Ширина ростверка: Ширина ростверка свайного фундамента — Колодец — foamin.ru

Содержание

Расчёт свайного ростверка для свайного фундамента, примеры, формулы

Долговечность и надежность свайного ростверка зависит не только от соблюдения технологии его монтажа, но и от правильных расчетов. Все полученные результаты проверки переносятся на проект, который передается строителям.

Основные правила расчёта свайного ростверка, формулы и СНИП нормативы, полная информация далее на странице.

Расчет свайного фундамента с ростверком

Для проведения расчетов такого плана следует обращаться к специалистам, специализирующихся в этом профиле. Перед этим проводятся геологические изыскания, позволяющие разработать проект, соответствующий почве на стройплощадке.

Совет эксперта! Если работы по геодезическому изысканию проведены не будут, то произвести точные расчеты основания с ростверком будет невозможно. Объясняется это тем, что несущая способность определяется только на основании силы сопротивления почвы.

Рис: Схема свайно-ростверкового фундамента

Для проведения изысканий на участке бурится отверстие в почве для ее пробы и анализа.

Только потом можно проводить важные расчеты.

При разработке проекта учитываются такие параметры по сваям:

Глубина погружения.
Диаметр сваи.
Количество свай.
Схема их расположения.

По ростверку:

Форма ростверка (3 вида: высокий, повышенный, низкий).
Диаметр.
Устойчивость на изгиб и продавливание.
Метод армирования.

Рис: Схематическое положения ростверка свайного фундамента

Совет эксперта! Определить высоту ростверка следует исходя из веса будущего сооружения и уровня пучинистости грунта.

Как делается расчет

Существует 2 группы, благодаря которым происходит расчет свайного фундамента.

Прочность используемых материалов, несущая способность почвы и оснований.

Осадка вследствие трещин, нагрузки вертикальной и движения свай.

Процесс проектирования по указанным предельным выполняется при помощи следующих формул.

Устойчивость к продавливанию:

Устойчивость на изгиб:

Устойчивость к поперечным нагрузкам:

СНиП для проведения полного расчета свайного ростверка

За основу берется два СНиПа:

Для ростверка СНиП №2.03.01.
Для свай СНиП №2.17.77.

Совет эксперта! Соблюдение всех рекомендаций в СНиПе является обязательным условием.

Что учитывается при расчетах

Крайне важно учитывать такие аспекты:

Все предполагаемы нагрузки и воздействия по СНиПу.
Несущая способность опор и основания на основе особых и сочетаемых нагрузок.
Сочетание всех используемых материалов с почвой на стройплощадке. В этом случае берутся во внимание геодезические изыскания на предмет исследования почвы и динамических/статических испытаний ЖБИ свай. Опять же, в расчет берутся показания в СНиП.

Обращается внимание на тип свай, они могут быть висячими или стойки. Обязательно учитывается общий вес. Не менее важны и нагрузка воздушных масс.
В процессе расчетов, основание с ростверком представляет собой единой рамной конструкцией. Она должна воспринимать нагрузку по вертикали и горизонтали. Также изгибающая сила.
Если почва сложная (грунтовые воды очень высоко и тому подобное), а проектная нагрузка высокая, то учитывается негативная сила трения в процессе осадки строения.
Учитываются и другие немаловажные факторы при проектировании. Особенно те, которые непосредственно связаны с разными грунтами.

Пример расчета

Предлагаем рассмотреть пример расчета ростверкового фундамента на основе свай. Хотя в интернете есть множество подобных расчетов, если вы не имеете достаточного опыта в этом вопросе, то будет крайне сложно со всем разобраться. Хотя и так, лучше обращаться к профильным специалистам, но для общего понимания стоит узнать важные детали.

Так, учитываются при расчетах следующие данные:

Масса постройки. Чтобы получить конкретную и точную сумму массы, то необходимо сложить массу каждого элемента строения, а, в частности: стены, стяжка пола, стропильная система, кровля, перекрытия и прочее. Для определения этой суммы необходимо использовать средний показатель конкретного строительного материала.

Рис: Вес конструктивных элементов здания

Полезная нагрузка. В этом случае учитывается вся создаваемая нагрузка от мебели, отделки стен, бытовых приспособлений, количество проживающих человек и тому подобное. Согласно установленным нормам, на 1 м² приходится нагрузки до 100 кг на перекрытие.

Совет эксперта! Определение полезной нагрузки происходит путем умножения площади перекрытия на 100 кг.

Снеговая нагрузка. Для этого используются данные и нормативы для конкретного региона страны. Полученную сумму необходимо умножить на площадь всей крыши.

Рис: Карта снеговых нагрузок РФ

Вся нагрузка на фундамент строения. В этом случае следует сложить всю массу будущего строения, нагрузку от снега в вашем регионе и полезную нагрузку. Полученный результат умножается на коэффициент надежности 1,2 (для жилого дома).

Грузонесущая способность ЖБИ свай. Подобные расчеты выполняются согласно следующей формуле на основании геологических изысканий:

Сколько будет опор и какая их длина. Для этого необходима информация обо всей предполагаемой нагрузке на будущее основание. Что касается длины, то она вычисляется, отталкиваясь от характера почвы. Всегда к полученному результату следует добавить 400 мм по длине.
Это позволит выполнить сопряжение ростверка со сваями. Что касается шага между опорами, то преимущественно шаг колеблется от 2 до 2,5 метров. Свая всегда устанавливается по углам и в местах соединения стен.

Рис: Схема заглубления ЖБ свай

Расчет ростверка. Итак, все расчеты выполняются согласно предоставленным формулам.

Совет эксперта! Помните, самостоятельно делать такие расчеты не рекомендуется, необходимо обращаться исключительно к профильным специалистам, которые имеют опыт в этом вопросе.

В большинстве случаев ростверк имеет сечение 400×300 мм. Для изготовления бетона используется цемент М200 и 300. Для армирования применяются прутья А2 и 1 Ø10-15 мм.

В нашей компании работает команда высококвалифицированных специалистов, которые обладают достаточным опытом по разработке свайного фундамента с ростверком. При этом учитываются все ГОСТы и СНиПы. За счет этого достигается высочайшее качество и надежность построенного строения.

Поможем с расчётами и работами по свайному фундаменту

Мы опытная компания по погружению железобетонных свай и шпунтов, с большим парком техники и большим количеством сданных объектов. Поможем Вам с возведением свайного фундамента любой сложности, примеры наших работ на фото. Видео наших работ. Ждём Вашего обращения по заявке:

Оставить заявку

Буронабивные сваи с ростверком.

Технология буронабивных свай с ростверком. — «ТИСЭ»

Фундамент — это опора всего дома. Крепкий, неподвижный, основательный и прочный фундамент — залог, что здание простоит долго и не будет подвергаться деформациям, то есть в его стенах не появятся трещины, а оконные и дверные проемы сохранят первоначальную форму. Свайный фундамент имеет более высокую несущую способность, чем ленточный и монолитный, к тому же он обходится дешевле. В зависимости от диаметра, буронабивная свая может выдержать около 1,5 тонн. Чтобы построить фундамент среднего размера здания, достаточно несколько десятков опор. Диаметр буронабивных свай может достигать полутора метров, длина – до 40 метров. Сделанные из железобетона, такие опоры могут выдерживать большие нагрузки. Свайно-ростверковый фундамент на буронабивных сваях — комбинированный тип основания из опорных свай, сформированных в грунте путем бетонирования скважин, пробуренных в земле. Вторая часть этого фундамента — ростверк, распределяющий нагрузку на свайное поле.

Тип такого фундамента обладает высокой несущей способностью и может быть использован для постройки больших домов и частных коттеджей из любых материалов. Буронабивной фундамент с ростверком достаточно часто применяется, так как он отличается своей универсальностью. Его можно устанавливать даже на самом, казалось бы, сложном грунте. Именно такое основание подходит для домов из кирпича и газобетона Ростверк – это система ленточных перемычек или плит, которые связывают головки свай между собой. Смысл этой конструкции заключается в том, чтобы давление, оказываемое домом, могло естественным образом перераспределяться между элементами фундамента. Ростверком называют горизонтальную часть свайно-столбчатого фундамента, который соединяет столбы (сваи) в монолитную конструкцию. Чтобы фундамент отлично противостоял на него нагрузкам, надо правильно произвести армирование ростверка. Для этого создается конструкция из металлических прутьев в два ряда, которые соединяются вертикальными стержнями. Под нижний слой арматуры укладываются деревянные элементы толщиной около 35 мм.

Чтобы каркас не смещался во время заливки бетона, его необходимо надежно закрепить. Ширина ростверка составляет около 30-40 см. При этом важно учитывать, что толщина стен должна быть меньше. Цель ростверка — распределить равномерно и передать со стен на сваи, потом — на грунт. В условиях сложного грунта и при строительстве больших зданий это свойство фундамента с ростверком становится ключевым элементом, гарнирующим надежность всей конструкции. Буронабивной фундамент с ростверком позволяет строить строения на сложных грунтах: вязких, болотистых, плывунах, пучинистых. Фундамент на буронабивных сваях с ростверком незаменим при строительстве на нестабильном, неровном и покатом грунте. Основание на буронабивных сваях незаменимо в сейсмически активных районах, зонах с разветвленными сетями подземных коммуникаций, а также в грунтах с повышенной щелочностью, где невозможно использовать винтовые опоры.

Чтобы фундамент был прочным и долговечным, перед началом работ надо провести тщательный расчет. Для начала рассчитывают допустимую нагрузку одной буронабивной сваи. Ее величина напрямую зависит от размеров опор. Например, опора толщиной 30 сантиметров выдерживает нагрузку 1,7 тонн, а при толщине 50 сантиметров она выдержит 5 тонн.

Забитые буронабивные сваи срезают таким образом, чтобы их оголовки оказались на одной высоте, затем соединяют ростверком. Ростверк обеспечивает равномерность распределения веса здания между всеми сваями.

Второй фактор, от которого зависит допустимая нагрузка, — это материал для буронабивных свай. Делая расчет фундамента, нужно учитывать оба показателя: диаметр и марку бетона.

Пример, буронабивная свая из бетона марки М 100 выдерживает давление в 100 кг на квадратный сантиметр, то есть опора квадратного сечения со стороной 0,2 метра теоретически должна выдерживать давление 40 тонн.

Делая такой расчет числа буронабивных свай, нужно учитывать не только несущую способность каждой из опор, но и прочность подстилающего грунтового слоя. Чем прочнее подстилающий слой, тем меньшее число буронабивных свай потребуется. Делая расчет, нужно учесть много факторов: глубину промерзания, запас прочности арматуры, высоту подъема грунтовой воды, длину железобетонных элементов.

Все эти факторы будут влиять на число буронабивных свай, их габариты и расстояние между опорами.

Заключительный расчет — расстояние между опорами. Нужно учитывать, что максимальное расстояние между буронабивными сваями должно быть 2 метра.

Не допускается оставлять между двумя опорами расстояние менее 3 свайных диаметров.

Только закончив расчет технических характеристик опор и определив расстояние между ними, можно начинать устройство фундамента на буронабивных сваях.

Существует технология, позволяющая заливать сваи прямо на месте, приготавливая самостоятельно бетон — это заметно удешевляет строительство фундамента.

Самостоятельное устройство оснований на буронабивных сваях с ростверком — это вполне выполнимая задача. Сама технология обычно не вызывает сложностей.

Ростверк может изготавливаться из различных материалов. Наши специалисты настоятельно рекомендуют применять в этих целях монолитный железобетон. Этот тип ростверка достаточно прочен, прекрасно выполняет свою функцию, но в отличие от металлических конструкций гораздо экономичнее и может быть быстро возведен без применения кранов.

Пошаговое руководство по заливке ростверка:

1. Ставят опалубку для ростверка;

2. Ставят каркас из арматуры внутри опалубки;

3. В опалубку заливают бетонный раствор. Технология заливки такая же, как при закладке ленточного фундамента.

Размеры ростверка рекомендуются следующие:

высота — от 0,3 м;

ширина — от 0,4 м.

Ростверк может быть монолитным или собранным из готовых блоков. Основание с монолитным ростверком более надежно и долговечно, так как монолитная технология придает жесткость. Монолитный ростверк лучше подходит для самостоятельного строительства, так как гораздо удобнее заливать жидкий бетон сплошным слоем, чем устанавливать на сваи тяжелые блоки из железобетона.

Ростверк может быть двух типов:

подвешенный;
углубленный.

Подвешенный ростверк подойдет для массивных и облегченных зданий из дерева: бревенчатых, брусовых, каркасных.

Свайные буронабивные фундаменты с подвешенным ростверком используют, если строительство ведут на грунте, верхний слой которого подвержен повышенному пучению.

Сначала необходимо высчитать, какое количество свай необходимо для того, чтобы строение было надежно закреплено. Для этого надо знать только несущую способность одной сваи и вес будущего строения. Зная нагрузку, которая будет действовать на фундамент, можно точно рассчитать необходимое количество свай. Чтобы высчитать нагрузку на основание, необходимо сложить вес материалов, которые будут использоваться во время строительства дома. Также нужно добавить вес мебели в доме и техники, и нагрузка от людей и сезонные нагрузки.

Технология строительства фундамента с подвешенным ростверком:

разметка участка;
определение главных осей;
выравнивание грунта;
копка траншей;
засыпка подушки из песка толщиной не менее 20 сантиметров;
забивка буронабивных свай;
гидроизоляция;
сборка опалубки;
сборка вентиляции;
заливка раствора для ростверка;
удаление опалубки.

Насколько долго продлится строительства зависит от характера грунта, длины фундамента и габаритов ростверка. Примерный срок возведения таких оснований составляет неделю-полторы. Размер денежных затрат напрямую зависит от периметра, высоты и ширины ростверка.

Основания с углубленным ростверком подходят для монолитных и кирпичных домов, также на них можно устанавливать дома из бруса и бревен, если толщина стен не превышает 30 сантиметров. Их ставят на песчаных, глинистых, супесчаных и суглинистых грунтах. Участок может быть плоским, с небольшим уклоном или неровным рельефом.

Буронабивные сваи с ростверком: технология очень простая и она доступна для строительства своими руками. Для такого фундамента совсем не нужно снимать грунт — сваи загоняются в землю с помощью специального вибропогружателя и специального молота. Загнанные в землю сваи срезают под один уровень, соединяя сверху ростверком для равномерного распределения нагрузки. Технология строительства основания с углубленным ростверком:

разметка участка;
определение главных осей;
выравнивание грунта;
копка траншеи;
засыпка подушки из песка толщиной не менее 20 сантиметров;
укладка геотекстиля;
заливка раствора для ростверка;
установка арматуры;
изоляция свай рубероидом;
удаление опалубки.

Возведение основания с углубленным ростверком занимает столько же времени, сколько и строительство фундамента с подвешенным ростверком.

Полезно знать, что армирование плитного ростверка производится также, как армирование бетонной плиты, то есть делается два пояса — у нижней и верхней плоскости. Также, что в качестве армирующего элемента можно использовать армирующую сетку из ребристой арматуры, шаг — 25-40 см. Верхний и нижний пояс соединяют при помощи вертикальных прутьев. Ленточный тип фундамента предполагает ростверк из швеллера либо двутавров. Главный фактор, от которого зависит выбор типа ростверка, является глубина зимнего пучения грунта.

Основные достоинства буронабивного фундамента с ростверком в том, что нет необходимости в создании котлована. Не надо выравнивать почву на участке. Именно поэтому такой фундамент часто выбирают владельцы участков с большими перепадами высоты поверхности почвы. Если на такой земле создается ленточный фундамент, это требует значительных сил для подготовки поверхности. Достаточно низкая стоимость. Описываемый тип фундамента обойдется примерно в два раза дешевле, чем монолитное основание. Высокая скорость установки основания. Создать описываемый тип фундамента можно в течение 12-18 часов. При этом такому основанию необходимо отстояться примерно 8-10 дней. Стоит отметить, что ленточный фундамент должен отстаиваться около месяца. Нет необходимости в поиске дополнительного места, куда нужно складывать сваи, так как они создаются на строительной площадке. Не нужна дополнительная гидроизоляция. Будем честны, тут также есть свои недостатки – основной, что срок службы подобного основания оставляет примерно 70-100 лет. Но если создается кирпичное основание, оно может использоваться в два раза дольше. При таком типе фундамента невозможно создать подвал или погреб. Поэтому чаще всего такое основание используется во время строительства дачи или бани. Слабая несущая способность. Такое основание часто создается для одноэтажных построек. Невозможность использовать буронабивное основание на подвижном грунте.

ширина, объем и диаметр свай

Вид готового свайного основания

Свайно-ростверковые фундаменты отличаются достаточно простой конструкцией, но, несмотря на популярность они нестабильные. Так как основания не имеют большой несущей площади, они подвержены горизонтальным и вертикальным подвижкам почвы.

Также на их устойчивость в значительной мере влияют размеры и масса самого здания, а также климатические условия в регионе, объем и качество используемых строительных материалов, диаметр подошвы опоры.

Сваи всегда устанавливаются подошвой ниже глубины промерзания почвы, а заводские стальные конструкции изготавливаются и поставляются строго определенной длины и диаметра. Также важную роль играет конструкция ростверка, особенно то, из чего он сделан. Многие застройщики часто решаются самостоятельно сделать сваи прямо на строительной площадке, для этого подготавливают определенный объем бетона и арматуры, но такие конструкции часто не подходят для больших типов сооружений.

Зачем нужно использовать расчет свайного фундамента

Эскиз с указанием параметров необходимых при расчете

Учитывая, что сваи в фундаментах – это обычные точки опоры, которые отвечают за равномерный перенос всего объема нагрузок, со стороны здания и грунта через подошву на прочные слои почвы, они подбираются только после расчета ростверка. К примеру, максимально допустимые размеры, толщина, конструкция, прочие параметры.

Также на выбор диаметра используемых в строительстве свай влияют факторы, связанные с типом грунта, которые также учитываются в расчетах. Расчет свайного фундамента нужен для некоторых удобств:

Получится сделать расширенный проект свайного основания с учетом мест установки опор, а также расстояния между ними.
Можно существенно экономить на объеме используемых строительных материалов, подобрав оптимальный тип опоры.
Расчет предусматривает выбор оптимальной по диаметру опоры, ее длины и габаритов, а также подбор типа подошвы.

Также можно сразу определить, подойдут винтовые сваи для данного типа строительства или нужно использовать набивные или иные типы свай.

Расчет свайного фундамента

Схема для расчета осадок свайного основания

Он выполняется по параметрам предельных значений первой и второй группы факторов, указанных ниже. Каждая группа состоит из ряда параметров, в результате суммирования которых и можно подобрать оптимальные по диаметру опоры. Первая группа:

расчет нагрузки со стороны материала несущих конструкций;
расчет максимально возможного сопротивления почвы на продавливание и деформацию;
несущая способность самого основания.

Вторая группа:

осадка основания сваи с учетом максимально допустимого сечения подошвы;
перемещение сваи за счет сил смещения;
наличие трещин в конструкции сваи.

Перед началом расчетов, нужно провести подробный геологический анализ почвы на месте строительной площадки и определиться с максимально допустимой длиной опор. Можно по данным нагрузок на почву сразу определиться с количеством и сечением опор, но рекомендуется проверить расчеты лишний раз, особенно при возведении жилых зданий на крутых склонах и откосах.

Выбор материала ростверка

Схема устройства ростверков свайных фундаментов

На данный момент, ростверки могут возводиться из следующих строительных материалов:

Деревянный брус, колода или бревно. Масса конструкции незначительная, плотность составляет до 1 кг/м². Рекомендуется для малых сооружений типа бань, сараев или иных хозяйственных построек, армирование свай и ростверк не практикуется.
Бетон и железобетон. Здесь рекомендованная марка бетона не ниже В20, размеры, такие как ширина составит не менее толщины несущих стен с добавочным коэффициентом 1,2, длина проектная, толщина – не менее 25 см.

Минимальная толщина ростверка рассчитывается с учетом сечения опоры. В свою очередь опора, особенно железобетонная, должна быть жестко заделана в контур ростверка на высоту не менее двух диаметров конструкции, толщина плиты подбирается в результате расчета максимальной нагрузки на продавливание. Высота ростверка иногда составляет до 1,2 метра, рассчитывается исходя из параметров самого здания. После проведения расчета диаметра и максимальной нагрузки на прогиб, рекомендуется уточнить размеры ростверка, исходя из расчетного количества опор.

Выбор конструкции

Схематическое отображение расчета несущей способности свай оснований

Материал и конструкцию несущих конструкций свайно-ростверкового фундамента подбирают исходя из местных условий. Если почва содержит достаточно большое количество влаги, тогда рекомендуются бетонные и железобетонные несущие конструкции с большим сечением, ведь железные быстро будут уничтожены коррозией. Но при их выборе нужно также учитывать конструктивные особенности, достоинства и недостатки, а также финансовой фактор.

Длина сваи зависит от типа и структуры грунта на строительной площадке. По правилам, винтовые сваи вкручиваются ниже глубины промерзания почвы, а бетонные конструкции устанавливаются широкой подошвой на прочный грунт. Расчет сваи по первой группе предельных состояний производится по двум параметрам:

Прочность материала опоры

Сопротивление материала опор можно посчитать по формуле без учета продольного изгиба:

F _dm = Y_c (Y_cbR_bA_b+R_scA_s)

Где Y_c – стандартный коэффициент, для набивных свай 0,6, для остальных – 1; Y _cb – коэффициент используемого строительного материала, для свай – 1; R_b – сопротивление строительных материалов сжатию, кПа, это табличные данные; A_b – площадь подошвы опоры, м²; R_sc – сопротивление арматурного каркаса, кПа; A_s – площадь сечения арматурного каркаса, м²

Расчет несущей способности грунта

В зависимости от характера передачи нагрузки от здания на почву, все опоры делятся на две группы: стойки и висячие конструкции. Стойки – это конструкции, которые опираются на прочный слой почвы своей подошвой или ввинчиваются в грунт. Объем используемого строительного материала для наполнения может быть разным для каждой отдельной несущей опоры в зависимости от ее длины, максимально допустимого диаметра подошвы, сечения по всей длине. Висячие опоры передают нагрузку на грунт своим нижним концом и боковыми поверхностями, к этой группе относятся буро-набивные сваи. При выборе несущих конструкций важную роль играет сечение подошвы, ведь чем оно больше, тем большие нагрузки способно выдержать основание.

Несущую способность стойки можно рассчитать по формуле:

F _d = Y _c RA

Где: Y_c – это коэффициент опоры, принимается за 1; А – площадь подошвы; R – расчетное сопротивление почвы, табличные данные, для скальных пород составляет до 20 МПа.

Расчет висячей сваи делается намного сложнее, ведь все они устанавливаются без выемки почвы и за время монтажа деформируются с расширением.

Выбор оптимального количества опор по параметрам допустимого сечения

Условный расчет количества свай в фундаменте

Минимальное количество опор для фундаментов с низким ростверком можно посчитать по формуле:

n = KN’_I Y _k\ F _d

Где k – коэффициент, составляет 1,4; N’_I − вертикальная нагрузка на фундамент со стороны здания; F_d – несущая способность опоры; Y _k – коэффициент надежности, составляет 1,4.

После расчета минимально необходимого количества опор можно начинать делать эскизный проект будущего основания. Расстояние между опорами принимают до 1,5 метра, их обязательно нужно устанавливать на углах пересечения несущих стен и в точках наиболее высокой нагрузки на грунт. Объем строительных материалов рассчитывается индивидуально, исходя из местных условий и характеристик опор.

Предварительное распределение свай по минимальной площади нижней кромки ростверка рассчитывается так:

A min = (b_o+ 2_c)(a_o + 2c)

Тут параметры a, b – это ширина и длина опоры, а с – ширина обреза, той части опоры, которая отрезается при выравнивании фундамента по горизонтальной плоскости.

Если полученная площадь окажется недостаточной для размещения свай, тогда будет необходимо увеличить размеры подошвы и, соответственно, ее объем. Если и увеличение не дает необходимых параметров нагрузки на грунт, тогда проектировщики увеличивают длину сваи, ее диаметр, количество или объем используемых строительных материалов.

В некоторых случаях целесообразно комбинировать сразу несколько видов свай или увеличивать объем подошвы за счет устройства свайного поля. Его рекомендуется устраивать в тех случаях, когда на единицу площади грунта оказывается значительная нагрузка со стороны здания. Как правило, такие поля монтируют в бетонные стаканы, объем необходимых строительных материалов рассчитывается отдельно, как и марка бетона. Также здесь настоятельно рекомендуется провести расчет допустимой нагрузки на строительные материалы.

Расчет осадки фундамента по второй группе выполняется аналогично расчету осадки фундамента мелкого заложения. Осадка определяется по диаметру и площади подошвы сваи, а также их количества и выбора допустимого материала при растяжении. При этом, если будут запроектированы висячие опоры, тогда деформацию не рассчитывают.

Ширина ростверка свайного фундамента. Какой должна быть минимальная высота ростверка для свайного фундамента?

Ростверк для свайного фундамента

В наших статьях мы неоднократно рассказывали о различных конструкциях фундаментов, о том как они устроены, для каких строений больше подходят, как самостоятельно рассчитать фундамент. Мы так же писали, что одним из наиболее экономичных основании для легких каркасных домов, для домов из газобетона или бревна является столбчатый или как часто его называют свайный фундамент.

В этой статье мы расскажем вам о том, как сделать монолитный бетонный ростверк для свайного фундамента, как правильно его армировать и утеплять.

По своей конструкции, ростверк представляет из себя бетонную, металлическую или деревянную ленту, которая крепится к верхней части столбчатого фундамента или фундамента на винтовых сваях. Основной задачей ростверка является перераспределение нагрузки от всего строения на сваи, которые в свою очередь передают ее на грунт.

Например, при возведение сруба, его нижние бревна, которые лежат на столбах, выполняют функцию ростверка. В каркасном домостроении, нижняя обвязка дома так же выполняет подобную функцию.

Деревянный или металлические типы ростверка мы рассматривать не будем, делаются они достаточно просто, а вот монолитный бетонный ростверк требует более профессионального подхода.

Установка опалубки

К этому времени на участке должны быть установлены сваи. Неважно какими они будут – выложенными из кирпича или залитыми из бетона.

Для формирования опалубки подойдут обрезные доски толщиной от 2,5 см, ДСП, ОСБ, фанера и любой подобный материал.

Как только весь объем материала подготовлен, можно приступать к собиранию опалубки. При этом важно знать, что высота ростверка должна быть минимум 30 см, а ширина у основания ленты на 10 см больше чем ширина сваи.

По форме ростверк делают в виде прямоугольника или в виде перевернутой трапеции. Так же его можно сделать ступенчатым, при этом верх должен быть немного шире.

Рассмотрим поэтапно один из наиболее популярных вариантов устройства опалубки.

1.Первое что нужно сделать, это разметить края будущей опалубки и по этой линии через каждые 50-90 см забить деревянные бруски сечением 5х5 см. Бруски должны располагаться строго вертикально.

2.Вбитые в землю бруски необходимо надежно соединить в верхней части при помощи таких же брусков. Можно использовать для этого проволоку.

Далее, при помощи саморезов прикручивается нижняя планка. Для этого подойдут доски толщиной 3-4 см. На этих планках будет лежать нижняя часть всей опалубки.3.Следующим делом устанавливаются доски. Сначала доски укладываются горизонтально. Тут нужно аккуратно пропилить отверстия под сваи. Чем плотнее опалубка будет прижиматься к столбам, тем меньше бетона вытечет.

После чего доски ставятся вертикально. Для того чтобы они надежно держались, их приколачивают к вертикально стоящим брускам, которые вбивали на первом этапе.4.Как только опалубка собрана, по всей внутренней поверхности расстилают полиэтиленовую пленку. Она предотвратить утечку цементного молочка, которое необходимо для правильного созревания бетона. Пленку можно пристрелить степлером, чтобы она не падала.

На этом сборка каркаса опалубки завершается.

Если вы не уверены в надежности конструкции, то можно добавить дополнительные ребра жесткости и различные упоры.

Армирование ростверка

Бетон является очень прочным материалом, но, как известно, он хорошо работает на сжатие, а при растяжении и изгибании лопается. Для устранения этого недостатка его армируют. Арматура, напротив, хорошо ведет себя при растяжении. Таким образом, эти два материала находясь вместе образуют прочную и надежную конструкцию.

Армирование ростверка состоит из нескольких этапов.

1.Сначала на низ опалубки укладывают бруски. Их толщина должна быть одинакова. Подойдут бруски толщиной 3-5 см. Ширина здесь не важна.

Для чего это необходимо?

По правилам, арматура должна находится не ближе 3 см от наружной бетонной поверхности, т.е. она должно быть полностью утоплена в бетон. Таким образом, бруски, в данной случает, уложены для удобства.

2.Укладка нижнего ряда продольной арматуры.

Для этого используют ребристую арматуру диаметром 10 мм или 12 мм, которую кладут на бруски. Как подсчитать их количество мы рассмотрим в примере чуть ниже.

3.На этом этапе нужно связать продольную арматуру между собой таким образом, чтобы расстояние между отдельными прутами было одинаково.

Для связки используют гладкие прутья толщиной 6-8 мм потому что они дешевле и никакой другой функции как придание геометрии каркасу не выполняют.

Таким образом, нижний ряд арматурного каркаса полностью собран и можно приступать к сборке верхнего ряда.

4.Сборка верхнего ряда. Мы рассмотрим один из способов, как можно собрать верхний ряд.

Как мы писали выше, вбитые в землю бруски были соединены сверху планкой. На эти планки, используя проволоку, подвешиваются арматурные прутья. Высота, на которой должна висеть арматура зависит от высоты ростверка. При этом не забывайте, что арматура в бетоне должна располагаться не ближе 3 см от края.

Таким образом, арматура располагается в подвешенном состоянии.

5.Теперь нужно связать прутки верхнего ряда между собой. Делается это таким же образом, как и нижний ряд.

6.Получилось два ряда: верхний и нижний. Их так же связывают между собой гладкими прутьями 6-8 мм.

7.В итоге должен получится армированный каркас прямоугольной формы. Так как верхние прутки были подвешены на проволоку и оба ряда были связаны между собой, то деревянные брусочки, которые закладывались на первом этапе можно убрать.

Получится что весь каркас весит на проволочках. На этом этап армирования можно считать законченным.

Расчет количества арматурных прутков

По общим правилам, площадь сечения продольной арматуры должна составлять не менее 0,1% от площади поперечного сечения ростверка.

В качестве примера возьмём ростверк сечением 40х40 см. Переведем сантиметры в миллиметры и подсчитаем площадь. Она составит 160000 мм2. Соответственно общая площадь сечения арматуры равна 160 мм2.

Нам так же известно, что подходящий диаметр прута 10 мм или 12 мм при этом их количество в верхнем и нижем рядах должно быть одинаково.

Площадь прутка круглой формы находим по всем известной формуле S=πd2/4. Где d – диаметр арматуры.

Получаем: S10=78,5 мм2, S12=113 мм2.

Поделив общую площадь сечения всех прутьев на площадь одного прута получим их необходимое количество.

Округлив полученные цифры получаем, что количество арматуры n10=2 шт и n12=1 шт.

По технологии, установка одного арматурного прута в ряду шириной более 15 см запрещена. Получается, что при таком ростверке, в ряду должно находится 2 прутка. Таким образом их общее количество должно составлять 4 штуки.

Марка и состав бетона для ростверка

Много писать по этому поводу мы не будет. Как правило, на этапе заливки бетона всех интересует вопрос, какую марку бетона использовать для ростверка и как его приготовить своими руками.

Для ростверка используют бетон марки М300 и М350. Если вы готовите бетон самостоятельно, то необходимые пропорции вы можете найти на нашем сайте в статье «Марка и состав бетона«.

Так же стоит сказать, что при заливке бетона его обязательно необходимо штыковать т.е. выгонять воздух, который застревает в толще бетона.

Для этого используют специальный вибратор, который можно взять в аренду. Так же можно воспользоваться прутком арматуры и штыкованием выгонять воздух.

Делать это нужно очень тщательно, иначе после застывания, в местах образования воздушных пустот, ростверк будет ослаблен.

Утепление ростверка

Свайно-ростверковый фундамент, как и любой другой нуждается в утеплении. Исключением являются дачи и дома предназначенные для проживания в теплое время года.

Бетонный ростверк будет служить мостиком холода, который может свести на нет всё утепление дома.

Схема утепления достаточно проста и производит ее можно после постройки дома. Для этого достаточно по наружной поверхности ростверка закрепить обычный белый пенопласт или применить более дорогой, но и более качественный экструдированный пенополистирол.

Применять мягкие утеплители, такие как каменная вата или стекловата нежелательно. Они хорошо впитывают влагу и как следствие теряют свой теплоизоляционные свойства. Пенопласты лишены подобного недостатка.

Как правило, для утепления ростверка используют пенопласт толщиной 5-10 см. Этого вполне достаточно.

Крепят его при помощи специальных дюбелей, а стыки запениваются.

Многие на этапе монтажа делают ошибку – ставят пенопласт на землю после чего крепят. Ошибка в этом случает заключается в том, что пенопласт должен находится на высоте 5-10 см от земли.

Дело в том, что на грунт действуют силы морозного пучения, которые поднимают или опускают его. Что это за силы мы писали в статье (ссылка). Так вот, если пенопласт будет располагаться на грунте, то при подъеме почвы его просто оторвет от стен или он сломается.

Многие боятся, что если не плотно прижать пенопласт к поверхности земли, полы первого этажа будут холодными. Это не так. Для того, чтобы пол был теплым его утепляют. На эту тему на нашем сайте есть пара статей «Пол по грунту».

Поверхность пенопласта часто отделывают при помощи цокольных панелей имитирующих кладку кирпича. Экструдированный пенополистирол можно оштукатурить. Но это темы другой статьи. Важно понять, что ростверк обязательно нужно утеплять. Это сэкономит деньги на отопление и сделает температуру в доме более комфортной.

Различие между свайно-ростверковым и ленточным фундаментами

Многие ошибочно считают, что свайный фундамент с ростверком и ленточный фундамент — это одно и тоже. В действительности это совершенно два разных основания.

Ленточный фундамент расположен непосредственно на земле и передает нагрузку от строения по всей площади.

Ростверк несет другую функцию. Он перераспределяет вес здания на столбы, которые в свою очередь передают нагрузку на грунт.

Важным различием является то, что ростверк не должен контактировать с поверхностью земля, иначе силы морозного пучения, о которых мы рассказывали немного выше, могут сломать его или вместе с ним вытащить из земли сваи.

stroim-svoi-dom.ru

Минимальная высота ростверка для свайного фундамента | Коттедж

Застройщик постоянно в процессе строительства сталкивается с различными проблемами. Каждую нужно решить, на каждый вопрос получить ответ. В частности, на такой вопрос: какой должна быть минимальная высота ростверка для свайного фундамента и почему? Попробуем дать общие рекомендации.

Почему общие? Потому что конкретные размеры конструкции зависят от конкретных условий – характеристик грунта, веса здания и т.д. Т.е. расчеты необходимо производить в каждом отдельном случае индивидуально, привязываясь к условиям региона.

Для начала вспомним, что такое ростверк (Р) вообще. Говоря простым языком, это горизонтальная обвязка свайного фундамента, которая служит для передачи и равномерного распределения веса сооружения.

По глубине заложения ростверки делятся на следующие типы.

Поднятые. Горизонтальный пояс свайного фундамента приподнят на 300-400 мм от земли.
Наземные. Конструкция уложена на поверхность земли.
Заглубленные. Пояс монтируется в толще почвы.

Конкретно сваи рассматривать не будем, эта обширная тема будет рассмотрена в другой статье. Разберем только физические размеры именно (Р) прямоугольного сечения. Ступенчатую форму или форму перевернутой трапеции тоже разбирать пока не будем.

Сразу сделаем оговорку: при любых сомнениях нужно руководствоваться строительными нормами. В них обычно содержаться ответы почти на все вопросы.

В данном случае стоит обратиться к СНиП 52-01 (СП 52-101-2003). Эти требования регламентируют заделку оголовка сваи в (Р) на глубину, которая будет соответствовать размеру анкеровки арматуры. Почему?

При расчетах минимальную высоту ростверка следует определять, исходя из требований высоты заделки выпуска монтируемой арматуры свай в тело (Р).

Что можно сказать о практических цифрах, не углубляясь в дебри теории?

Как правило, в малоэтажном строительстве за минимальное значение высоты ростверка принято брать цифру, равную 300-400 мм.

Однако, цифра эта весьма условная и усредненная. В зависимости от конкретных условий почвы и типа (главным образом веса) здания этот параметр может быть равен и 200, и 450 миллиметрам.

На расчеты может влиять множество параметров: географическое месторасположение региона, климатические условия, материал и форма свайно-ростверкового фундамента, его геометрия, вид монтажа, способ воздействия сваи на грунт и пр.

Имеются теоретические обоснования и рекомендации к проводимым расчетам.

Плитная часть ростверка обычно равна величине ha + 250 мм, но не менее 300 мм. Здесь ha – величина глубины заделки сваи в монтируемый ростверк.

Остальные параметры, как было указано выше, переменные и могут меняться.

loskk.ru

ширина, объем и диаметр свай

Вид готового свайного основания

Зачем нужно использовать расчет свайного фундамента

Эскиз с указанием параметров необходимых при расчете

Получится сделать расширенный проект свайного основания с учетом мест установки опор, а также расстояния между ними.
Можно существенно экономить на объеме используемых строительных материалов, подобрав оптимальный тип опоры.
Расчет предусматривает выбор оптимальной по диаметру опоры, ее длины и габаритов, а также подбор типа подошвы.

Расчет свайного фундамента

Схема для расчета осадок свайного основания

расчет нагрузки со стороны материала несущих конструкций;
расчет максимально возможного сопротивления почвы на продавливание и деформацию;
несущая способность самого основания.

Вторая группа:

осадка основания сваи с учетом максимально допустимого сечения подошвы;
перемещение сваи за счет сил смещения;
наличие трещин в конструкции сваи.

Выбор материала ростверка

Схема устройства ростверков свайных фундаментов

На данный момент, ростверки могут возводиться из следующих строительных материалов:

Деревянный брус, колода или бревно. Масса конструкции незначительная, плотность составляет до 1 кг/м2. Рекомендуется для малых сооружений типа бань, сараев или иных хозяйственных построек, армирование свай и ростверк не практикуется.
Бетон и железобетон. Здесь рекомендованная марка бетона не ниже В20, размеры, такие как ширина составит не менее толщины несущих стен с добавочным коэффициентом 1,2, длина проектная, толщина – не менее 25 см.

Выбор конструкции

Схематическое отображение расчета несущей способности свай оснований

Прочность материала опоры

Сопротивление материала опор можно посчитать по формуле без учета продольного изгиба:

F dm = Yc (Ycb RbAb+RscAs)

Где Yc – стандартный коэффициент, для набивных свай 0,6, для остальных – 1; Y cb – коэффициент используемого строительного материала, для свай – 1; Rb – сопротивление строительных материалов сжатию, кПа, это табличные данные; Ab – площадь подошвы опоры, м2; Rsc – сопротивление арматурного каркаса, кПа; As – площадь сечения арматурного каркаса, м2

Расчет несущей способности грунта

Несущую способность стойки можно рассчитать по формуле:

F d = Y c RA

Где: Yc — это коэффициент опоры, принимается за 1; А – площадь подошвы; R – расчетное сопротивление почвы, табличные данные, для скальных пород составляет до 20 МПа.

Выбор оптимального количества опор по параметрам допустимого сечения

Условный расчет количества свай в фундаменте

Минимальное количество опор для фундаментов с низким ростверком можно посчитать по формуле:

n = KN’I Y k\ F d

Где k – коэффициент, составляет 1,4; N’I − вертикальная нагрузка на фундамент со стороны здания; Fd — несущая способность опоры; Y k — коэффициент надежности, составляет 1,4.

Предварительное распределение свай по минимальной площади нижней кромки ростверка рассчитывается так:

A min = (bo + 2c)(ao + 2c)

Если полученная площадь окажется недостаточной для размещения свай, тогда будет необходимо увеличить размеры подошвы и, соответственно, ее объем. Если и увеличение не дает необходимых параметров нагрузки на грунт, тогда проектировщики увеличивают длину сваи, ее диаметр, количество или объем используемых строительных материалов.

fundamentclub.ru

Определение размеров ростверка — Мегаобучалка

Размеры и форма ростверка должны определяться в зависимости от особенностей наземной конструкции проектируемого здания, условий нагружения свайного фундамента, числа и размещения свай в плане под ростверком.

Свайные фундаменты могут быть в виде:

1) одиночных свай-оболочек и опор под отдельные конструкции;

2) лент ростверков под стены зданий и сооружений со сваями, расположенными в одну (рис. 17а), два и более рядов линейном (рис. 17б) и шахматном порядке (рис. 17в). Под ленточными ростверками сваи должны обязательно погружаться под углами стен, их пересечениями и примыканиями. В панельных зданиях без ростверка под каждую панель устанавливают не менее двух свай.

3) кустов под колонны, столбы и отдельные конструкции с ростверками квадратной, прямоугольной, трапециевидной и других форм (рис. 18).

При расположении под ростверком пяти свай рекомендуется расстояние между их осями назначать по табл. 8.

Таблица 8

Размер сечения сваи, мм	Расстояние между осями свай, мм
а	А	в	В
300´300

350´350
400´400

Соединение свай с ростверком может быть свободным и жестким. При свободном соединении “головы” свай входят в ростверк на высоту ha = 5 ¸ 10 см (рис. 19а). Такое соединение осуществляется для центрально нагруженных свай.

При жестком соединении верхняя часть головы сваи разбивается и обнажается арматура. Затем производится замоноличивание в бетонный или железобетонный ростверк (рис. 19б). Неразбитая часть сваи заделывается в ростверк на глубину ha = 5 ¸ 10 см. Величина заделки арматуры или головы сваи назначается расчетом.

Жесткое соединение свай с ростверком выполняют в случаях:

– ростверк располагается на слабых грунтах;

– сжимаемая нагрузка приложена на свайный фундамент с эксцентриситетом;

– на сваи действуют горизонтальные нагрузки;

– в фундаменте имеются наклонные или составные сваи;

– сваи работают на выдергивающую нагрузку.

Расстояние между висячими сваями назначается (3 ¸ 6)d, где d – диаметр круглой сваи или размер стороны квадратной сваи). Минимальное расстояние между осями – не менее 1,5d.

Расстояние “с“ от края ростверка до внешней стороны вертикально нагруженной сваи при свободной заделке её в ростверк принимается (d – в см):

– при однорядном их размещении 0,2d + 5 см;

– при двух- и трёхрядном – 0,3d + 5 см;

– при большем числе рядов – 0,4d + 5 см.

При жестком соединении свай с ростверком эти расстояния уточняются расчетом на заделку свай в ростверк.

По конструктивным условиям плитная часть ростверка должна быть равна ha + 0,25 м, но не менее 0,3 м, где ha – величина заделки сваи в ростверк, м.

megaobuchalka.ru

Ростверки на свайные фундаменты: устройство, армирование

Установка ростверков на свайные фундаменты на сегодняшний день является очень важным шагом, поскольку позволяет равномерно распределить вес от всего сооружения на сваи.

Помимо этого, такая схема постройки существенно снижает риск разрушения фундамента вследствие влияния грунта.

Ростверк и его виды

До недавнего времени в строительстве существовали такие виды фундамента, как:

плитный;
столбчатый;
свайный;
ленточный.

Последний вариант был самым распространенным, поскольку закладывался ниже точки замерзания грунта и мог стоять долгое время. Однако его существенным недостатком была очень высокая стоимость.

Поэтому появившийся недавно вариант с установкой ростверка на сваях мгновенно завоевал популярность – благодаря своей низкой цене, возможности заложения фундамента ниже уровня земли, долговечности и надежности. Кроме того, его довольно легко построить своими руками.

Ростверк – это конструкция, которая устанавливается на сваи и соединяет их между собой, обеспечивая тем самым равномерную нагрузку на все сваи. Устройство ростверка может быть ленточным или плиточным.

В первом случае сваи соединяются между собой балками, которые располагаются под несущими стенами. При втором варианте на все сваи накладывается сборная или монолитная плита.

Фото:

Сборный ростверк обычно приобретается в уже готовом виде, а уже в процессе постройки его части соединяются между собой и со сваями.

В случае монолитного ростверка дополнительно на сваях строится опалубка и заливается бетоном, проводятся армирование, утепление и гидроизоляция.

Ростверк можно располагать на различной высоте над уровнем земли. Высокий ростверк обычно находится на десять-пятнадцать сантиметров выше поверхности земли, он наиболее пригоден для зданий с маленьким весом.

Его главным преимуществом является возможность расположения на очень пучинистых грунтах.

Недостатком же считается необходимость проводить дополнительное утепление пустоты между почвой и самим ростверком.

Промежуточный ростверк располагается так, что его основание находится непосредственно на уровне земли.

Его необходимо устанавливать только на слабопучинистых грунтах, поскольку в случае сильного пучения он может разрушиться или оторваться от свайного фундамента.

Низкий ростверк располагается ниже уровня земли. Его главным преимуществом является возможность выдерживать более тяжелые здания за счет более глубокого заложения фундамента, однако необходимо обращать внимание на почву.

В случае сильного пучения грунта глубина расположения ростверка должна быть ниже точки промерзания земли. Если же грунт пучится слабо, то глубина установки ростверка – двадцать – тридцать сантиметров.

На сегодняшний день свайный фундамент с монолитным ростверком считается самым лучшим и наиболее часто используемым видом фундамента.

Довольно легко провести расчет постройки, соорудить ростверк своими руками и провести необходимые армирование и утепление. Гидроизоляция тоже устанавливается весьма просто.

Установка свай

В первую очередь необходимо провести тщательный расчет всей будущей конструкции, выяснить глубину заложения свай, исходя из грунта, определиться с типом свай и ростверка, подготовить материалы для армирования.

Нужно определиться, нужны ли гидроизоляция и дополнительное утепление фундамента.

Сваи производятся из различных материалов – металла, бетона, даже дерева (в настоящее время практически не используются). Существует несколько видов свай в зависимости от способа их монтажа.

Забивные сваи невозможно установить своими руками – их забивают на всю глубину заложения с помощью специальной строительной техники.

Видео:

Фундамент на винтовых сваях можно сделать своими руками, как и воронки для набивной сваи. Бывают инъекционные сваи – для них необходимо вырыть отверстия на всю глубину заложения, после чего залить их бетоном. Этот тип свай подразумевает обязательное армирование.

Необходимо провести расчет местоположения свай. Схема их расположения может быть одиночной (каждая свая находится под опорой), полосной (сваи располагаются полосами вдоль всей постройки, обязательно по периметру и под несущими стенами), кустарной (в точках наибольшей нагрузки устанавливается сразу несколько свай).

Еще есть ленточный вариант установки (в этом случае расположение равномерное по всему периметру) и полевая схема (расположение под всей постройкой).

Ленточный метод используется при строительстве небольшого здания с малой нагрузкой на фундамент, а полевой – при больших сооружениях.

Подготовительные работы включают в себя расчет местоположения опор, исходя из их материала и параметров (ширина, глубина заложения), веса здания, типа и размеров конструкции.

Сваи обязательно должны находиться по углам сооружения, в местах соединения стен, под несущими стенами, в длинных пролетах.

Расстояние между сваями не должно быть более двух с половиной метров, а если в дальнейшем планируется устанавливать ленточный ростверк – не более двух метров.

Необходима обязательная гидроизоляция свай при помощи специального материала. Армирование свай должно проводиться таким образом, чтобы арматура возвышалась над верхним краем сваи.

Высота выступания должна составлять двадцать – тридцать сантиметров, в дальнейшем эти концы свариваются с арматурой ростверка.

Расчет рекомендуется поручить специалисту, поскольку от свайного фундамента зависит вся будущая постройка.

Он высчитает, какая глубина заложения опор и их ширина будет оптимальной, сколько свай понадобится, какое устройство ростверка будет лучшим, какая высота конструкции необходима.

В то же время он может определить, нужны ли дополнительная гидроизоляция и утепление в зависимости от грунта, в каких местах требуется усиленное армирование.

Можно выполнить расчет самостоятельно, однако следует помнить, что это – важнейший этап строительства, и от него зависит очень многое.

Установка ростверка

Перед установкой следует провести расчет, какое устройство ростверка лучше подойдет для строящегося здания – ленточное или плиточное, и на какой высоте он будет находиться – выше уровня грунта или ниже.

В случае заглубленного ленточного ростверка выкапываются траншеи (их ширина должна быть не менее сорока сантиметров), своими руками строится опалубка из досок, по краям устанавливается гидроизоляция, и все заливается бетоном.

При монолитной плите ростверка опалубка строится только по периметру здания, и все основание будущего здания бетонируется.

Фото:

Если грунт достаточно плотный и устойчивый, то можно обойтись и без постройки деревянного каркаса – стенками будет выступать сама земля, но гидроизоляция должна быть положена все равно.

Армирование такого ростверка является обязательным. Для этого рекомендуют использовать пруты толщиной не менее полутора сантиметров.

Стоит отметить, что арматура в ростверке должна свариваться с прутами, выступающими из свай, для лучшего сцепления и прочности конструкции.

В случае высокого ростверка существуют несколько вариантов его установки. Опалубка может быть установлена на гравийной подушке, которую после армирования и бетонирования удаляют из-под конструкции.

Можно собрать своими руками деревянный короб, верхний край которого будет дном будущей конструкции. В дальнейшем это устройство необходимо будет разобрать.

Существует и смешанный вариант – на поверхность земли укладывается деревянный настил, сверху насыпается подушка из гравия, затем на ней возводится опалубка.

Стоит помнить, что все конструкции под ростверком после затвердевания бетона удаляются, затем проводятся утепление и гидроизоляция получившегося пустого пространства.

Если было принято решение строить промежуточный ростверк, то предварительно необходимо убрать небольшой слой земли, затем своими руками или с помощью техники насыпать под будущую конструкцию гравий, создав подушку таким образом, чтобы ее верхний край находился на уровне поверхности.

Когда устройство для будущего ростверка готово, его армируют и бетонируют. Бетон можно как заказать в уже готовом виде, так и изготовить своими руками.

Размеры ростверка влияют на скорость высыхания бетона, поэтому в случае плиточных конструкций торопиться с дальнейшей стройкой не рекомендуют.

Видео:

После его высыхания через две-три недели можно начинать постройку стен, проводить утепление и гидроизоляцию фундамента.

При постройке свайного фундамента с ростверком в первую очередь необходимо провести тщательный расчет будущей постройки, выбрать вид и материал свай, определить, какая нужна глубина их заложения, выбрать устройство и высоту ростверка, нужно ли дальнейшее утепление фундамента.

Основание здания является важнейшей частью сооружения, а его постройку нужно выполнить очень грамотно и качественно.

stoydiz.ru

Свайно-ростверковый фундамент

Строительство домов в недавнем времени производилось на четырех основных видах фундаментов: плитном, ленточном, свайном и столбчатом. Обычно производится ленточный фундамент и заглубляется ниже уровня промерзания грунта. Но строительство этого фундамента стоит достаточно дорого, а точнее почти половину от всего бюджета на строительство. Не каждый готов к таким неимоверным расходам.

Ситуацию можно спасти с помощью нового типа фундамента – свайно-ростверкового. Очень удобен его вид, который сооружается таким образом, что потом с него не нужно снимать опалубку. Также отлично данный фундамент может удерживать строение на неровном грунте или склонах, в отличие от такого типа, как свайный фундамент под дом.

Что такое свайный фундамент ростверкового типа

Известен свайный фундамент для дома, который представляет собой определенное количество свай, которые заглублены в землю. Но использование этого фундамента не так популярно в силу того, что нет возможности перераспределить нагрузку строения между всеми сваями. Обычно его применяют только в случае постройки из бруса или бревна, так как такой материал может сам перераспределять нагрузку. Для других строительных материалов он не подходит.

Но есть такой вид свайного фундамента, который выполняется с ростверком. Ростверк – это балки или плиты, с помощью которых сваи соединяются воедино на поверхности земли. Ростверк может быть монолитной или сборно-монолитной конструкцией, а также сборным. Благодаря тому, что сваи связаны между собой, нагрузка распределена равномерно и фундамент может использоваться для блочных и кирпичных построек.

В разных частях готовой постройки разная нагрузка, которая определяется отделкой, как внутренней, так и наружной, мебелью и прочим наполнением дома. Ростверк призван принимать на себя такую нагрузку и распределять ее по сваям.

Это помогает исключить неравномерную усадку свай, которая ведет за собой трещины в стенах и их разрушение. Это не исключает главного недостатка свайных фундаментов – неуверенности в типе грунта, который находится под каждой из опор. Спрогнозировать заранее поведение фундамента просто невозможно, поэтому такой тип основания дома не особенно нравиться архитекторам, так как не гарантирует многолетнюю эксплуатацию строения.

Преимущества и недостатки свайно-ростверкового фундамента

Ростверковый тип свайного фундамента имеет плюсы и минусы. Рассмотрим преимущества, благодаря которым данный фундамент становится все более популярным:

Относительная простая технология монтажа, который может осуществить небольшая бригада профессиональных рабочих.
Благодаря первому плюсу снижаются затраты на возведение.
Небольшое расходование бетона.
Так как фундамент не будет контактировать с промерзшим грунтом, то дом не будет терять тепло.
Уникальная технология соединения ростверка и свай не дает дому вибрировать даже при нахождении рядом с железнодорожными путями.
Работы по установке такого фундамента можно вести в любое время года, но не при морозе ниже 10 градусов.
На возведение фундамента не оказывает влияние уровень грунтовых вод.
Этот фундамент, как говорилось ранее, прекрасно подходит для строительства на участках с неоднородным рельефом.
Не нужно заранее подготавливать участок, например, снимать плодородный слой или траву, что значительно экономит время на возведение.
Стоимость работ, которая зависит только от использованного материала.

Как и у любой технологии, у оборудования свайно-ростверкового фундамента также есть свои отрицательные черты:

Нет возможности создать в доме подвал или цокольный этаж. Если все-таки это предусмотрено, то потребует больших финансовых затрат.
Не подходит для домов массой более 5 т.
Обязателен четкий расчет количества свай, предполагаемой нагрузки в соответствии с типом грунта. Также нужно четко знать на каком расстоянии и на какую глубину устанавливать сваи.
Обязательное следование плотности армирования в соответствии с маркой используемого бетона.
Возможен разрыв свай при давлении на них промерзшего грунта, но такие случаи крайне редки.
Нет гидроизоляции ростверка.
Обязательно нужно использовать спецтехнику, что повлечет за собой дополнительные затраты.

Важно! Свайный фундамент под дом с ростверком прекрасно подойдет для небольших домиков или бань, а не для массивных построек в несколько этажей.

Подготовительные работы перед строительством

Перед проведением работ по монтажу такого фундамента со сваями нужно обязательно подготовить все необходимые инструменты и материалы, чтобы в процессе строительства не возникало неприятных пауз.

Выбор свай и их расположение

Для такого фундамента нужно позаботиться о правильном выборе использующихся свай. В зависимости от материала сваи можно выбрать бетонные, металлические, деревянные или железобетонные. Также они могут быть висячими, то есть такими, которые переносят нагрузку от постройки на боковые поверхности. Существуют сваи в виде стоек, которые нагружают непосредственно грунт, который находится под ними.

Обычно при строительстве свайного фундамента используются набивной вид свай, которые укладываются в подготовленные для них отверстия непосредственно на месте монтажа фундамента. Также можно выполнять заливку так называемых инъекционных свай, которые делаются при помощи заливки бетона в отверстие с арматурой посередине. Отлично подойдет и использование набивных свай, которые просто забиваются в необходимое место специальной строительной техникой.

Сваи могут иметь разное сечение: квадратное или треугольное, а также круглое в полом или заполненном исполнении.

Важно! Такой фундамент способен сэкономить использование на 1 куб. метр 100 кг цемента высокой марки, а также уменьшает земляные работы на 3 куб. м и уменьшает размеры трудозатрат.

В этом типе фундамента существует пять способов разложения свай в грунте:

Одиночный – расположение свай относительно опоры каждая под своей. В некоторых случаях сваи устанавливают наклонно, это обусловлено особенностями рельефа.
Ленточный – расположение свай по всему периметру строения.
Полосами – используется для массивных зданий в несколько этажей. Это установка свай в несколько рядов.
В виде кустов – сваи находятся там, где предполагается большая нагрузка и под несущими стенами. Также такой способ расположения свай используется при строительстве навесов в местах, где располагаются колонны, удерживающие кровлю.
Полем – расположение свай в шахматном порядке под всем ростверком, который отличается большими размерами.

Для того чтобы правильно рассчитать количество и расположение свай для строительства дома нужно учесть определенные правила. В первую очередь обязательно должен быть подробный план здания, в соответствии с которым будет производиться расчет. Сваи обязательно должны быть в углах, а также в тех местах, где пересекаются простенки. Если между ними расстояние, которое больше трех метров, то обязательна установка промежуточных свай. Вообще самым оптимальным расстоянием между сваями считается 2 – 3 метра. С этим этапом проблем возникнуть не должно, а вот с расчетом площади сваи нужно будет подумать.

Для создания надежной обвязки дома свайным фундаментом ростверкового типа, необходимо произвести определенные расчеты. При этом обязательно должны учитываться следующие показатели:

Масса самого дома и его внутренних составляющих.
Опорная площадь, которая необходима. Она рассчитывается относительно веса и коэффициента надежности.
Площадь сечения свай. Для этого их количество умножается на площадь, которая выбрана. Полученный результат будет общей площадью свай.
Если общая площадь свай, полученная в предыдущем пункте, будет больше, чем та, которая необходима, ее расчет производился в пункте 2, то все параметры верны, и они подходят для этого сооружения.
Если общая площадь получается меньше, то необходимо увеличить сечение и пересчитать. Таким образом, находим нужное число.

Иногда возникают такие ситуации, когда проще увеличить количество свай, а не их сечение. При этом метод, по которому производился расчет, не изменяется. Площадь опоры, которая нужна для создания надежного фундамента, рассчитать можно по следующей формуле:

Площадь опоры равна массе дома умноженной на 1,4 и разделенной на несущую способность грунта.

Показатель несущей способности грунта нужно взять из представленной таблицы:

Использование коэффициента, равного 1,4, объясняется тем, что неизвестно какой именно грунт находится под каждой сваей, поэтому лучше перестраховаться и взять чуть больше.

Пошаговая технология установки свайно-ростверкового фундамента

После того, как выполнены все работы, связанные с расчетами, можно смело приступать к основным этапам строительства фундамента.

Разметка места строительства

Лучше всего снять плодородный слой земли и вывести его на участок или в сад. Потом необходимо будет разровнять верхнюю поверхность. При помощи колышков и шнура нужно определить границы дома. На этом этапе обязательно должны быть очерчены не только внешние, но и внутренние стеновые границы.

Важно! Геометрию лучше проверить с помощью повторных измерений и натягивания шнура по диагонали.

После того, как произведена разметка, необходимо разметить те места, где будут устанавливаться сваи в соответствии с планом, оформленным ранее.

Проведение земляных работ

Чтобы определиться с теми работами на земле, которые будут проведены, нужно четко знать какие именно сваи будут использоваться. Дом на свайном фундаменте ростверкового типа обычно ставиться на сваи винтовые или буронабивные. Сваи винтового типа можно вкрутить и своими руками, но только на одном уровне, который заранее отмечается при помощи натягивания шнура.

Буронабивные сваи требуют использования специальной техники. С ее помощью нужно в размеченных местах пробурить отверстия в грунте. В эти отверстия устанавливается опалубка, а также производится армирование. Обычно это 4 отреза ребристой арматуры, которые связаны друг с другом. Далее последним шагом является заливка бетона в подготовленные отверстия.

Важно! Обязательно после заливки концы арматуры длиной около 60 см должны оставаться снаружи, причем одни должны быть длиннее первых сантиметров на 20.

Обустройство ростверка

При выборе металлической конструкции, ростверк должен строго горизонтально привариваться к оголовкам прутков арматуры.

Для того чтобы сделать железобетонный ростверк заглубленного типа, нужно произвести подсыпку с помощью щебня. Для улучшения качества фундамента щебень насыпается слоями по 5 см и каждый слой обрабатывается виброплатформой. Так нужно повторять до тех пор, пока слой не достигнет нужной толщины, минимально 15 см.

На готовую подсыпку устанавливают опалубку. Она должна быть чуть шире ширины стен, а высота зависит от того, какой высоты задуман цоколь. Установка опоры и сборка щитов производится по технологии установки ленточного фундамента. Обычно для опалубки используют доски, сколоченные друг с другом или водонепроницаемую фанеру. Для каждого вида ростверка имеются свои нюансы возведения опалубки, но главным остается то, что обязательно опалубка должна превышать высоту готового ростверка на 5-10 см.

Важно! Работа должна проводиться только с использованием нивелира.

Армирование фундамента производят тем же способом, что и при устройстве ленточного фундамента. То есть вверху и внизу идут два пояса из арматуры ребристого типа, соединенные между собой прутьями меньшего сечения и гладкой поверхности. Добавить нужно только перевязку со сваями. Отрезки арматуры, выходящие из свай, нужно загнуть и один ряд привязать внизу к армированному поясу, а второй сверху.

Для того чтобы не нужно было тратить время и нервы на заливку свай, можно приобрести готовые из железобетона.

Установка дополнительных элементов и заливка бетона

Этот этап подразумевает под собой заложение специальных труб, через которые в дальнейшем нужно будет проводить такие коммуникации, как отопление, канализация, водопровод и другие. Также обязательно выполняются вентиляционные отверстия в фундаменте.

Если этот этап будет пропущен, то обязательно придется нарушать целостность ростверка, что для такого фундамента крайне нежелательно и вообще недопустимо.

Для начала бетонирования нужно изготовить смесь самостоятельно. Особо качественный раствор получится из марки цемента М200 или М500. Его необходимо по всем правилам развести и тщательно смешать.

Бетон заливается, но при этом он обязательно обрабатывается вибратором. Обязательно залить всю смесь нужно за один раз, чтобы не было слоистости. Верхний слой обязательно должен быть выровнен с помощью правила и проверен на предмет горизонтальности с помощью уровня. Верхний слой бетона закрывается пленкой во избежание его пересыхания и образования трещин на поверхности. Если на улице во время подсыхания залитого в фундамент бетона стоит жаркая погода, то верхний слой обязательно должен увлажняться.

После заливки снятие опалубки можно производить через определенный срок:

Если во время проведения работ по заливке бетона и последующие дни температура воздуха не опускалась ниже +20 градусов, то по прошествии 4 дней опалубка может быть снята. При таких условиях фундамент и сваи наберут более половины крепости, что даст возможность использовать их для проведения последующих работ.
Если же после заливки температура была в районе +10 градусов, то придется подождать 14 дней перед снятием щитов опалубки.
При температурах ниже +10 градусов условия застывания уже считаются зимними, и понадобится дополнительный обогрев и утепление фундамента.

Обязательно перед проведением работ по монтажу свайно-ростверкового фундамента нужно ознакомиться со СНиП 2.02.03 – 85. В этом документе официально прописаны требования к обустройству такого вида основания, допуски, расчет по коэффициентам, материалы свай. Также здесь же можно найти рекомендации по возведению на нормальных грунтах, а также в тех местностях, которые пострадали от оползней и карста. Свайные фундаменты СНиП регламентирует в полной мере.

Возможные ошибки при обустройстве фундамента

Нередко те, кто не имеет опыта в заложении такого вида фундамента, допускают немало ошибок, исправить которые впоследствии очень сложно или вовсе невозможно. Это:

Несвязность свай и ростверкаЭто очень важно зимой при промерзании грунта, когда нижняя часть грунта остывает медленней за счет наличия внизу утепленного слоя. Из-за этого может возникнуть опрокидывающая сила, которая способна вытолкнуть сваи в подпольное пространство. В таком случае может возникнуть повреждение постройки, особенно этому подвержены те здания, которые выполняются из легких материалов.
Отсутствие воздушного пространства под ростверкомЕсли после того, как конструкция ростверка отвердеет, не убрать из-под нее слой песка, то воздействием движения грунта лента ростверка может оборваться. Для исключения такого развития событий на дно опалубки закладываются плиты пенополистирола толщиной около 15 см. Они будут своего рода амортизатором, который способен защитить подполье от промерзания и давления промерзшего грунта.
Маленькая глубина заложенияЕсли сваи заложены не слишком глубоко, то вся конструкция фундамента может дать усадку, в результате которой обязательное воздушное пространство между грунтом и ростверком исчезнет. Если сваи размещены таким образом, что находятся выше глубины промерзания грунта, то они в зимнее время будут выталкиваться наружу силами почвы. Из-за того, что нагрузка потеряет равномерность, стены здания могут растрескаться или вообще разрушиться.
Ошибки при расчетах несущей способности грунта и фундаментаДля того чтобы правильно рассчитать несущую способность фундамента, нужно знать тот тип грунта, на котором производится строительство. Большая несущая способность у каменистых грунтов и скальных пород, супеси и пески имеет минимальные показатели несущей способности.

Если в процессе расчетов будут допущены ошибки, то фундамент будет уходить под землю, а замедлить такой процесс весьма сложно, а в некоторых случаях и вовсе не представляется возможным.

Заключение

Свайно-ростверковый фундамент – это сочетание качественных характеристик свайного и ленточного типа в одном основании. Он прекрасно подойдет для тех построек, которые не отличаются очень большим весом, и распределит нагрузку равномерно между всеми сваями для предупреждения растрескивания стен. Ростверк будет надежней и качественней, чем обычный свайный фундамент и поможет его закрыть, а также экономней, чем постройка ленточного основания. Самостоятельно выполнить такой фундамент будет очень сложно, поэтому обязательно потребуется помощь профессионала, который правильно произведет все расчеты и поможет с возведением конструкции.

bouw.ru

Расчет свайного фундамента, пример, фото, видео

Применение винтовых свай при создании оснований становиться все более популярным. Но для обеспечения максимальной эффективности такого фундамента нужно точно провести расчет количества несущих элементов, их диаметра, длины, основываясь на массе будущего сооружения и уровне осадки грунта. Чтобы получить точные данные специалисты проводят множество исчислений, но можно пойти более простым путем. Дальше пойдет речь о том, как по упрощенной схеме провести расчет необходимого количества свай и ростверка, а также будет приведен пример.

Какая длина элементов оптимальна для свайного фундамента?

От длинны свай будет зависеть несущая способность свайно-винтового основания. Если выбрать опорные элементы недостаточной длинны возможно проседание (неправильный расчет глубины осадки) фундамента под воздействием большой нагрузки. Выбор длины осуществляется с учетом таких факторов, как разница высоты между точками на месте строительства и плотности земли.

Плотность земли

Максимально точно определить свойства грунтов на предполагаемом месте строительства помогают геологические изыскания. Без получения информации таким способом легко допустить ошибку при проведении расчета необходимой длинны свай и предполагаемого уровня осадки. Но, если исследования не проводились – можно воспользоваться легким методом определения плотности структуры земли.

Для этого нужна обычная лопата. Выкапывается шурф в наиболее низкой точке участка. Оптимальная длинна шурфа: 0.5-1 м. После окончания работы стоит посмотреть на грунты, залегающие под почвой. Если они относятся к плотным достаточно установки опор длиною около 2.5 м. В случае залегания пород с низкой плотности придется вооружиться буром и с его помощью добраться до уровня залегания плотных пород и уже на основании этих данных определить оптимальное значение длины опор.

Таблица плотности грунтов

Перепад уровня высот на участке

При создании свайного фундамента длинна свай определяется не только исходя из показателей плотности грунта, но и разницы высот участка. Допустим, что после исчисления плотности грунта выбрана длина элементов 2.5 м. Такой длины будет достаточно для опоры самого верхнего ряда. Следующие сваи должны иметь большую длину на значение, равное разнице перепада высоты между верхним рядом и тем местом, где будет установлен опорный элемент. Измерять разницу высоты можно с помощью рулетки, уровня или отвеса.

Если будет наблюдаться перепад высоты в полметра и более – добавьте к длине сваи запасных полметра – это поможет избежать осадки (информация основана на реальной практике сооружения свайно-винтового фундамента).

Пример основания на участке с перепадом

Какой выбрать диаметр несущих элементов?

Этот показатель напрямую зависит от назначения сооружения и его веса. Свайные опоры бывают следующих диаметров (в мм):

57. Используются при сооружении оснований для конструкций небольшого веса. Как пример, легкие заборы и т. д.
76. Такие элементы выдерживают до 3Т. Подходят для построек небольшой массы хозяйственного назначения или заборов средней тяжести.
89. Выдерживают 3-5Т. Используются для основания под жилые здания из легких материалов, пристройки, тяжелые заборы или хозяйственные строения.
108. Выдерживают 5-7Т. Можно применять при строительстве домов с одним и двумя этажами (при условии использования для строительства материалов небольшой массы).

Также существуют опорные столбы больших диаметров.

Расчет свай простым способом

Количество опорных составляющих исчисляется исходя из предполагаемого веса будущего сооружения и его площади. Если брать средние данные, то можно устанавливать опоры на таком расстоянии:

До 2м. При возведении домов из шлако-, пеноблока, пено-, газобетона.
До 3м. Для зданий из дерева или других легких материалов.
До 3-3.5м. Для ограждений небольшой массы.

Для проведения подсчета количества свайных элементов нужно:

Нарисовать план основания (можно взять план 1 этажа).
Разместить опоры по углам сооружения.
Разместить опоры под несущими перегородками (места, где сходятся внутренние и внешние стены).
Теперь нужно разместить несущие элементы (между уже установленными) на расстоянии, вычисленному исходя из веса сооружения (пока размещаются опоры только под стенами).
После успешного размещения опорных составляющих под стенами, остальное пространство основания сооружения также стоит заполнить свайными столбами так, чтобы расстояние между ними не превышало расчетное.
Если будет устанавливаться котел или печка – это место лучше усилить, установив дополнительные опоры.
Где будут пристройки, крыльцо и терраса проводится расчет по аналогичному принципу.

После окончания расстановки столбов просто подсчитайте их.

Пример расположения свайных опор под стенами

Расчет ростверка для свайного фундамента

В некоторых случаях свайное основание нерационально устанавливать без ростверка – балки/плиты из железобетона, горизонтально устанавливаемой на концы свайных столбов. Использование ростверка позволяет снизить уровень осадки основания в определенной его части (нагрузка распределяется по всему периметру основания равномерно). Например, если фундамент состоит только из опор и устанавливается на грунтах небольшой плотности – возможно образование значительной осадки одной из частей или всего здания.

Чтобы точно рассчитать размеры ростверка для свайного основания нужно провести специальные расчеты. Они выполняются специалистами, поэтому их описывать не будем. Что касается ростверка ленточного типа, то используйте его с минимальными показателями высоты и ширины в 30 и 40 см соответственно.

При расчете свай и ростверка можете взять за пример приведенные данные, но, чтобы добиться максимальной прочности свайного основания и правильно просчитать уровень осадки необходимо обращаться к специалистам.

С помощью данного калькулятора можно произвести расчеты буронабивных свайно-ростверковых и столбчатых фундаментов. Расчет нагрузки на свайный фундамент.

Выберите тип ростверка:

Параметры ростверка:

Параметры столбов и свай:

Расчет арматуры:

Расчет опалубки ростверк:

Рассчитать

Результаты расчетов

Фундамент:

Общая длина ростверка: 0 м.

Площадь подошвы ростверка: 0 м2.

Площадь внешней боковой поверхности ростверка: 0 м2.

Общий объем бетона для ростверка и столбов (с 10% запасом): 0 м3.

Вес бетона: 0 кг.

Нагрузка на почву от фундамента в местах основания столбов: 0 кг/см2.

Расчет арматуры ростверка:

Расчет арматуры для столбов и свай:

Минимальный диаметр поперечной арматуры (хомутов): 0 мм.

Максимальный шаг поперечной арматуры (хомутов) для ростверка: 0 мм.

Общий вес хомутов: 0 кг.

Опалубка:

Минимальная толщина доски при опорах через каждый 1 метр: 0 мм.

Максимальное расстояние между опорами: 0 м.

Количество досок для опалубки: 0 шт.

Периметр опалубки: 0 м.

Объем досок для опалубки: 0 м3.

Примерный вес досок для опалубки: 0 кг.

rfund.ru

Статьи. Какой фундамент выбрать для дома из клееного бруса.

Фундамент- это часть здания, которая передает нагрузки наземной части дома на грунт. Выбор фундамента одна из первых задач. Важно чтобы его несущая способность соответствовала строительному материалу, из которого выполнен дом. Чем тяжелее материал для строительства, тем надежнее должен быть фундамент. Если говорить о том, какой фундамент лучше выбрать для дома из клееного бруса, то наиболее приемлемым вариантом будет буронабивной фундамент с ленточным ростверком.

Почему именно этот фундамент?

Не случайно считается, что это один из самых технически продуманных фундаментов. При простоте исполнения буронабивного фундамента, работы по возведению основания здания снижают трудоемкость по таким показателям, как земляные работы, армирование, заливка и бетонирование. Воздействие на ландшафт участка строительной техникой минимально. Расход бетонного раствора, арматурных стержней уменьшается за счет ленточной ростверстковой части свайного фундамента, которую не нужно зарывать, но при этом можно залить, а стены дома поднять над землей. Минимальное соприкосновение ростверкового свайного фундамента с мерзлым грунтом позволяет в несколько раз снизить теплопотери дома.

Ростверк – часть фундамента, объединяющая все сваи в единую конструкцию, которая существенно повышает устойчивость фундамента. Ростверк позволяет равномерно распределить нагрузку от здания на опоры.

Способность буронабивного фундамента выдерживать нагрузку до 22 тонн на одну сваю, в зависимости от ее диаметра, является его несомненным преимуществом. Особенно оправдан такой тип фундамента при сильном пучении грунта и глубине промерзания выше 1,5 метром, хотя это не ограничивает его применение на других грунтах, кроме горизонтально-подвижных.

Технология возведения

Построить такой фундамент не сложно, для легких сооружений буронабивной фундамент можно сделать силами одного человека. Мы говорим о фундаменте для дома из клееного бруса, поэтому изначально архитектором рассчитывается необходимое количество свай и их несущая способность исходя из общей массы дома, учитывается прочность грунта. Надо отметить отдельно, что марка бетона, которым залита свая, имеет прямое отношение к прочности этого элемента фундамента.

На участке делается разметка, земляные работы не требуются. На месте разметки бурятся скважины глубиной больше глубины промерзании и подходящего под конкретный дом диаметра. Делают скважины при помощи мотобура, ямобур, ручного бура или с использованием технологии ТИСЕ. Располагаются сваи по периметру будущего здания, в углах фундамента, на пересечении стен и местах наибольшей нагрузки. Затем в скважины устанавливается опалубка, если грунт не осыпается, опалубка не требуется и бетон заливается прямо в лунку, опалубка ставится только над поверхностью земли, чтобы сделать оголовок скважины. Асбестоцементную трубу или свернутый в трубу рубероид можно использовать в качестве опалубки. На сваю действуют сжимающие нагрузки со стороны дома и нагрузка на разрыв со стороны грунта.

Нагрузка на разрыв это когда низ сваи зажат в глубоких слоях грунта, а верх сваи тянет вверх промерзший грунт.

Чтобы увеличить прочность конструкции фундамента, его армируют. Арматурный каркас состоит из 3-4х металлических стержней диаметром 10-12 мм расположенных вертикально и стержней диаметром 6-8 мм расположенных горизонтально с шагом 1 метр. Арматура так же является соединяющим звеном между сваей и ростверком, тем самым создается единая конструкция фундамента. Стержни арматуры должны торчать из оголовки сваи для устройства ростверка на его высоту. Плотность армирования устанавливается проектом фундамента. Далее заливается бетон.

Под лентой-ростверком обязательно должен быть воздушный зазор, чтобы при пучении почвы не повредился фундамент, без зазора ростверк может приподнять или разорвать столб. Ширина ростверка определяется шириной стен. Перед бетонированием ростверка необходимо предусмотреть продухи для вентиляции и выходы под сантехнические коммуникации. Высота ростверка должна быть не менее 40-60 см при строительстве деревянного дома, это создаст высокую жесткость на изгиб и защитит первый венец дома от повышенной влажности.

Еще немного о преимуществах этого фундамента: не высокая стоимость делает его конкурентоспособным с другими видами фундамента. Сваи можно заливать по одной, в отличии от плитного или ленточного фундамента, где требуется большой объем бетона и выполнение работы в один раз. Бетонирование ростверка должно быть непрерывным. Бетон должен хорошо уплотняться, а опалубка ростверка находится под постоянным контролем. Конструкция ленточного ростверка зависит от уклона строительной площадки. Если уклон площадки небольшой, то заливку ленты ростверка выполняют переменной высоты.

К недостаткам можно отнести сложность устройства цокольного этажа и необходимость заполнять пространство между сваями (делать забирку). Забирка перекрывает пространство между соседними сваями фундамента, почвой и нижней части дома. Ее делают для защиты подпольного пространства дома от ветра и сохранения тепла в самом доме.

Фундамент на забивных железобетонных сваях с бетонным ростверком

Закажите фундамент на забивных железобетонных сваях с ростверком

Свайный фундамент на жб сваях с ростверком

Ростверк — это верхняя часть свайного фундамента, распределяющая нагрузку от несущих элементов здания (сооружения). Как правило, это железобетонная рама под несущими стенами здания и стоящая на забивных сваях, сбоку напоминая стол. Ростверк на сваях выполняется в виде балок или плит, объединяющих оголовки свай и служащих опорной конструкцией для возводимых элементов здания.

При строительстве малоэтажных домов и коттеджей в качестве основания широко используются свайные фундаменты с ростверком. В этих случаях чаще всего конструкция представляет собой монолитную ленту. Основание дома на ж/б сваях используют там, где применение других типов фундаментов нерационально. На слабых грунтах нагрузка от дома должна передаваться глубокозалегающим слоям почвы, которые являются более плотными и обладают лучшей несущей способностью. Именно эту задачу и решают железобетонные забивные сваи под ростверк. Возводят такое основание и в районах с глубиной промерзания грунта до полутора метров. При строительстве на сложном рельефе фундамент с ростверком на железобетонных сваях — единственно возможный вариант.

Виды ростверка на ж/б сваях

Ростверки свайных фундаментов классифицируют в зависимости от технологии их изготовления:

Монолитные ростверки – бетонная лента с арматурой, соединяющая все верхние концы свай. Такой ростверк сооружается также, как и обычный ленточный фундамент, однако, в некоторых ситуациях он имеет вид не отдельных лент, а сплошной плиты. Для возведения ленточного свайного фундамента потребуется намного меньше стройматериалов и времени, чем для заливки плитного основания. Обвязка ростверком оголовков свай в этом случае происходит лишь по периметру будущего дома, а иногда (если площадь основания большая) периметр связывают дополнительной поперечной лентой. Возводить ленточный фундамент дешевле и проще, чем свайный плиточный ростверк. Отличие заливки монолитного плитного основания заключается не только в повышенном расходе бетонной смеси, но и в большей трудоемкости процесса. Для плиты потребуется надежная опалубка, которой, помимо боковых стен, необходимо крепкое основание, способное выдержать вес всей армированной плиты. Обвязка арматуры по всем оголовкам опор не только займет много времени, но и потребует терпения. Поэтому, если это допустимо по расчетным показателям прочности, возводится свайный фундамент с ростверком ленточного типа.
Сборные ростверки – монтируются из стандартных железобетонных балок. Набирается из нескольких готовых элементов особой конфигурации (предусмотрены замки), которые затем замоноличиваются. Отдельные элементы сборного ростверка, если предполагается изготовление монолитной ж/б конструкции, укладывают поверх специально устроенной песчаной насыпи, которую по завершении работ убирают.
Сборно-монолитные – комбинированные ростверки.

Размеры ростверка свайного фундамента подбираются конструктивно. Ширина его обычно соответствует ширине цоколя или, если таковой не предусмотрен, ширине стены, но не менее 40 см.

Кроме того, ростверки отличаются уровнем расположения над землей:

Высокий ростверк на железобетонных сваях — передает нагрузку от здания через сваи на глубокие слои грунта. Свайный фундамент с высоким ростверком сооружают на сильнопучинистом грунте, поскольку при такой конструкции действие сил морозного пучения на подошву ростверка полностью исключается. Под зданием с высоким ростверком имеется хорошо продуваемое пространство. При жарком климате эту особенность можно считать преимуществом, при холодном – недостатком. Чтобы минимизировать негативное влияние сквозняков, усиливают утепление пола, а щель между ростверком и грунтом закрывают щитами.
Низкий ростверк на железобетонных сваях — частично сам принимает нагрузку, если он опирается на землю. Такой ростверк располагают над поверхностью земли, так чтобы между его нижней гранью и грунтом оставался зазор в 10 – 15 см. При таком исполнении приходится предпринимать меры по предотвращению осыпания грунта в траншею. Если этого не делать, пространство под ростверком со временем заполнится землей и в зимнее время ростверк оторвётся от свай.
Заглублённый ростверк на железобетонных сваях — располагают в траншее глубиной 30 – 40 см. При таком варианте упрощается создание монолитного ростверка (траншея заменяет часть опалубки), а полы первого этажа получаются не такими холодными.

Последовательность возведения ростверка на железобетонных сваях

Расчистка участка. Удаляется верхний плодородный слой грунта, чтобы впоследствии под фундаментом не росли растения.
Возведение свайного поля.
Сборка и установка армирующего каркаса будущего ростверка. Конструкция каркаса должна состоять как минимум из двух рядов горизонтальных прутьев, соединенных вертикальными стойками арматуры. Расстояние между вертикальными стойками составляет 30−40 см.
Закрепление каркаса на сваях, обращая особое внимание на углы будущего фундамента. Арматура на углах загибается в разные стороны. Контур армирующего каркаса должен быть полностью замкнут по периметру.
Возведение опалубки для заливки монолитной ленты. Если возводится висячий (надземный) ростверк, то между сваями под опалубку устанавливают дополнительные опоры. В равной степени это относится и к ростверку в виде монолитной плиты.
Последним этапом возведения свайного монолитного ростверка является приготовление бетона и заливка его в опалубку.

Преимущества фундаментов на ж/б сваях с ростверком

К преимуществам фундамента с ростверком на жб сваях относятся:

Высокая надежность фундамента,
Минимальный фронт земляных работ,
Небольшой расход строительных материалов (снижается потребность в бетоне – при надземном положении ростверка исключается укладка бетонных подушек в траншеи),
Возможность работ в зимнее время (установка не отменяется даже при температуре ниже -10°),
Отсутствие просадки грунта при вспучивании или подтоплении,
Уменьшение теплопотерь – за счет сокращения площади контакта с промерзшей почвой,
Снижение стоимости работ до 20%,
Уменьшение времени возведения основания.

Закажите фундамент на забивных ж/б сваях с ростверком

Забивной фундамент с монолитным ростверком занимает достойное место среди других типов оснований для дома. Он является надежной конструкцией с большим запасом прочности. Для всех видов возводимых в частном секторе домов мы советуем закладывать свайный фундамент с ростверком с монолитной связующей лентой, так как выносливость цельной конструкции гораздо выше. Цена, скорость, надёжность — сочетание этих качеств является основой ростверка на железобетонных сваях.

Заливка ростверка бетоном: технология бетонирования

Ростверк – один из самых важных составляющих свайного фундамента, заливается в виде балок или плит, ложащихся на оголовки столбов, его основная функция – равномерное распределение нагрузки, а также он служит основанием для дальнейшего возведения стен. Ростверки бывают сборные – выполненные из швеллера; сборно-монолитные – собираются из заранее залитых частей, соединяемых после сборки; монолитно-литые – заливаются в виде железобетонных балок, плит. Использование монолитных ростверков наиболее популярно при малоэтажной стройке. Делается такой фундамент на неустойчивых грунтах, склонах, и подходит для стройки помещений из легких материалов (газобетон, пенобетон).

Строительная документация

Когда заливаются ростверки, рабочие должны руководствоваться нормативными документами, регламентирующими проведение работ. К числу этих документов принадлежит технологическая карта – стандартизованный документ, который содержит инструкции, необходимые сведения для персонала, выполняющего заливку ростверка. В карте также есть инструкции по технике безопасности, контролю робот, уменьшению затрат, повышению качества конструкций.

Технологическая карта была разработана для инженерно-технических работников, исполнителей работ, проектных организаций, сотрудников технического надзора. Технологическая карта указывает порядок выполнения робот: устройство опалубки, изготовление каркаса, бетонирование, снятие опалубки. Все эти процессы подробно описаны, указаны технические параметры и нормы по их выполнению.

Вернуться к оглавлению

Подготовка посадочных мест под конструкцию

Опалубка для ростверка на грунте.

При стройке промышленных объектов для создания посадочных мест под сваи используют специализированную технику по вбиванию свай в землю. В частном строительстве пользуются строительным буром, лунки делают через 1,5-2 м. Глубина пробоин зависит от прочности грунта, зачастую она на 30-50 см больше глубины промерзания грунта. Перед заливкой в скважины вставляют скрученный трубкой рубероид, это помогает обеспечивает гидроизоляцию сваи.

Вернуться к оглавлению

Установка опалубки

Для формирования опалубки подойдут доски толщиной от 25 мм, фанера. После заливки бетона высота ростверка должна быть не меньше 30 см, а ширина – на 10 см превышать диаметр сваи. Эти требования учитываются, когда выставляется опалубка.

Первым делом надо сделать разметку по контуру будущей опалубки. Через 50-80 см вертикально забиваются бруски (5 на 5 см), вверху они соединяются проволокой, или теми же брусками. После этого саморезами прикручивают нижние планки, на которые кладут дно опалубки (можно делать с досок толщиной 30-40 мм). В местах примыкания свай нужно сделать прорези. Далее к брускам крепим боковые стенки, середину опалубки устилаем пленкой, которая предотвратит вытекание бетона и будет способствовать его правильному застыванию.

Вернуться к оглавлению

Армирование

Прочности ростверку придаст армирование, выполненное в два ряда. Необходимо, чтобы арматура была покрыта шаром бетона от 3 см, для этого нижний ряд прутьев укладывают на бруски (высота 3 см). Нижний и верхний ряды скрепляются между собой прямоугольниками, сделанными из гладкой арматуры, при помощи вязальной проволоки. Расстояние между рядами арматуры зависит от того, какую высоту имеет железобетонный ростверк.

Вернуться к оглавлению

Бетонирование

При заливке лучше пользоваться готовым бетоном. На предприятиях бетон изготавливают строго по технологии, при потребности добавляют присадки. Сначала бетонируют сваи, смесь трамбуют вибратором, или деревянным брусом соответственной длины. Бетонирование ростверков проводят через 5-7 дней, когда сваи наберут прочности. Тогда проводится заливка опалубки бетоном. Чтобы в ростверке не было воздуха, его надо тщательно утрамбовать, тогда все пустоты, образовавшиеся в бетоне, выйдут наружу. Поверхность выравнивают металлическими специальными линейками.

Вернуться к оглавлению

Сушка и уход

Опалубку можно снимать уже через 28 дней.

Когда бетонирование ростверков проведено, надо подождать несколько часов и смочить открытую поверхность водой. Пересыхание монолита может спровоцировать появление трещин, чтобы этого избежать, нужно застелить поверхность железобетона полиэтиленовой пленкой. Опалубку снимают, когда бетон полностью затвердеет, сведение стен можно начинать через 28 дней.

Вернуться к оглавлению

Гидроизоляция

Фундаменты с ростверками нуждаются в гидроизоляции, она придаст конструкции дополнительную прочность и надежность, оградит монолитный фундамент от вредного воздействия воды. В зависимости от способов нанесения гидроизоляция бывает нескольких видов:

Обмазочная – фундамент промазывается битумной мастикой слоем в 3-5 см.
Рулонная – предусматривает использование рулонных гидроизоляционных материалов, рубероида. Укладывается при помощи мастики.
Напыляемая – при помощи специального пульверизатора наносится жидкая резина.
Проникающая – специальные проникающие растворы, которыми обрабатывается фундамент, исполняют функции гидроизоляции.

Современные строительные технологии и материалы позволяют строить дома в местах с неустойчивыми грунтами, высоким уровнем грунтовых вод, на склонах. В таких условиях не обойтись без обустройства ростверка, что к тому же позволит сэкономить материалы при дальнейшем возведении дома. Важно помнить, что все расчеты и проектирование должны проводиться специалистами, а работы проводиться согласно ука

Моделирование и анализ балочных мостов

Большинство автомобильных мостов представляют собой балочные конструкции с однопролетными или непрерывными пролетами, а композитные мосты имеют форму многобалочных или лестничных настилов. Определение основных эффектов различных комбинаций нагрузок часто может быть достигнуто с помощью 2-мерной аналитической модели, но для более всестороннего анализа необходима 3-мерная модель. В этой статье рассматриваются соответствующие методы анализа и моделирования типичных мостов из стали и композитных материалов в Великобритании.

Полная конечно-элементная модель

[вверху] Варианты моделирования типичного многолучевого моста

Типичный многобалочный мост из стального композитного материала
Овербридж Тринити на трассе A120
(Изображение любезно предоставлено Аткинсом)

Существует три варианта моделирования типичного многобалочного стального композитного моста:

Линейный луч — довольно грубый инструмент.Он не учитывает поперечное распределение, не дает результатов для поперечного дизайна (например, плиты или распорки) и не учитывает эффекты перекоса. Его не рекомендуется использовать для детального проектирования, но это полезный инструмент для предварительного проектирования.

Использование ростверка подходит во многих ситуациях. Использование модели конечных элементов даст более подробные результаты, особенно для неоднородных балок.

Хотя анализ ростверка широко используется и по-прежнему считается наиболее подходящим для большинства мостовых настилов, признано, что программы анализа методом конечных элементов становятся все более доступными и более простыми в использовании.Кроме того, требования Еврокода для проверки бокового продольного изгиба при кручении могут сделать анализ продольного изгиба методом конечных элементов важным для проверки случая нагрузки мокрой бетонной конструкции.

Поперечный разрез Овербриджа Тринити

[вверх] Анализ ростков

[вверх] Анализ ростков: обзор

Изометрический вид ростверка, представляющего собой настил балки

Модель ростверка — это обычная форма расчетной модели для композитных настилов мостов.Его ключевые особенности:

Это 2D модель
Конструктивное поведение линейно-упругое
Элементы балки выложены сеткой в одной плоскости, жестко соединены в узлах
Продольные элементы представляют собой составные секции (т. Е. Основные балки с соответствующей плитой)
Поперечные элементы представляют собой только плиту или составное сечение, в котором присутствуют поперечные стальные балки

[вверх] Анализ ростверка: расположение элементов

Предлагается следующее руководство по выбору планировки ростверка:

Сохраняйте размеры сетки примерно квадратными
Используйте четное количество шагов сетки
Шаг сетки не более пролета / 8
Кромки вдоль парапета для облегчения приложения нагрузки
Вставьте дополнительные стыки для мест сращивания (обычно предполагается, что это 25% пролета от опор)

Для двухпролетного моста, как показано выше, подходящая компоновка будет такой, как показано ниже.

Типовая схема ростверка для двухпролетного многобалочного стального композитного моста

[вверх] Анализ ростверка: поэтапное применение загрузки

Для моделирования реакции конструкции на диапазон постоянных и переменных воздействий потребуются как минимум три различных модели ростверка:

Модель «только сталь» : Собственный вес стальных балок и вес влажного бетона во время строительства применяются к модели ростверка только из стали.Продольные элементы представляют собой только стальные балки, в то время как поперечные элементы обычно не требуются (они могут быть установлены как «фиктивные» элементы, чтобы сохранить то же расположение модели, что и составные модели).
«Долговременная» композитная модель : Постоянные воздействия, применяемые к завершенной конструкции (в основном, наложенные постоянные нагрузки, такие как покрытие поверхности, и ограничение кривизны из-за усадки), применяются к долговременной композитной модели. Характеристики сечения продольных составных элементов и поперечных элементов, представляющих плиту, рассчитываются с использованием длительного модуля упругости бетона.Если плита находится в состоянии растяжения, могут потребоваться свойства сечения с трещинами.
«Краткосрочная» составная модель. : Переходные воздействия (в основном вертикальные нагрузки из-за дорожного движения) применяются к краткосрочной составной модели. Свойства сечения рассчитываются так же, как и для долгосрочной модели, но с использованием краткосрочного модуля упругости. Опять же, свойства сечения с трещинами могут потребоваться там, где плита находится в состоянии растяжения.

Обратите внимание, что BS EN 1992-1-1 ^[1] дает несколько иной долгосрочный модуль упругости бетона для усадочной нагрузки, поэтому теоретически должна быть четвертая модель для анализа эффектов усадки.Однако модуль существенно не отличается от «обычного» долгосрочного значения, и разумно применить удерживающие моменты усадки к долгосрочной модели для определения вторичных моментов в балках. Однако соответствующие свойства сечения для усадки следует использовать для расчета напряжений, вызванных этими эффектами.

[вверх] Анализ ростков: свойства сечения

Свойства трансформируемого сечения элемента составной балки ростверка

Обычно все свойства сечения в «стальных элементах» рассчитываются с использованием преобразованной площади бетонной полки (разделить на коэффициент модульности n = E _s / E _c).Следующие свойства сечения необходимы для каждого отдельного сечения:

Только сталь: только свойства стальной балки
Долговечный композит: бетонная поверхность, преобразованная в долгосрочную модульную конструкцию
Кратковременный композит: бетонная поверхность, преобразованная для кратковременного модульного соотношения
Свойства трещин (в областях закоротов): площадь армирования принимается как эффективная только в сечении плиты.

Для свойств сечения без трещин армирование в плите может игнорироваться.

Типичный преобразованный разрез показан справа.

[вверх] Степень трещинности

Если отношение длин соседних пролетов составляет не менее 0,6, поправка на растрескивание плиты в зонах коробления может быть сделана путем использования свойств сечения с трещинами для 15% пролета с каждой стороны промежуточных опор, как показано ниже. Это предусмотрено BS EN 1994-2 ^[2], пункт 5.4.2.3.

Степень трещиностойкости элементов балки

[вверху] Задержка сдвига в бетонных полках

Эффективная ширина бетонных полок основана на ширине плиты, равной L _e/8 за пределами внешней стойки, по обе стороны от балки, где L _e — это расстояние между точками обратного прогиба.Это определение дано в BS EN 1994-2 ^[2], пункт 5.4.1.2, где приведены приблизительные значения L _и. Обратите внимание, что запаздывание сдвига необходимо учитывать как при ULS, так и при SLS (одинаковая эффективная ширина используется для обоих предельных состояний).

[вверх] Анализ ростверка: приложение нагрузок

Остаточные воздействия (собственный вес) распределяются между продольными элементами с помощью простой статики. Графическое изображение типичных постоянных нагрузок, приложенных к модели ростверка, показано ниже (слева).

Загрузка трафика обычно определяется с помощью программ «автозагрузки», которые являются частью большинства аналитических программ. Эти программы используют поверхности влияния для определения степени равномерно распределенных нагрузок и положения тандемных систем и специальных транспортных средств. Типичная поверхность влияния для места изгиба в середине пролета показана ниже (справа).

Пользователь решает, какие положения на модели наиболее важны для проектирования (например, промежуточные участки, стыки и положения опор), и требует, чтобы для этих положений были созданы поверхности влияния; затем автопогрузчик определяет позиции, в которых применяется для наиболее обременительного эффекта.

Графическое изображение постоянных нагрузок, приложенных к модели
Типовая поверхность воздействия изгибающего момента в середине пролета двухпролетного четырехбалочного моста

[вверх] Анализ ростков: выход

Основной целью любого глобального анализа мостов является получение результатов, которые затем можно использовать при анализе и проектировании сечений. Обычно на выходе будут изгибающие моменты, поперечные силы и крутящие моменты (если они значительны) в главных балках.Прогибы также потребуются для расчетов из преамбула. Результат, вероятно, будет либо графическим, либо табличным, оба полезны. Графический вывод позволяет быстро установить на глаз пиковые моменты и сдвиги, а также позволяет проектировщику визуально проверить, ведет ли модель себя так, как ожидалось. Табличный вывод может быть полезен для постобработки в виде электронной таблицы и одновременного чтения сопутствующих эффектов нагрузки. Однако проектировщику следует принимать решения о том, где находятся критические места на конструкции, чтобы избежать чрезмерных объемов выходных данных и постобработки.

Типовое графическое представление вывода изгибающего момента
Типичный результат анализа влияния нагрузки на ростверк

[вверх] Анализ ростков: прочие соображения

Графическое изображение изгибающих моментов в элементах плиты в ростверке модели

Также необходимо учитывать следующее:

Глобальные эффекты для расчета поперечных перекрытий : возьмите эффекты нагрузки на поперечные элементы из модели ростверка и добавьте к эффектам из локального анализа (например.грамм. Диаграммы Пучера. См. SCI 356). Любые нагрузки, приложенные к ростверку, следует прикладывать к швам только для этой цели, чтобы избежать неточного двойного учета местных эффектов.
Распорка : Связь обычно моделируется с помощью гибкого на сдвиг элемента (консервативно для использования элемента, который не допускает гибкости при сдвиге) с эквивалентными свойствами, рассчитанными на основе модели плоского каркаса. Модель плоской рамы также может использоваться для расчета распорок с использованием отклонений от модели ростверка, приложенных к модели плоской рамы, и при необходимости удерживающих сил.
Опоры : Все опоры обеспечивают только вертикальное ограничение в 2D ростверке. Влияние невертикальных нагрузок необходимо оценивать вручную или с помощью альтернативной модели.
Ручные проверки : Ручные проверки должны проводиться для проверки модели, например, проверка изгибающих моментов при равномерной нагрузке и проверка опорных реакций
Комбинированное программное обеспечение для глобального анализа и проектирования сечений : Некоторое программное обеспечение предлагает комбинированный глобальный анализ и возможность проектирования сечений.Проектировщики должны убедиться, что они понимают теорию, лежащую в основе проектирования секций балки, и проводить проверки на выходе.

Модель плоской рамы для оценки жесткости (для элемента модели ростверка) и для определения эффектов от смещений из выходного

[вверх] Анализ ростков: варианты

[вверх] Мосты косые

Многие мосты имеют перекос в плане, и модель ростверка позволяет приспособить это расположение одним из нескольких способов.Рассмотрим типичный план косого моста, показанный ниже.

Для малых углов перекоса сетку можно выровнять с перекосом, как показано ниже.

перекос сетки (перекос не более 20 °)

Для больших углов перекоса поведение элементов перекоса становится неточным, и лучше вернуться к ортогональной сетке.На концах необходимо компенсировать перекос.

Ортогональная сетка для большего перекоса. (наклон более 20 °)

[вверх] Мосты изогнутые

Типовой изогнутый композитный мост

Это относительно обычное дело для мостов на развязках с разнесенными уровнями и в других местах, где пространство ограничено, чтобы иметь значительную кривизну в плане.

В таких ситуациях можно использовать изогнутые ростверки, хотя при выборе компоновки и рассмотрении результатов анализа необходимо соблюдать осторожность, поскольку крутильные эффекты в плите нелегко отделить от эффектов коробления в стальных балках. Кроме того, влияние горизонтальных «радиальных» сил в стальных фланцах необходимо будет добавить после анализа ростверка.

Модель изогнутого ростверка для 4-пролетного моста

[вверх] Балки переменной глубины

Балки переменной глубины, такие как показанные ниже, можно легко разместить в модели ростверка путем изменения свойств сечения по длине продольных элементов.

Балки переменной глубины в двухпролетном мосту
(Изображение любезно предоставлено Аткинсом)

[вверху] Лестничные настилы

Лестничный мостик (этап строительства, со спусковой головкой)

Лестничные настилы, подобные показанному справа, можно смоделировать с помощью ростверков.

В модели ростверка для лестничной площадки:

Основные лонжероны представляют собой сплошное составное сечение
Промежуточные лонжероны представляют собой только плиту
Поперечные элементы обычно представляют собой составное сечение, включая поперечные балки.Иногда могут быть включены только промежуточные элементы плиты между композитными поперечными элементами.

Вероятно, потребуется 3D-модель для моделирования взаимодействия между поперечными балками и главными балками, в частности, для определения жесткости U-образной рамы и воздействия на поперечные балки из-за местного применения специальных транспортных средств.

Трехмерная модель лестничного настила для взаимодействия поперечных балок и главных балок

[вверх] Мосты интегральные

Для интегрального моста можно использовать двухмерный ростверк с поворотными пружинными опорами на встроенных опорах в сочетании с двухмерной плоской моделью рамы для температурных воздействий.В качестве альтернативы можно использовать 3D-модель с участком ростверка для настила и вертикальными участками для примыкания и фундамента.

[вверху] Расчет критического изгиба на упругость для грузовой платформы «мокрый бетон»

Голые стальные балки в ожидании загрузки мокрого бетона

BS EN 1993-2 ^[3] не дает формулы для определения гибкости при продольном изгибе при кручении парных стальных балок с торсионными связями, когда пара балок склонна изгибаться как пара, сочувствуя друг другу, а не между ограничениями. .Это обычный сценарий для мокрой загрузки бетона. Можно рассмотреть два варианта:

Расчет гибкости с помощью анализа критического продольного изгиба по КЭ
Используйте упрощенные правила для гибкости ограничителей скручивания, взятые из BS 5400-3 ^[4] (они доступны в формате Еврокода в SCI P356).

Для анализа КЭ пользователю необходимо просмотреть режимы потери устойчивости, чтобы найти режим продольного изгиба при кручении — можно обнаружить, что формы продольного изгиба стенки или фланца возникают раньше, чем поперечные формы продольного изгиба при кручении.

Анализ КЭ, вероятно, даст значительные преимущества по сравнению с упрощенным подходом, который обсуждается при проектировании балки.

Дальнейшие инструкции по определению сопротивления продольному изгибу балок из стальных листов в композитных мостах во время строительства (голая стальная ступень) и в эксплуатации (когда плита настила действует как верхний фланец) доступны в ED008.

[вверх] Конечно-элементное моделирование

Поскольку вполне вероятно, что для проверки упругой критической потери устойчивости потребуется модель конечных элементов, можно рассмотреть возможность использования полной модели конечных элементов для всего анализа.Это также будет иметь то преимущество, что структурный отклик потенциально лучше моделируется. Однако есть ряд недостатков, в том числе:

Полная конечно-элементная модель

Более длительная установка
Больше шансов ошибки
Больше времени для получения результатов
Для уверенного использования требуется больше практики
Отладка сложнее
Пиковые опорные моменты могут быть недооценены

Если принято решение об использовании конечно-элементной модели, могут помочь следующие рекомендации:

Крупная сетка, вероятно, будет достаточной
Держите сетку как можно более квадратной
Требуется более тщательное планирование
Толстые элементы оболочки для балок и плит, балочные элементы в других местах (например,грамм. для распорки)
В качестве альтернативы можно использовать балочные элементы для составных пластин для стальных балок
Требуется дополнительная проверка
Необходимые анизотропные свойства в областях с трещинами

[вверх] Выводы

Ростверк — это обычно используемая модель для настилов мостов, и она относительно проста в использовании. Тем не менее, модель конечных элементов, скорее всего, по-прежнему потребуется для анализа упругого критического продольного изгиба стальных балок, поддерживающих влажную нагрузку бетона.Следовательно, модель конечных элементов может рассматриваться для всего анализа, что также может иметь возможное преимущество в виде лучшего моделирования реакции конструкции. Однако у этого подхода есть некоторые недостатки, поэтому многие проектировщики используют ростверк для основного анализа и используют модель конечных элементов только там, где это абсолютно необходимо.

[вверх] Список литературы

↑ BS EN 1992-1-1: 2004 + A1: 2014 Еврокод 2. Проектирование бетонных конструкций. Общие правила и правила для зданий, BSI
↑ ^2.0 ^2,1 BS EN 1994-2: 2005, Еврокод 4. Проектирование композитных стальных и бетонных конструкций. Общие правила и правила для мостов, BSI
↑ BS EN 1993-2: 2006, Еврокод 3. Проектирование стальных конструкций. Стальные мосты, BSI
↑ BS 5400-3: 2000 Стальные, бетонные и композитные мосты. Свод правил проектирования стальных мостов. BSI

[вверх] Ресурсы

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

Дизайн мостов | Учебное пособие по анализу ростверков для мостовых настилов в соответствии с британскими стандартами

Анализ ростверков мостовых настилов

1.Геометрия

Grillages наиболее широко используются для анализа мостовых настилов балочного и плитного типа. Настилы типа цельных плит обычно моделируются с использованием конечных элементов, однако ростверки могут использоваться для настилов этого типа с достаточно точными результатами.

Продольные элементы ростверка расположены так, чтобы представлять главные балки, с поперечными элементами, представляющими плиту настила и диафрагменные балки.

Расстояние между поперечными элементами ростверка выбрано около 1.В 5 раз больше расстояния между основными лонжеронами, но может варьироваться в пределах 2: 1. Поперечные элементы требуются в положениях диафрагмы, и для получения элемента в середине пролета необходимо нечетное количество элементов.

В случае перекоса настилов поперечные элементы должны располагаться перпендикулярно основным элементам (см. Рис. 3), чтобы обеспечить правильную величину моментов и прогибов. Однако такая компоновка может оказаться непрактичной для малых углов перекоса (ниже 35 ^o), и обычно используется перекос сетки (см. Рис.2). Скошенная сетка будет иметь тенденцию немного переоценивать величину моментов и прогибов и поэтому считается безопасным решением. Характеристики сечения поперечных элементов в косых сетках следует рассчитывать с использованием ортогонального расстояния; ширина поперечного элемента на рисунке 2 составляет 1,641 м, а не 1,667 м.

Инерция изгиба и инерция кручения требуются для всех элементов в модели ростверка.Сечения элементов, представляющих настил на рисунке 1, показаны на рисунках 4 и 5 ниже.

Интервал изгиба композитных секций может быть рассчитан с использованием подходящей проформы. Электронную таблицу Excel с координатной геометрией можно скачать, щелкнув здесь. Свойства стержня для ростверка рассчитываются для локальной оси стержня, как показано, и необходимо следить за тем, чтобы вы использовали правильные обозначения.Если используется электронная таблица, то I _xx из электронной таблицы будет введено как I _y для показанной локальной оси элемента. Точно так же I _yy из электронной таблицы будет введено как I _z, а инерция кручения J будет введена как I _x.

Аппроксимация инерции кручения элемента получается путем деления сечения на составляющие прямоугольники, как показано на рисунке 4.
Инерция кручения для прямоугольника определяется выражением J = k ₁ b ³ b _max
где:
b — длина короткой стороны
b _max — длина длинной стороны
k ₁ = {1-0.63 (b / b _max) (1-b ⁴ / 12b ⁴ _max)} / 3

Торсионная инерция секции — это сумма инерций отдельных прямоугольников. Поскольку плита настила используется как в продольных элементах, так и в поперечных элементах, инерция этого прямоугольника уменьшается вдвое. Это относится только к инерции кручения, полное сечение используется для расчета инерции изгиба.

Калькулятор ниже можно использовать для проверки того, что инерция кручения продольного внутреннего элемента на рис.4 это:
J = (0,5 * 1864 + 4042 + 4613) * 10 ⁶ = 9587 * 10 ⁶ мм ⁴
Точно так же инерция кручения поперечного внутреннего элемента (плита настила 1641×185) на рисунке 5 составляет:
J = (0,5 * 3216) * 10 ⁶ = 1608 * 10 ⁶ мм ⁴

3. Кантилеверные пешеходные дорожки

Когда настил консольный от края балок главной палубы, удобно продлить ростверк до балки парапета, как показано на рис.1, 2 и 3. Это упростит применение нагрузки на пешеходные дорожки и случайной нагрузки на колеса.

Однако крутильные эффекты в краевой балке могут быть значительно переоценены для настила типа балки и плиты, если элементы не смоделированы правильно.
Большинство консольных эффектов должны вызывать изгиб плиты настила с вторичными скручивающими эффектами, возникающими в опорных краевых балках.
Если используется простой двухмерный (2D) ростверк, то изгибающим эффектам консоли будет противодействовать скручивание краевой балки.Это приведет к переоценке скручивания краевой балки и недооценке изгиба настила.
Некоторые программы ростверка позволяют центридам стержней смещаться от 2D плоскости (как показано на рисунке 6). В качестве альтернативы можно использовать трехмерную модель, включив в нее жесткие вертикальные фиктивные элементы, хотя это решение действительно усложняет геометрию.

Большинство программ ростверка позволяют моделировать опоры свободными, жесткими или подпружиненными.Пружинные опоры используются для моделирования упругой деформации подшипника или опорной конструкции. Резиновые опоры деформируются под нагрузкой и существенно влияют на распределение нагрузки по палубе. Даже упругая деформация бетонных колонн может повлиять на распределение нагрузок в сплошном настиле.
Простой анализ линейного пучка даст приблизительную величину реакций. Это позволит подобрать подходящий подшипник для модели ростверка.В качестве альтернативы анализ ростверка может быть выполнен с жесткими вертикальными опорами и впоследствии изменен.
Используя компоновку подшипников, показанную внизу веб-страницы «Выбор подшипников»:

«Свободные подшипники скольжения» будут фиксироваться или подпружиняться в вертикальном направлении, а расцепители применяются для направлений вращения.
«Неподвижный» подшипник будет зафиксирован или подрессорен во всех направлениях.

При использовании пружинных опор обычно приходится фиксировать один подшипник в вертикальном направлении для достижения стабильного решения.
Ростверк не анализирует нагрузку в плоскости, поэтому продольные или поперечные ограничения не моделируются.

Вся нагрузка пропорциональна элементам ростверка и стыкам (узлам) ростверка до расчета моментов, сдвигов и кручений. Многие программы имеют возможность прикладывать патч-нагрузки и точечные нагрузки, которые не обязательно совпадают с соединениями или стержнями. Программа распределяет эти нагрузки по элементам перед расчетом моментов, сдвигов и торсионных эффектов.

Есть несколько способов пропорционально распределить нагрузки на суставы, если в программе нет такой возможности. Показанная точечная нагрузка 48 кН, действующая в сетке из квадратов 600, может быть пропорциональна паре противоположных элементов, а затем снова соединениям, как показано. Это распределение позволит достичь достаточно точных результатов.

Удобно прикладывать все нагрузки к конструкции как номинальные. Коэффициенты нагрузки могут применяться к комбинированным случаям, чтобы избежать ввода множества загружений.Следовательно, загружения не должны быть слишком сложными. Например, конструкция проезжей части дороги толщиной 150 мм рассматривается в BD21 как 100-миллиметровое покрытие с 50-миллиметровым заполнением и должна применяться как два варианта нагружения, поскольку для насыпи применяются разные коэффициенты нагрузки, а не для покрытия.

Статическая нагрузка приложена к основным лонжеронам. Некоторые программы автоматически создают статическую нагрузку, применяя плотность к площади поперечного сечения стержня. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать двойного учета веса плиты настила.
Накладываемая статическая нагрузка (покрытие проезжей части, покрытие и покрытие пешеходных дорожек и парапеты) вводятся как равномерно распределенные нагрузки по длине продольных элементов ростверка. В некоторых программах есть возможность прикладывать патч-нагрузки, которые можно использовать для наплавки, при условии, что она имеет постоянную толщину.

Динамическая нагрузка может состоять из нагрузки HA (udl + kel), нагрузки HB, пешеходной нагрузки, случайной нагрузки на колесо и ветровой нагрузки. Нагрузка на парапеты при столкновении включается только в том случае, если требуются парапеты с высокой защитой.Горизонтальные нагрузки, такие как тяговое усилие, торможение и занос, как правило, не учитываются, поскольку настил очень жесток, чтобы выдерживать горизонтальные нагрузки по сравнению с вертикальными нагрузками. Если настил не имеет очень высокого виража или крутого продольного уклона, то составляющая нагрузки в вертикальном направлении для заноса и центробежных нагрузок будет незначительной.

Всегда рекомендуется проводить приблизительную проверку вывода по мере выполнения задания. Одна простая проверка состоит в том, чтобы получить общие реакции для каждого варианта нагружения, чтобы увидеть, согласуются ли они с оценкой общей нагрузки, приложенной для каждого варианта нагружения.
Также простой анализ линейных балок даст приблизительные моменты и сдвиги, которые можно сравнить с результатами для ростверка. Таблицу Excel с использованием распределения моментов для выполнения анализа линейного пучка можно загрузить, щелкнув здесь.

Метод ростверка для анализа надстройки

Презентация на тему: «Метод ростверка для анализа надстройки» — стенограмма презентации:

ins [data-ad-slot = «4502451947»] {display: none! important;}} @media (max-width: 800px) {# place_14> ins: not ([data-ad-slot = «4502451947»]) {display: none! important;}} @media (max-width: 800px) {# place_14 {width: 250px;}} @media (max-width: 500 пикселей) {# place_14 {width: 120px;}} ]]>

1 Grillage Метод анализа надстройки
Dr.Шахзад Рахман NWFP University of Engg & Technology, Пешавар Источники: конспекты лекций Проф. Азлан Абдул Рехман, University Teknologi Malaysia Заметки лекций Проф. М. С. Чунг, Гонконгский университет

2 Описание — Метод анализа ростверков
По сути, компьютерный метод анализа настилов мостов. Настил идеализирован как серия «балочных» элементов (или ростверков), соединенных и удерживаемых в местах соединения.Каждому элементу придается эквивалентная инерция при изгибе и скручивании, что соответствует той части настила, которую он заменяет. Предполагается, что жесткость на изгиб и кручение в каждой области плиты сосредоточена в ближайшей эквивалентной балке ростверка. Ограничения, нагрузка и опоры могут быть приложены к соединениям между элементами, а элементы, образующие соединение, могут располагаться под любым углом.

3 Описание Продольная жесткость плиты сосредоточена в продольных балках; поперечная жесткость в поперечных балках.Равновесие в плите требует, чтобы крутящий момент был одинаковым в ортогональных направлениях. Скрутка одинакова в ортогональных направлениях, но не в эквивалентном ростверке, если сетка не очень мелкая.

4 Базовая теория Базовая теория включает метод смещения жесткости. По сути, это матричный метод, в котором неизвестные выражаются в единицах смещения суставов. Решение проблемы состоит в нахождении значений перемещений, которые необходимо приложить ко всем соединениям и опорам для восстановления равновесия.

5 Программа анализа ростверка
Некоторые компьютерные программы позволяют вводить упругие ограничения в соединениях, чтобы имитировать влияние резиновых опор или упругого укорачивания колонн под нагрузкой. Возможен анализ любой двухмерной конструкции палубы с любыми условиями опоры или углом наклона (примерно до 20o). Обычно требуется сгладить несплошности на воображаемых стыках между элементами ростверка.Метод может быть расширен для обслуживания трехмерных систем (пространственно-кадровый анализ).

6 Программа анализа ростверка
Когда настил моста анализируется методом аналогии с ростверком, необходимо выполнить пять основных шагов для получения результатов проектирования: Идеализация физического настила в эквивалентный ростверк Оценка эквивалентной упругой инерции элементов ростверка Применение и передача нагрузок на различные узлы ростверка. Определение силовых характеристик и расчетных диапазонов и интерпретация результатов.

7 Программа анализа ростверка
Метод состоит из преобразования конструкции настила моста в сеть жестко связанных балок или в сеть каркасных элементов, жестко связанных друг с другом в дискретных узлах, то есть идеализация моста с помощью эквивалентного ростверка. Деформации на двух концах элемента балки связаны с изгибающим и скручивающим моментами через их жесткость на изгиб и кручение.Матрица жесткости конструкции формируется с использованием обычных методов матричного структурного анализа или метода конечных элементов.

8 Программа анализа ростверка
Моменты записываются в терминах концевых деформаций с использованием уравнений крутящего момента и отклонения уклона. Сила сдвига в балке также связана с изгибающим моментом на двух концах балки и снова может быть записана в терминах концевых деформаций балки.Сдвиг и момент во всех элементах балки, встречающихся в узле, и фиксированные концевые реакции, если таковые имеются, в узле суммируются, и три основных уравнения статического равновесия в каждом узле, а именно ΣFZ = 0, ΣMz = 0 и ΣMy = 0, составляют доволен.

9 Программа анализа ростверков
Конструкция моста очень жесткая в горизонтальной плоскости из-за наличия плиты настила. Переходные смещения по двум горизонтальным осям и вращение вокруг вертикальной оси будут незначительными и могут быть проигнорированы при анализе.Таким образом, каркасная структура будет иметь три степени свободы в каждом узле, то есть свободу вертикального смещения и свободу вращения вокруг двух взаимно перпендикулярных осей в горизонтальной плоскости. В целом ростверк с n узлами будет иметь 3n степеней свободы или 3n узловых деформаций и 3n уравнений равновесия, связанных с ними.

10 Программа анализа ростверка
Все нагрузки пролета преобразуются в эквивалентные узловые нагрузки путем вычисления фиксированных концевых сил и передачи их на глобальные оси.Система одновременных уравнений получается в процессе, и их решения приводят к оценке узловых перемещений в конструкции. Силы стержня, включая изгибающий и крутящий моменты, затем могут быть определены обратной подстановкой в уравнениях отклонения наклона и крутящего момента.

11 Идеализированная модель настила моста с сеткой ростверка (отклоненная)

12 Идеализация плиты — расположение и расстояние между элементами ростверка
Логичный выбор продольных линий сетки для настилов с тавровыми или двутавровыми балками состоит в том, чтобы сделать их совпадающими с осевыми линиями физических балок, и этим продольным элементам даны свойства фермы плюс связанные части плиты, которые они представляют.Дополнительные линии сетки между физическими фермами также могут быть установлены для повышения точности результата. Линии краевой сетки могут быть предусмотрены по краям настила или на подходящем расстоянии от края. Для моста с пешеходными дорожками также предусмотрена одна дополнительная продольная линия сетки вдоль центральной линии каждой плиты пешеходной дорожки. Описанная выше процедура выбора продольных линий сетки применима как к правым, так и к наклонным настилам.

13 Идеализация плиты — расположение и расстояние между элементами ростверка
Когда промежуточные поперечные балки существуют в фактическом настиле, поперечные линии сетки представляют свойства поперечных балок и связанных с ними плит настила.Линии сетки устанавливаются по осевым линиям поперечных балок. Линии сетки также помещаются между этими поперечными физическими поперечными балками, если после учета эффективной ширины полки этих балок части плиты перекрытия не учитываются. Если после вставки линий сетки из-за этих оставшихся перекрытий расстояние между поперечными линиями сетки все еще больше, чем в два раза, чем расстояние между продольными линиями сетки, оставшиеся перекрытия должны быть заменены не одной, а двумя или более линиями сетки, чтобы Вышеупомянутая рекомендация по интервалу выполняется

14 Идеализация плиты — расположение и расстояние между элементами ростверка
Если на опоре в фактическом настиле есть диафрагма, линии сетки, совпадающие с этими диафрагмами, также должны быть размещены.Когда промежуточные диафрагмы не предусмотрены, поперечная среда, то есть плита настила, концептуально разбивается на несколько поперечных полос, и каждая полоса заменяется линией сетки. Расстояние между поперечными линиями сетки несколько произвольно, но обычно удобно около 1/9 эффективного пролета. В качестве ориентира рекомендуется поддерживать соотношение интервалов между поперечными и продольными линиями сетки от 1 до 2, а общее количество линий должно быть нечетным. Это соотношение промежутков может также отражать коэффициент ширины пролета настила.Следовательно, для квадратных и более широких колод это соотношение может быть равно 1, а для длинных и узких колод оно может приближаться к 2.

15 Идеализация плиты — расположение и расстояние между элементами ростверка
Поперечные линии сетки также размещаются на упорах, соединяющих центр опор. Рекомендуется минимум семь поперечных линий сетки, включая конечные линии сетки. Рекомендуется выравнивать поперечные линии сетки перпендикулярно продольным линиям там, где нет поперечных балок.Также следует отметить, что поперечные линии сетки простираются до крайних продольных линий сетки.

16 Идеализация плиты — расположение и расстояние между элементами ростверка
В косых мостах с малым углом перекоса, скажем, менее 15 ° и без промежуточных диафрагм, поперечные линии сетки остаются параллельными опорным линиям. Между этими опорными линиями предусмотрены дополнительные поперечные линии сетки таким образом, чтобы их расстояние не превышало вдвое расстояния между продольными линиями, как в случае правых перемычек, описанных выше.В косых мостах с большим углом перекоса поперечные линии сетки проходят вдоль опор.

17 Идеализация плиты — расположение и расстояние между элементами ростверка
􀂄Краткое изложение некоторых общих рекомендаций по выбору 􀂄a) Установите ростверк вдоль линии прочности (предварительно напряженные балки, краевые балки и т. Д.) 􀂄 b) Рассмотрите, как силы текут в плита 􀂄 c) Поместите краевой элемент ростверка вплотную к результирующему вертикальному сдвиговому потоку на краю настила., то есть для цельной плиты это примерно 0,30 глубины от края.

18 Наклонные деки Ориентация лонжеронов всегда должна быть параллельна свободным краям. Поперечные элементы должны быть параллельны опорам с расчетными параметрами конструкции с использованием ортогонального расстояния между элементами ростверка; или перпендикулярно продольным балкам.

19 Возможное устройство ростверка для наклонных настилов.
Длинный, узкий, сильно наклоненный мостовой настил.(а) вид сверху (б) сетка ростверка (в) альтернативная сетка

20 Идеализация плиты — инерция изгиба и скручивания элементов ростверка
Для целей расчета инерции изгиба и скручивания необходима эффективная ширина плиты, которая будет действовать как сжатая полка тавровой или двутавровой балки. Строгий анализ для его определения чрезвычайно сложен, и в отсутствие более точной процедуры для его оценки некоторые рекомендации с учетом того, что эффективная ширина плиты должна быть наименьшей из следующих: В случае T-образных балок Одна четвертая эффективного пролета балка Расстояние между центрами ребер балок Ширина ребра плюс двенадцатикратная толщина плиты.В случае L-образных балок. Одна десятая эффективного пролета балки. Ширина ребра плюс один соответствует свободному расстоянию между ребрами. Ширина ребра плюс толщина плиты в шесть раз.

21 год Идеализация плиты — инерция изгиба и скручивания элементов ростверка
Инерция изгиба каждого элемента ростверка рассчитывается относительно его центра тяжести. Часто центроиды внутренних и краевых секций элементов располагаются на разных уровнях.Эффект от этого игнорируется, поскольку ошибка незначительна. После определения эффективной ширины плиты, воздействующей на балку, настил концептуально делится на количество T- или L-образных балок, в зависимости от обстоятельств. Некоторая часть плиты может оставаться между полками соседних балок в любом направлении. В продольном направлении достаточно учитывать эффективную ширину полки T, L или составных секций, чтобы учесть влияние сдвига и игнорировать оставшуюся плиту.Однако в поперечном направлении следует учитывать оставшуюся перекрытие путем введения дополнительных линий сетки в центре каждой оставшейся части перекрытия.

22 Поток сдвига при кручении 0,3d (сплошная плита) d Положение балок ростверка зависит от положения потока сдвига при кручении. Это должно быть близко к результирующему вертикальному сдвиговому потоку на краю настила.

23 Расстояние между элементами ростверка
Общее количество продольных элементов варьируется в зависимости от ширины настила.Расстояние от <2d до 3d> ¼ (эффективный пролет) для изотропных плит. Расстояние между поперечными элементами должно быть достаточным для представления нагрузок, распределенных по продольным элементам. В зонах резких изменений (например, внутренние опоры) требуется меньшее расстояние. Обычно поперечные элементы должны быть перпендикулярны продольным элементам ростверка (даже для перемычек с перекосом <20o)

24 Расстояние между элементами ростверка
Расстояние между поперечными элементами ростверка выбрано равным примерно 1.В 5 раз больше расстояния между основными лонжеронами, но может варьироваться в пределах 2: 1. Поперечные элементы требуются в положениях диафрагмы, и для получения элемента в середине пролета необходимо нечетное количество элементов.

25 Расстояние между элементами ростверка
Для малого угла перекоса (менее 35 °) сетка перекоса может быть принята без потери большой точности, как показано ниже.

26 год Расстояние между элементами ростверка
Для углов наклона более 35o) Для получения точного отклика необходимо принять ортогональную сетку, как показано ниже.

27 Решетка ростверка для балок и перекрытий
Без промежуточной диафрагмы, расстояние между поперечными элементами ростверка произвольно от 1/4 до 1/8 эффективного пролета. Расстояние <1/10 диапазона. С диафрагмой (например, над опорой) элементы ростверка должны совпадать. Инерция при изгибе каждого элемента ростверка рассчитывается относительно центра тяжести каждой секции, которую он представляет.

28 год Свойства сечения элементов ростверка
Свойства сечения линий сетки, представляющих только плиту, рассчитываются обычным способом i.е. I = bd3 / 12 и J = bd3 / 6. Если строительные материалы имеют разные свойства в продольном и поперечном направлениях, необходимо позаботиться о внесении поправок на это. Например, в железобетонной плите на сборных предварительно напряженных бетонных балках или на стальных балках инерция элемента балки (I или J) умножается на отношение модулей упругости балки Eb, а также материалов Es, чтобы преобразовать ее в инерция материала плиты.

29 Solid Slab — разделение поперечного сечения плиты перекрытия под продольные балки ростверка

30 Пустотная плита Продольные балки — для затененной области около NA
Поперечные балки — при CL пустоты Диаметр пустоты <60% от d, тогда поперечная инерция равна продольной инерции

31 год Кручение Постоянная кручения на единицу ширины плиты определяется как c = d3 / 6 на единицу ширины. Для балки ростверка, представляющей ширину b плиты, C = bd3 / 6, где C ≈ 2I приближение Хубера, c = 2 √ (ix.iy) Где ix.iy = инерция продольного и поперечного элемента на единицу ширины плиты По краям в расчете c ширина краевого элемента уменьшается до (b-0,3d)

32 Пример — сплошная плита, пролет 20 м, с простой опорой, правый мост
Настил из сплошной плиты шириной 12 м, толщиной 1,0 м 12,0 1,0 0,3 0,3 1,8 2,8 2,8 2,8 1,8

33 Плита изотропная ix = iy = 1.03/12 = 0,0834 на м
опор y 1,42 2,86 Плита изотропна ix = iy = 1,03 / 12 = на м cx = cy = 1,03 / 6 = на м 2,86 2,86 20 м 2,86 2,86 2,86 1,42 опоры x

34 Внутренние продольные элементы ростверка
1,0 2,8 Ix = 2,8 x = 0,233 Cx = 2,8 x = 0,466

35 год Кромки продольных элементов ростверка
0.3 1,0 1,8 Ix = 1,7 x = 0,142 Cx = (1,8 — 0,3) x =

36 Поперечные элементы ростверка
Пролет 20,0 1,0 0,3 0,3 1,42 2,86 2,86 2,86 2,86 2,86 2,86 1,42

37 Внутренние поперечные элементы ростверка
1,0 2,86 Ix = 2,86 x = 0,239 Cx = 2,86 x = 0,477

38 Боковые поперечные элементы ростверка
0.3 1,0 1,42 Ix = 1,42 x = 0,118 Cx = (1,42 — 0,3) x = 0,187

39 Приложение нагрузок в программах анализа ростверков
Программы различаются в зависимости от типов нагрузки, которая может быть применена к конструкции. Все позволит приложить точечные нагрузки и моменты в соединениях. Некоторые программы позволяют применять точечные нагрузки, распределенные нагрузки и моменты к стержням.

40 Приложение нагрузок в программах анализа ростверка
Нагрузки могут применяться как совместные нагрузки. В качестве альтернативы, распределенные нагрузки могут применяться к элементам ростверка / e.грамм. Вертикальная нагрузка от HB, действующая на X в четырехугольнике, образованном элементами ростверка. Эквивалентная нагрузка Qi = Pi (1 / a) + (1 / b) + (1 / c) + (1 / d), где a, b, c, d — расстояния нагрузок, измеренные от углов. i может быть a, b, c или d.

41 год Приложение нагрузок в программах анализа ростверка
b Эквивалентная нагрузка Qi = Pi (1 / a) + (1 / b) + (1 / c) + (1 / d) Точка X P c d

42 Приложение нагрузок в программах анализа ростверка
Вертикальная нагрузка P, действующая в точке X внутри треугольника, образованного элементами ростверка Эквивалентная нагрузка Qi = Pi (1 / a) + (1 / b) + (1 / c) Узловая нагрузка в точке D , y = Qd Rg (d + e) (f + g) d CA caxbeg B f D y

43 год Примерное руководство по идеализации настила при анализе ростверков
Линии сетки размещаются вдоль центральной линии существующих балок, если таковые имеются, и вдоль центральной линии оставшейся перекрытия, как в случае настила с Т-образной балкой.Продольные линии сетки на каждом краю должны быть размещены на расстоянии 0,3D от края для мостов из плит, где D — глубина настила. Линии сетки следует размещать по линиям, соединяющим подшипники. Обычно используется не менее пяти линий сетки в каждом направлении. Линии сетки обычно берутся под прямым углом.

44 год Примерное руководство по идеализации настила при анализе ростверков
Линии сетки в целом должны совпадать с ЦТ секции.Некоторый сдвиг, если он упрощает идеализацию, может быть произведен. По сплошным опорам можно использовать более близкие поперечные решетки. Это так, потому что изменение больше зависит от профиля изгибающего момента. Для получения лучших результатов соотношение сторон, то есть отношение шага сетки в продольном и поперечном направлениях, предпочтительно должно составлять от 1,0 до 2,0.

45 Интерпретация выходных данных — некоторые рекомендации
В перекрытиях балок и перекрытий возникает ступенчатое изменение моментов в элементах по обе стороны от узла.Разница изгибающих моментов в двух соседних элементах, встречающихся в узле, обычно будет большой для внешних балок. В случае, когда все элементы, встречающиеся в узле, являются физическими балками, должны использоваться фактические значения изгиба, полученные из программы.

46 Интерпретация выходных данных — некоторые рекомендации
Если в узле нет физических балок в другом направлении, а элементы балок сетки представляют собой плиту, изгибающие моменты по обе стороны от узла следует усреднить, поскольку реальных балки любой значительной прочности на скручивание.Расчетные усилия сдвига и кручения можно считать непосредственно из выходных данных ростверка без каких-либо изменений.

47 Интерпретация выходной мощности — некоторые рекомендации
В случае композитных конструкций, где жесткость элементов ростверка рассчитывается на основе свойств двух разнородных материалов плиты и балочных элементов, реакция выходной силы приписывается каждому пропорционально его вкладу в конкретный жесткость.В случаях, когда между двумя физическими балками нет номинальных элементов ростверка и поперечные элементы не были нагружены, эти моменты могут быть считаны непосредственно из выходных данных ростверка для местных поперечных элементов.

48 Интерпретация выходной мощности — некоторые рекомендации
В случае, если имеется номинальный элемент ростверка под нагрузкой или если поперечные элементы были нагружены, моменты плиты из-за скручивания балок могут быть рассчитаны на основе выходных смещений ростверка и вращений соседних балок с помощью метода отклонения откоса.

49 Интерпретация выходных данных — некоторые рекомендации
Если продольные линии сетки физически не поддерживаются на концах, нагрузка, переносимая этими линиями, переносится на близлежащие опоры через концевые поперечные балки. Если это не учтено, это приведет к более низким значениям сдвига в поддерживаемых линиях сетки. Чтобы учесть это при оценке, сдвиг этих балок должен быть добавлен к сдвигу соседних балок, которые физически поддерживаются.Таким же образом, чтобы избежать недооценки изгибающего момента в поддерживаемых продольных балках, изгибающие моменты неподдерживаемых линий сетки также следует учитывать при проектировании поддерживаемых продольных балок.

50 Пример — анализ ростверка
Мост со сплошным настилом с эффективным пролетом 5,4 м Толщина плиты 400 мм, краевая балка 700 мм x 380 мм Проезжая часть шириной 7,4 м с перекосом на 11 ° 7,4 м (ширина проезжей части) 0.38 0,70 0,40 0,91 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,91

51 Z X Направление пролета Эффективный пролет 5,4 м (0,9 м x 6) 7 14 63 1 8 57
Угол перекоса 11o X 1 8 57 Начало координат 0,91 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,91 1,0304

52 Свойства продольных элементов ростверка
0,90 Для внутренних элементов Ix = 0.9 (0,4) 3/12 = m4 Cx = 0,9 (0,4) 3/6 = m4 Для краевых элементов Ix = m4 Cx = 0,016 m4 0,40 Внутренние элементы 0,38 0,70 0,40 0,94 краевые элементы

53 Свойства поперечных элементов ростверка
0,90 Для внутренних элементов Ix = 0,9 (0,4) 3/12 = m4 Cx = 0,9 (0,4) 3/6 = m4 Для краевых элементов Ix = 0,6 (0,4) 3/12 = m4 Cx = 0,6 (0,4) 3/6 = m4 0,40 Внутренние элементы 0,40 0,60 краевые элементы

54 Эффективная ширина полки балок для анализа ростверка
bno d c

55 Эффективная ширина полки балок для анализа ростверка
bno d c

56 Эффективная ширина полки балок для анализа ростверка
bno d c

57 год Loading Input — загрузка полосы для 5.Пролет 4 м
2/3 HA-UDL 1/3 HA-UDL 0,91 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,91 Нагрузка на полосу для пролета 5,4 м = кН / м Ширина условной полосы = 7,4 / 3 = 2,467 м Нагрузка на полосу = x 2,467 / 3 = кН / м

58 Нагрузка на всю площадку — 1/3 га по всей платформе
1 полоса с нагрузкой на 1/3 га = кН 3 полосы с нагрузкой на 1/3 га = x3 = кН Площадь настила ростверка под нагрузкой на высоту = 7,22 cos11o x 5,4 = м2 нагрузки на единицу площади = / 38.27 = кН / м2.

59 Нагрузка на 2/3 га по 2 условным полосам
1 полоса с полной нагрузкой на га = x 5,4 кН = кН 1 полоса с нагрузкой 2/3 га = (2/3) = кН 2 полосы с 2/3 га = 2 x = кН Площадь ростверка 2 загруженных полос = (4,843cos11o) 5,4 = м2 Нагрузка на единицу площади = / = кН / м2 Общая высота HA = = кН Площадь площадки ростверка = 5,4 (7,22cos11o) = м2

60 Метод коэффициента распределения AASHTO
Мост анализируется как простая балка Индивидуальные изгибающие моменты и сдвиги в каждой балке оцениваются путем умножения общего момента пролета / сдвига на коэффициенты распределения Коэффициенты распределения приведены в таблицах b1 и d1 в AASHTO LRFD Код Коэффициенты распределения были определены путем подгонки уравнений к результатам уточненного анализа более 200 мостов различных конфигураций.

61 Метод коэффициента распределения AASHTO

62 Метод коэффициента распределения AASHTO

(PDF) Сравнительное исследование метода ростверка и метода конечных элементов мостового настила RCC

Международный журнал научных и инженерных исследований Том 4, выпуск 2, февраль-2013 5

ISSN 2229-5518

http: // www.ijser.org

элементов для представления структуры. Пересечения между

элементами называются узловыми точками в одномерной задаче

, где в двух- и трехмерных задачах

называются узловой линией и узловой плоскостью соответственно. В узлах назначаются

степеней свободы (которые обычно представляют собой узловые

смещения и / или их производные, напряжения или

их комбинаций).Модели, которые используют смещения

, называются моделями смещения, а некоторые модели

используют напряжения, определенные в узловых точках как неизвестные.

Модели, основанные на напряжениях, называются силовыми или равновесными моделями

, а модели, основанные на комбинациях

перемещений и напряжений, называются смешанными моделями или гибридными моделями

Смещения — наиболее часто используемая узловая переменная

, причем большинство программ общего назначения ограничивают свою узловую степень свободы

только смещениями.Можно принять ряд функций смещения

, таких как полиномы и тригонометрические серии

, особенно многочлены из-за легкости и упрощения

, которые они обеспечивают в формулировке конечных элементов

Конечный элемент требует больше времени и усилий при моделировании

, чем ростверк. Результаты, полученные с помощью метода конечных элементов

, зависят от размера ячейки, но при использовании оптимизации сетки

результаты этого метода

считаются более точными, чем ростверк.Метод конечных элементов

— хорошо известный инструмент для решения сложных инженерных задач

, так как он способен к

, устраняя многие сложности в решении. В этом методе

реальный континуум заменяется эквивалентной идеализированной структурой

, состоящей из дискретных элементов, называемых

как конечные элементы, соединенных вместе в нескольких узлах.

Доступность сложных компьютеров по сравнению с

за последние три десятилетия позволила инженерам браться за сложные задачи

и решать трудноразрешимые проблемы прошлых лет.

В настоящее время быстрое снижение стоимости оборудования позволило каждой инженерной фирме

использовать настольный компьютер или процессор micro

. Более того, они идеально подходят для инженерного проектирования

, потому что они легко обеспечивают немедленный доступ и не имеют системного жаргона

, связанного с большой компьютерной системой.

Ожидается, что программное обеспечение будет продано или сдано в аренду, а оборудование

будет поставляться с программным обеспечением.После начального этапа,

, где были сформулированы только принципы гравитации и статики

, что привело к неоднозначности в применении к структурной проблеме,

Математики пришли на смену примерно 1400 г. н.э., а

представили множество формулировок и решений. Чисто, как упражнение

по фундаментальной науке, около 1700 года нашей эры. эти составы

и решения нашли практическое значение в приложениях к структурам

с соответствующими приближениями и адаптациями.Новые методы

, предназначенные исключительно для структурного анализа, были разработаны, например,

для отклонения склона, распределения момента и релаксации. Позже

часть этого периода засвидетельствовала появление сверхбыстрых вычислений

и более поздних компьютеров. Так началась эра компьютеров

, в которой разработки в области структурного анализа

и проектирования были и продолжают дополнять разработки компьютеров

.Переориентация на разработки и формулировки

, предложенные в более ранние эпохи, имела место в основном, чтобы

использовали преимущества компьютеров, такие как высокоскоростная арифметика

, большой объем хранения информации и ограниченная логика,

с использованием матричных методов анализа и более поздних версий. методы конечных элементов

и граничных интегральных элементов.

В последние годы растущая доступность высокоскоростных компьютеров

побудила инженеров-строителей использовать анализ конечных элементов

как возможный метод решения сложных инженерных задач

.Обычно для персональных компьютеров

для домашнего использования сегодня более мощные, чем суперкомпьютеры

предыдущих лет. Таким образом, растущая популярность элементного анализа Finite

может быть объяснена развитием компьютерных технологий

6. АНАЛИЗ РЕГУЛЯТОРА

Этот метод анализа с использованием аналогии ростверка, основанный на подходе матрицы жесткости

, был адаптирован для компьютерного программирования

Лайтфутом и Савко.Уэст дал

рекомендаций, подкрепленных тщательно проведенными экспериментами

по использованию аналогии ростверка. Он внес предложения относительно геометрической компоновки балок ростверка

для имитации различных мостовых перекрытий

и псевдоплит с иллюстрациями.

Гибб разработал общую компьютерную программу для анализа ростверка

мостовых настилов с использованием метода прямой жесткости, в котором

также учитывает деформацию сдвига, затем Мартин

, за которым последовала матрица жесткости, полученная Савко для изогнутых балок

и объявленный компьютер программа для ростверка для анализа

криволинейных в плане настилов.Для любой данной колоды

неизменно будет выбором среди множества методов анализа

, которые дадут приемлемые результаты. Когда рассматривается полное поле

перекрытий, псевдоплит и перекрытий на настилах балок

, аналогия ростверка кажется полностью универсальной

, за исключением методов конечных элементов и конечных полос

, которые всегда будут дорогостоящими. для такой простой конструкции

, как мост из плит.Кроме того, строгие методы анализа, такие как

Метод конечных элементов, даже сегодня считаются слишком

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}} / 500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$ item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}
{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}
{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$ select.selected.display}}
{{article.content_lang.display}}
{{l10n_strings.АВТОР}}
{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}
{{$ select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}
Фундамент ростверка — Стальной и деревянный ростверк
Фундамент ростверк используется, когда тяжелые структурные нагрузки от колонн, опор или опор необходимо передать на грунт с низкой несущей способностью. Фундамент ростверк часто оказывается легче и экономичнее. Это позволяет избежать глубоких земляных работ и обеспечивает необходимую площадь у основания для снижения интенсивности давления в пределах безопасной несущей способности почвы.В зависимости от материала, из которого изготовлен ростверк , фундамент можно условно разделить на две следующие категории.
(а) Фундамент стальной ростверк
(б) Фундамент деревянного ростверка
(а) Фундамент стальной ростверк:
Фундамент стальной ростверк состоит из стальных балок, также известных как балки ростверка, которые бывают одно- или двухъярусными. При двухъярусном фундаменте ростверк верхний ярус укладывается под прямым углом к нижнему.Балки ростверка каждого яруса удерживаются распорными стержнями 20 мм с трубными разделителями диаметром 25 мм. Балки расположены соответствующим образом, чтобы обеспечить возможность укладки и уплотнения бетона между ними. Наиболее подходящим считается минимальный зазор в 8 см. В любом случае расстояние между полками балок не должно превышать ширину полки более чем в полтора-два раза, но не более 30 см. Если балки разнесены на большее расстояние, существует опасность того, что бетонная заливка не будет действовать монолитно с балками и, как таковая, может привести к разрушению фундамента.Для защиты балок от коррозии на внешних сторонах внешних балок, а также над верхней полкой верхнего яруса должно быть не менее 10 см покрытия. Покрытие из бетона под нижней балкой должно быть не менее 15 см. см.
Фундамент стального ростверка
Способ устройства фундамента стального ростверка:
Выемка ведется на проектную глубину, дно хорошо выровнено. Это фундаментное основание покрывается слоем богатой бетонной смеси толщиной не менее 15 см.Он хорошо уплотняется, чтобы слой бетона стал непроницаемым слоем. Затем на эту бетонную подушку на заданном расстоянии друг от друга с помощью разделителей укладываются балки ростверка заданных размеров. Верхняя поверхность полок балок ростверка приводится в горизонтальную плоскость, и все нижние полки балок заливаются обильным цементным раствором для закрепления балок на бетонном основании. Затем между балками и вокруг них укладывается бетон. Если требуется другой уровень.он держится под прямым углом к уже уложенному ярусу и все пространство заливается бетоном.
(б) Деревянный ростверк:
Если почва мягкая и постоянно заболочена, стены здания могут быть экономически поддержаны с помощью деревянного ростверкового фундамента соответствующей конструкции. Фундамент с деревянным ростверком можно безопасно использовать для легких построек, ограничив нагрузку на почву до 5,5 т / кв.м. В этом типе строительства бетонный блок, обычно устанавливаемый под фундаментом стены, заменяется деревянной платформой.
Деревянный ростверк для стены
Деревянная платформа состоит из досок обычно от 8 до 10 см. толстые, расположенные в два слоя, один продольный, а другой поперек стены, выходящий за пределы основания фундамента примерно на 45–60 см с каждой стороны. В самых нижних слоях доски имеют толщину от 5 см до 10 см в зависимости от нагрузки и условий площадки. Два слоя досок разделены деревянными прямоугольными секциями, расстояние между которыми не превышает 38 см. от центра к центру, глубина секций равна 0.В 75 раз больше ширины.
% PDF-1.4 % 250 0 объект > эндобдж xref 250 155 0000000016 00000 н. 0000003964 00000 н. 0000004322 00000 п. 0000004371 00000 н. 0000004398 00000 п. 0000004445 00000 н. 0000004481 00000 н. 0000004825 00000 н. 0000005005 00000 н. 0000005185 00000 п. 0000005320 00000 н. 0000005455 00000 н. 0000005590 00000 н. 0000005728 00000 н. 0000005867 00000 н. 0000006006 00000 н. 0000006174 00000 н. 0000006311 00000 н. 0000006496 00000 н. 0000006568 00000 н. 0000006640 00000 н. 0000006690 00000 н. 0000006762 00000 н. 0000006812 00000 н. 0000006884 00000 н. 0000006933 00000 п. 0000007005 00000 н. 0000007055 00000 н. 0000007127 00000 н. 0000007176 00000 н. 0000007247 00000 н. 0000007297 00000 н. 0000007368 00000 н. 0000007417 00000 н. 0000007488 00000 н. 0000007538 00000 п. 0000007609 00000 н. 0000007658 00000 н. 0000007729 00000 н. 0000007779 00000 п. 0000007850 00000 н. 0000007900 00000 н. 0000007971 00000 н. 0000008020 00000 н. 0000008091 00000 н. 0000008140 00000 н. 0000008211 00000 п. 0000008261 00000 п. 0000008332 00000 н. 0000008382 00000 п. 0000008453 00000 п. 0000008502 00000 н. 0000008573 00000 п. 0000008623 00000 п. 0000008694 00000 п. 0000008744 00000 н. 0000008815 00000 н. 0000008864 00000 н. 0000008935 00000 н. 0000008985 00000 н. 0000009056 00000 н. 0000009106 00000 н. 0000009176 00000 п. 0000009226 00000 п. 0000009296 00000 н. 0000009345 00000 п. 0000009417 00000 н. 0000009466 00000 н. 0000009514 00000 н. 0000009691 00000 п. 0000010649 00000 п. 0000011727 00000 п. 0000012673 00000 п. 0000013535 00000 п. 0000014426 00000 п. 0000015248 00000 п. 0000016149 00000 п. 0000016953 00000 п. 0000017104 00000 п. 0000017243 00000 п. 0000017384 00000 п. 0000017522 00000 п. 0000017652 00000 п. 0000017793 00000 п. 0000017941 00000 п. 0000036457 00000 п. 0000036779 00000 п. 0000037095 00000 п. 0000039768 00000 п. 0000040022 00000 п. 0000040341 00000 п. 0000060514 00000 п. 0000061058 00000 п. 0000061485 00000 п. 0000082975 00000 п. 0000083377 00000 п. 0000083803 00000 п. 0000083881 00000 п. 0000083958 00000 н. 0000091679 00000 п. 0000091921 00000 п. 0000092020 00000 н. 0000094167 00000 п. 0000094373 00000 п. 0000094396 00000 п. 0000110805 00000 н. 0000111078 00000 н. 0000111395 00000 н. 0000111615 00000 н. 0000126623 00000 н. 0000149382 00000 н. 0000149741 00000 н. 0000149958 00000 н. 0000160287 00000 н. 0000160767 00000 н. 0000160839 00000 н. 0000160936 00000 н. 0000160976 00000 н. 0000161050 00000 н. 0000161124 00000 н. 0000161302 00000 н. 0000161344 00000 н. 0000161431 00000 н. 0000161473 00000 н. 0000161515 00000 н. 0000161602 00000 н. 0000161656 00000 н.