 |
Конструкция ленточного фундамента
|
|
|
|
Вопрос 1
Здания и сооружения образуют искусственно созданную среду, предназначенную для проживания или пребывания людей в зависимости от функционального назначения и для выполнения различного вида производственных процессов.
Сооружения предназначены для выполнения производственных процессов, хранения материалов, изделий, оборудования и т.д.
Здания подразделяются:
· по назначению — на жилые (квартирные дома, общежития), общественные (клубы, государственные и административные учреждения, школы, больницы, столовые), промышленные (заводы, фабрики, электростанции, шахты, а также подсобные и вспомогательные здания) и сельскохозяйственные (коровники, птичники, овоще- и зернохранилища и проч.);
· по роду материалов, используемых для строительства, — деревянные, каменные (кирпичные, бетонные и железобетонные) и смешанные;
· по этажности — одноэтажные и многоэтажные;
· по конструкции — со сплошными стенами и каркасами, заполненными утеплительными материалами. Каждое здание должно обладать:
· прочностью и устойчивостью — надежно воспринимать нагрузки, действующие на здание и его конструкцию;
· долговечностью — сохранением зданием длительное время прочности и устойчивости при атмосферных, температурных и других воздействиях;
· огнестойкостью — сопротивляемостью материалов и конструкций здания воздействию огня и высоких температур до потери ими прочности и устойчивости во время пожара.
Планировка помещений должна соответствовать их назначению и условиям эксплуатации.
В зависимости от требований, предъявляемых к зданиям по степени капитальности (в отношении их долговечности), здания разделяются на три основных класса:
|
|
|
· I класс — здания большой долговечности, имеющие общественное значение, - музеи, театры, дворцы культуры, крупные здания учреждений;
· II класс — многоэтажные жилые и общественные здания массового строительства, а также промышленные здания;
· III класс — жилые и общественные здания массового строительства, возводимые в небольших юродах, поселках и сельских населенных пунктах, а также некоторые промышленные здания.
По огнестойкости здания подразделяются на пять степеней:
· I, II и III степени огнестойкости несгораемые — здания, все части которых выполнены из несгораемых материалов;
· IV степень огнестойкости — здания, основные части которых выполнены из трудносгораемых материалов, а также из сгораемых материалов, защищенных от огня штукатуркой или облицовкой из несгораемых материалов;
· V степень огнестойкости — сгораемые здания, основные части которых построены из сгораемых материалов, не защищенных штукатуркой или несгораемой облицовкой.
Каждое здание состоит из отдельных взаимосвязанных конструктивных элементов (частей). Элементы здания, выполняющие несущие и ограждающие функции, называются строительными конструкциями. Несущие конструкции воспринимают основные нагрузки и обеспечивают прочность, жесткость и устойчивость здания. Ограждающие конструкции служат для изоляции внутренних объемов в зданиях и сооружениях от внешней среды или между собой.
К основным конструктивным элементам здания относятся: фундаменты, стены, перекрытия, перегородки, покрытие, лестницы, окна, двери, балконы.
Фундаментом называют подземную часть здания, через которую передается нагрузка на грунт основания. Фундамент устраивается только под несущими элементами здания (стенами, колоннами). Нижняя поверхность фундамента называется подошвой. На фундаменте располагают стены здания. Нижняя часть стены, опирающаяся непосредственно на фундамент, называется цоколем, а венчающая часть стены — карнизом. Если в здании устраивается подвальный этаж, то конструкция фундамента одновременно становится его стеной.
|
|
|
Здания строят с подвалом, подпольем и без них.
Стены, перегородки, перекрытия, покрытие — ограждающие конструкции здания.
Стены ограждают помещения от внешней среды и защищают их от атмосферных воздействий. Наружные стены отделяют помещения от внешнего пространства, внутренние — от других помещений. Стены могут воспринимать нагрузку от собственного веса и веса опирающихся на них вышележащих частей здания — перекрытий и крыши; такие стены называют несущими. Стены, опирающиеся на фундаменты, но несущие нагрузку только от собственного веса на всю высоту стены, называют самонесущими.
В промышленных зданиях, имеющих большие расстояния между капитальными стенами, устраивают дополнительные опоры под балками или фермами — колонны (столбы кирпичные, бетонные, железобетонные, металлические и др.) с фундаментами, опирающимися на прочный грунт.
Колонны — отдельно стоящий вертикальный конструктивный элемент здания, предназначенный для передачи нагрузки от перекрытий на фундаменты.
Внутренние перегородки разделяют смежные помещения в здании.
Перекрытия — внутренние горизонтальные конструкции, которые бывают междуэтажные, чердачные, подвальные и др.
Покрытие состоит из крыши и чердачного перекрытия; пространство между ними образует чердак.
Крыша включает в себя несущую конструкцию (плиту, стропила, обрешетку) и кровлю из влагостойкого материала (черепицы, асбестоцементных листов, рубероида и т.д.).
Лестницы, соединяющие этажи здания, состоят из лестничных площадок и лестничных маршей со ступенями. Лестничные площадки, размещенные на уровне этажей, называют основными, размещенные между этажами — промежуточными.
Лестничная клетка — огражденное капитальными стенами помещение лестницы, в котором также располагаются лифты. В малоэтажных зданиях лестницы могут быть открытыми.
Двери служат для сообщения между смежными помещениями или между помещениями и наружным пространством. Если в помещение (преимущественно и промышленных зданиях) необходимо вносить оборудование больших размеров или вводить средства транспорта, то помимо дверей такие помещения оснащают воротами.
|
|
|
Окна предназначены для естественного освещения и проветривания (вентиляции) помещений.
Фонари — специальные остекленные конструкции, устраиваемые в покрытии для освещения и проветривания помещений (если этого нельзя сделть посредством окон). Фонари в основном применяют в одноэтажных промышленных зданиях.
В здание могут входить дополнительные элементы: балконы, эркеры (остекленная часть помещения,выступающая из плоскости наружной стены), лоджии, ниши, навесы и т.п.
Фундаменты, стены, колонны, перекрытия являются несущими конструкциями здания и в совокупности образуют его несущий остов. При всех комбинациях нагрузок, действующих на здание, несущий остов должен иметь достаточную прочность для их восприятия и обеспечивать пространственную неизменяемость (жесткость) и устойчивость здания.
Гражданские здания в зависимости от конструктивной схемы их несущего остова подразделяют на здания: с несущими стенами (бескаркасные), с неполным каркасом, каркасные.
В помещении — ограниченном внутреннем пространстве — создаются оптимальные условия для человека в соответствии с формой его жизни и деятельности — трудом, отдыхом, лечением, обучением:
· требуемый звуковой режим (условие слышимости), обеспечивающий защиту от шумов (звуков) как проникающих извне, так и местных, внутренних;
· микроклимат — совокупность параметров воздушной среды помещения (температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха, степени его чистоты), соответствующий физиологическим потребностям человеческого организма при совершении той или иной работы, а также требованиям технологического процесса. Температуру в помещении следует поддерживать на уровне, отвечающем условиям теплового комфорта (18-23 °С).
В отдельные помещения должны подаваться энергия (газ, топливо, электроэнергия), вода, воздух, удаляться загрязненные воды и воздух, мусор.
Поддержание в помещении комфортных условий, определяющих степень его благоустройства, обеспечивается инженерным оборудованием здания — системами отопления, вентиляции, водоснабжения, канализации, энергоснабжения (газо- и электроснабжения), вертикальным транспортом (лифты, подъемники, эскалаторы).
|
|
|
Вопрос 2
Несущая стена (рис.1) – основная несуще-ограждающая вертикальная конструкция здания, опирающаяся и передающая на фундамент нагрузку от перекрытий и собственного веса стены, разделяющая смежные помещения в здании и защищающая их от воздействия внешней среды.
Самонесущая стена (рис.2) – наружная ограждающая вертикальная конструкция, защищающая внутренние помещения здания от воздействия внешней среды, опирающаяся и передающая на фундамент нагрузку от собственного веса.
Навесной стеной называют наружную стену здания, которая выполнена из легких панелей, которые опираются на каркас здания.Стеновые навесные панели могут быть многослойными и однослойными, бескаркасными и каркасными, а также простеночными, «на комнату», ленточными. Это позволяет проектировщику иметь широкие архитектурные возможности. Форма и размеры сборных элементов у навесных стен зависят от шага конструкций несущего остова сооружения,грузоподъемности монтажных механизмов, жесткостью панелей и их транспортабельностью.
Существуют различные варианты «разрезки» (членения) внешних несущих ограждений в многоэтажных зданиях на сборные элементы. Как правило, чтобы повысить степень заводской готовности двери и окна включают в панели укрупненные. Между панелями швы обыкновенно совмещают с осями несущих поперечных стен и с уровнями перекрытий либо стоек каркаса. Такие панели размером на квартиру (несколько комнат) либо на одну комнату. Существует мелкосборный вариант членения этого типа – это довольно распространенные за границей панели, высота которой может быть в этаж с дверью или окнами, однако небольшой ширины (от 1,8м до 1,2м).
Благодаря системе разрезки стен на сборные прямоугольные элементы, которые в своем составе не имеют дверных и оконных проемов, значительно упрощается технология их изготовления, однако увеличивается трудоемкость работ непосредственно на строительной площадке. Горизонтальное расположение этих панелей создает ленточную систему фасадов. При вертикальном членении используется членение с подоконными вставками (пилястровая разрезка).
Кирпич используется в строительстве достаточно давно, он обладает прекрасной несущей способностью. Следует заметить, что даже стена, выложенная в один кирпич, 250 миллиметров, способна выдержать значительные нагрузки. На такую конструкцию можно положить железобетонные или металлические перекрытия, опереть каркас деревянной крыши.
|
|
|
Значительная толщина несущей стены, значение которой 510 или 640 миллиметров по требованиям ГОСТа позволяет повысить теплоизоляционные и звукоизоляционные качества строения. При возведении зданий должны учитываться климатические условия конкретного региона, близость к автомагистралям или промышленным объектам, которые в процессе работы выделяют много шума. На сегодняшний день, согласно ГОСТа Р 55338-2012, толщина кирпичных стен может варьироваться от 0,12 до 0,64 м.
Следует заметить, что одной из негативных характеристик кирпича считается высокая теплопроводность. В связи с этим стены нуждаются в устройстве дополнительной теплоизоляции. Например, чтоб создать комфортную для жизни температуру и влажность можно построить деревянный дом с толщиной несущих стен не менее 20 сантиметров, в то же время здания из кирпича должно иметь ограждающие конструкции, толщина которых равняется 640 миллиметрам. Замечено, что с увеличением толщины стены увеличивается нагрузка на основание, которая приводит к увеличению затрат на строительство.
Сейчас существует несколько способов улучшения тепло- и звукоизоляции кирпичных стен:
· кладка в два кирпича с шириной ограждающей конструкции 510 миллиметров;
· создание воздушной прослойки, которая выполняет роль теплоизоляции. По данной технологии в пределах одной стены выкладывают две части из кирпича, а образованную пустоту заполняют любым доступным видом утеплителя: керамзитом, пенополистиролом или лёгким бетоном. В связи с этим, общая масса конструкции уменьшается, а толщина остаётся прежней;
· монтаж вентилируемого фасада при помощи изоляционных панелей, сайдинга или отделочного кирпича. Использование пенопласта, пенополистирола или других утеплителей с последующим оштукатуриванием поверхности.
· Привязка конструктивных элементов к разбивочным осям
Расположение в плане здания несущих и самонесущих стен отмечается координационными осями. Именно эти оси фиксируются на строительной площадке при разбивке здания, поэтому их называют еще разбивочными.
· В соответствии с принятой в строительстве Единой модульной системой (ЕМС), все расстояния между разбивочными осями должны быть кратны основному строительному модулю М=100 мм или укрупненному модулю ЗМ=300 мм. Это делается в целях унификации, т. е. уменьшения количества типоразмеров строительных конструкций.
· Расположение конструктивных элементов здания по отношению к разбивочным осям называется привязкой. Разбивочные оси всегда совпадают с гранями конструкций перекрытия, т. е., привязка стен к осям показывает величину опирания плит перекрытия на стены.
· Правила привязки капитальных стен (рис. 3.1):
· 1) привязка самонесущих стен «нулевая», т. е. разбивочная ось совпадает с внутренней гранью стены;
· 2) внутренние несущие стены имеют осевую привязку, т. е. геометрическая ось стены совпадает с разбивочной осью;
· 3) привязка наружных несущих стен от внутренней грани стены до оси выполняется не менее половины толщины внутренних несущих стен. Унифицированные размеры привязок для кирпичных стен – 200 мм, крупнопанельных – 100 мм, деревянных – 50 мм.
Вопрос 3
Конструктивная система – это совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания, совместная работа которых обеспечивает его прочность, жёсткость и устойчивость. В первую очередь конструктивная система определяется видом основных вертикальных несущих элементов.
1) стеновую (бескаркасную) Применяется в гражданских зданиях высотой до 30-ти этажей;
2) каркасную Чаще всего применяется в промышленных и общественных зданиях, а также в многоэтажных жилых зданиях. Наиболее целесообразно применение в тех случаях, когда требуется большая свобода в планировке либо при высоком уровне действующих нагрузок. Различают четыре основные разновидности каркасной схемы: с продольным расположением ригелей; с поперечным расположением ригелей; с перекрестным расположением ригелей; безригельная;
Рис. 1.3. Конструктивные системы (схемы) зданий.
а – с продольными несущими стенами (продольно-стеновая); б – с поперечными несущими стенами (поперечно-стеновая); в – с продольными и поперечными несущими стенами (перекрёстно-стеновая); г – с неполным продольным каркасом и с наружными несущими продольными стенами; д – с неполным поперечным каркасом и несущими наружными стенами; е – с полным пространственным каркасом;
1 – продольные несущие стены; 2 – поперечные несущие стены; 3 – элементы перекрытия.
3) ствольную. Несущий вертикальный элемент в виде ствола жёсткости (тонкостенного стержня замкнутого или открытого профиля) располагается в центре здания. Применяется в сейсмостойких зданиях высотой более 16-ти этажей.
4) оболочковую (периферийную). Несущий вертикальный элемент в виде тонкостенного стержня замкнутого или открытого профиля располагается по периметру здания и является наружной ограждающей конструкцией. Применяется в уникальных высотных зданиях;
5) объёмно-блочную. Основной несущий элемент – объёмный блок. Применяется в жилых зданиях высотой до 12-ти этажей.
Помимо основных систем широко применяются комбинированные конструктивные системы:
· с неполным каркасом (несущие наружные стены + внутренний каркас);
· ствольно-стеновая;
· ствольно-оболочковая;
· объёмно-блочно-стеновая;
· ствольно-оболочковая и др.
Вопрос 4
Основанием называется массив грунта, который находится непосред5 ственно под сооружением и рядом с ним и деформируется от усилий, передаваемых ему с помощью фундаментов (рис. М.1.5). Если строи5 тельные свойства грунтов основания мы специально не улучшаем и не изменяем, то такое основание называется естественным в отличие от искусственного основания, в котором строительные свойства грунтов преднамеренно нами улучшены для того, чтобы уменьшить сжимаемость грунтов, увеличить их прочность, изменить водопроницаемость и др. Основания, созданные искусственно уложенными грунтами в результате отсыпки с уплотнением или намыва, также называются искусственными.
Фундаментом называется подземная или подводная часть здания или сооружения (см. рис. М.1.5), служащая для передачи усилий от него на грунты основания и, по возможности, более равномерного их распределения, а также уменьшения величины давлений до требуемых значений.
Глубина заложения фундамента - отметка от подошвы фундамента относительно существующего уровня грунта на участке строительства.
Основными конструктивными особенностями возводимого здания, влияющими на глубину заложения его фундамента, являются: наличие и размеры подземных и подвальных помещений, приямков или фундаментов под оборудование; глубина заложения фундаментов соседних сооружений; наличие и глубина прокладки подземных коммуникаций и конструкции самого фундамента; величина и характер нагрузок, передаваемых на фундаменты.
Обычно фундаменты заглубляют на 0,5м ниже пола заглубленных помещений. Если столбчатый фундамент - то на 1,5 м ниже пола подвала.
Из всех трех факторов, выбирается наибольшая величина рассчитанной глубины заложения фундамента, которая и принимается за расчетную.
Морозное пучение грунта — это результат объемного расширения воды (примерно на 9%), находящейся в нем до промерзания и дополнительно мигрирующей к границе промерзания в процессе перехода воды из жидкого состояния в твердое
При замерзании даже всей поровой воды в грунте увеличение его объема не превышает 3...4% (закрытая система). В то же время в натуре объем грунта при его промерзании увеличивается на 10—50 и даже 100%. Рост объема грунта при промерзании (пучении) сопровождается резким увеличением влажности грунта с образованием в нем льда в виде линз и прослоек. Пучение грунта развивается вследствие притока (миграции) воды к фронту промерзания из нижележащих слоев (открытая система).
В природных условиях, и особенно в процессе строительства, вследствие неоднородности состава грунтов, распределения влаги, плотности, условий промерзания и ряда других факторов морозное пучение всегда бывает неравномерным, а поэтому опасным для сооружения, так как при этом возникают и неравномерные силы морозного пучения.
Главными факторами, обуславливающими величину нормальных сил морозного пучения, являются;
1. состав грунта и физико-механические его свойства
2. условия промерзания грунта
3. форма подошвы фундамента
4. действующее давление по подошве фундамента
Конструкция ленточного фундамента
По конструктивным особенностям ленточные фундаменты бывают:
1. монолитные, которые выполняются непосредственно на строительной площадке;
2. сборные, которые выполняются из железобетонных типовых блоков произведенных на заводе и смонтированных на строительной площадке при помощи крана. Сборные фундаменты устраивают из железобетонных плит - подушек и бетонных блоков.
Вопрос 5
Блоки бетонные для стен подвалов и фундамента — это изделия, имеющие свои технические особенности и характеристики. Фундамент – важная часть постройки, даже ключевая. Если он будет сделан из некачественных материалов или с допущением ошибок, то впоследствии может быть нарушена геометрия строения, что поставит под угрозу его целостность. Для того чтобы избежать подобных сценариев, для строительства должен быть выбран качественный строительный блок.
Блоки стен подвалов могут иметь следующие габариты.
1. Сплошные блоки:
• Длина, см – 238, 118, 88.
• Ширина, см – 30, 40, 50, 60. Все, кроме тех, длина которых составляет 118 см. В таком исполнении нет блоков, шириной 30 см.
• Высота, см – 58. А блоки, длиной 118 см также могут быть высотой 28 см.
2. Блоки с вырезами:
• Длина, см – 88.
• Ширина высота, см – 40, 50, 60.
• Высота, см – 58.
3. Блоки с пустотами:
• Длина, см – 238.
• Ширина, см – 40, 50, 60.
• Высота, см – 58.
Самый распространенный вид – сплошной бетонный фундаментный блок, обозначаемый буквами ФБС. Его используют для установки под наружные и внутренние несущие стены.
ГОСТ четко указывает габаритные размеры этих конструкций:
· При длине 2,38 метра толщина блоков ФБС может составлять от 30 до 60 см (шаг составляет 10 см). Высота у всех одинаковая – 58 см;
· Блоки длиной 1,18 метра выпускают в трех вариантах толщины: 40, 50 и 60 см. Высота представлена двумя типоразмерами – 58 и 28 см;
· Короткие (доборные) блоки. Длина 0,88 метра. Толщина 30, 40, 50, 60 см. Стандартная высота — 58 см. Используют для того, чтобы не колоть на куски полномерный блок, нарушая тем самым его прочность.
Вес стандартного блока ФБС в зависимости от размера может составлять от 380 до 1960 кг (плотность 2400 кг/м3).
|
|
|
