Архитектура гражданских и промышленных зданий. Фундаменты
Новый сервис — Строительные ка лькуляторы online
Требования предъявляемые к фундаментам :
— устойчивость, на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы фундамента;
— устойчивость к агрессивным грунтовым водам;
— стойкость к атмосферным факторам (морозостойкость; пучение грунтов при замерзании);
— соответствие по долговечности сроку службы здания;
По конструктивной схеме фундаменты разделяются на: ленточные, столбчатые или отдельно стоящие, сплошные и свайные.
Стоимость фундаментов от общей стоимости здания составляет: с бесподвальным решением 8-10%; с подвалом 12-15%, а трудоемкость составляет 10-15%
Ленточные фундаменты
Монолитные ленточные фундаменты
В простейшем случае — прямоугольные. В большинстве случаев для передачи давления на основание, не превышающего нормативного давления на грунт, приходится уширять подошву фундамента.
Глубина заложения фундаментов должна соответствовать глубине залегания того слоя грунта, который можно принять за естественное основание.
Необходимо также учитывать глубину промерзания грунта.
Нормативная глубина промерзания указана в СниПе.
При пучинистых грунтах глубину заложения фундаментов следует считать ниже на 100 мм глубины промерзания.
В непучинистых грунтах глубина заложения фундамента не зависит от глубины промерзания.
Фундаменты из бутового камня не отвечают требованиям индустриального строительства (затруднена механизация работ, снижаются темпы строительства, особенно в зимнее время).
Применение бутобетонных и бетонных фундаментов позволяют шире использовать механизацию при их возведении.
Сборные ленточные фундаменты
Для наружных стен 400, 500, 600мм;
Высота фундаментного блока — 580 мм;
Шов для блоков — 20 мм
От одной глубины заложения монолитного ленточного фундамента к другой переходят постепенно с устройством уступов.
Отношение высоты уступа к его длине должно быть не более 1:2, причем высота уступа должна быть не больше 0,5м, а длина — не менее 1м.
На более прочных грунтах отношение высоты уступа к его длине допускается не более 1:1, а высота уступа — не более 1м.
Если здание возводится на сборных фундаментах, высоту уступа можно принимать равной высоте унифицированного блока, т.е. 0,6м; в этом случае длина уступа должна быть не менее 1,2 м.
Расстояние между осями швов — 600 мм (по высоте).
Блоки укладываются с перевязкой швов в шахматном порядке.
Длина — 1180 мм; 2380 мм (собачки) дополнительная толщина — 180 мм.
Фундаментные блоки со швами с железобетонным раствором, на железобетонных подушках высотою — 300 мм, шириною до 2.80 м.
Прерывистые фундаменты под несущие стены
Монолитные железобетонные пояса в районах с повышенной сейсмичностью.
Арматурные стержни + заливка бетоном 5-6 см.
Фрагменты монолитных участков: на углах в местах расположения коммуникаций.
Ленточные панельные фундаменты
В крупнопанельных зданиях отдельные блоки фундаментов и стен подвалов целесообразно заменять крупноразмерными элементами.
Они состоят из сквозных бескаркасных ферм (панелей и блоков или ребристых панелей — подушек).
Столбчатые фундаменты
Когда давление на грунт меньше нормативного, ленточные фундаменты целесообразно заменять столбчатыми.
Фундаментные столбы (бетонные или железобетонные) перекрывают железобетонными фундаментными балками, на которых возводятся стены.
Чтобы устранить выпирание фундаментной балки при пучении грунта, под ней устраивают подушку из песка или шлака толщиной 0,5 м.
Сплошные фундаменты
При слабых или неоднородных грунтах, а также при очень больших нагрузках на колонны во избежание неравномерной осадки фундаменты объединяют систему (ребристой) железобетонной плиты.
При сплошных фундаментах обеспечивается равномерная осадка, что особенно важно для каркасно-панельных и крупнопанельных зданий повышенной этажности.
Кроме того, он хорошо защищает подвалы от проникновения грунтовой воды при высоком ее уровне, когда пол подвала подвергается снизу большому гидростатическому давлению.
Свайные фундаменты
Они применяются, когда достижение естественного основания экономически или технически невыполнимо из-за большой глубины его заложения при значительных нагрузках, а также в других случаях.
Различают сваи-стойки (опирающиеся на толщину прочного грунта), висячие сваи, которые удерживаются в слабом грунте за счет его уплотнения и передают нагрузку на грунт трением, возникающем между сваей и грунтом.
В зависимости от способа погружения в грунт применяют забивные, набивные, буронабивные, сваи-оболочки, буроопускные и винтовые сваи.
Забивные железобетонные и деревянные сваи погружают с помощью копров, вибропогружателей и вибровдавливающих агрегатов.
Железобетонные сваи могут изготавливаться цельными и составными (из отдельных секций)
Деревянные забивные сваи устраивают там, где существуют постоянные температурно — влажностные условия.
Набивные сваи, устраивают методом заполнения бетонной или иной смесью предварительно пробуренных, пробитых или выштампованных скважин.
Нижняя часть скважин может быть уширена с помощью взрывов (сваи с камуфлетной пятой).
Буроопускные сваи отличает от набивных то, что в скважину устанавливают готовые железобетонные сваи с заполнением зазора между сваей и скважиной песчано-цементным раствором.
На верхние концы свай или на специальные уширения верхних концов (оголовки) укладывают «балки или плиты — ростверки.
Они применяются сборные (железобетонные) или монолитные.
В последнее время разработаны конструктивные решения свайных фундаментов «без ростверков.
В плане сваи могут состоять из одиночных свай — под опоры; лент свай — под стены с расположением в один или более рядов; кустов свай; сплошного свайного поля – под тяжелые сооружения.
Защита зданий от грунтовых вод
Для защиты стен бесподвальных зданий от капиллярной влаги во всех стенах в цоколе укладывают горизонтальную гидроизоляцию из 2-х слоев толя, рубероида или слоя жирного цементного раствора состава 1:2 толщиной 20-30 мм на 150-200 мм ниже уровня пола первого этажа и на 150-200 мм выше отметки тротуара или отмостки.
Фундаменты, находящиеся в агрессивной среде (при наличии в грунтовой воде агрессивных составов), выполняют из бетона на пуццолановом портландцементе и шлакопортландцементе, кроме случаев щелочной активности, когда можно применять цемент любых видов, кроме пуццоланового и шлакопортландцемента.
При напорах воды от 0,1 до 0,2 м для защиты подвала от проникновения воды под пол подвала укладывают слой мягкой жирной глины толщиной 250 мм и бетонную подготовку толщиной 100-200 мм.
Наружную поверхность стен изолируют штукатуркой цементным раствором с последующей обмазкой горячим битумом за 2 раза и забивкой слоем мягкой жирной глины толщиной 200-250 мм.
При напорах воды от 0,2 до 0,8 м возникает опасность всплывания пола, поэтому пол искусственно утяжеляют.
В этих случаях на грунт укладывают бетонную подушку толщиной 100-150мм, поверхность которой выравнивают цементным раствором или слоем асфальта толщиной 20-25 мм с последующей наклейкой по битумной или асфальтовой мастике гидроизоляционного ковра из 2-х или 3-х слоев рубероида, гидроизола, бризола.
Для предохранения этой части гидроизоляционного ковра от механических повреждений устраивают защитную стенку толщиной 120 мм из хорошо обожженного кирпича, выкладываемую на цементном растворе.
При больших напорах воды, когда уровень грунтовых вод превышает уровень пола подвала более чем на 0,8 м, пол устраивают в виде плоской железобетонной плиты, загруженной стенами дома, или в виде плиты с ребрами верх.
На плоскую железобетонную плиту, (а при ребристой — в промежутках между ребрами), укладывают тяжелый бетон, по которому устраивают чистый пол.
Эффективность применения того или иного типа фундаментов зависит от объема, стоимости, трудоемкости и расхода материалов
Свайные фундаменты экономичнее ленточных на 32-34% по стоимости, на 40% по затрате бетона и на 80% по объему земляных работ. Такая экономия позволяет снизить затраты стали увеличиваться — 1 — 3 кг на 1 м 2 .
Источник
Конструктивные решения элементов каркасно-панельных зданий. Узлы
Элементами каркасно-панельных зданий являются: фундаменты, колонны, ригели, плиты перекрытия, диафрагмы жесткости, лестничные марши и площадки.
1) Фундаменты. В многоэтажных каркасных зданиях применяют столбчатые фундаменты в виде монолитных или сборных конструкций для отдельно стоящих колонн или столбов. Колонны каркаса в большинстве решений опирают на фундаментные блоки стаканного типа (блок-стакан). Монолитный фундамент представляет собой ступенчатую конструкцию с подколонником и стаканом для установки колонн. Сборные фундаменты могут иметь различные варианты решения устройства блок-стаканов.
а) монолитный фундамент:
б) сборный фундамент:
Для передачи нагрузки от стен на фундамент используют фундаментные балки, которые могут опираться на бетонный столбик, ступень фундамента или на подколонник.
трапециевидного сечения: таврового сечения:
Опирание фундаментной балки на подколонник фундамента
Схема расположения элементов фундамента
2) Колонны применяют сечением 300×300 мм в зданиях высотой до 4 этажей и сечением 400×400 мм в зданиях от 4 до 16 этажей.
Выпускают колонны высотой на 1, 2 и 3 этажа, что позволяет в малоэтажных зданиях применять бесстыковые колонны, а в многоэтажных – обходится минимальным числом стыков. Стыки колонн – контактные со сваркой выпусков продольной арматуры, установкой хомутов и омоноличиванием стыков.
В зданиях этажностью более 16 этажей применяют колонны увеличенного сечения или колонны, изготовленные из бетона повышенного класса с увеличением процента армирования.
Колонны применяют крайнего и среднего ряда. Стык колонн должен находиться на 600 мм выше уровня перекрытия.
3) Ригель изготовляют таврового сечения с одной или двумя полками для опирания плит перекрытий, лестничных маршей и аналогичных конструкций.
4) Плиты перекрытий подразделяют на:
а) межколонные связевые – пристенные и средние шириной 1490 мм с пазами для колонн глубиной 100 мм;
б) рядовые шириной 1490 и 1190 мм, укладываемые между связевыми.
Плиты связывают между собой стальными анкерами, продетыми сквозь монтажные петли.
5) Диафрагмы жесткости. Для обеспечения пространственной жесткости каркасно-панельного здания в зданиях устанавливают диафрагмы жесткости, представляющие собой совокупность несущих и ограждающих конструкций. Стены диафрагм выполняют из железобетонных панелей, которые снабжены по верху одной или двумя консольными полками для опирания плит перекрытия. Диафрагмы проектируют высотой в один этаж глухими или с дверными проемами. Жесткие связи диафрагм с колоннами предусматривают не менее чем в двух уровнях по высоте этажа. Соединение выполняют при помощи сварки закладных деталей. Устанавливают диафрагмы на фундамент.
6) Лестничные марши и площадки. В каркасных зданиях применяют с марши с полуплощадками или лестницы, выполняемые из отдельных ступеней, уложенных по косоурам (металлическим или железобетонным балкам).
1 – марш с двумя полуплощадками; 2 – дополнительная площадка верхнего этажа; 3 – ригель; 4 – заделка бетоном; 5 – фрагмент ограждения; 6 – закладные детали
7) Стеновые панели в каркасных зданиях применяют самонесущими (в зданиях небольшой этажности) и навесными. Применяют однослойные или трехслойные панели.
Герметизация и утепление стыков стеновых панелей
а) вертикальный стык
б) горизонтальный стык
Опирают стеновые панели на краевой элемент перекрытия или на наружный продольный ригель. К колонне панели крепят с помощью стальных элементов, привариваемых к закладным деталям. УЗЛЫ
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
Тема 2.1 Каркасно-панельные здания серии 1.020, область применения, конструктивные решения, обеспечение пространственной жёсткости
Прочитать учебный материал, составить конспект, зарисовав рисунки и подготовиться к закреплению материала.
Здания, у которых несущими элементами являются элементы каркаса (колонны, ригели, перекрытия), называются каркасными. В каркасных зданиях чётко разделены функции между несущими и ограждающими элементами, поэтому стены у таких зданий применяются панельные навесные, выполняют только теплозащитные ограждающие функции. Принято такие здания называть каркасно- панельными.
Каркасно-панельные здания целесообразно применять при строительстве общественных зданий, где необходимы большие внутренние пространства и возведении жилых зданий высотой более 20 этажей.
Для каркасно-панельных зданий характерны конструктивные схемы:
— с поперечным расположением ригеля, для зданий высотой 5 – 10 этажей (рисунок 43а);
— с продольным расположением ригеля, для зданий высотой до четырёх этажей (рисунок 43б);
— перекрёстным ригелем (продольный и поперечный ригель), для зданий высотой более 12 этажей (рисунок 43г);
— безригельная схема, когда перекрытия опираются непосредственно на колонны (рисунок 43в).
 |  |
 | г)  |
а – с поперечным расположением ригелей; б – с продольным расположением ригелей; в — безригельное решение; г – с перекрестным расположением ригелей
Рисунок 43 – Конструктивные схемы каркасных зданий
Каркасно- панельные здания имеют основную сетку колонн 6х6м, вспомогательную — для лестничной клетки, коридоров – 6х3м. Высота этажа принята стандартная для:
— жилых, общественных зданий – 3,0; 3,3м;
— зданий производственного назначения – 3,6; 4,2м.
По конструктивному решению каркасные здания подразделяются на:
— каркас серии 1.020— так называемый – ригельный. Применяется для зданий любого назначения (пример таких зданий – детские сады, школы, 5-ая, 12-ая поликлиники Ленинского района, здание торгового комплекса «Солнечный», гостинично-офисный комплекс «Кристалл», здание диагностического центра, кардиологическая больница и т.д.).
— каркас безригельный серии КУБ-2,5 – так называемая «Строительная система КУБ-2,5». Применяется широко в современном строительстве в жилищном и общественном строительстве (пример таких зданий – жилые дома в посёлке Южный — микрорайон «Дружба», жилой дом «Парус» на пр. Октябрьском и т.д.
Элементы сборного железобетонного каркаса серии 1.020 – основными элементами являются (рисунок 44):
а)  а – элементы сборного железобетонного каркаса; б – фрагмент поперечного разреза каркасного здания; 1 – колонны; 2 – ригели крайние; 3 – ригели средние; 4 – плиты перекрытия рядовые; 5 – плиты перекрытия связевые Рисунок 44 — Элементы сборного железобетонного каркаса серии 1.020 | б)  |
1) Колонны, которые подразделяются по (рисунок 45):
— расположению в здании – крайние, с одной консолью; средние, с двумя консолями для опирания ригелей;
— сечению – 300Х300мм – для зданий высотой до 5 этажей; 400Х400мм – для зданий высотой от 6 и более этажей;
— армированию – обычное, для колонн зданий высотой до 6 этажей; предварительно напряжённое, для колонн зданий высотой 10 этажей;
— разрезке (высоте колонн) – на один, два, три, четыре этажа.
 |  | Рисунок 45 – Колонны и фундаменты |
Колонны между собой по высоте соединяются на 640 мм выше уровня пола. Стык осуществляется ванной сваркой оголенных подрезкой бетона выпусков рабочей арматурой. Шов, проходящий по периметру центровочных выступов, зачеканивается цементно-песчаным раствором М300. Сваренные стержни соединяются хомутами из арматуры диаметром 8-10 мм. Подрезка заполняется бетоном класса не ниже В15 (рисунок 46).
 |  |
а – сферический; б – сферический в монтаже; в – плоский с центрирующим выступом; г — плоский с центрирующим выступом в монтаже; 1 – выпуски арматуры; 2 – сферические поверхности; 3 – сварной шов; 4 – центрирующий бетонный выступ; 5 – стальной хомут; 6 – раствор зачеканки
Рисунок 46 – Стыки колонн
2) Ригели – горизонтальные элементы для опирания плит перекрытия, которые подразделяются (рисунок 47):
— по расположению на крайние и средние;
— по сечению – таврового сечения с одной полкой – крайний ригель, с двумя полками – для среднего ригеля.
 | Рисунок 47 – Ригели с одной и двумя полками |
Ригели опираются на консоль колонны и крепятся с ней при помощи сварки закладных элементов в уровне верха консоли и верха ригеля. Шов заполняется цементно-песчаным раствором М200 (рисунок 48).
Рисунок 48 – Опирание ригеля и плит перекрытий
в рабочей арматурой. . г)
3) Плиты перекрытия – многопустотные с круглыми пустотами, толщиной 220мм, которые подразделяются по расположению на:
— крайние, пристенные с пазом для колонн, шириной 1500мм (рисунок 49а);
— рядовые шириной 1200, 1500мм (рисунок 49б);
— средние с пазом посередине плиты для колонн, шириной 1500мм (рисунок 49в).
— ребристые сантехнические, устанавливаемые в сантехнических помещениях (рисунок 49г).
а – крайние (пристенные); б – рядовые; в – средние (связевые); г – ребристые сантехнические
Рисунок 49 – Плиты перекрытий
Крайние и средние плиты называются плитами-распорками, являются элементами жёсткости каркаса.
Длина плит перекрытия равна шагу колонн – для 6 или 3м, за вычетом сечения ригеля.
Плиты перекрытий опираются на полки ригелей по слою цементно-песчаного раствора М100. Зазоры между плитами перекрытия заполняются цементно-песчаным раствором М100 для создания горизонтального диска жесткости.
4) Диафрагмы жёсткости — железобетонные сплошные панели высотой на этаж, толщина их – 140мм, имеют арматурные выпуски для замоноличивания по высоте между собой, воспринимают ветровые нагрузки, действующие на здание (рисунок 50).
Элементы каркаса воспринимают вертикальные нагрузки (от самих себя и других элементов, снеговые нагрузки, нагрузки от мебели, оборудования и т.д.).
Рисунок 50 – Диафрагмы жесткости
Пространственная жёсткость каркасно-панельных зданий (рисунок 51) решается за счёт:
— сопряжения всех элементов каркаса между собой при помощи сварки, раствора и бетона;
— совместной работы элементов каркаса;
— укладки связевых плит перекрытия между колоннами;
— установки диафрагм жёсткости, воспринимающих ветровые нагрузки (рисунки 52 и 53);
— заполнения швов между плитами перекрытия цементно-песчаным раствором, для создания горизонтального диска жёсткости;
— ригелями лестничных клеток для опирания лестничного марша.
1 – жесткое сопряжение узлов; 2 – диафрагмы жесткости; 3 – пристенные плиты; 4 – связевые плиты; 5 – замоноличенные швы; 6 – стены лестничной клетки; 7 – то же лифтовой шахты
Рисунок 51 — Пространственная жёсткостькаркасно-панельных зданий
 1 – диафрагма жесткости; 2 – плита-распорка; 3 – монолитная шпонка; 4 – стальные накладки для связи плит-распорок; 5 – закладные детали для крепления диафрагм жесткости с колонной; 6 — выпуски арматуры для связи диафрагмы жесткости с ригелем Рисунок 52 – Элементы пространственной жесткости каркаса |  1 – в виде сквозной диафрагмы; 2 – в виде пространственного ядра Рисунок 53 – Расположение диафрагм жесткости в каркасе |
Для ограждения объёма каркасных зданий применяются навесные стеновые панели поясной разрезки (рисунок 54). Панели изготавливаются из керамзитобетона и имеют толщину 250, 300, 350мм в зависимости от района строительства. Стеновые панели имеют высоту 900, 1200, 1500, 1800, 2100мм, длину – 6000 или 3000мм по шагу колонн, простеночные панели – 300, 450, 600мм.
По расположению на фасаде стеновые панели подразделяются на: поясные, горизонтальные — цокольные, междуэтажные, парапетные и вертикальные — простеночные, угловые.
Рисунок 54 – Виды стеновых панелей
Рисунок 55 Фрагмент фасада каркасного здания
Стены из таких панелей имеют двухрядную разрезку (рисунок 55). Поясные панели крепятся к колоннам стальными накладками (рисунок 56).
 | в) г)  |
а – заполнение вертикального стыка панелей; б – крепление верха панелей к колонне; в — заполнение горизонтального стыка; г – крепление низа стеновых панелей; 1 – герметизирующая мастика; 2 – эластичная мастика; 3 – жгут гернита; 4 – цементно-песчаный раствор; 5 – монтажные соединительные элементы; 6 – закладные детали; 8 – колонна
Рисунок 56 – Заполнение швов стеновых панелей
Швы между панелями делятся на:
— горизонтальные, имеющие четверть, в которую прокладывается пороизол или гернит, для защиты от продувания. Для защиты от промерзания шов заполняется монтажной пеной снаружи и затирается герметизирующей мастикой. С внутренней стороны шов заполняется цементно-песчаным раствором; (рисунок 56в)
— вертикальные, образующие колодец, заполняемый раствором, остальная часть стыка заполняется аналогично (рисунок 56а).
Лестницыв каркасных зданиях применяются крупноразмерные зетобразные (марш с двумя полуплощадками), марши опираются на ригели лестничных клеток по слою цементно-песчаного раствора и крепятся на сварке закладных деталей (рисунок 57).
Рисунок 57 Лестница каркасного здания
Крышимогут быть по уклону плоские или скатные, по конструктивному решению – совмещённые или раздельной конструкции.
Фундаменты в каркасно-панельных зданиях зависят от вида грунтов района строительства и могут быть: столбчатые стаканного типа на прочных грунтах, свайные с монолитным плитным ростверком и подколонником стаканного типа.
Перегородкимогут устраиваться любые: каркасные гипсокартонные, плитные, блочные.
Материал для закрепления:
1 Сформулировать понятие каркасно-панельных зданий.
2 Назвать конструктивные схемы для каркасно-панельных зданий.
3 Объяснить область применения каркасно-панельных зданий.
4 Назвать элементы каркаса и указать их роль в каркасе.
5 Объяснить конструктивное решение элементов каркаса:
в) — плит перекрытия;
г)- диафрагм жёсткости.
6 Объяснить назначение стен в каркасных зданиях и их конструктивное решение.
7 Назвать виды стеновых панелей по расположению на фасаде.
8 Объяснить решение стыков элементов каркаса между собой:
а)- колонн по высоте;
б)- ригеля с колонной;
в)- плиты перекрытия с ригелем.
9 Назвать виды стыков стеновых панелей.
10 Объяснить конструктивное решение стыков панелей.
11 Указать крепление стеновых панелей к колоннам.
12 Объяснить конструктивное решение:
13 Объяснить обеспечение пространственной жёсткости каркасно-панельных зданий.
Проверка степени усвоения материала:
Подтверждение компетенций по материалу темы обучающийся показывает тестированием и работой по индивидуальным карточкам.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Источник