Строительство Севастополь

Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников

 

Плитный фундамент. Ребристая плита фундамент


Плитный фундамент с ребрами и их особенности и характеристики.

Плитные фундаменты с ребрами состоящие из сплошной незаглубленной монолитной плиты, сооружают при высоком уровне грунтовых вод (особенно напорном), а также при неравномерно сжимаемом, слабом грунте. Такие фундаменты имеют жесткое пространственное армирование по всей несущей плоскости. В этом случае система плита надфундаментное строение хорошо воспринимает все внешние нагрузки, независимо от возможных деформаций и неравномерных перемещений основания (фундаменты, которые имеют вместе с грунтом сезонные перемещения, называют плавающими).

Конструкция плитного фундамента. как мы уже сказали, представляет собой сплошную или решетчатую плиту, выполненную из монолитного железобетона. Такое конструктивное решение широко используется в зарубежной строительной практике. В нашей стране технология плитных фундаментов для жилых и общественных зданий малой этажности разработана Хабаровским институтом инженеров железнодорожного транспорта совместно с Дальневосточным научно-исследовательским институтом по строительству. Для построения плитных фундаментов созданы специальные методики расчета и принципы конструирования, позволяющие с большой надежностью и минимальными трудовыми и материальными затратами соорудить нулевой цикл здания бесподвальной конструкции.

Плитный фундамент позволяет избежать дорогостоящих и часто ненадежных методов предотвращения неравномерных деформаций грунта, гарантируя надежность системы на все время эксплуатации здания. Особенно эффективна технология возведения плитных фундаментов в сейсмических районах, где другие конструктивные решения защиты здания от колебаний почвы требуют больших материальных и трудовых затрат.

Экономическая целесообразность фундамента в виде сплошной незаглублекной железобетонной плиты очевидна. Эта технология позволяет избежать большого объема земляных работ, снизить трудоемкость процесса возведения фундамента, добиться существенной экономии материальных

ресурсов.

Железобетонную плиту изготавливают по месту, предварительно убрав плодородный слой почвы. В зависимости от рельефа местности и характера грунтов под плитой выполняют песчаную подсыпку с обязательным уплотнением катками, вибраторами и т.п.

Плиту усиливают арматурным каркасом, в качестве которого можно использовать металлические стержни, проволоку диаметром 3-6 мм, трубы и металлический лом. Изготовление арматурного каркаса осуществляется сварными стыками без использования вязальной проволоки. Сам каркас должен иметь пространственную структуру из жестко связанных между собой нижнего и верхнего ярусов которые должны располагаться таким образом, чтобы арматура полностью помещалась в толще бетона. Такое конструктивное решение гарантирует надежность от разломов плиты при местных просадках или перемещениях грунтовых слоев. До укладки арматурного каркаса песчаную подушку застилают одним двумя слоями рубероида или поливинилхлоридной пленки, что позволяет избежать утечки цементного молока из бетона в процессе его укладки и вибрирования. Кроме того, изоляционный слой отсекает капиллярную грунтовую влагу, не позволяя ей проникать в поры бетона. Отсечка капиллярной влаги особенно важна при наличии агрессивных вод, так как выполнить защиту подошвы железобетонной плиты другими методами практически невозможно.

В зданиях, где не требуется цокольная часть нулевого цикла (гаражи, складские помещения и т.п.), верхняя плоскость фундаментной плиты может быть ровной. Жилые здания возводят на плитах с цокольными ребрами, высота которых зависит от рельефа местности и требуемой высоты цоколя. Цокольными ребрами могут служить сборные фундаментные блоки, выложенные в один ряд в виде ленточного фундамента. Для сейсмических зон цокольные ребра выполняются в монолитном варианте. Арматурный каркас цокольных ребер должен быть жестко сварен с арматурным каркасом фундаментной плиты.

Бетонирование таких ребер производят в один приемом с бетонированием плиты, не допуская больших перерывов между укладкой отдельных порций бетона. Для ребер сооружают деревянную опалубку. Принцип построения такой опалубки практически не отличается от принципов построения опалубки для ленточных монолитных фундаментов. Бетон должен быть класса не ниже В15 и марки морозоустойчивости F75 при толщине плиты 15-20 см.Подземные части зданий, фундаменты.плитный фундамент с ребрамиПодземные части зданий

Гидроизоляция

Виброизоляция

Подземные части здания (или, как их еще называют, конструкции нулевого цикла) располагаются ниже нулевой отметки, за которую принимают перекрытие первого этажа. К этим конструкциям относятся фундаменты и стены подвальных или цокольных этажей. которые должны отвечать требованиям по обеспечению прочности, устойчивости и долговечности (морозостойкости, сопротивлению воздействия грунтовых и агрессивных вод и др.).

Фундаментом называется подземная часть здания или сооружения, воспринимающая все нагрузки, как постоянные, так и временные, возникающие в надземных частях, и передающая давление от этих нагрузок на основание (рис.1).

Верхняя плоскость фундамента, на которой располагаются надземные части здания или сооружения, называется поверхностью фундамента или обрезом, а нижняя его плоскость, непосредственно соприкасающаяся с основанием, — подошвой фундамента.

Глубина заложения фундаментов, или расстояние от планировочной отметки земли до подошвы фундамента, для зданий без подвала определяется в зависимости от назначения зданий и их конструктивных особенностей, наличия подземных коммуникаций, величины и характера нагрузок, глубины заложения фундаментов примыкающих зданий, геологических и гидрологических условий строительной площадки (виды грунтов, несущая способность и пучинистость, уровень грунтовых вод и возможные колебания его в период строительства и эксплуатации зданий и т.д.) и от климатических условий района.

В случаях, когда основание фундамента состоит из пучинистых или склонных к пучению грунтов (крупнообломочных с глиняным заполнением, пылеватых и мелкозернистых песков, супесей, суглинков и глин), глубину заложения фундаментов наружных стен и колонн назначают в зависимости от нормативной глубины сезонного промерзания грунтов.

При определении расчётной глубины промерзания грунтов под зданием учитывают влияние режима его эксплуатации и конструктивное решение полов первого этажа. В отапливаемых помещениях грунт под полом прогревается по-разному в зависимости от конструкции пола, поэтому нормативная глубина промерзания снижается за счёт теплового режима здания.

Фундаменты под внутренние несущие конструкции отапливаемых зданий заглубляются без учёта глубины промерзания, так как под ними грунт практически не промерзает, и она может быть принята минимальной — 0,5 м от уровня проектной отметки поверхности земли.

В зависимости от типа конструкции различают ленточные, столбчатые, сплошные (плитные) и свайные фундаменты (рис.2), в зависимости от технологии возведения — сборные и монолитные, мелкого заложения (до 5 м от поверхности земли) и глубокого (более 5 м).

В зависимости от работы фундаментов под нагрузкой различают фундаменты жесткие и гибкие. Жесткие работают преимущественно на сжатие (например бетонные), гибкие — на растягивающие и скалывающие усилия (к ним относятся фундаменты с железобетонным подушками).

Бетон и железобетон являются основными материалами для возведения фундаментов. В массовом жилищном строительстве в основном применяются сборные железобетонные элементы. В малоэтажном строительстве возможно использование бута, бутобетона и хорошо обожженного кирпича.

Ленточные фундаменты представляют собой непрерывную стенку, равномерно загруженную вышележащими несущими или самонесущими стенами или же колоннами каркаса. Равномерная передача ленточными фундаментами нагрузки на основание очень важна, когда на строительной площадке имеются неоднородные по сжимаемости грунты, а также просадочные или слабые грунты с прослойками. Ленточные фундаменты бывают монолитными и сборными.

Сборные фундаменты в зависимости от строительной системы здания монтируют из различных конструктивных элементов. В панельных зданиях сборные ленточные фундаменты устраивают из железобетонных плит — подушек и бетонных цокольных (наружных и внутренних) панелей.

В зависимости от проектируемого температурного режима подвала (подполья) наружные цокольные панели могут быть утеплёнными (одно- или трёхслойными) или неутеплёнными. В цокольных панелях под внутренние стены предусматриваются проёмы для сквозного прохода по подполью (подвалу) и пропуску инженерных коммуникаций.

В кирпичных и крупноблочных зданиях сборные ленточные фундаменты выполняют из железобетонных плит — подушек и бетонных стеновых блоков.

В малоэтажном строительстве на прочных сухих грунтах устраивают прерывистые ленточные фундаменты, в которых плиты-подушки укладывают с разрывами с последующей засыпкой сухим песком.

Для малоэтажных зданий и в случае отсутствия индустриальной базы применяются монолитные ленточные конструкции фундаментов, выполняемые из бетона, бутобетона или бутовой кладки (если бут является местным материалом).

Столбчатые фундаменты устраивают в тех случаях, когда нагрузки на основание настолько малы, что давление на грунт от фундамента здания меньше нормативного давления на грунт (например, при малоэтажных зданиях) или когда слой грунта, служащий основанием, залегает на значительной глубине (3-5 м) и применение ленточных фундаментов экономически нецелесообразно.

Фундаменты данного типа применяют в каркасных зданиях различной этажности либо в малоэтажных зданиях (каркасных и бескаркасных).

Столбчатые фундаменты, устраиваемые под малоэтажными зданием с несущими стенами, располагают под углами стен, на пересечениях наружных и внутренних стен и под простенками. На них под стены укладывают перемычки или фундаментные балки.

Столбчатые фундаменты под колонны каркасных, а также крупнопанельных зданий выполняют сборными из железобетонных элементов, состоящих из подушки и фундаментного столба или из блока стаканного типа, образующих башмак.

Сплошные (плитные) фундаменты применяются в следующих случаях:

при слабых грунтах на строительной площадке или при значительных нагрузках от здания;

при разрушенных, размытых или насыпных грунтах основания;

при неравномерной сжимаемости грунтов;

при необходимости защиты от высокого уровня грунтовых вод.

Плитные фундаменты конструируют в виде плоских и ребристых плит или в виде перекрёстных лент. Для зданий с большими нагрузками, а также в случае использования подземного пространства применяются коробчатые фундаменты.

Плитные фундаменты проектируют под здания в основном с каркасной конструктивной системой. Для повышения жёсткости плиты устраивают рёбра в перекрёстных направлениях, которые могут выполняться как рёбрами вверх, так и вниз по отношению к плите.

На пересечениях ребер фундаментной плиты устанавливаются колонны при каркасной конструктивной системе, а при стеновой рёбра используются как стены цокольной части здания, на которые устанавливают несущие конструкции его наземной части.

Фундаменты в виде коробчатого сечения применяются при возведении высотных зданий с большими нагрузками. Ребра такой плиты выполняются на полную высоту подземной части здания и жёстко соединяются с перекрытиями, образуя, таким образом замкнутые различной конфигурации сечения.

Свайные фундаменты устраивают при строительстве зданий на слабых сильносжимаемых водонасыщенных грунтах, а также при передаче на основание больших нагрузок от колонн и стен многоэтажных зданий.

По способу передачи вертикальной нагрузки от здания или сооружения на грунт различают два вида свайных фундаментов: сваи-стойки, которые проходят через слабые грунты и опираются на толщу прочного грунта, и висячие сваи (или сваи трения), которые плотного грунта не достигают, удерживаются в слабом грунте за счет его уплотнения и передают нагрузку на грунт трением, возникающим между боковой поверхностью свай и грунтом (рис.3).

В зависимости от несущей способности и конструктивной схемы здания сваи размещают в один или несколько рядов или кустами. Сваи располагают обязательно подо всеми углами здания и в точках пересечения осей стен. Глубину забивки свай назначают, исходя из несущей способности сваи и грунта основания.

Для обеспечения равномерной передачи нагрузок от стен на сваи по верхним концам последних укладывают монолитные или сборные железобетонные ростверки, а на кусты свай — оголовки. При сборных ростверках оголовки устанавливают и на одиночные сваи. В зданиях без подвалов и технических подполий подошва ростверка должна находиться на 0,1-0,15 м ниже планировочных отметок поверхности земли у здания. При наличии подвала или технического подполья подо всем зданием отметки пола подвала совмещают с верхом ростверка под наружные и внутренние стены.

Прочность соединения конструкции ростверка со сваей обеспечивают заделкой торца сваи в бетон ростверка. Если ростверк устраивают из сборного железобетона и соединяют со сваей через оголовок, то оголовок устанавливают на сваю, закладные детали ростверка и оголовка сваривают стальными накладками, затем зазоры замоноличивают бетоном.

Долгая и беспроблемная служба подземных частей здания зависит в первую очередь от грамотно выполненной гидроизоляции. В последнее время все более актуальной становится также проблема защиты зданий от вибраций.Руководство «Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасных зданий и сооружений башенного типа»плитный фундамент с ребрами

Сплошные монолитные железобетонные плитные фундаменты прямоугольной, произвольной ортогональной либо полигональной и круглой формы в плане широко используются при строительстве на естественном основании (особенно на слабых и неоднородных грунтах) многоэтажных зданий различного назначения, а также промышленных сооружений типа силосов, элеваторов, дымовых труб и т.п. Площадь таких плит, как правило, превышает 100 м 2. а ширина или диаметр b ( d ) ≥ 10 м.

За последние годы в нашей стране проведены большие теоретические и экспериментальные исследования плитных фундаментов, завершившиеся разработкой методов и созданием программ для расчета плитных фундаментов на ЭВМ.

Методы и программы для расчета плитных фундаментов разработаны на основе последних достижений в области строительной механики, теории расчета железобетонных конструкций, механики грунтов, теории упругости, вычислительной математики и практики фундаментостроения. Они позволяют рассчитывать плитные фундаменты практически любой формы в плане (прямоугольные, круглые, кольцевые, сложной формы) переменной толщины с учетом влияния жесткости верхнего строения в виде каркаса, системы связанных между собой жестких диафрагм, несущих стен или очень жесткого надфундаментного строения типа силосных корпусов, дымовых труб и т.п. Стал возможным совместный расчет в упругой постановке элементов связевого или рамного каркаса и плитного фундамента, а также расчет плитного фундамента с учетом особенностей деформирования железобетона.

Заливка фундаментной плиты с ребрами жесткости.

blog.kazap.ru

Плитный фундамент

Плитный фундамент – это монолитная железобетонная плита, которую возводят под одним или несколькими строениями. Его назначение такое же, как и у прочих видов фундамента – передача и распределение нагрузки от строительных конструкций на основание. Очевидно, что этот тип фундамента располагает наибольшей опорной площадью, какая только возможна. По этой причине удельное давление на основание от постройки, возведенной на плитном фундаменте, гораздо меньше, чем при использовании прочих вариантов фундамента.

Плитный фундамент встречается достаточно редко. Если строительство ведется на грунте с хорошей несущей способностью, то устройство такого фундамента не оправдано по экономическим соображениям. К строительству этого типа фундамента прибегают в тех случаях, когда несущая способность грунта крайне низкая и при этом нет возможности сделать свайный фундамент.

Достоинством плитных фундаментов является их великолепная способность противостоять силам пучения. Под их воздействием плита может подниматься, а затем снова опускаться вниз. Этот факт послужил причиной второго названия плитного фундамента: «плавающий».

Типы плитных фундаментов

Различают две разновидности плитных фундаментов:

  • мелкозаглубленные;
  • глубокозаглубленные.

При строительстве первого типа фундамента земляные работы ограничиваются снятием плодородного слоя почвы и уплотнением нижележащих слоев грунта. Для заливки фундамента второго типа необходимо вырыть котлован. Как правило, на глубокозаглубленном фундаменте возводятся здания с обширным подвальным помещением или цокольным этажом. Дно котлована, на которое опирается плита фундамента, чаще всего образовано более плотными грунтами. Они практически не деформируются под весом всего здания, это дает еще большую устойчивость.

Небольшие частные строительные компании крайне редко возводят глубокозаглубленный плитный фундамент. Это требует выполнения большого объема земляных работ, а также внушительных трудовых и материальных затрат. Тем более, что при строительстве малоэтажных зданий, которыми чаще всего занимаются частники, в устройстве такого фундамента нет необходимости. Поэтому более распространенным вариантом для таких компаний является мелкозаглубленный плитный фундамент.

Этапы строительства плитного фундамента

  • Первым этапом строительства мелкозаглубленного фундамента плитного типа является снятие плодородного слоя грунта. Снятый плодородный слой может быть использован надлежащим образом: для устройства клумб, газонов, палисадников и т. д.
  • Вторым этапом в образовавшемся углублении делается песчано-гравийная подушка, которую следует плотно утрамбовать.
  • Третий этап заключается в возведении опалубки. Ее высота должна быть таковой, чтобы отметка верха плиты будущего фундамента находилась чуть выше уровня земли.
  • Завершающий этап - укладка арматуры и заливка опалубки бетоном в соответствии с расчетом и прилагаемыми чертежами

Практический опыт показывает, что на выполнение арматурных работ тратится примерно 50% всех трудозатрат, связанных со строительством фундамента плитного типа. Около 35% занимают работы по укладке и уплотнению бетонной смеси и только 15% - устройство опалубки.

Устройство арматурного каркаса

В ходе эксплуатации фундамент плитного типа испытывает нагрузки во всех направлениях. По этой причине в металлическом каркасе его плиты применяют арматуру с переменным поперечным сечением (ее, также, называют ребристой) диаметром от 12 до 16 мм. Для сравнения: в ленточном фундаменте, в котором нагрузки распределены несколько по-иному, ребристая арматура применяется только в продольном армировании, в поперечном направлении укладывают гладкие стержни.

Арматурный каркас плитного фундамента состоит из двух горизонтальных сеток, расположенных в верхнем и нижнем слоях бетона. Обе сетки жестко связаны между собой посредством стержней, расположенных вертикально. В стандартных сетках прутки арматуры располагаются с шагом в 30-40 мм. Расход арматуры при возведении этого типа фундамента достаточно велик. Если стержни в сетке размещены с шагом в 30 мм, то в одном квадратном метре плиты будет уложено около 14 м арматуры.

За обширную опорную площадь и, соответственно, низкое удельное давление на грунт, которое обеспечивает плитный фундамент, приходится платить и сравнительно большим расходом бетона. Согласно опытным данным подавляющая часть частных строительных фирм при строительстве фундамента плитного типа закладывают неоправданно большой запас прочности, который на 20-30% превышает положенный.

Понятно, что такое завышение влечет за собой соответствующий перерасход материалов и трудозатрат. Этих потерь можно избежать, если на этапе проектирования плитного фундамента сделать грамотный расчет его конструкции согласно принятым нормативным документам и методикам. Немаловажное значение при этом имеет правильный забор и анализ грунта, на котором предполагается вести строительство.Несмотря на дороговизну и сложность, плитный фундамент остается единственным техническим решением, дающим возможность построить здание на слабом грунте.

Из двух описанных разновидностей более целесообразным и экономически выгодным является строительство глубокозаглубленного фундамента. Его конструкция дает дополнительную полезную площадь при той же высоте здания.

remont-doc.ru

Расчет ребристой плиты и фундамента стаканного типа

1. Расчет ребристой плиты покрытия

1.1 Назначение размеров плиты

Принимаем ребристую плиту шириной 1,5 м, длиной 7 м, высотой 0,3 м.

Конструктивные размеры плиты:

Ширина 1500 – 10 = 1490 мм

Длина 7000 – 30 = 6970 мм

Принимаем толщину полки 30 мм, в плите предусматриваем 5 поперечных ребер.

В плите рассчитывается полка плиты.

1.2 Сбор нагрузок на полку плиты

Рис. 1

Таблица 1

1.3 Характеристики материалов

Бетон класса В – 20, Rb = 11,5 мПа; Rbt = 1,05 мПа, рабочая арматура класса А-III,

Rs = 365 мПа. Принимаем поперечную арматуру класса А-I, Rsw = 175 мПа. Полку плиты армируем рулонной сеткой из проволоки класса ВР-1 Ø3 мм Rs = 375 мПа;

Rsw = 270 мПа.

1.4 Расчет полки плиты по нормальным сечениям

Рис. 2

Рис. 3

= = 1,4

Если отношение меньше 2, тогда полку плиты рассчитываем, как плиту опертую по контуру и тогда расчет ведется по полосу шириной 1 м.

4501 Н/м2

1 м = 4501 Н/м

Определяем максимальный изгибающий момент:

М =

277 Н/м

Определяем рабочую высоту и сечение элемента:

= = = 1,5 см

Определяем характеристику бетона:

Ао = 0,107 табл. 3.1 стр. 89 [1] η = 0,944

Определяем площадь рабочей арматуры:

Аs =

= 0,52 см2

Из [5] стр. 247 принимаем сетку 200/200/3/3; Аs прод = 0,4 см2 ; Аs попер = 0,36 см2

1.5 Расчет поперечных ребер

q = 4501 Н/см2

Рис. 4

В расчете поперечное ребро рассматривается как балка пролетом l = 1,29 м, частично заземленная в продольных ребрах.

qгр = q (2

+ bр ) = 4501 (2 + 0,1) = 6256,4 Н/м2

Рис. 5

Принимаем а = 2 см, тогда hо = h – a = 14 – 2 = 12 см

Определяем ширину свесов полок:

bсв = 1/3

= = 0,215 м

b|f = 2 bсв + bp = 2 * 0,215 + 0,1 = 0,52 м

Определяем изгибающий момент

М =

= = 867,6 Н*м

Мгр = Rb

b|f h|f (ho – 0,5h|f ) = 11,5102523(12 – 0,53) = 18837 Н*м

М=867,6

Мгр = 18837 – 2 расчетный случай b = b|f = 52 см

Ао =

= 0,01 из табл. 3.1, стр. 89 η = 0,995

Аs =

= = 0,2 см2

Принимаем 1Ø6 А – ІІІ Аs = 0,283 см2

μ% =

= = 0,24%

μ % max =ρ

100= = 1,9%

Расчет поперечного ребра по наклонным сечениям. Определяем поперечную силу:

Q =

= = 2017,6 Н

Q ≤ 0,6 Rbt

bho = 0,6 0,91027,512 = 4860 Н условие выполняется, значит расчет не требуется.

Армируем поперечное ребро поперечной арматурой конструктивно. Принимаем арматуру Ø6 А – І

S =

= = 7 см

1.6 Расчет продольного ребра

Расчет продольного ребра по нормальным сечениям

Сбор нагрузок на 1 м2 плиты.

Таблица 2

Нагрузка на 1 м плиты составит

q = 5546 Н/м2

1,5 м = 8319 Н/м

Определяем действующие усилия в элементе:

Ммах =

= = 50518 Н*м = 50,518 кН*м

Qmax =

= = 28992 Н = 28,992 кН

Мгр = Rb * b| f * h| f* (ho – 0,5h| f) = 11,5 * 102 * 149 * 3 (25 – 0,5 * 3) = 121 кН*м

ho = h – a = 30 – 5 = 25 см

М = 51 кН*м < Мгр = 121 кН*м – I расчетный случай x ≤ h| f

Рис. 6

Определяем характеристики бетона

Ао = 0,047

Из [1] табл. 3.1 η = 0,975

Аs =

= 5,7 см2

Из [1] табл. 2 стр. 431 принимаем 2 Ø14 АIII и 2 Ø16 АIII по одной каждого диаметра в каждом ребре. Аs = 7,1 см2

μ% =

100% = = 1,6%

Расчет прочности наклонных сечений

Q ≤ К1 *Rbt *b*ho = 0,6 * 0,9 * 102 * 18 * 25 = 24300 Н

Qмах = 28992 Н < Q = 24300 Н

Условие выполняется, следовательно расчет продольного ребра на перпендикулярную силу не требуется и элемент армируем конструктивно.

Принимаем поперечную арматуру Ø4 А-I, шаг поперечных стержней

S1 = h/2 = 300/2 = 150 мм принимаем S1 = 115 мм.

S2 = ¾ h = ¾ *30= 23 < [30] принимаем S2 = 230 мм.

Расчет эпюры материалов

М= 50,1 кН*м 2Ø14 АІІІ, 2Ø16 АІІІ Аs = 7,1 см2

Мсеч = 0,85 * ho * Rs * As = 0,85 * 25 * 365 * 102 * 7,1 = 55,1 кН*м

mirznanii.com