Содержание, карта.

Обрез фундамента это


§1. Фундаменты мелкого заложения

1.1. Основные сведения

К ФМЗ относятся фундаменты, имеющие отношение высоты к ширине подошвы, не превышающее 4, и передающие нагрузку на грунты основания преимущественно через подошву.

ФМЗ

ФМЗ возводятся в открытых котлованах или в специальных выемках, устраиваемых в грунтовых основаниях.

Рис 10.1. Схема фундамента мелкого заложения:

1 – фундамент; 2 – колонна; 3 – обрез фундамента.

- ФМЗ по условиям изготовления разделяют на:

  • монолитные, возводимые непосредственно в котлованах.

  • сборные, монтируемые из элементов заводского изготовления.

- По конструктивным решениям ФМЗ разделяют на:

  • отдельно стоящие фундаменты:

  1. под колонну (опору);

  2. под стены (при малых нагрузках)

  1. выполняются под протяженные конструкции (стены);

  2. выполняются под ряды и сетки колонн в виде одинарных или перекрестных лент.

  • сплошные (плитные) фундаменты

Выполняются в виде сплошной железобетонной плиты, как правило, под тяжелые сооружения. Такие фундаменты разрезаются в плане только осадочными швами, что способствует уменьшению неравномерности осадки сооружения.

Выполняются в виде жесткого компактного железобетонного массива под небольшие в плане тяжелые сооружения (башни, мачты, дымовые трубы, доменные печи, устои мостов и т.п.).

Рис 10.2. Основные типы фундаментов мелкого заложения:

а – отдельный фундамент под колонну; б – отдельные фундаменты под стену; в – ленточный фундамент под стену; г – то же, под колонны; д – то же, под сетку колонн; е – сплошной (плитный) фундамент.

- ФМЗ изготовляют из следующих матреиалов:

  • железобетон

  • бетон

  • бутобетон

  • каменные материалы (кирпич, бут, пиленные блоки из природных камней)

  • в отдельных случаях (временные здания) допускается применение дерева или металла.

Железобетон и бетон – основные конструкционные материалы для фундаментов.

Бутовый камень, кирпич и каменные блоки используются для устройства фундаментов, работающих на сжатие и для возведения стен подвалов.

Бутобетон и бетон целесообразно применять при устройстве фундаментов, возводимых в отрываемых полостях или траншеях при их бетонировании в распор со стенками.

Железобетон и бетон можно применять при устройстве всех видов монолитных и сборных фундаментов в различных ИГУ, т.к. они обладают достаточной морозостойкостью, прочностью на сжатие (а для железобетона и на растяжение → действие моментов).

1.2. Конструкции фундаментов мелкого заложения

1.2. А. Отдельные фундаменты

Могут выполняться в монолитном или сборном варианте. 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.

Рис 10.3. Конструкция жесткого фундамента:

а – с наклонными боковыми гранями; б – уширяющийся к подошве уступами.

- 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.

Рис 10.4. Сборный фундамент под колонну:

а – из нескольких элементов; б – из одного элемента; 1 – фундаментные плиты; 2 – подколонник; 3 – рандбалка; 4 – бетонные столбики; 5 – монтажные петли.

- 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.

Рис 10.5. Буробетонные (а), щелевые (б) и анкерные (в) фундаменты:

1 – колонна; 2 – арматурный каркас; 3 - фундамент; 4 – подколонник; 5 – плитная часть; 6 – бетонные пластины; 7 – анкеры (буронабивные сваи) d=15-20см, l=3-4м.

Фундаменты

Основными конструктивными схемами фундаментов для малоэтажного строительства являются следующие: ленточный фундамент, столбчатый фундамент, фундамент в виде сплошной железобетонной плиты, фундамент на коротких сваях, ленточный фундамент на песчаной подушке (мелкозаглубленный). Наибольшее применение получили ленточный и столбчатый типы.

Рис.5. Конструкция ленточного монолитного бутобетонного фундамента

Схема устройства фундамента следующая: стена здания (1, рис.5) возводится на ленте (2, рис.5). Верхняя часть фундамента называется обрез фундамента, плоскость нижней части фундамента называют подошвой (4, рис.5), уширение нижней части фундамента – подушкой (3, рис.5). Грунт, на который подошвой опирается фундамент, называется основанием.

На грунтах, вспучивающихся при замерзании, глубину заложения Нф подошвы фундамента наружных стен принимают ниже толщины промерзающего слоя не менее чем на 0,2 метра. При замерзании пучинистых грунтов они постепенно выталкивают фундамент. Для большинства районов нашей страны глубина промерзания грунтов превышает 1 метр. Фундаменты с такой глубиной залегания подошвы называют фундаментами глубокого заложения.

Рис.6. План фундамента.

Фундаменты необходимо защищать от грунтовой влаги. Фундаменты малоэтажных зданий, расположенные на относительно сухих грунтах, т.е. с глубоким уровнем расположения грунтовых вод, в первую очередь защищают от прямого воздействия дождевых и талых вод. С этой целью по периметру наружных стен устраивают отмостку (5. рис.5) из асфальта, бетона или плоских камней на слое песка и с подстилкой жирной глины.

Планы ленточных фундаментов изображают в виде горизонтального разреза зданий секущей плоскостью. Проведённой на уровне обреза фундаментов. Если обрезы с разной отметкой, используют несколько горизонтальных секущих плоскостей и вычерчивают ступенчатый горизонтальный разрез. Место уступа на плане изображают сплошной основной линией.

Сетка координационных осей переносится с планов этажей на план фундаментов без изменений. На плане фундаментов вычерчивают линии плана обрезов фундаментов, привязывают к координационным осям толщины стен фундамента, расположения уступов, фундаменты под отдельные столбы, ширину подошвы фундамента, показывают высотные отметки подошвы и обрезов фундамента.

Фасад

Фасад представляет собой изображение внешнего вида здания, дающее представление об архитектурной композиции проектируемого объекта, его силуэте. На чертеже фасада должны быть нанесены и указаны:

- общий вид здания и деталей;

- координационные оси здания (сооружения), проходящие в характерных местах разреза и фасада (крайние, у деформационных швов, несущих конструкций, в местах перепада высот и т.п.), без указания размера между осями;

- отметки, характеризующие расположение элементов несущих и ограждающих конструкций по высоте,

- размеры и привязки по высоте проемов, отверстий, ниш и т.п.;

- размеры и привязки элементов не выявленных на планах и разрезах;

- материал отдельных участков стен.

На чертежах фасады называют по обозначениям крайних координационных осей между которыми расположен фасад.

Исходными документами для компоновки и вычерчивания фасада являются планы и разрезы здания. В необходимых случаях выполняют построение теней и отмывку или штриховку фасада.

Рис.7. Главный фасад здания

План перекрытий

Конструктивные решения перекрытий малоэтажных жилых домов очень разнообразны (железобетонные, металлические, деревянные балки, железобетонные плиты (монолитные, сборные) и т.д.). Междуэтажные и чердачные перекрытия индивидуальных одноквартирных домов обычно устраиваются балочными, надподвальные перекрытия – балочными или по лагам, нижние – по грунту. Как правило, расчётная схема деревянной балки перекрытия представляет собой балку на двух опорах под равномерно-распределённой нагрузкой. Оптимальная ширина перекрываемого пролёта (L, рис.8) для деревянных балочных перекрытий равна 3-4 м. На больших пролётах устройство деревянного балочного перекрытия менее выгодно из-за резкого возрастания материалоёмкости конструкции. Расстояние между балками перекрытия называется шагом балок и обычно составляет 0,6-1,0 м.

В качестве балок применяют бревно, брус, доску. Применяемый для балок лесоматериал (доски, брусья и брёвна) не должен иметь дефектов, ослабляющих конструкционную прочность древесины (большое количество сучков, косослой и т.п.), иметь влажность не более 18%. Для защиты от биологического разрушения балки очищают от коры и антисептируют, брёвна обтёсывают на 2-4 канта. Для повышения стойкости деревянных конструкций к воздействию огня их обрабатывают специальными растворами - антипиренами. Наиболее выгодным сечением балки, работающей на изгиб, является прямоугольное. Причём, чем больше высота этого сечения, тем эффективнее расходуется материал.

Рис.8. Сечения балок, применяемые в деревянных перекрытиях

Из-за конденсирования тёплого воздуха, проникающего из дома, с холодным, находящимся в гнёздах, концы балок нередко загнивают. Этого можно избежать, если между стеной и концами балок оставить пространство с хорошей вентиляцией. Поэтому гнёзда, оставляемые в кирпичных стенах для укладки балок, делают несколько больших размеров, чем концы балок. Другой вариант изоляции концов деревянных балок – оборачивание их рубероидом или другим гидроизоляционным материалом. Глубина опирания деревянных балок составляет не менее 15см.

Межбалочное пространство заполняют эффективными материалами, выполняющими роль утеплителя или звукоизолятора. Утеплитель между балками обычно укладывают либо на доски или шиты, уложенные по черепным брускам, либо на доски, подшитые к балкам снизу. Для защиты утеплителя от увлажнения со стороны помещения необходимо выполнить пароизоляцию (пергамин, синтетическая плёнка, специальные мембраны и т.п.). В надподвальном перекрытии слой пароизоляции укладывают сверху утеплителя, а в чердачном – непосредственно под слоем утеплителя. Одно из конструктивных решений междуэтажного перекрытия изображена на рис.10.

Рис.10. План перекрытий

План перекрытий изображают в виде горизонтального разреза здания секущей плоскостью, расположенной в уровне верха основной конструкции, при этом пол не изображают. На план перекрытий наносят: координационные оси зданий; несущие стены, колонны, балки (показывают тонкой линией); балки, с привязкой к стенам и координационным осям. Кроме того, на чертеже расставляют размеры между балками, маркировку элементов перекрытия, глубину опирания балок перекрытия. Одинаковой маркой обозначают элементы, не отличающиеся поперечным сечением и длиной.

Рис.10. Перекрытие по деревянным балкам

Page 2

Скатные крыши являются одной из разновидностей покрытий зданий. Скатные крыши названы потому, что выполняются в виде системы пересекающихся наклонных плоскостей – скатов, способствующих беспрепятственному отводу дождевых и талых вод. Обычно уклон таких крыш превышает 10%. В большинстве случаев такие крыши устраивают над чердаками, вследствие чего их называют чердачными скатными крышами в отличие от бесчердачных (совмещенных покрытий).

Рис.11. Пример плана кровли скатной крыши

Скатная крыша – наиболее видимый элемент здания, а ее оформление с помощью декоративных элементов и использование разных цветовых гамм кровли усиливает композиционную роль малоэтажного здания в жилой застройке.

Рис. 11. План кровли

Конструктивно скаты состоят из верхнего водонепроницаемого ограждающего слоя – кровли, и несущей конструкции. Несущая конструкция состоит из стропил и обрешетки, на которую непосредственно укладывается кровля. При проектировании формы крыши существенное значение имеет уклон ее скатов. Он определяется плоским углом наклона ската к условной горизонтальной плоскости и выражается в градусах, процентах, через тангенс этого угла в виде простой дроби (1/4, 1/10) или десятичной (0,25; 0,1 и т.д.).

Уклон скатов крыши тесно взаимосвязан с материалами, применяемыми для кровли здания и зависит от климатических условий района, в котором возводится здание. В малоснежных районах применяются крыши с небольшим углом наклона и свесом, а районах с обильными осадками – крутые крыши с небольшим свесом.

Пересечения скатов кровли образует двухгранные выступающие углы, которые называются ребрами (3, рис.11). Верхнее горизонтальное ребро в вершине крыши, образуемое пересечением продольных скатов называется коньком (2, рис.11). Выступающее ребро на пересечении двух смежных скатов (вальм) в углах здания называется накосным, или диагональным, ребром. Пересечение скатов, образующих входящие углы, называются разжелобками, или, ендовами (4, рис.11). Ендова – наиболее ответственное место кровли, т.к. здесь происходит наиболее интенсивное движение воды, скапливается снег и мусор (листва деревьев), которые создают неблагоприятные условия для работы кровельных материалов. Вальмой (5, рис.11) называется треугольный скат, которым завершается торец двухскатной крыши. Если наклонный скат покрывает не весь торец, а только его верхнюю или нижнюю часть, то такой скат называется полувальмой. Если же крыша заканчивается в торце вертикальной стены, то могут быть два решения: торцевая стена поднимается выше поверхностей ската крыши, образуя щипец, скаты крыши перекрывают торцевую стену и выступают перед ней, образуя крытый сверху треугольный участок стены – фронтон. Выступ крыши перед фасадом заканчивается капельником, препятствующим стеканию и смачиванию водой поверхностей стены, и называется свесом. Вынос (расстояние от стены) этого свеса обычно от 50 см и более.

План стропильной системы

Несущие конструкции скатных крыш состоят из стропил и обрешётки. Стропила – основная несущая конструкция крыши, которая опирается на стены или на отдельные опоры здания. Стропила отдельных элементов делают с помощью врубок и металлических креплений (скоб, болтов, гвоздей, хомутов и металлических накладок). Наслонные стропила применяют в тех случаях, когда в здании имеются несколько внутренних стен, опор, расстояние между которыми не превышает 5-8 метров. Такие пролёты легко перекрывать наклонными балками (стропильными ногами) из досок, брусьев, брёвен, располагаемыми вдоль скатов, на расстоянии друг от друга (шаг стропил) порядка 0,6-1,2 метра. Поперечное сечение и величина шага стропил определяются расчётом.

Внутренние стены доводят обычно только до уровня, превышающего верх чердачного перекрытия на 15-20 сантиметров, чтобы не загромождать конструкциями пространство чердака или мансарды. Их заменяет система стоек (2-3 метра) опирающихся на лежни и поддерживающих верхний продольный брус – прогон. Стропильные ноги укладываются на прогоны, а нижние концы этих ног на подстропильные брусья – мауэрлаты. Мауэрлаты укладываются по верхнему обрезу стен и служат для равномерного распределения нагрузки от стропильных ног на стену. В местах пересечения скатов крыши наслонные стропила делают из диагональных (накосных) стропильных ног и коротких стропильных ног (нарожников), опирающихся одним концом на накосные стропильные ноги, в другим – на мауэрлат.

Рис.12. План стропил

Ширина досок, применяемых для стропил, обычно равна 40-50 мм, высота – 150, 180, 200мм; брусьев – 60-140мм. Мауэрлаты выполняются из брусьев сечением 140х160мм или 160х180мм, либо из брёвен 180-200мм, отёсанных на два канта. Лежни имеют те же сечения при установке их на стены и расчётные сечения – при установке их на столбы. Мауэрлаты и лежни антисептируются и изолируются от каменных стен прокладкой из рулонного гидроизолирующего материала. Сопряжения стропильных элементов между собой выполняются; для элементов из брусьев и брёвен – на врубках, шипах, скобах; для элементов из досок – на гвоздях, нагелях, металлических накладках.

Рис.13. Узлы стропильной системы

Для большинства скатных крыш основными кровельными материалами являются: листовые (шифер, металл, битумно-полимерные изделия), черепица (керамическая, цементно-песчаная, полимерная, металлочерепица), лесоматериалы (тёс, гонт).

Page 3

Узлы выполняются для того чтобы с необходимой детализацией показать конструктивные решения, принятые в проекте. При изображении узла соответствующее место отмечают на виде (фасаде), плане или разрезе замкнутой сплошной тонкой линией (как правило, окружностью или овалом) с обозначением на полке линии-выноски порядкового номера узла арабской цифрой.

В курсовой работе узел изображается в аксонометрической проекции с отмывкой. На чертеже выносками обозначают детали узла.

Разрез

Разрезы предназначены для выявления объёмно-планировочного и конструктивного решения здания. Выполняют разрезы зданий вертикальной секущей плоскостью, перпендикулярной к продольным стенам (поперечный разрез) или параллельным им (продольный разрез).

Рис.14. Последовательность вычерчивания разреза

Положение секущих плоскостей для построения разрезов назначают с таким расчётом, чтобы при минимальном количестве разрезов наиболее полно выявить объёмное и конструктивное решение здания, высотные размеры и т.п. и так, чтобы на разрезах были показаны проёмы окон, наружных дверей и ворот, лестничные клетки (секущая плоскость должна пройти по ближнему к наблюдателю лестничному маршу), балконы, лоджии и т.п. секущие плоскости не проходят по колоннам, стропилам, вдоль ригелей, балок стен, перегородок и т.п. – эти элементы вдоль условно не разрезают.

Рис.15. Разрез

В зависимости от назначения документа выполняют разрезы:

- архитектурные, содержащие данные об общем объёмно-композиционном решении. Такие разрезы разрабатывают на начальном этапе проектирования. Они содержат упрощённые изображения элементов конструкций.

- конструктивные, содержащие помимо объёмно-композиционного решения изображения конструкций, маркировку узлов и конструктивных элементов, все необходимые размеры и высотные отметки.

Вычерчивание разреза состоит из следующих стадий: а – компоновка чертежа и построение вертикальной координационной сетки; б – вычерчивание основных контуров; в – вычерчивание деталей и нанесение размерных линий; г – постановка размеров и графическое оформление.

На чертеже разреза здания наносят все размеры и отметки, необходимые для определения положения любого конструктивного элемента. Вне габаритных контуров разреза проставляют: расстояния между координационными и крайними осями; отметки верха стен, карнизов, уступов стен; размеры и привязку по высоте проёмов, отверстий, ниш и гнёзд в стенах и перегородках, изображаемых в сечении. Кроме того указывают отметки верха и низа проёмов, площадок наружных лестниц, верха вентиляционных шахт, конька крыши и т.п.

Внутри габаритных контуров разреза проставляют отметки уровня земли, чистого пола этажей и площадок; низа опорной части закладываемых в стены элементов конструкций, размеры высоты помещений, толщины перекрытий, включая пол, отметки низа покрытия. На свободных местах изображения и в соответствии с правилами на разрезы наносят: толщину стен и их привязку к координационным осям, марки элементов, не замаркированных на планах и фасадах, ссылки на узлы.

Разрезам здания присваивают общую последовательную нумерацию арабскими цифрами в пределах каждого основного комплекта рабочих чертежей.

Page 4

Технико-экономические показатели индивидуального одноквартирного жилого дома представляются в курсовой работе в виде таблицы (рис.16).

При подсчёте технико-экономических показателей необходимо руководствоваться следующими правилами:

1. Площадь застройки здания определяется, как площадь горизонтального сечения по внешнему обводу здания на уровне цоколя, включая выступающие части. Площадь под зданием, расположенным на столбах, а также проезды под зданием включаются в площадь застройки.

2. Общую площадь квартир следует определять как сумму площадей их помещений, встроенных шкафов, а также лоджий, балконов, веранд, террас и холодных кладовых, подсчитываемых со следующими понижающими коэффициентами: для лоджий — 0,5, для балконов и террас — 0,3, для веранд и холодных кладовых -1,0.

Площадь, занимаемая печью, в площадь помещений не включается. Площадь под маршем внутриквартирной лестницы при высоте от пола до низа выступающих конструкций 1,6 м и более включается в площадь помещений, где расположена лестница.

Площади тамбуров лестничных клеток, лифтовых и других шахт, портиков, крылец, наружных открытых лестниц в общую площадь зданий не включаются.

Площадь помещений жилых зданий следует определять по их размерам, измеряемым между отделанными поверхностями стен и перегородок на уровне пола (без учета плинтусов).

При определении площади мансардного помещения учитывается площадь этого помещения с высотой наклонного потолка 1,5 м при наклоне 30 ° к горизонту, 1,1 м - при 45 °, 0,5 м - при 60° и более. При промежуточных значениях высота определяется по интерполяци. Площадь помещения с меньшей высотой следует учитывать в общей площади с коэффициентом 0,7, при этом минимальная высота стены должна быть 1,2 м при наклоне потолка 30 °, 0,8 м при - 45° - 60° , не ограничивается при наклоне 60° и более.

3. Жилая площадь квартиры определяется как сумма площадей жилых помещений (спальни, общие комнаты и т.п.).

4. Строительный объем определяется в пределах наружных ограничивающих поверхностей с включением ограждающих конструкций, световых фонарей и др., без учета выступающих архитектурных деталей и конструктивных элементов, подпольных каналов, портиков, террас, балконов, объема проездов и пространства под зданием на опорах (в чистоте).

Рис.16. Таблица технико-экономических показателей

ЛИТЕРАТУРА:

1. Дыховичный Ю.А. и др. Архитектурные конструкции. Книга . Архитектурные конструкции малоэтажных зданий / Дыховичный Ю.А., Казбек-Казиев З.А., Марцинчик А.Б., Кириллова Т.И., Коретко О.В., Тищенко Н.Ф.: Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. –М.: «Архитектура-С», 2006. -248с.

2. ГОСТ 21.501-93. Правила выполнения архитектурно-строительных чертежей. –М.: Стройиздат, 1993, -38с.

3. ГОСТ 21.101-97. Основные требования к проектной и рабочей документации. –М .: Стройиздат, 1997, -37с.

Выбор отметки обреза фундамента

2.1.2 Выбор отметки обреза фундамента

Обрез фундамента принимаем на 0.5м ниже горизонта самых низких вод

2.2 Определение площади подошвы фундамента и расчетного сопротивления основания

Размеры обреза фундамента в плане принимаю больше размеров надфундаментной части опоры на величину с=0.2м в каждую сторону для компенсации возможных отклонений положения и размеров фундамента при разбивке и производстве работ (рис.1).

Минимальная площадь подошвы фундамента рассчитывается по формуле

Amin=(A + 2c)-(B + 2c),

где А и В - ширина и длина надфундаментной части опоры в плоскости обреза фундамента, принимается по заданию.

Amin=(10.4 + 2∙0.15)(1.5 + 2∙0.15) = 19.26м²

Далее по формуле (1) приложения 24 [2] определяется расчётное сопротивление грунта основания (МПа) при ширине подошвы фундамента b= (В+2с)

R = 1.7{R0[1 + k1(b-2)] + k2γ(d -3)},

где R0 = 343 кПа— условное сопротивление грунта, МПа; b = 2м — ширина подошвы фундамента, м; d = 5.7м — глубина заложения фундамента, принимается от поверхности грунта до подошвы фундамента; γ - осредненное по слоям расчётное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, вычисленное без учёта взвешивающего действия воды, МН/м³, по формуле:

γ = ∑ γi hi / ∑hi ,

где γi - удельный вес отдельных слоев грунта, лежащих выше подошвы фундамента, кН/м3; hi — толщина отдельных слоев грунта выше подошвы фундамента, м; k1 и k2 -коэффициенты, принимаемые по таблице 4, прил. 24 [2].

k1= 0.1 мֿ¹

k2 = 3

R = 1.7{343[1 + 0.1(2-2)] + 3∙19.9(5.7 -3)}=274.02 кПа

2.3 Проверка принятых размеров фундамента

Расчёт преследует цель определить средние, максимальные и минимальные давления под подошвой фундамента и сравнить их с расчётным сопротивлением грунта:

p=N1/A ≤ γcR/γn ,

pmax=N1/A + M1 /W ≤ γcR/γn ,

pmin=N1/A - M1 /W ≥0 ,

где p, pmax и pmin — соответственно среднее, максимальное и минимальное давления подошвы фундамента на основание, кПа; N1 - расчётная вертикальная нагрузка на основание с учётом гидростатического давления воды, если оно имеет место, кН; М1 - расчётный момент относительно оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента, кН∙м; A — площадь подошвы, м2; W- момент сопротивления по подошве фундамента, м3;

W= bl²/6

где l- длина подошвы фундамента, м; b - ширина подошвы фундамента, м; R -расчётное сопротивление грунта под подошвой фундамента, кПа; γс=1,2 - коэффициент надёжности по назначению сооружения; γп=1,4 - коэффициент условий работы.

Определяем нормальную N1 и моментную нагрузки М1 , действующие на основание

N1 = 1,2(Р0+Рп+Рф+ Рг) + 1,13∙Ртр,

М1 = 1,2Т(Н+hФ),

где Рф и Рг — соответственно нагрузки от веса фундамента и грунта на его уступах (с учётом взвешивающего действия воды, при УПВ выше подошвы фундамента), кН; Н — высота опоры моста, м; hф — высота конструкции фундамента, м. Расчётные величины Ро, Рп, Ртр, Т даны в таблице 2.

Путем последовательных подборов размеров фундамента и глубины заложения подошвы, принимаем:

d = 5.7 м – глубина заложения фундамента

hф =6.2 м – высота фундамента

a=11 м – длина подошвы фундамента

b= 2 м – ширина фундамента

A = a∙b = 11∙2= 22 м² - площадь подошвы фундамента

Рф+ Рг +Рв=5.7·20·22+1.1·10·22 = 2750 кН

N1 = 1.2(373.5кН + 1350кН + 2750кН) + 1.13 ∙ 6075кН = 12232.95 кН

М1 = 1.2 ∙ 750кН(10.5м + 6.8м) =15570 кН∙м

W = 4 ∙ 13²/6 = 112.6 м³

Определяем давления под подошвой фундамента:

p=12232.95кН /22м² = 556.04 кПа≤ γcR/γn=1.2∙274.02/1.4 =234.9 кПа pmax=12232.95кН/22м² + 15570кН∙м/20.5м³= 1315.5кПа≤ γcR/γn=234.9 кПа

Выбранные глубина заложения подошвы и размеры фундамента не удовлетворяют условию по первой группе предельных состояний.

Увеличиваем размеры подошвы фундамента:

d = 5.7 м – глубина заложения фундамента

hф =6.2 м – высота фундамента

a=13 м – длина подошвы фундамента

b= 4 м – ширина фундамента

A = a∙b = 13∙4= 52 м² - площадь подошвы фундамента

R = 1.7{343[1 + 0.1(4-2)] + 3∙19.9(5.7 -3)}=973.74 кПа

Рф+ Рг +Рв=5.7·20·52+1.1·10·52 = 6500 кН

N1 = 1.2(373.5кН + 6500кН + 2750кН) + 1.13 ∙ 6075кН = 16732.95 кН

М1 = 1.2 ∙ 750кН(10.5м + 6.8м) =15570 кН∙м

W = 4 ∙ 13²/6 = 112.6 м³

Определяем давления под подошвой фундамента:

p=16732.95кН /52м² = 321.8 кПа≤ γcR/γn=1.2∙973.74/1.4 =834.6 кПа pmax=16732.95кН/52м² + 15570кН∙м/112.7м³= 1315.5кПа≤ γcR/γn=834.6 кПа

Слишком большой запас прочности уменьшим размеры подошвы фундамента принимаем:

d = 5.7 м – глубина заложения фундамента

hф =6.2 м – высота фундамента

a=12.7 м – длина подошвы фундамента

b= 3.7 м – ширина фундамента

A = a∙b = 12∙3.7= 44.4 м² - площадь подошвы фундамента

Рф+ Рг +Рв=5.7·20·44.4+1.1·10·44.4 = 5550 кН

N1 = 1.2(373.5кН + 1350кН + 5550кН) + 1.13 ∙ 6075кН =15592.95 кН

М1 = 1.2 ∙ 750кН(10.5м + 6.8м) =15570 кН∙м

W = 3.7 ∙ 12.7²/6 = 99.5 м³

Определяем давления под подошвой фундамента:

R = 1.7{343[1 + 0.1(3.7-2)] + 3∙19.9(5.7 -3)}=956.25 кПа

p=15592.95кН /44.4м² =351.2кПа ≤ γcR/γn=1.2∙956.25/1.4=819.6кПа pmax=15592.95кН/44.4м² + 15570кН∙м/99.5м³= 507.7кПа≤ γcR/γn=819.6 кПа pmin=15592.95кН/44.4м ² - 15570кН∙м/99.5м³= 194.7кПа >0

Выбранные глубина заложения подошвы и размеры фундамента удовлетворяют условию по первой группе предельных состояний.

Принимаем размеры поперечного сечения подошвы фундамента:

d = 5.7 м – глубина заложения фундамента

hф =6.2 м – высота фундамента

a=12.7 м – длина подошвы фундамента

b= 3.7 м – ширина фундамента

... от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера»; -  СНиП; -  Стандартом «Безопасность в чрезвычайных ситуациях» (БЧС). Проектирование систем электроснабжение промышленного предприятия проводилась в соответствии с ПУЭ, ПТБ, ПТЭ, на основании ГОСТов, СН и СНиП. 16.1 Обучение и инструктажи работающего персонала по безопасности труда на предприятии Руководители предприятий обязаны ...

... b – ширина фундамента, м; l = 1 м, так как все нагрузки приведены на погонный метр.       Так как ∆

Основания и фундаменты

При строительстве мостов на устройство фундаментов затрачивают до 40% времени и труда и до 30% финансовых средств, а в сложных инженерно-геологических условиях эти показатели еще выше.

Повышение экономической эффективности фундаментостроения должно осуществляться в неразрывной связи с повышением качества работ, которое во многом предопределяет надежность и долговечность любых сооружений в целом. Особое внимание требуется уделять доброкачественному проектированию и выполнению подземных работ, поскольку из-за отсутствия надежных методов контроля за состоянием оснований и фундаментов в период эксплуатации сооружений не всегда удается своевременно принять необходимые меры по устранению последствий случайных дефектов. Такие дефекты, возникшие в результате допущенных ошибок при проектировании и не замеченные в период возведения фундаментов, в дальнейшем, спустя некоторое время, начинают проявляться в виде разного рода деформаций сооружений, затрудняющих или исключающих нормальную их эксплуатацию. Устранение дефектов, как правило, требует затрат, значительно превышающих первоначальные, а для мостов, кроме того, и длительных перерывов или ограничений движения обращающихся нагрузок.

Чтобы проектировать и строить фундаменты не только экономично, но, главное, надежно, необходимо ясно представлять, как передаются на грунты нагрузки от сооружений, особенности поведения грунтов под действием на них сжимающих, выдергивающих и сдвигающих нагрузок, как изменяются свойства разных грунтов при действии на них воды, какие фундаменты и в каких грунтах следует применять, какими способами их возводить. Ответы на перечисленные и многие другие вопросы можно получить в результате изучения предмета «Основания и фундаменты».

Для изучения предмета «Основания и фундаменты» необходимо знать основы инженерной геологии, механики грунтов и гидрогеологии. Инженерная геология изучает и оценивает влияние геологических факторов на работу проектируемых зданий и сооружений, а также возможные изменения этих факторов в результате нарушения природных условий при возведении и эксплуатации зданий и сооружений. Механика фунтов занимается изучением напряженно-деформированного состояния и физико-механических свойств грунтов оснований, разработкой методов расчета прочности и деформаций оснований, способов определения давления грунтов на ограждающие конструкции. Гидрогеология изучает подземные воды, содержащиеся в толще грунтов.

§ 2. Основные понятия. Классификация оснований и фундаментов

Рис. В. 1. Фундамент опоры моста из одного несущего элемента 1 — надфундаментная часть опоры; 2 — фундамент; 3 — поверхность грунта (дно водотока); 4 — уровень размыва; 5 — несущий пласт грунта; 6 — условный контур основания; 7 — подошва фундамента; 8 — боковая грань фундамента; 9 — уступ; 10 — обрез фундамента; d — глубина заложения фундамента; А — высота фундамента; d1 — расчетное заглубление фундамента в грунт

Рис. В. 2. Фундамент из куста несущих элементов 1 — надфундаментная часть опоры; 2 — фундамент; 3 — ростверк; 4 — тампонажный слой бетона; 5 — несущие элементы; 6—поверхность грунта (дно водотока); 7 — уровень размыва; 8 — несущий пласт грунта; 9 — подошва тампонажного слоя; 10—боковая поверхность ростверка; 11 — обрез фундамента

Рис. В. 3. Безростверковая опора 1 — подферменная плита (насадка); 2 — стойка; 3 — фундамент стойки; 4 — поверхность грунта (дно водотока); 5 — уровень размыва

Все здания и сооружения опираются на поверхностные слои земли (глины, пески, скальные породы и др.), именуемые в строительной практике грунтами.

Основанием называют часть массива грунтов, непосредственно воспринимающую нагрузку и вследствие этого подверженную деформациям под ее воздействием. Основание из грунтов природного сложения называют естественным. Основание из предварительно уплотненных или укрепленных тем или иным способом грунтов называют искусственным.

Если основание состоит из одного слоя грунта, его называют однородным, если из нескольких слоев — неоднородным. Слой (пласт) грунта, на который опирается фундамент, называют несущим слоем, а нижележащие слои — подстилающими.

Фундаментом называют часть здания или сооружения, находящуюся ниже поверхности грунта (на суше) или ниже самого низкого (меженного) уровня воды в водотоке (водоеме) и предназначенную для передачи нагрузок на основание. Различают массивные фундаменты, состоящие из одного несущего элемента (рис. В.1), и немассивные, состоящие из группы (куста) несущих элементов — свай разных видов, свай-оболочек (оболочек), свай-столбов (столбов), объединенных в единую конструкцию плитой, называемой ростверком (рис. В. 2).

Независимо от типа фундаментов и особенностей их конструкции принято называть обрезом фундамента поверхность его соприкасания с надфундаментной частью здания или сооружения; подошвой фундамента нижнюю поверхность его соприкасания с грунтом основания; высотой фундамента расстояние от его подошвы или нижнего конца (низа) несущих элементов до обреза; глубиной заложения фундамента расстояние от поверхности грунта или уровня воды в водоеме до подошвы фундамента или низа несущих элементов.

Под воздействием на фундамент вертикальных нагрузок, равномерно сжимающих грунты основания, происходят перемещения зданий и сооружений, называемые осадкой. При действии на фундаменты неравномерных сжимающих нагрузок наблюдаются наклоны, именуемые кренами. Воздействие больших горизонтальных нагрузок иногда приводит к смещениям, называемым сдвигами.

Для предотвращения возможности появления недопустимых осадок, кренов или сдвигов зданий и сооружений (исходя из условия обеспечения их нормальной эксплуатации) фундаменты закладывают на некоторой глубине от дневной поверхности, чтобы передать расчетные нагрузки на более прочные грунты.

В зависимости от особенностей передачи нагрузки на грунты основания фундаменты подразделяют на два типа: мелкого и глубокого заложения. Характерной особенностью фундаментов мелкого заложения (см. рис. В. 1), иногда неправильно называемых «фундаментами на естественном основании», является передача на основание вертикальных, горизонтальных и изгибающих (от моментов) нагрузок от надфундаментной части сооружения только через их подошву. Их боковая поверхность в работе не участвует из-за невозможности, как правило, обеспечить засыпку пазух между боковыми поверхностями фундаментов и котлованов грунтом с плотностью, равной или выше природной. В отличие от фундаментов мелкого заложения нагрузки, воспринимаемые фундаментами глубокого заложения (см. рис. В. 2), передаются на грунт не только через их подошву или торец несущих элементов в виде свай, оболочек, столбов либо опускных колодцев, но и через их боковую поверхность вследствие проявления сил трения, сопротивляющихся вдавливанию (вертикальному смещению) фундаментов в грунт, и сил бокового отпора грунта, сопротивляющихся смещению (сдвигу или повороту) фундаментов.

Благодаря тому, что в работе фундаментов глубокого заложения кроме подошвы участвует их боковая поверхность, повышается степень использования прочностных свойств материалов, а следовательно, сокращается их расход. Для устройства фундаментов глубокого заложения в равных с фундаментами мелкого заложения условиях требуется, в зависимости от конструкции фундаментов и сложности местных особенностей строительства, в 2—4 раза меньше бетона. При этом объем земляных работ сокращается в 5—10 раз, затраты труда и сроки строительства фундаментов уменьшаются в 1,5—3 раза. Кроме существенной экономической эффективности фундаменты глубокого заложения обладают более высокой надежностью.

Водопропускные трубы сооружают, как правило, с фундаментами мелкого заложения и редко с фундаментами из свай разных типов. Опоры мостов традиционной конструкции, имеющие надфундаментную часть, возводят с фундаментами как мелкого, так и глубокого заложения.

Применяемые для мостов, водопропускных труб, зданий и других сооружений фундаменты мелкого и глубокого заложения подразделяют по конструктивным особенностям. Фундаменты мелкого заложения можно разделить на массивные, сплошные в виде плиты, ленточные, стоечные, комбинированные. Фундаменты глубокого заложения подразделяют по виду несущих элементов: из свай, оболочек, столбов или опускных колодцев.

В свою очередь фундаменты перечисленных видов могут быть монолитными, полностью возводимыми на месте постройки, и сборными, монтируемыми из заранее изготовленных элементов. Промежуточное положение занимают сборно-монолитные фундаменты, состоящие из сборных элементов, омоноличиваемых бетоном, например сваи с монолитной плитой, фундаменты из сборных железобетонных оболочек, заполняемых бетоном,  и т. п.

Помимо перечисленных основных видов фундаментов в практике строительства мостов и труб известны разновидности фундаментов, представляющие собой видоизмененные основные конструкции, например безростверковые фундаменты опор мостов, так называемые безростверковые опоры. Характерной особенностью таких опор (рис. В. 3) является использование нижней заглубленной в грунт части стоек в качестве фундамента, не имеющего объединяющего их ростверка, а верхней части стоек, возвышающейся над грунтом или над водой и объединенной подферменной плитой (насадкой), в качестве надфундаментной конструкции опор. В качестве стоек опор используют сваи, оболочки или столбы.

Безростверковые опоры широко применяют для мостов с длиной пролетных строений до 33 м, в ряде случаев до 100 м. Опоры проектируют преимущественно из одного, реже из двух рядов стоек по фасаду моста. В каждом ряду имеется две и более стоек.

Отказ от устройства ростверка в конструкции опор одновременно с уменьшением потребности в бетоне обеспечивает значительное сокращение затрат ручного труда и сроков возведения опор главным образом благодаря исключению котлованных работ по устройству ростверка.


Смотрите также