Конструктивные решения отдельно стоящих фундаментов, область их применения
— По конструктивным решениям ФМЗ разделяют на:
· отдельно стоящие фундаменты:
a) под колонну (опору);
b) под стены (при малых нагрузках)
1.2. Конструкции фундаметов мелкого заложения
А. Отдельные фундаменты
Отдельно стоящие фундаменты могут быть бесстаканного и стаканного типов, сборными и монолитными. Представляют собой кирпичные, каменные, бетонные или железобетонные столбы с уширенной опорной частью.
— Фундаменты имеют наклонную боковую грань или, что чаще, уширяются к подошве уступами, размеры которых определяются углом жесткости α (≈30-40º), т.е. предельным углом наклона, при котором в теле фундамента не возникают растягивающие напряжения.
-Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (фундаменты стаканного типа), монолитных колонн – соединением арматуры колонн с выпуском из фундамента, а стальных колонн – креплением башмака колонны к анкерным болтом, забетонированным.
— Размеры в плане подошвы, ступеней и подколонника монолитных фундаментов принимаются кратным 300 мм, а высота ступеней — кратной 150 мм.
— При устройстве отдельных фундаментов под стены по обрезу фундаментов, а при необходимости и через дополнительные опоры, укладываются фундаментные балки (рандбалки), на которые упираются подземные конструкции (рис 10.4.а).
— В тех случаях, когда это возможно, сборный фундамент устраивают из одного элемента (рис 10.4.б) или переходят на монолитный вариант фундамента.
— с целью сокращения трудоемкости работ по устройству фундаментов и уменьшению их стоимости создаются новые типы фундаментов, которые в соответствующих грунтовых условиях оказываются более экономичными по сравнению с традиционными типами.
Фундаменты мелкого заложения могут применяться для любых зданий и сооружений и инженерно-геологических условий. Однако при наличии в основании слабых слоев грунта выбор типа фундамента (мелкого или глубокого заложения) должен определяться на основе технико-экономического сравнения вариантов. Чаще всего применяется в строит-ве промышленных зданий.
Фундаменты под колонны могут иметь одну или несколько ступеней. Верхняя часть такого сборного фундамента имеет подколонник. Место в подколоннике, в которое устанавливается колонна, называется стаканом.
Столбчатые фундаменты под многоэтажные здания устраивают тогда, когда нагрузка на основание незначительна, а также при заложении фундаментов на большой глубине. Столбчатые фундаменты широко применяют под колонны, столбы гражданских и промышленных зданий с полным и неполным каркасом. Монолитные и железобетонные фундаменты возводят по слою щебня толщиной 5-10 см, втрамбованного в грунт. После чего устанавливают опалубку (рис. 1), укладывают арматурный каркас и осуществляют процесс бетонирования.
При небольших нагрузках на фундамент, когда давление на основание меньше нормативного, непрерывные ленточные фундаменты под стены малоэтажных домов без подвалов целесообразно заменять столбчатыми. Фундаментные столбы могут быть бутовыми, бутобетонными, бетонными и железобетонными. Расстояние между осями фундаментных столбов применяют 2,5…3,0 м, а если грунты прочные, то это расстояние может составлять 6м. Столбы располагают обязательно под углами здания, в местах пересечения и примыкания стен и под простенками.
Сечение столбчатых фундаментов во всех случаях должно быть не менее: бутовых и бутобетонных-0,6 на 0,6 м; бетонных-0,4 на 0,4 м. Столбчатые фундаменты под стены возводят также в зданиях большой этажности при значительной глубине заложения фундаментов (4…5 м), когда устройство ленточного фундамента нецелесообразно из-за большого расхода строительных материалов. Столбы перекрывают железобетонными фундаментными балками. Для предохранения их от сил пучения грунта, а для свободной их осадки (при осадке здания) под ними делают песчаную подсыпку толщиной 0,5…0,6м). Если при этом необходимо утеплить пристенную часть пола, подсыпку выполняют из шлака или керамзита. Столбчатые одиночные фундаменты устраивают также под отдельные опоры зданий.
Источник
Отдельностоящие (столбчатые) фундаменты
Отдельностоящие (столбчатые) фундаменты применяются главным образом в зданиях каркасной системы.
Наиболее характерной конструкцией отдельностоящего фундамента является фундамент под колонны каркасного здания. Такие фундаменты могут быть монолитными, сборными и сборно-монолитными. Сборные проектируются из элементов заводского изготовления: фундаментных плит (подушек), подколонников стаканного типа (под ж\б колонны). Под металлические колонны и кирпичные столбы подколонники выполняются сплошными, сборными или монолитными (пеньковые фундаменты). Стены при таком устройстве фундамента устанавливаются на фундаментные балки, опираемые на подливаемые к основному фундаменту столики.
Под стены в малоэтажных зданиях при незначительных нагрузках на фундамент (когда давление на грунт меньше нормативного) и в тех случаях, когда основанием служат грунты, имеющие высокие прочностные и деформационные характеристики также могут выполняться столбчатые фундаменты.
Столбы располагаются через 3-6метров один от другого с градацией 0,2м, в углах здания и в местах пересечения стен, а также на других участках, где передаются значительные нагрузки. По обрезу фундаментов укладываются фундаментные балки, на которые опираются надземные конструкции. На рис.15 приведены планы, сечения и общий вид столбчатых фундаментов.
Столбчатые фундаменты могут выполняться из кирпича, бута, цементогрунта, бетона.
Рис. 15 Отдельностоящие фундаменты под колонной и под стеной
Столбчатый фундамент с ростверком из сборных типовых элементов: 1 –подушка; 2 — столб; 3 — ростверк из железобетонных перемычек; 4 — проволочная скрутка; 5 — армированный монолитный пояс
Минимальное сечение фундаментных столбов принимается в зависимости от материала, из которого они изготовлены (бетон – 400мм, бутобетон – 400мм, кладка из естественного камня – 600мм, из бута-плитняка – 400мм, из кирпича выше уровня земли – 380мм, а при перевязке с забиркой – 250мм).
В местах устройства ворот фундаментные балки не выполняются в виду исключения передачи через них вибрации на остальные конструкции здания.
Достоинства: экономичны, не трудоемки.
Недостатки: недостаточная устойчивость в горизонтально подвижных грунтах, ограниченное применение на слабонесущих грунтах при строительстве зданий с тяжелыми стенами, сложность с устройством цоколя.
Рис.16 Пример план фундаментов, запроектированного с использованием нескольких видов фундаментов мелкого заложения
Источник
Столбчатые (отдельно стоящие) фундаменты
Столбчатые фундаменты возводятся под колонны каркасных зданий или под стены в тех случаях, когда грунт основания лежит глубоко и возведение ленточных фундаментов неэкономично. Фундаменты под колонны состоят из подколонника и плитной части (рис. 3.4.4).
По способу возведения столбчатые фундаменты могут быть монолитными, возводимыми на месте строительства в опалубке, в которую укладывают бетонную смесь и арматуры, и сборными, изготовленными на предприятиях строительной индустрии. Под кирпичные столбы фундаменты изготовляются из железобетонных плит, уложенных одна на другую или в виде ступенчатых опор из природного камня.
При опирании стен на столбчатые фундаменты, по ним укладывают железобетонные балки, передающие нагрузки от стен на фундаменты. Для предупреждения деформаций от осадки и пучения основания под фундаментными балками устраивают утепляющую «подушку» из песка или шлака. (рис. 3.4.5.)
Рис.3.4.4. Отдельно стоящие фундаменты каркасных зданий:
а – план; б – разрезы: 1 фундамент; 2 – цокольная панель; 3 ригель; 4 – панель стены; 5 – колонна; 6 – плита перекрытия;
в – сборные бетонные элементы фундаментов: 1 – колонна; 2 – стакан; 3 – подколонник; 4 – траверса; 5 – фундаментная подушка.
Рис. 3.4.5. Устройство и расположение фундаментных балок:.
а – фундаментные балки при шаге колонн 6 м; б – то же при 12 м; г – опирание балок; г – детали фундамента наружного ряда колонн: 1 – набетонка толщиной 12 см; 2 – слой раствора толщиной 20 мм; 3 – опорный столбик; 4 – фундаментная балка; 5 – песок; 6 – щебеночная подготовка (13-15 см); 7 – асфальт (1,5-2 см); 8 – гидроизоляция; 9 – стеновая панель; 10 – колонна; 11- подстилающий слой; 12 — шлак
Стены
Общие требования к стеновым конструкциям
Стены гражданских зданий обеспечивают восприятие нагрузок от веса конструкций и технологического оборудования, теплозащиту и звукоизоляцию помещений, отвод атмосферных осадков, а также являются архитектурными элементами здания, создающими его архитектурный образ.
Стены – наиболее дорогостоящие конструкции. Стоимость наружных и внутренних стен составляет до 35% стоимости здания. Следовательно, эффективность конструктивного решения стен существенно отражается на технико-экономических показателях всего здания.
При выборе и проектировании конструкций стен гражданских зданий необходимо:
· снижать материалоемкость, трудоемкость, сметную стоимость и себестоимость;
· применять наиболее эффективнее строительные материалы и стеновые изделия;
· снижать массу стен;
· максимально использовать физико-механические свойства материалов;
· применять местные строительные материалы, а также индустриальные стеновые изделия;
· использовать материалы с высокими строительными и эксплуатационными качествами, обеспечивающими долговечность стен.
Классификация стен
Стены могут быть подразделены по следующим основным признакам:
· назначению ограждения (наружные и внутренние);
· типу и размерам стеновых изделий (из мелкоразмерных и крупноразмерных);
· материалам изделий (деревянные, каменные, бетонные, железобетонные и др.);
· конструктивным признакам (несущие, ненесущие и самонесущие);
· степени сборности и готовности (сборные, сборно-монолитные и монолитные).
Деревянные стены
По способу изготовления различают бревенчатые, брусчатые, каркасные и щитовые стены (рис.3.4.6.).
Для бревенчатых стен применяют сосновые бревна диаметром 180-240 мм. Ряд бревен по периметру здания называют венцом. Венцы соединяют шипами через 2 м. При бревнах длиной больше 6 м устраивают сжимы.
Брусчатые стены выполняют из опиленных на четыре канта бревен. Между бревнами и брусьями прокладывают паклю.
Рис. 3.4.6. Деревянные стены и их элементы:
а – бревенчатые (рубленные); б – брусчатые; в – каркасные; г – щитовые: 1 – верхняя обвязка; 2 – нижняя (цокольная) обвязка
Деревянные каркасные здания кроме каркаса состоят из ограждающих элементов с утеплителем в виде засыпки шлака, керамзита; плит из фибролита, минеральной ваты и др.
Щитовые стены выполняют из сборных щитов заводского изготовления, соединяемых между собой болтами, скобами и др. Размеры щитов: ширина – 1200 и 600 мм, а высота – 2800 — 300 мм (для одноэтажных зданий).
Кирпичные стены
Кирпичные стены в зависимости от конструктивной системы здания могут быть несущими, самонесущими и навесными (в каркасных зданиях).
Конструкцию кирпичных стен выбирают в результате технико-экономического анализа.
В соответствии с требованиями СП 23-101-2000 «Проектирование тепловой защиты зданий» кирпичные стены должны быть трехслойными с внутренним слоем из эффективного теплоизоляционного материала. Толщина этого слоя определяется теплотехническим расчетом.
Толщина слоя кирпича, обращенного в сторону помещения, зависит от действующих нагрузок, этажности здания и может быть от 120 до 510 мм. Толщина наружного облицовочного слоя – 120 мм (см. рис. 3.4.7)
Практический интерес представляют облегченные наружные стены с облицовкой утеплителей стены сплошной кладки (рис.3.4.8). Для утепления каменных стен со стороны улицы применяют жесткий плитный утеплитель из легких бетонов, пеностекла, фибролита в сочетании с атмосферостойкой и прочной облицовкой (листы асбетоцемента, доски и др.)
Для утепления наружных стен со стороны помещения используют полужесткий плитный утеплитель (камышит, соломит, минераловата и др.) (рис. 3.4.8).
Цоколи кирпичных стен (сплошных и облегченных) необходимо выполнять из хорошо обожженного глиняного полнотелого кирпича. Цоколь может быть облицован плитами из прочных пород камня. Пример цоколей с отмосткой приведен на рисунке 3.4.9.
Венчающие карнизы кирпичных стен могут иметь различное конструктивное решение (рис. 3.4.10)
При вылете карниза до 300 мм и не более половины толщины стены карнизы выполняют из полнотелого кирпича путем постепенного напуска рядов кладки на величину до 80 мм в каждом ряду. При вылетах более 300 мм применяют карнизные железобетонные плиты, консольно заделанные в стены с помощью различных анкеров.
Рис. 3.4.7. Способы утепления стен:
I – кладка с воздушной прослойкой; II – кладка с плитным утеплителем; III – кладка с минеральной засыпкой и диафрагмами из цементно-песчаного раствора; IV – то же с диафрагмами из тычковых кирпичей, расположенных в шахматном порядке; V – то же с диафрагмой из тычковых кирпичей в одной плоскости; VI – стены с внутренним утеплением; VII – стены с наружным утеплением;
1 – штукатурка; 2 – тычковые кирпичи; 3 – воздушная прослойка; 4 – плитный утеплитель; 5 – металлические связи; 6 – диафрагма, армированная металлической сеткой; 7 – утеплитель; 8 – дощатая обшивка
Рис. 3.4.8. Стены с облицовкой утеплителем:
а – с наружной стороны; б – с внутренней стороны: 1 – штукатурка; 2 – пароизоляция; 3 – утеплитель; 4 – камень искусственный; 5 – деревянная антисептированная прокладка
Рис. 3.4.9. Примеры конструкций цоколей и отмостки кирпичных стен
Рис. 3.4.10. Конструкции венчающих карнизов:
а – кирпичные; б, г – из железобетонных сборных плит; в – из плит по консольным балкам: 1 – железобетонные плиты; 2 – крепежные блочки; 3 – анкерные болты; 4 — железобетонне кронштейны; 5 – анкер; 6 – плита верхнего перекрытия; 7 – закладная деталь карниза; 8 – капельник; 9 – проволочная скрутка; 10 — ерш
Источник