительстве, поскольку они предлагают такие преимущества, как экономичность, лучшее качество материалов и быстрое строительство благодаря их массовому производству по сравнению с монолитными конструкциями.Однако разработка сборных монолитных соединений для обеспечения адекватных сейсмических характеристик по-прежнему остается сложной задачей. Это исследование направлено на введение сборного соединения колонны-фундамента в виде монолита, которое легко собирать и разбирать и, следовательно, заменять в случае чрезмерного повреждения. Для исследования эффективности предлагаемой системы четыре натурных сборных и монолитных образца соединения колонны с фундаментом испытываются при постоянной осевой нагрузке и поперечной обратной циклической нагрузке.Затем экспериментальные результаты используются для получения параметров сейсмических характеристик, таких как режим разрушения, способность к изгибу, начальная жесткость, пластичность, рассеяние энергии и распределение кривизны. Результаты показывают, что, как правило, предлагаемые сборные железобетонные конструкции обладают такими же конструкционными характеристиками, как и их монолитные аналоги. Затем разрабатываются экспериментально подтвержденные модели конечных элементов (КЭ), чтобы предоставить практические инструменты для сейсмического проектирования и оценки производительности предлагаемой системы сборных соединений.Показано, что разработанные модели позволяют достаточно точно оценивать несущую способность, начальную жесткость и постпиковое поведение как сборных, так и монолитных соединений колонны с фундаментом.

Ключевые слова

ключевые слова

Соединение столбец

1000003

Циклическая загрузка

Монолитно-подобные соединения

Структурные характеристики

Конечный элемент Анализ

Конечный элемент Анализ

Рекомендуемые статьи

Рекомендуемые статьи Статьи (0)

Полный текст

© 2021 ООО Эльзевир.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Насколько толстым он должен быть?

Алан много лет работал подрядчиком по строительству стоечных каркасов, прежде чем стать проектировщиком зданий в Hansen Pole Buildings. Если бы мне пришлось прикинуть, я бы рискнул предположить, что Алан построил более 200 наших зданий.

Недавно у Алана был клиент, который задавал вопрос о толщине бетонных оснований под колоннами, используемых для поддержки колонн, обработанных консервантом под давлением.Похоже, что клиент Алана нанял местного инженера для разработки дизайна участка, и она внушила клиенту несколько идей о том, что наши фундаменты не соответствуют требованиям.

15 000 зданий — я должен был стать первым клиентом, который задаст этот вопрос!

Во всей отрасли номинальная толщина бетона в шесть дюймов (фактическая толщина составляет 5-1/2 дюйма), заливаемая под колонны, считается достаточной. Многие отдельные строительные отделы предоставляют раздаточные материалы для неинженерных стоечных каркасных зданий, ни одно из которых, как я никогда не видел, не обеспечивает фундамент толщиной более шести дюймов.Лично я никогда не слышал сообщения о том, что колонна, поддерживающая здание с опорным каркасом, «пробила» фундамент под ним.

Что касается инженеров Hansen Buildings, то они используют конструкцию, в которой под каждой колонной находится полных восемь дюймов бетона, что более чем на 45% толще, чем было бы общепринятым отраслевым стандартом.

Но – этого действительно достаточно? Хороший вопрос, поэтому я начал заниматься Google.

Материал с сайта decks.com… «Этот тип фундамента предполагает заливку подушки или «печеночного» фундамента толщиной не менее 12 дюймов на дне отверстия ниже линии промерзания.”   На их веб-сайте нет оснований для того, откуда взялась эта толщина.

Fao.org (Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций) … » Изолированные опоры или колонны обычно устанавливаются на независимых бетонных опорах, иногда называемых кулисными фундаментами, с опорой опоры или колонны в центральной точке опоры. . Площадь фундамента определяется путем деления нагрузки на колонну на безопасную несущую способность грунта. Его форма обычно квадратная, а его толщина определяется теми же соображениями, что и для фундаментных оснований. Их делают не менее чем на 1 1/2 выступа плиты за грань сваи или колонны или за край опорной плиты стальной колонны. Его толщина ни в коем случае не должна быть менее 150 мм. Как и в случае ленточного фундамента, когда основание колонны очень широкое, можно добиться уменьшения толщины за счет армирования бетона». Для тех из нас, кто забыл все, чему нас когда-либо учили о метрической системе, это будет минимум 5.9 дюймов толщиной.

Теперь, если бы это было здание с каркасом из стержней, бетонная фундаментная стена номинальной ширины восемь дюймов будет поддерживать двухэтажное строение с непрерывным основанием шириной 16 дюймов и толщиной восемь дюймов внизу.

Из ConcreteNetwork.com …. (в отношении фундаментов под каркасными стенами)… » Если фундамент необходимо расширить для повышения несущей способности, его также следует усилить или углубить. Слишком широкий неармированный фундамент может треснуть близко к стене, перегружая грунт под ним.Кодексы говорят, что без армирования толщина фундамента должна быть не меньше расстояния, на которое он выступает рядом со стеной.

Если вы увеличиваете ширину фундамента, код также требует увеличения толщины. Это связано с тем, что слишком широкая и недостаточно толстая опора будет испытывать силу изгиба, которая может привести к растрескиванию бетона. Предполагается, что выступ фундамента с обеих сторон стены не превышает глубины фундамента.Так, например, основание шириной 32 дюйма под 8-дюймовой стеной должно иметь толщину не менее 12 дюймов. Однако вместо этого вы можете усилить фундамент поперечной сталью (идущей в поперечном направлении, а не вдоль фундамента). В большинстве жилых помещений стержень №4 на высоте 12 дюймов. будет достаточно для фундаментов толщиной 8 дюймов и шириной до 4 футов. Сталь должна быть размещена примерно в 3 дюймах от нижней части фундамента».

Если бы то же самое было верно для здания с опорным каркасом, максимальный диаметр бетонной подушки толщиной восемь дюймов под номинальной квадратной колонной шесть дюймов (фактический квадрат 5-1/2 дюйма) был бы 21.5 дюймов, без добавления арматуры.

На сайте jjgarcia.com/webengineer/footing.html представлена ​​индивидуальная таблица «Набивной фундамент». В большинстве юрисдикций допускается максимальное проектное давление на грунт в 2000 фунтов на квадратный фут (фунтов на квадратный фут). Из таблицы с использованием бетона с прочностью 3000 фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм), основание толщиной десять дюймов (это минимальная толщина основания в таблице) и три квадратных фута с четырьмя арматурными стержнями номер три (диаметром 3/8 дюйма). 17000 фунтов нагрузки.Эта нагрузка примерно эквивалентна 60-футовому стойловому сараю с колоннами, расположенными через каждые 12 футов, и нагрузкой на крышу, значительно превышающей 40 фунтов на квадратный фут! Для большинства стоечно-каркасных зданий это было бы немного излишним.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*

*

*