План ростверка: Расчёт свайного ростверка для свайного фундамента, примеры, формулы

Опубликовано в Разное
/
31 Авг 2021

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

Как правильно сделать ростверк для свайного фундамента?

Соорудить жилой дом на плывучей почве – задание не из легких.

Идеальный вариант — свайные фундаменты. Их можно приготовить своими руками и сэкономить на постройке конструкции.

Что такое ростверк для свайного фундамента?

Ростверк — верхняя часть свайного фундамента, соединяющая балки в единую конструкцию и служащая опорой для дома.

 Виды ростверка

Ленточный ростверк

Соединяет один ряд бревен, размещается под перегородками зданий. Особенность — при установке свай отклонения исключены. При смещении в 5 см часть сечения выходит за пределы конструкции, предполагая создание специального выступа. При бетонном варианте данная технология исключена.

Технология заготовки ростверка зависит от его конструкции и типа свай. Ростверки устанавливают после возведения свай.

Секционный ростверк

Объединяет балки по всему периметру установки. Возможны отклонения. Недостаток этого вида ростверка: привлечение высоких трудовых и материальных ресурсов.

Материалы для ростверка

  1. Дерево – балка.  Применяется для возведения конструкций из дерева. Крепится на балках стальной проволокой. Деревянный ростверк изготавливают для винтовых свай.
  2. Сталь. Стальной швеллер (двутавровая балка) встречается на железобетонных и винтовых сваях. Металлический профиль крепится на балках арматурой и соединяется сваркой. Его используют на неустойчивых грунтах.
  3. Монолит (бетон). Армированная бетонная конструкция применяется для постройки высотных зданий.

 Расположение крепления ростверка

  1. Заглубленный ростверк. Плита опущена ниже уровня грунта. Нельзя использовать на влагосодержащих почвах. При замерзании они увеличиваются в объеме и выдавливают конструкцию, образуя трещины и разрушения.
  2. Низкий ростверк. Верх балок расположен на одном уровне с поверхностью почвы, монолитная конструкция установлена поверх грунта. Слой пучинистого грунта срезают, засыпая на его место прочную подушку (песок, щебенка, гравий).
  3. Высокий ростверк.  Сплошная плита возвышается над грунтом на 15 см. Идеальный вариант для вспучивающихся грунтов. Требует утепления.

Обвязка ростверка

Сваи останутся на своих местах, если их укрепить ростверком из бруса или швеллера.

Обвязка брусом

Все опоры выставляются по уровню или выпиливаются на заданную глубину балки в точке пересечения с опорами.

Деревянные балки распиливаются, укладываются под перпендикулярным углом, фиксируются джутом.

На деревянную конструкцию наносится антисептик для защиты от разрушения, между балкой и оголовком прокладывают рубероидные листы.

При возведении деревянного сруба его нижний венец устанавливается на брусья, заменяя собой обвязку. При этом горизонтальная балка пола, по которому укладывается покрытие, на 2-3 венца выше.

Материалы и оборудование для обвязки бруска:

  • брусок;
  • сварка;
  • двутавровая балка;
  • электрическая пила;
  • проволока стальная;
  • измерительный уровень.
Обвязка швеллером

Две балки состыкуются между собой в накладку. Для усиления используются продольные балки, зафиксированные на ровно установленных винтовых сваях. При наличии 4 м балки, стыковку проводят на промежуточной опоре.

Для упрочнения устройства его обвязывают швеллером. Для возведения большого фундамента с применением двутавра (стандартный профиль конструктивных элементов, у которого сечение напоминает букву «Н») предусмотрено наличие тяжелой техники и возможность ее подъезда.

Для закрепления балок применяется сварка или болты. Работа с металлическими ростверками предполагает их обработку от коррозии антисептиком или креозотом.

Размеры деталей: двутавровая балка шириной 160 м. Сваи диаметром 108 мм обвязывают ростверком 140 мм.

Подготовка к обвязке

Для усиления фундамента по диагонали устанавливают уголки. Бетонируют опоры дренажной смесью. Для фиксации металлических балок выводят арматуру, свариваемую с общей конструкцией.

Крепление бруса осуществляется с помощью стальной проволоки или Т-образных, Г-образных шпилек с размером сечения М12.

Устройство железобетонного ростверка

Монолитный железобетонный ростверк характеризуется возможностью самостоятельного монтажа. Он отличается низкой ценой и простотой установки.

План работ:

  • создается опалубка;
  • армируется металлической сеткой;
  • заливается бетонная смесь.

Процесс установки ростверка для свайного фундамента проводится профессиональными строителями или мастерами-любителями. Более подробную информацию о свайных фундаментах, ростверке для этого типа фундамента и способе его устройства можно узнать в руководстве по проектированию свайных фундаментов.

Монолитный ростверк. Основные положения проектирования


Уроки по LIRA SAPR.

 Жмите>>>
Монолитный ростверк. Основные положения проектирования
Способы соединения ростверка со сваями
Защита ростверка от коррозии
Защита ростверка от морозного пучения
Металлический ростверк

План работ по проектированию ростверка:

  1. Получить схемы свай и нагрузок на ростверк;

  2. Вычерчивание контура ростверка;

  3. Простановка размеров;

  4. Расчет ростверка, определение площади арматуры;

  5. Маркировка сечений;

  6. Вычерчивание сечений по ростверку;

  7. Оформление узлов сопряжения каркасов ростверка;

  8. Подсчёт объёмов материалов. Заполнение спецификации;

  9. Оформление текстовой части.

Возможные спорные вопросы и затруднения, которые могут возникнуть при проектировании ростверка:

Как рассчитать армирование в ленточном монолитном ростверке?

Ответ: Руководство по проектированию свайных фундаментов. Приложение 9 Расчёт железобетонных ленточных ростверков свайных фундаментов под кирпичные и крупноблочные стены

  1. Ростверки под стенами кирпичных и крупноблочных зданий, опирающиеся на железобетонные сваи, расположенные в один или в два ряда, должны рассчитываться на эксплуатационные нагрузки и на нагрузки, возникающие в период строительства.
  2. Расчет ростверка на эксплуатационные нагрузки следует вести из условия распределения нагрузки в виде треугольников с наибольшей ординатой р, тс/м, над осью сваи, которая определяется по формуле

p=qo*а

где L – расстояние между осями свай по линии ряда или рядов, м;

qo – равномерно распределенная нагрузка от здания на уровне низа ростверка (вес стен, перекрытий, ростверка и полезная нагрузка), тс/м;

а – длина полуоснования эпюры нагрузки, м, определяемая по формуле

a=3.14*√(Ер*Iр/Eк*bк)

где Ер – модуль упругости бетона ростверка, кгс/см2;

Iр – момент инерции сечения ростверка, см4;

Ек – модуль упругости кладки стены над ростверком, кгс/см2;

bк – ширина стены, опирающейся на ростверк (ширина цоколя), м.

  1. Наибольшую ординату эпюры нагрузки над гранью сваи р0, тс/м, можно определить по формуле

p=qo*Lа

Lp – расчетный пролет, м, принимаемый равным 1,05 Lсв, (где Lсв – расстояние между сваями в свету, м.)

Для различных схем нагрузок расчетные изгибающие моменты Моп и Мпр определяются по формулам, приведенным в табл. 1

 

Класс бетона, как правило, для фундаментов не должен превышать В15. Арматура для фундаментов, как правило, принимается минимум диаметром 12мм, даже если по расчёту получилось меньше.

Как армировать монолитный ленточный ростверк?

При проектировании обратить внимание на защитный слой бетона, таблица 10.1 СП 63.13330.2012, защитный слой не должен быть меньше той величины, но и не должен сильно её превышать, для экономии бетона.  В зависимости от вида подготовки назначается толщина защитного слоя бетона нижней арматуры, соответственно 70 мм и 35 мм (п. 5.5 СНиП 2.03.01-84*).

Предусмотреть в углах и пересечениях лент дополнительное армирование для обеспечения жёсткой связи в соответствии с требованием п.8.9 СП 50-101-2004 (Сборно-монолитные и монолитные фундаменты всех стен должны быть жестко связаны между собой и объединены в систему перекрестных лент). Жёсткое соединение может быть выполнено по аналогии сопряжения между собой балок и колонн, схемы армирования углов смотреть в СП 63.13330.2012 п. 10.4.1. Применение предложенных решений в монолитном ростверке показано на рисунке.

Какую подготовку предусмотреть под монолитный ростверк? Сколько слоёв, из какого материала и какой толщины?

Подготовку под фундамент выполняют из уплотненного щебня или тощего бетона” – п. 13.2.22 СП 50-101-2004 “Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений”. В каких случаях применять щебеночную или бетонную подготовку в нормативных документах не оговаривается. 
Толщина щебеночной подготовки как правило принимается 150-200 мм, бетонной подготовки B15 100 мм. Какой из вариантов принять – зависит от конкретной задачи. Если речь идет о фундаментной плите или ростверке, армированных пространствнными каркасами, “тяжелыми” сетками, то по технологическим, конструктивным соображениям предпочтительнее предусматривать бетонную подготовку: на ней не деформируются каркасы и сетки фундаментной плиты, можно выполнить разметку осей , првязку к ним выпусков арматуры, не происходит утечка цементного молока с рабочей арматуры нижней плоскости плиты и т.д. 
При щебеночной подгтовке необходимо предусматривать проливку ее битумом до полного насыщения или образования пленки, сложнее выставлять на фиксаторах каркасы и сетки, уменьшается рабочая высота КП и сеток и т.д. 
При бетонировании в зимних условиях так-же предпочтительнее иметь бетонную подготовку – ее можно прогреть шнурами, тепляком,можно использовать бетон с противоморозными добавками, но гораздо больше проблем прогревать и проливать битумом промерзший щебень.  
По сложившейся у нас практике в основном применяют бетонную подготовку – качество арматурных и бетонных работ в этом случае заметно повыше.

Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)

3.24. Под монолитными фундаментами независимо от грунтовых условий (кроме скальных грунтов) рекомендуется всегда предусматривать бетонную подготовку толщиной 100 мм из бетона марки М50, а под сборными – из среднезернистого песка слоем 100 мм.
При необходимости устройства фундаментов на скальных грунтах следует предусматривать выравнивающий слой по грунту из бетона марки М50.

Поделиться с друзьями этой статьей



Другие уроки по теме

Перекрытия в автокаде

Уроки по LIRA SAPR.  Жмите>>> Многопустотные плиты перекрытия длиной 4.8–6.3 м (марки ПК) с шагом 0.3 м, шириной 1, 1,2 и 1,5 м и высотой 220 мм изготавливаются из тяжёлого бетона. Класс бетона по прочности определяется заводом–изготовителем. Армирование плиты в нижней (растянутой) зоне выполняется из высокопрочной проволоки периодического профиля диаметром 5 мм с выраженными анкерными головками, по граням контура […]

Вопросы и ответы по авторскому надзору

Уроки по LIRA SAPR. Жмите>>> Узнай ещё: Авторский надзор опыт работы Может ли авторский надзор осуществлять другая организация (не выполнявшая проект)? В соответствии с СП 11-110-99 3. 5 Проектировщик – физическое или юридическое лицо, разработавшее, как правило, рабочую документацию на строительство объекта и осуществляющее авторский надзор. Работы по авторскому надзору могут выполняться сторонней организация, т. е. следить […]

Как правильно армировать железобетонный ростверк

Как правильно армировать ростверк свайного фундамента?

Для обеспечения устойчивости возводимых строений применяются различные типы фундаментов, в том числе свайный.

Такое основание положительно зарекомендовало себя при выполнении работ на мерзлых грунтах, в условиях наклонной стройплощадки, а также на слабых почвах с близко расположенными грунтовыми водами.

Усиление стальной арматурой ростверковой конструкции позволяет сформировать прочную основу для будущего строения. Армирование ростверка свайного фундамента осуществляется на основании чертежа и результатов предварительно выполненных расчетов.

Что представляет собой ростверк

Далеко не все частные застройщики знакомы со специальными строительными терминами. Среди профессионалов часто можно услышать слово «ростверк». Рассмотрим, что он собой представляет.

Это нагруженный элемент свайной основы, который выполняет ряд ответственных задач:

  • объединяет оголовки опор общим силовым контуром, усиленным арматурой;
  • предотвращает возможность смещения опорных элементов от вертикальной оси.

На основании предварительно разработанной документации и специальных расчетов определяются размеры и конструктивные особенности ростверка.

Ростверк – это монолитный элемент основания здания, соединяющий отдельно стоящие столбы или сваи в единую систему

Для оснований с опорными колоннами применяются следующие конструкции:

  • ленточная. Она объединяет расположенные под несущими стенами опоры в силовой контур с помощью цельной бетонной ленты;
  • плитная. Конфигурация плитного ростверка повторяет форму здания и объединяет оголовки опор с помощью монолитной плиты.

Существуют различные варианты ростверкового фундамента, каждый из которых имеет свои особенности:

  • монолитный. Цельная конструкция формируется в результате твердения бетонного раствора, залитого в сборную щитовую опалубку;
  • сборный. Состоит из изготовленных промышленным методом железобетонных элементов, которые опираются на колонны.

Несмотря на отличия в конструкции, все виды ростверка образуют прочную основу, обеспечивающую устойчивость капитальных стен здания.

Обвязка оголовков свайных опор, расположенных в грунте, обеспечивает повышенный запас прочности. Это делает пространственную систему более жесткой и менее восприимчивой к влиянию нагрузок.

Усиление стальными стержнями свайного и ленточного фундамента повышает ресурс эксплуатации строения, формируя монолитную основу.

Конструкция ростверкового фундамента

Ростверк основания свайного типа, представляющий цельную железобетонную ленту, может располагаться на различном уровне относительно грунта.

Ростверк представляет собой ленточную конструкцию, соединяющую отдельно стоящие сваи между собой

Для возведения стен зданий сооружаются различные виды ростверков, отличающиеся расположением относительно нулевой отметки:

  • возвышающийся. Нижняя плоскость силового контура располагается выше уровня почвы не менее чем на 15 см. Высокая конструкция сооружается для облегченных зданий, строительство которых осуществляется на всех типах грунтов. Она является незаменимой для проблемных грунтов и требует надежного усиления стальной арматурой. Это обусловлено наличием свободного пространства между поверхностью почвы и бетонной окантовкой;
  • расположенный на уровне почвы или наземный ростверк. Он формируется на песчано-щебеночной подушке без погружения в грунт. Главная особенность наземной конструкции – это касание бетонного монолита поверхности почвы с нулевым зазором. Такая конструкция применяется на стабильных почвах, которые не подвержены деформации в результате морозного пучения. При замерзании почвы велика вероятность нарушения целостности бетонного контура;
  • не глубоко заглубленный. Опорная плоскость бетонного усиления опирается на щебеночно-песчаную подсыпку, расположенную ниже нулевой отметки в глубине приямка. Конструктивно такое основание похоже на фундамент ленточного типа, который выполняется на свайных опорах. Процесс сооружения довольно трудоемкий и связан со значительными расходами. Эта конструкция используется на грунтах с пониженной несущей способностью для строительства крупных строений.

Свайные фундаменты сооружают для возведения облегченных построек. Конструкция ростверка фундамента, представляющего бетонную окантовку, обеспечивает устойчивость таких строений. Ширина ленты соответствует толщине стен, а высота контура составляет не более 0,4 м.

Также ростверк выступает в качестве опорной поверхности, на которой возводятся стены здания

С какой целью выполняется армирование ростверка свайного фундамента

Необходимость укрепить фундамент строения с помощью арматурной решетки связана со свойствами бетонного состава. Бетон восприимчив к влиянию деформации, вызывающей растяжение и изгиб. В результате таких деформационных процессов возможно разрушение основания, хотя материал способен воспринимать значительные сжимающие нагрузки.

Усиление стальной арматурой ростверка свайного основания укрепляет конструкцию, повышает ее устойчивость, а также положительно влияет на долговечность возводимого строения. Мощный каркас, забетонированный в бетонной ленте, повышает прочность основания, компенсирует различные виды нагрузок и крутящих моментов.

С целью повышения прочностных характеристик свайной основы необходимо также укрепить опорные колонны. Находящиеся внутри опор арматурные прутки объединяются с ростверковой лентой в общий силовой контур.

Укрепление ростверка свайной основы с помощью арматуры обеспечивает:

  • устойчивость бетонного массива, воспринимающего реакцию сил морозного пучения;
  • повышение прочностных характеристик основы, на которую действует вес здания;
  • защиту основания, которое сооружено из бетона пониженной прочности.

Используя стальную арматуру для укрепления ростверковой основы можно предотвратить влияние негативных факторов.

Потребность в укреплении монолитного ростверка арматурой обуславливается тем, что бетон как материал имеет высокую устойчивость к сжимающим нагрузкам, но при этом ему свойственно слабое сопротивление к нагрузкам на изгиб и растяжения

Укрепление свайного и ленточного фундамента – рекомендации специалистов

Профессиональные строители советуют для выполнения армирования применять пространственный каркас, состоящий из следующих элементов:

  • прочных горизонтальных стержней с винтообразным рифлением поверхности. Используются арматурные прутки с маркировкой А3, изготовленные методом горячего проката. При диаметре 1,2–1,6 см они способны компенсировать расширенный диапазон нагрузок;
  • перпендикулярно расположенных перемычек, уменьшенного диаметра. Они могут изготавливаться из рифленой проволоки диаметром 0,6–0,8 см. Стальные перемычки, опоясывающие продольные прутки, обеспечивают жесткость решетки и придают ей квадратную или треугольную форму.

Для формирования пространственного каркаса, наряду со стандартной арматурой, могут также применяться:

  • прямолинейные отрезки стальной проволоки соответствующего диаметра;
  • готовые перемычки без рифления, имеющие после загиба необходимое сечение.

При выполнении мероприятий по укреплению ленточной основы, опирающейся на опорные колонны, соблюдайте следующие требования:

  • используйте как минимум четыре стержня, попарно расположенных в верхней и нижней плоскости пространственного каркаса;

Схема свайно-ростверкового фундамента

  • при сборке располагайте горизонтальные прутки арматуры на расстоянии, равном 100–200 мм;
  • соблюдайте интервал 250–350 мм между вертикально расположенными соединительными элементами;
  • обеспечьте гарантированный зазор от прутков металлоконструкции усиления до поверхности бетона более 50 мм;
  • надежно зафиксируйте собранный каркас, обеспечив невозможность его смещения при заливке бетона.

Зазор между прутками и бетоном позволяет:

  • защитить элементы каркаса от попадания влаги, вызывающей процесс коррозии;
  • правильно расположить каркас в бетоне и равномерно распределить нагрузки.

Для обеспечения стабильного зазора применяются специальные подкладки, произведенные из пластмассы.

Для чего необходим чертеж

Для правильного выполнения мероприятий по армированию необходимо выполнить разработку документации. Чертеж можно разработать самостоятельно или воспользоваться услугами профессиональных разработчиков.

Чертеж позволяет:

  • определить потребность в стальных прутках для сборки;
  • изготовить силовую конструкцию в соответствии с документацией.

Армирование Ленточного Фундамента

В профессионально выполненном чертеже содержатся следующие сведения:

  • габариты каркаса;
  • диаметр стержней;
  • профиль прутков;
  • шаг между проволочными перемычками;
  • интервал между силовой арматурой;
  • конструктивные особенности пояса.

На основании чертежа можно самостоятельно рассчитать длину стержней в поясах и общее количество перемычек. После разбивки применяемой арматуры по сортаментам, несложно рассчитать общую длину путем суммирования. Для заказа прутков необходимо знать их общий вес. Для этого суммарный метраж по каждому типоразмеру следует умножить на вес погонного метра для конкретного стержня.

Для обеспечения необходимой прочности следует вместо электросварки использовать вязальную проволоку для соединения элементов.

Обратите внимание

Сварка создает зоны напряжений, а вязальная проволока прочно соединяет прутки, не нарушая структуры металла.

Зная, что для обеспечения фиксации двух прутков требуется 25–30 см, несложно рассчитать общую потребность в вязальной проволоке. Для этого следует перемножить количество стыков на указанную длину.

Армирование ленточного ростверка выполняется посредством пространственного армокаркаса, состоящего из двух продольных поясов арматуры

Какие потребуются материалы и инструменты

Для выполнения работ по армированию необходимо подготовить следующие материалы, а также инструменты:

  • арматуру, диаметр которой соответствует требованиям чертежа;
  • специальное приспособление, облегчающее загиб стержней;
  • проволоку для вязания элементов пространственного каркаса;
  • крючок для вязания, ускоряющий производство работ;
  • болгарку, позволяющую нарезать арматуру на заготовки.

Собранный арматурный каркас размещается внутри предварительно собранной опалубки на специальные подставки и заливается бетонным раствором.

Армирование свайно-ростверковой основы – этапы работ

После завершения установки опорных колонн, укрепленных арматурой, и монтажа опалубки можно начинать сборку пространственного каркаса. Он крепится к частям арматурных прутков, выступающим из свай. Фиксация производится с помощью проволоки для вязания.

Последовательность операций:

  1. Нарежьте болгаркой заготовки, руководствуясь требованиями чертежа.
  2. Установите на пластиковые опоры нижний ярус горизонтальных стержней.
  3. Соедините элементы нижнего пояса с помощью поперечных прутков.
  4. Закрепите специальные хомуты квадратного сечения к горизонтальной арматуре.
  5. Привяжите продольно расположенные арматурные прутки верхнего яруса.
  6. Произведите усиление угловых зон ростверка с помощью изогнутых прутков.

Важно надежно зафиксировать угловые участки, в которых действуют значительные нагрузки. Для создания прочной основы будущего здания важно правильно усилить арматурой ростверк, объединяющий сваи. Чертеж позволит рассчитать потребность в материале и облегчит самостоятельное выполнение работ.

Originally posted 2017-12-11 16:43:10.

Источник: https://pobetony.expert/armirovanie/rostverka-svajnogo-fundamenta-chertezh

Основные особенности армирования столбчатых фундаментов с ростверком

Особенности армирования столбчатого фундамента

Повышение крепости и надежности фундамента достигается его армированием. Бетон выдерживает большие нагрузки на сжатие. Изгибные или растягивающие усилия даже небольшие, разрывают его.

На столб фундамента действуют такие нагрузки:

  • на сжатие – вес здания;
  • на разрыв – зимой пучение грунта сжимает стенки столба и отрывает его вверх от подошвы;
  • на излом/сдвиг, зимой – горизонтальные подвижки грунта при замерзании или летом – сдвиг плотного слоя по водонасыщенному или слабому грунту.

Для нагрузок на сжатие не армируют, а воздействие от пучения грунта полностью устраняют, обернув столб тремя слоями полиэтилена или рубероида. Сдвиговая нагрузка возможна редко, но защищают от нее армированием.

Второй зоной армирования в столбчатых фундаментах, является ростверк. Армирование ростверка свайного фундамента производят только по его нижней и верхней поверхности с учетом толщины защитного слоя бетона.

Требования к арматуре столбов фундамента и ростверка

Для горизонтальной продольной арматуры ростверка берут прутки с регулярным профилем и диаметром 10 – 16 мм. Вертикальные и горизонтальные поперечные участки каркаса – из гладкой арматуры, диаметром 6 – 8 мм.

Для столбов вертикальная арматура – профилированная, горизонтальная – гладкая. Диаметры те же.

Обычно используют прутки марок А I и А III (А 400 С).

Можно использовать новый вид арматуры – композитную. Практика пока не велика, а характеристики у нее хорошие.

Последовательность армирования столбов и ростверка

Столбы армируют вертикальными прутьями. Их варят или вяжут проволокой в каркасы.

На дно ямы насыпают песок, толщиной 200 – 250 мм и сверху такой же слой песка со щебнем. Укладывают не менее 50 – 100 мм бетона для защиты металла от грунтовой влаги и коррозии.

Готовые каркасы опускают в скважины буронабивных свай или ямы под столбы.

Размеры каркаса в сечении должны быть меньше диаметра скважины на 35 – 50 мм с каждой стороны. Этот слой бетона называется защитным. Щелочной реакцией он защищает металл от коррозии.

Выпуски арматуры столбов при изготовлении каркаса загибают горизонтально на длину 30 – 40 диаметров прута. Если дипломированный сварщик умеет правильно, и не перекаливая варить арматуру, загибы не делают.

В ростверк стержни укладывают двумя слоями:

  • верхний слой ниже верхнего среза на толщину защитного слоя;
  • в нижнем слое, на ту же толщину выше подошвы.

Середина не армируется, тут нагрузок почти не бывает.

Схема расположения прутов арматуры определяется требованиями к частям фундамента:

  • для буронабивных свай или железобетонных свайных столбов – требования прочности на срез обуславливается нагрузкой от горизонтального смещения массивов грунта;
  • для горизонтального, обычно монолитного ростверка нагрузка будет изгибающей, т. к. балка ростверка расположена концами на опорах, а под средней ее частью опоры почти нет.

Как располагают арматуру в углах ростверка?

Армирование углов ростверка свайного фундамента и пересечения с несущими внутренними стенами нужно вести с загибанием прутов на длину не менее 0,4 – 0,8 м. Отогнутые части горизонтальных прутьев одной стороны ростверка должны заходить на перпендикулярную ей другую сторону и наоборот.

Варить можно не всегда – некоторые марки стали не варятся обычными электродами, возможны перегрев прутков, вытекание металла и ослабление стыков, швов и т. п.

Нормативные документы по столбчатым фундаментам

Количество прутков, марки арматуры, значение диаметров получают в результате расчета столбчатого фундамента профессиональным инженером-строителем. Как и чертежи для его армирования.

Для этого используют такие нормативные документы:

Источник: http://stroynedvizhka.ru/stroitelstvo-nedvighimosty/armirovanie-stolbchatyih-fundamentov-s-rostverkom/

Как правильно армировать ростверк свайного фундамента?

Главная|Армирование|Как правильно армировать ростверк свайного фундамента?

Дата: 18 февраля 2017

Просмотров: 4154

Коментариев: 0

В качестве надежного основания для возведения зданий используется фундамент свайного типа. Основание на опорных элементах необходимо при осуществлении строительства объектов на проблемных почвах.

Свайная основа — оптимальное решение во многих ситуациях, в том числе, если строение возводится на вечной мерзлоте или слабой почве с близко находящимися водоносными слоями, а также при наличии значительных перепадов высот на строительной площадке.

Армирование ростверка свайного фундамента позволяет обеспечить прочность основания, сформировать надежную базу для возводимого здания.

Ростверк — ответственная, горизонтально расположенная часть силового каркаса, соединяющая в единый контур опорные колонны. Он обеспечивает вертикальность столбов, предотвращает их перемещение.

Обеспечение прочностных характеристик опорной конструкции достигается путем укрепления стальной арматурой.

Для усиления опорного контура необходим чертеж, требуется выполнение расчётов предполагаемых усилий, воздействующих на основание при эксплуатации строения.

Важно

Свайный фундамент — универсальное основание для строительства кирпичных , деревянных, газобетонных и пенобетонных малоэтажных домов

Рассмотрим, как производится укрепление ростверкового фундамента. Остановимся на особенностях главных этапов работ, профессиональное выполнение которых обеспечит надежность возводимой основы.

Что такое ростверк?

Для тех, кто не владеет строительной терминологией, сообщаем, что ростверк — это ответственная часть свайного фундамента, соединяющая оголовки свай в единый силовой контур.

Существуют различные виды ростверков, применяемых в свайных основаниях:

  • ленточного типа, представляющего монолитную бетонную ленту. Она располагается по периметру опор, последовательно расположенных под несущими нагрузку капитальными стенами;
  • плитной конструкции, в виде монолитной плиты, размеры которой соответствуют контуру основания строения и охватывают все опоры.

Ростверк представляет собой ленточную конструкцию , соединяющую отдельно стоящие сваи между собой

В зависимости от особенностей ростверкового фундамента, он может изготавливаться в следующих исполнениях:

  • Цельном варианте. Изготовление осуществляется путем заливки в предварительно подготовленную опалубку бетонного раствора. Формирование монолитной базы происходит после твердения бетонной смеси.
  • Составном виде. Основа представляет сборную поверхность из произведенных промышленным путём железобетонных изделий, соединённых при установке с опорными колоннами, а также между собой.

Независимо от особенностей конструкции, ростверк формирует опорную поверхность, предназначенную для возведения стен постройки. Обвязка находящихся в земле колон обеспечивает высокую жесткость пространственной системы и стойкость к воздействию действующих усилий.

Армирование свайно ростверкового основания, позволяет укрепить монолитную основу стальными прутками, способствующими целостности конструкции и повышающими долговечность.

Конструктивные особенности

Для формирования расположенного на сваях ленточного фундамента изготавливают ростверки на различной высоте по отношению к нулевой отметке. В зависимости от расположения контура относительно уровня грунта различают следующие виды:

  • высокий, нижняя отметка которого превышает уровень грунта на 10 см и более. Сооружается для легких построек, расположенных на любых видах почвы. На проблемных почвах его устройство особенно актуально. Конструкция нуждается в серьезном укреплении арматурой, что связано с наличием полостей, имеющихся под бетонным монолитом, находящимся над поверхностью грунта;

Именно в случае монтажа монолитного свайного ростверка, который используется при обустройстве домов из тяжелых материалов, необходимо выполнить армирование обвязки

  • наземный вариант, выполненный на гравийно-песчаной подсыпке без заглубления в почву. Его особенность — отсутствие свободного пространства между бетонным монолитом и грунтом. Установка осуществляется на не проблемных грунтах. При подверженности почвы морозному пучению возможно образование трещин и отрыв затвердевшего бетонного массива от опорных колонн;
  • мелкозаглубленный тип, сформированный путем заглубления нижней части в почву на предварительно подготовленную песчано-гравийную подсыпку. Конструкция такой основы напоминает устройство ленточного фундамента, основание которого опирается на сваи. Формирование заглубленной основы связано со значительными затратами и применяется для возведения массивных построек, расположенных на почвах, характеризующихся низкой несущей способностью.

Основания свайного типа формируют, главным образом, для легких строений. Именно поэтому достаточно распространено устройство ростверкового фундамента, основа которого представляют висячую ленту из бетона, усиленного стальной арматурой. При высоте основы до 40 см, ее ширина зависит от вида, размеров материала, применяемого для возведения стен, и составляет 30-40 см.

О целесообразности армирования

Потребность усилить основание здания стальной арматурой связана с особенностями бетона. Материал обладает повышенной стойкостью к воздействию сжимающих усилий, однако восприимчив к воздействию изгибающих моментов и растяжения, вызывающих нарушение целостности и деформацию основания.

Отметим, что армированию подлежат фундаменты, в которых используются сваи двух видов — забивные и буронабивные

Армирование свайно ростверковой конструкции позволяет предотвратить вероятность разрушения, повысить устойчивость, ресурс эксплуатации возводимого здания. Расположенный внутри бетонного массива арматурный каркас воспринимает растягивающие нагрузки и изгибающие усилия, обеспечивая устойчивость возводимой основы.

Независимо от конструкции применяемых свай, расположенных внутри грунта, опорные колонны, также, усиливают арматурой. Расположенные в сваях стальные стержни связываются в общую конструкцию с арматурным каркасом опорной поверхности.

Армирование ростверка свайного фундамента позволяет:

  • Предотвратить разрушение монолитного массива в результате реакции почвы.
  • Значительно увеличить прочность базы, воспринимающей нагрузку от массы строения.
  • Не допустить усадку строения, вызванную низкими прочностными характеристиками основы.

Усиление ростверкового фундамента позволяет избежать негативных явлений.

Специфика армирования

Армирование ростверка свайного фундамента осуществляется предварительно изготовленным объемным каркасом, состоящим из двух ярусов стержней, объединенных в единую конструкцию с помощью стальных перемычек.

Армирование ленточного ростверка выполняется посредством пространственного армокаркаса, состоящего из двух продольных поясов арматуры

Для продольных поясов каркаса используются рифленые прутки, произведенные горячекатаным методом, что соответствует классу арматуры А3. В зависимости от воспринимаемой основанием нагрузки, диаметр стержней составляет 12-16 мм.

Объединение в общий силовой контур соединительных элементов, расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскости, может осуществляться:

  • отдельными стальными рифлеными стержнями прямолинейной формы, диаметр которых соответствует сортаменту продольной арматуры;
  • стальными хомутами прямоугольной конфигурации, изготовленными из гладких прутков класса А2 сечением до 10 мм. Несмотря на повышенную трудоемкость изготовления и установки, прямоугольные перемычки обеспечивают надежность и долговечность конструкции усиления.

Производя усиление размещенного на сваях ленточного фундамента, придерживайтесь следующих рекомендаций:

  • Применяйте не менее 4 прутков, расположенных в верхнем и нижнем ярусе каркаса ленточного контура, обеспечив интервал между элементами 10-15 см.
  • Соблюдайте расстояние, устанавливая перемычки в продольном поясе, равное 15-25 см.
  • Обеспечьте шаг вертикально расположенных перемычек каркаса — 30-40 см.
    Амирование ростверка начинается после выполнения всех предыдущих этапов обустройства свайного фундамента — монтажа свай, их обрезки и обустройства опалубки
  • Зафиксируйте металлическую конструкцию каркаса, обеспечив расстояние до формируемой бетонной поверхности не менее 5 см.

Потребность в защитном слое между металлической конструкцией каркаса и бетонной поверхностью ростверка обусловлена следующими факторами:

  • необходимостью правильного распределения металлоконструкцией каркаса действующих усилий;
  • подверженностью арматурных прутков коррозионным процессам, возникающим от проникающей в бетон влаги.

Соблюдение фиксированного расстояния от арматуры до опалубки при обеспечении защитного слоя достигается путем использования изготовленных из пластика подставок.

Методика расчета

Для определения потребности в арматуре, позволяющей выполнить армирование ростверка свайного фундамента, необходимо предварительно разработать чертеж. Документация содержит следующую информацию:

  • Размеры конструкции.
  • Количество поясов усиления.
  • Профиль арматуры.
  • Диаметр применяемых стержней.
  • Расстояние между перемычками.

Схема правильного армирования углов и примыканий ростверка

Зная габаритные размеры ростверкового фундамента, несложно рассчитать длину стальных прутков арматуры в верхнем и нижнем поясе, а также размеры перемычек.

Просуммировав полученные значения, получаем суммарную длину каждого типоразмера применяемой арматуры. Зная метраж и массу одного погонного метра определённого стержня, не сложно определить потребность в арматурных стержнях, выраженную в килограммах.

Если соединение элементов не планируется осуществлять с использованием электрической сварки, потребуется проволока для вязания.

Совет

Имея чертеж, на котором представлена информация о количестве точек соединения, можно посчитать необходимое количество вязальной проволоки.

Учитывая, что для надежной фиксации двух перпендикулярно расположенных стержней необходимо порядка 30 сантиметров, общая потребность в проволоке определяется путем умножения количества соединений на длину материала.

Выполнение расчётов не представляет сложности. Главное — предварительно разработать чертеж армирования.

Технология усиления ростверка

Если выполнена установка армированных свай и смонтирована опалубка, то можно приступать к формированию арматурного каркаса. Обратите внимание, что фиксация каркаса производится к арматуре, выступающей из бетонных свай на высоту опалубки. Крепление стальных стержней можно производить с помощью сварки, а также, используя вязальную проволоку.

Алгоритм выполнения работ следующий:

  • зафиксируйте на расстоянии 5 см от дна опалубки горизонтально расположенные продольные прутья;
  • разместите и закрепите перпендикулярно расположенные прутки нижнего пояса;
  • установите хомуты прямоугольного сечения или вертикально расположенные стержни крепления прутков верхнего яруса;
  • закрепите продольные стержни верхнего пояса;
  • выполните угловое усиление ростверка, установив в углах конструкции изогнутые стержни.

Надёжно укрепите углы арматурой, так как в этих местах каркас воспринимает значительные усилия.

Заключение

Усиление стальной арматурой ростверка свайного основания позволяет сформировать надежную базу, обеспечивающую устойчивость возводимого строения. Работы не сложно выполнить самостоятельно, предварительно разработав чертеж, согласно которому осуществляется армирование ростверка свайного фундамента.

Источник: https://pobetony.ru/armirovanie/rostverka-svajnogo-fundamenta-chertezh/

Устройство монолитного железобетонного ростверка фундамента и его возведение

Монолитный железобетонный ростверк с опалубкой

Монолитный железобетонный ростверк – это идеальный вариант для самостоятельного возведения фундамента вашего дома, так как вся процедура обустройства ростверка может выполнена даже одним человеком. Также в отличие от стального типа монолитных ростверком выше упомянутый вариант значительно дешевле.

О всех вариантах ростверка читайте в соответствующей статье.

План работ:

Опалубка для ростверка

Опалубка с армированием

Для заливки железобетонного монолитного ростверка обязательна опалубка со стенками и днищем, формирующим нижнюю гладкую поверхность балки (ленты) ростверка. Опалубку выстилают полиэтиленовой пленкой.

Это важно, чтобы нижняя часть ростверка была без неровностей, где может скапливаться вода, и медленнее разрушалась. Можно сделать и несъемную опалубку, одновременно выполняющую роль гидроизоляции.

Главное, чтобы она сохраняла воздушную подушку между балкой ростверка и землей.

Перед устройством опалубки важно выровнять сваи – они должны быть от уровня грунта на одной высоте.

Поэтому их или изначально отливают по уровню, или выравнивают после забивания (отливания): опиливанием или наращиванием бетонной смесью.

Если сваи стоят не по одной линии, но не выходят за границы ленты ростверка, это непринципиально, если одна из свай выходит за границу – придется над ней делать выступ железобетонного ростверка.

В целом опалубка ростверка изготавливается более прочной и с более надежным соединением щитов, чем для ленточного фундамента, и предполагает обязательное съемное дно, в других пунктах процесс изготовления опалубки и заливки различий не имеет.

Процесс создания опалубки

По периметру будущего здания монтируется опалубка, ширина ростверка (и жёлоба опалубки) несколько больше толщины предполагаемых проектом стен, обычно 30-40 см, а форма сечения близка к квадратной.

Чтобы сделать приподнятый ростверк, в съемную щитовую наземную опалубку для создания подушки может засыпаться песок или укладываться толстый листовой пенопласт и настилаться на него п/э пленка, а затем после отвердевания ленты щиты, песок (пенопласт) и пленка удаляются.

Можно сделать желоб из щитов с щитовым же днищем, приподнятый на брусках (ножках) до нужной высоты. Дно и стыки его с бортами должны быть очень прочными, так как будут держать на себе всю массу отлитого бетона. Можно сделать наружные металлические накладки-угольники.

Обратите внимание

В днище делают выпилы для свай, если они войдут в толщу бетона, или над сваями – если ростверк будет на них лишь опираться, будучи связан с ними только арматурой.

Ростверк, который только опирается на сваи, лучше распределяет давление, но хуже связывает конструкцию свай и прикрепляет к ним сам дом.

Монолитный ростверк лучше соединяет сваи, но толщина его над сваей меньше, чем общая высота ленты.

Удобно делать выпилы в коротких сторонах щитов и «надевать» их на сваю, получается что-то вроде шпоночного соединения, или монтировать днище вокруг них.

Швы между щитов укрепляют дополнительно, обязательно понадобятся подпорки и распорки, контролирующие вертикальность и неподвижность боковых щитов. Ставят в опалубку собранный (либо собирают в ней) арматурный каркас и крепят его к оголовкам свай.

Чтобы каркас оказался погружен в бетон на нужную глубину, под прутки нижнего пояса подкладывают брусочки (можно подложить мокрые бетонные плитки) толщиной в 3-5 см.

Если просто положить каркас на дно, очевидно, что нижние прутки окажутся незащищенными и будут выступать на подошве. Коррозия начнется быстро, ростверк долго не прослужит.

Поэтому лучше подстраховаться и сделать нижний слой даже чуть больше 5 см.

Можно закрепить каркас в подвешенном состоянии, этому способствуют арматурные прутки свай и верхние распорки. В любом случае каркас закрепляется неподвижно – чтобы не сдвигался при заливке бетоном и не сползал вниз под своим весом и во время виброуплотнения.

Армирование

Армирование ростверка на столбчатых сваях (1 и 4 – сваи, 2 – горизонтальные прутья арматуры, 3 – залитый бетоном ростверк)

Армирование нужно, чтобы повысить устойчивость к изгибу; без жесткой арматуры ростверк трескается при малейшей деформации. Поскольку на него действуют одновременно переменные нагрузки сверху (то есть вес здания) и снизу – давление грунта через сваи, постольку на армировании экономить нельзя.

Армирование ленточного ростверка

Армирование ленточного ростверка аналогично армированию ленточного фундамента. В балке ставят 2 (верхний и нижний) пояса армирования, каждый состоит минимум из 2 продольных прутьев, с вязкой через 30-40 см.

Продольные прутья принимают всю нагрузку деформации ростверка – поэтому их диаметр не меньше 10-12 мм (лучше больше), а сечение – периодическое поперечное. Вертикальные прутки такие же.

Важно

Поперечные прутки не берут нагрузку, их задача связать каркас в систему, отсюда для экономии они тоньше, порядка 6-8 мм, возможно применять гладкие.

Армирование монолитного железобетонного ростверка

Каркас должен быть при заливке покрыт слоем бетона минимум в 3-5 см – иначе есть риск коррозии арматуры. Итого, на каждую балку периметра требуется 4 длинных продольных прутка (желательно цельных или сварных), короткие прутки того же сечения для вертикальных стоек, короткие поперечные прутки и монтажная проволока.

Армирование плитного ростверка

Армирование плитного ростверка также аналогично армированию монолитной плиты: те же два пояса сетки армирования в 3-5 см вглубь плиты от поверхностей. Каждый пояс – сетка толстой арматуры переменного сечения, с шагом в 20-40 см. Пояса соединяются по вертикали того же диаметра прутками арматуры, все прутки соединены проволокой или сваркой.

Армирование свай

Все сваи при изготовлении армируются, «хвосты» прутков должны на 15-20 см выступать из оголовка. Поверхность оголовок свай обязательно надкалывается – чтобы создать шероховатую поверхность, лучше соединяющуюся с новым залитым бетоном. При монтаже прутки арматуры свай соединяются проволокой или сваркой с арматурным каркасом ростверка.

Процесс возведения столбчатого монолитного фундамента (нижние 3 изображения – 1. возведение опалубки с армированием, 2. заливка, 3. опалубка снята)

Строительство ленточного фундамента для бани – руководство по армированию, создании опалубки и другим тонкостям возведения ленточного монолитного фундамента.

Гидроизоляция фундамента всех типов.

Установка отлива на фундамент – как правильно выполняется монтаж отлива и какие ошибки не стоит совершать.

Заливка ростверка бетоном

Приготовление раствора и заливка опалубки уже подробно описаны в статье про создание опалубки ленточного фундамента. Процесс абсолютно идентичен, так что читайте и внедряйте.

Источник: https://orcmaster.com/stroitelstvo/fundament/monolitnyj-zhelezobetonnyj-rostverk.html

Об армировании ростверка свайного фундамента

В сфере индивидуального строительства при использовании свайного основания монолитный железобетонный ростверк является наиболее популярным вариантом, поскольку даже при значительных размерах его всегда можно изготовить своими силами.

Используемые для этого материалы могут быть доставлены на стройплощадку обычным грузовым или даже легковым транспортом без применения специальных платформ или подъемных кранов.

Однако, работы по монтажу монолитного ростверка являются более сложными, чем сборного, и главная трудность заключается в правильном армировании свайного ростверка.

Как работает ростверк

Часто можно слышать о схожести устройства ростверка и обычного ленточного фундамента, но такое утверждение верно лишь отчасти. Действительно, своим видом и функцией ростверк весьма похож на ленточное основание, однако условия работы этих конструкций значительно отличаются:

  • если для ленточного фундамента возникновение изгибающего момента в вертикальной плоскости — скорее, явление из ряда вон выходящее, то для ростверков, представляющих собой уложенные на сваи балки, это – норма. Находящийся между опорами пролет воспринимает вес частей здания и другие нагрузки, будучи при этом как бы подвешенным в воздухе, что и обуславливает прогиб;
  • еще одно отличие состоит в том, что приходящаяся на ленточный фундамент нагрузка является менее предсказуемой. Подстилающий грунт под различными участками основания может «поплыть» либо вспучиться. Это вызывает разнонаправленные прогибы, при которых растянутой может быть как верхняя, так и нижняя часть поперечного сечения. А растянутая зона, имеющая место при прогибе железобетонного элемента, — это, как известно, именно та зона, в которой должна располагаться арматура. Таким образом, обычный ленточный фундамент приходится армировать одинаково как в верхней части, так и в нижней.

В случае с ростверком воздействие со стороны грунта полностью исключается, поэтому возникающие в нем напряжения вполне прогнозируемы: в пролетах между сваями растянутой всегда оказывается нижняя часть поперечного сечения, в зонах опирания на сваи – верхняя.

Этим определяется и схема армирования ростверка свайного фундамента. Нижний пояс арматурного каркаса на участках между сваями делается более мощным, а в точках опирания на сваи усиливают верхний пояс.

Выбор материалов арматурного каркаса и определение его параметров

Диаметр используемой арматуры и параметры каркаса подбираются на основании расчета, учитывающего постоянные и временные нагрузки.

Расчет армирования ростверка свайного фундамента должен выполняться опытным строительным инженером, хорошо владеющим темой железобетонных конструкций.

Источник: https://ks5.ru/fundament/svainyi/armirovanie-rostverka.html

Устройство ростверков и технология армирования разных видов фундамента, полезные советы и фото

Строительство дачных домов и коттеджей в последние десятилетия быстро набирает обороты. Иметь дом на природе мечтают многие. Кто-то покупает уже готовую дачу или нанимает бригаду строителей, а кто-то решает воплотить мечту в жизнь своими руками.

Возведение любого дома начинается с фундамента, который имеет несколько разновидностей. Если предполагается построить крепкий, основательный дом, то его фундамент непременно обязан ему соответствовать. Для дачного дома можно заложить столбчатый или свайный фундамент, соединенный ростверком.

Устройство ростверка фундамента и его разновидности

В незнакомом названии нет ничего необычного. Ростверк — это верхняя часть фундамента, которая распределяет нагрузку от дома на всю площадь основания равномерно.

Его задача — придать столбам фундамента максимальную устойчивость. Он является соединяющим звеном между сваями и служит опорой для возводимой постройки.

Сооружения отличаются друг от друга материалом, конструкцией и степенью заглубления.

При закладке фундамента, его верхнюю часть изготавливают из следующих материалов.

  1. Металлическая конструкция собирается из швеллеров (чаще используют двутавр). Основание такого дома жесткое и прочное. Недостатком металла является его коррозия. Какую бы защиту ни применяли для металлических ростверков, со временем они ржавеют и начинают разрушаться. Если идет речь о возведении дома своими силами, то использовать металл и вовсе не целесообразно. Это очень затратный материал, да еще придется использовать спецтехнику для установки двутавра на сваи.
  2. Деревянные ростверки применяют при возведении сруба из бруса или оцилиндрованного бревна, для сборно-щитовых построек или домов из СИП панелей. Для защиты деревянной части делают гидроизоляцию.
  3. Бетонные конструкции возводят на винтовых или железобетонных сваях. Для этого сначала собирается опалубка, внутри которой укладывается гидроизоляционный материал, а затем заливается бетон высокого качества. Различают бетонный ростверковый фундамент ленточного типа, когда соединяются только расположенные рядом сваи и плиточный, который объединяет оголовки всех свай заложенного основания.
  4. Железобетонный ростверк получил самое большое распространение. Он является самым прочным и жестким конструктивным вариантом благодаря армированию. Именно металлическая арматура придает фундаменту прочность, делая его очень надежным.

Существуют 2 вида верхней части фундамента — ленточные или плиточные конструкции.

По способу заглубления они делятся на 3 вида:

  • надземный (висячий) ростверк устанавливается над уровнем грунта;
  • наземный (самый распространенный вариант) расположен вровень с землей;
  • заглубленный, когда основание расположено ниже уровня грунта, то есть, вкопано в землю.

Столбчатый фундамент с ленточным ростверком

Многие хозяева при строительстве частного дома закладывают столбчатый фундамент с ленточным ростверком. Такое основание дома подвергается разрывным нагрузкам, которые могут возникнуть при вспучивании грунта в зимнее время года.

Промерзший грунт пытается выдавить столб наружу. Поэтому к ним, как и к ростверку применяется армирование (в этом случае оно вертикальное). Монолитный ленточный ростверк армируют за несколько этапов аналогично ленточному фундаменту.

  1. Сборка каркаса для армирования. Для этого нарезается пруток необходимого размера. На заранее подготовленном шаблоне располагают вертикальные стойки, которые соединяют друг с другом вязальной проволокой. После соединения необходимого количества стоек, приступают к продольному креплению к ним ребристых прутков. Промежуток между вертикальными стержнями принято делать не более 30 — 40 см.
  2. На втором этапе необходимо к выступающим из столбов частям арматуры привязать уже готовый армирующий каркас. Для этого надежно соединяют вертикальные и горизонтальные прутья арматуры вязальной проволокой с помощью специального вязального крючка, который можно приобрести в хозяйственном магазине или на строительном рынке. Каркас должен состоять из 2 рядов армирующих прутьев. Между собой, кроме стоек, они соединяются вертикальной арматурой от столбов. На этом этапе важно качественно произвести армирование углов. Арматура должна быть загнута на углах в разные стороны периметра фундамента не менее чем на 40 см. Если длины стержней не хватает, их соединяют г-образным прутком. Армирующий каркас должен быть замкнутым. По углам стойки каркаса должны располагаться в 2 раза чаще. Не стоит экономить на армирующем каркасе. Он значительно увеличивает прочность и надежность основания дома.
  3. После сооружения каркаса и крепления его к столбам приступают к возведению опалубки. Помимо боковых стенок для опалубки необходимо крепкое основание. Ростверк как бы висит в воздухе, поэтому на опалубку ложится весь вес бетонного раствора. Поэтому в промежутках между столбами устанавливают надежные подпорки. Чтобы арматура не подвергалась коррозии, она должна быть полностью утоплена в растворе. Для этого стенки опалубки отделяют от арматуры на расстоянии не менее 5 см.
  4. Когда сооружение опалубки завершено, приступают к заливке бетона. Чтобы конструкция была монолитной, его заливают сразу по всему периметру. Снимать опалубку следует через месяц. После этого ростверк должен отстояться еще как минимум 30 дней, чтобы железобетонная конструкция набрала необходимую расчетную прочность. Лишь после этого можно приступать к возведению дома.

Армирование плитного ростверка

Отличие устройства плитного основания дома от ленточного заключается в том, что он перекрывает все оголовки столбчатого фундамента, а не только расположенные по периметру столбы. В итоге мы будем иметь своего рода бетонный пол.

Армирование плитного ростверка аналогично армированию бетонной плиты. В обоих случаях делается 2 армирующих пояса — у верхней и нижней плоскости.

В качестве армирующих элементов используется сетка из толстой ребристой арматуры с шагом от 20 до 40 см. Друг с другом верхний и нижний пояс соединяются, как и в ленточном фундаменте, с помощью вертикальных прутьев арматуры. Как и для изготовления любой железобетонной конструкции, здесь потребуется прочная, выдерживающая большой вес раствора, опалубка.

Плитный ростверк имеет самые лучшие прочностные характеристики, но из-за больших затрат времени, сил и денежных средств, при строительстве дачных домов такой вид фундамента используется очень редко. Тем более, если вы собираетесь возводить его самостоятельно. Приготовление раствора для заливки плиты с использованием компактной бетономешалки займет много времени.

Сразу залить всю площадь плиты не получится, а заливка частями снижает прочность конструкции. Если заказать доставку готового раствора, потребуются ни одни дополнительные руки, чтобы раскидать машину раствора, пока он не застыл. Следует учесть, что связать армирующий каркас большого размера вручную сможет только человек, обладающий огромным терпением.

Если вы решили возводить дом своими руками, то самым лучшим решением при выборе конструкции основания дома будет столбчатый фундамент с армированным ростверком.

Армирование ростверка

Самым распространенным является железобетонный ростверк. Он состоит из бетона и армирующих материалов, которые повышают сопротивляемость основания деформации и нагрузкам, работающим на изгиб.

Пренебрегать армированием верха фундамента нельзя. Без арматуры он быстро пойдет трещинами, что приведет к быстрому разрушению. Металлические стержни полностью исключают эластичность фундамента, заметно снижая неравномерность усадки дома.

Для армирования вам потребуется:

  • арматура;
  • станок для резки арматуры;
  • вязальная проволока;
  • специальный крючок для вязания.

Качественное армирование конструкции предполагает использование металлического прута толщиной от 10 до 14 мм.

Независимо от того, какой тип конструкции (ленточный или плиточный) будет использоваться, к ней применяют горизонтальное армирование. Количество прутьев в полном объеме железобетонной конструкции зависит от их сечения.

Рекомендуется использовать рабочую арматуру одного диаметра. В случае если имеются разные прутья, то более толстые из них располагают в нижней части в углах ростверка.

Источник: http://plita.guru/raboty/armirovanie/ustroystvo-i-tehnologiya-armirovaniya-rostverkov.html

Как правильно вязать арматуру для свайно ростверкового фундамента?

В сфере индивидуального строительства при использовании свайного основания монолитный железобетонный ростверк является наиболее популярным вариантом, поскольку даже при значительных размерах его всегда можно изготовить своими силами.

Используемые для этого материалы могут быть доставлены на стройплощадку обычным грузовым или даже легковым транспортом без применения специальных платформ или подъемных кранов.

Однако, работы по монтажу монолитного ростверка являются более сложными, чем сборного, и главная трудность заключается в правильном армировании свайного ростверка.

Как работает ростверк

Часто можно слышать о схожести устройства ростверка и обычного ленточного фундамента, но такое утверждение верно лишь отчасти. Действительно, своим видом и функцией ростверк весьма похож на ленточное основание, однако условия работы этих конструкций значительно отличаются:

  • если для ленточного фундамента возникновение изгибающего момента в вертикальной плоскости — скорее, явление из ряда вон выходящее, то для ростверков, представляющих собой уложенные на сваи балки, это – норма. Находящийся между опорами пролет воспринимает вес частей здания и другие нагрузки, будучи при этом как бы подвешенным в воздухе, что и обуславливает прогиб;
  • еще одно отличие состоит в том, что приходящаяся на ленточный фундамент нагрузка является менее предсказуемой. Подстилающий грунт под различными участками основания может «поплыть» либо вспучиться. Это вызывает разнонаправленные прогибы, при которых растянутой может быть как верхняя, так и нижняя часть поперечного сечения. А растянутая зона, имеющая место при прогибе железобетонного элемента, — это, как известно, именно та зона, в которой должна располагаться арматура. Таким образом, обычный ленточный фундамент приходится армировать одинаково как в верхней части, так и в нижней.

В случае с ростверком воздействие со стороны грунта полностью исключается, поэтому возникающие в нем напряжения вполне прогнозируемы: в пролетах между сваями растянутой всегда оказывается нижняя часть поперечного сечения, в зонах опирания на сваи – верхняя.

Этим определяется и схема армирования ростверка свайного фундамента. Нижний пояс арматурного каркаса на участках между сваями делается более мощным, а в точках опирания на сваи усиливают верхний пояс.

Выбор материалов арматурного каркаса и определение его параметров

Диаметр используемой арматуры и параметры каркаса подбираются на основании расчета, учитывающего постоянные и временные нагрузки.

Расчет армирования ростверка свайного фундамента должен выполняться опытным строительным инженером, хорошо владеющим темой железобетонных конструкций.

Типовые решения

На практике в индивидуальном строительстве придерживаются следующих правил:

  • в растянутых зонах ростверка укладывают несколько продольных стержней арматуры класса AIII диаметром 20 мм и более;
  • в сжатом поясе размещают арматуру диаметром 8 – 15 мм. Шаг между стержнями продольной арматуры, также именуемой рабочей, составляет 80 – 100 мм.
  • Для восприятия поперечных растягивающих усилий, а также для объединения продольной арматуры в единый каркас, к ней крепятся поперечные стержни – гладкая арматура класса AI диаметром от 6 до 8 мм. Расстояние между ними не должно быть менее 250 мм, но обычно оно принимается равным 3/8 высоты сечения ростверка.

Если высота ростверка превышает 150 мм, в арматурном каркасе устанавливают вертикальные стержни, шаг которых соответствует шагу поперечной арматуры.

Чаще всего вместо отдельных продольных и поперечных стержней используют хомуты – детали из арматуры в виде замкнутого прямоугольника или перевернутой литеры «П».

Армирование зон примыкания лент ростверка

Там, где ленты ростверка образуют Г-образное или Т-образное пересечение, просто скрепить пересекающиеся стержни рабочей арматуры недостаточно.

Здесь располагают согнутые под прямым углом стержни, каждая часть которого укладывается в одну из примыкающих лент и заходит в нее не менее, чем на 40 диаметров.

Хомуты в этих зонах устанавливают в два раза чаще.

Производство работ

Армирование ростверка свайного фундамента выполняют сразу после сооружения опалубки. Обязательным элементом последней должны быть поперечные перемычки в верхней части, к которым, в конечном итоге, будет подвешиваться арматурный каркас.

Работы по монтажу армирования в будущем ростверке можно разбить на несколько операций.

Устройство нижнего пояса арматурного каркаса

На дне опалубки поверх гидроизоляции укладывают специальные пластиковые бобышки, на которых затем будет располагаться нижний пояс арматурного каркаса.

Если бобышек в наличии нет, их можно заменить фрагментами кирпича или деревянными брусками высотой 40 – 50 мм:

  • высота всех подкладок должна быть одинаковой, чтобы стержни арматуры заняли строго горизонтальное положение;
  • шаг между бобышками или элементами, используемыми в качестве альтернативы, зависит от диаметра рабочей арматуры: он должен быть таким, чтобы стержни не прогибались;
  • на бобышки с равным шагом необходимо уложить рабочую арматуру нижнего пояса. Расстояние от крайних стержней до боковых поверхностей опалубки должно составлять 30 – 40 мм.

При сооружении каркаса исполнитель должен руководствоваться требованиями документов, описывающих армирование ростверка свайного фундамента: чертеж конструкции со всеми необходимыми указаниями приводится в проекте постройки.

Если лента ростверка имеет значительную длину, каждую нитку рабочего пояса набирают из нескольких арматурных стержней, соединяемых с нахлестом в 1 м.

К нижнему поясу крепят стержни поперечной арматуры или хомуты, совмещающие в себе поперечную и вертикальную арматуру.

Устройство верхнего пояса

Рабочая арматура верхнего пояса подвешивается на перемычках опалубки, о которых было упомянуто в начале раздела. Длина подвесов должна быть такой, чтобы после заливки ростверка над арматурой образовался защитный слой бетона толщиной от 30 до 40 мм.

Стержни верхнего пояса связываются с поперечной и вертикальной арматурой либо с хомутами, если таковые используются.

Затем оба рабочих пояса следует привязать к арматуре, выступающей из свай. Арматурный каркас можно считать готовым.

Способы вязки арматуры

Наиболее распространенный метод крепления – связывание арматуры с помощью специальной проволоки. Электросварка используется очень редко и только для арматуры, имеющей в маркировке литеру «С».

Соединять сваркой обычную арматуру не допускается, поскольку вследствие воздействия высоких температур она становится менее прочной.

Для вязания арматуры применяют только отожженную круглую проволоку диаметром 1 мм. Необожженная проволока является менее пластичной, поэтому плохо гнется и легко обрывается.

Совет

Быстрее всего вязка арматуры осуществляется с помощью специального пистолета, снабженного аккумулятором. Но его приобретение целесообразно только при больших объемах работ, к тому же он не очень удобен при вязке арматуры в труднодоступных местах.

Армирование свайно – ростверкового фундамента для частного дома в основном осуществляют посредством другого инструмента – специального крючка. Профессионалы предпочитают самодельные крючки, но для разовых работ сгодится и покупной.

В продаже можно найти как обычные, так и винтовые крючки, называемые, также, полуавтоматическими.

Последние позволяют выполнять вязку арматуры несколько быстрее, но в силу своей конструкции после затягивания узла они оставляют слишком длинные свободные концы проволоки, которые часто выступают из бетона и начинают ржаветь.

Наиболее простыми и распространенными видами узлов являются так называемые «петля» и «две петли». Первый используется при соединении арматуры внахлест, второй – для стыковых соединений. На практике же петлю часто применяют не только для нахлесточных соединений, но и для угловых.

На завершающем этапе монтажа арматурного каркаса следует извлечь бобышки, на которых устанавливалась рабочая арматура нижнего пояса. После этого весь каркас окажется подвешенным на проволоке, обвитой вокруг верхних перемычек опалубки. Теперь можно приступать к заливке бетона.

Видео об армировании ростверка свайного фундамента

Свайный фундамент — универсальное основание для строительства кирпичных (об армировании кирпичной кладки — читаем отдельно), деревянных, газобетонных (про армирование газобетона — читаем отдельно) и пенобетонных малоэтажных домов в любых грунтовых условиях. Такие основания применяются и для других конструкций (к примеру — заборов, колонн). Прочность и надежность свайного фундамента непосредственно зависит ростверка, о технологии армирования которого мы поговорим в данной статье.

Армирование ростверка

Вы узнаете, зачем необходимо армирование свайно-ростверкового фундамента, какие материалы для этого используются и как выполняется сам процесс. Будут приведены схемы и чертежи, объясняющие все нюансы армирования монолитного ростверка.

Какие функции выполняет ростверк и зачем нужно его армирование?

Обратите внимание

Ростверк представляет собой ленточную конструкцию (о том, как армируют обычный ленточный фундамент — читаем отдельно), соединяющую отдельно стоящие сваи между собой. За счет обвязки опоры получают дополнительную пространственную жесткость и устойчивость к опрокидывающим нагрузкам. Также ростверк выступает в качестве опорной поверхности, на которой возводятся стены здания.

Источник: http://beton-stroyka.ru/fundament/kak-pravil-no-vyazat-armaturu-dlya-svayno-rostverkovogo-fundamenta.html

Конструктивные решения фундамента дома — PDF Free Download

Проект «Индивидуального жилого дома»

ООО «СВДОМ» Проект «Индивидуального жилого дома» Сруб, Комплекты КДК Москва 2016 Формат А3-297x 420 мм Пояснительная записка Проект «Индивидуального жилого дома» (брус х270) 1. Общие сведения. Настоящий

Подробнее

Индивидуальный жилой дом

ВЕДОМОСТЬ РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ ОСНОВНОГО КОМЛЕКТА ОБЩИЕ ДАННЫЕ 9 0 9 0 Общие данные Наименование Схема расположения фундамента Фмл- на отм. -,900. Разрезы -, — Разрезы а-а, -, -, -, -, — Разрезы -, 9-9 Узел

Подробнее

Проект фундамента брусового дома

Инженер проекта Берген А.В. Заказчик Костенко О.В. Челябинск 0 Ведомость чертежей основного комплекта Лист Наименование Примечание 0 Ведомость чертежей основного комплекта ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ

Подробнее

КОНСТРУКЦИИ БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР СИСТЕМА ПРОЕКТНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА КОНСТРУКЦИИ БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ РАБОЧИЕ ЧЕРТЕЖИ ГОСТ 21.503-80 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

Подробнее

Дом из блоков, общая площадь 160м2

Дом из блоков, общая площадь 160м2 Раздел 1 «Фандамент монолитный свайно-ростверковый» 1 Прут 6мм 130 м 15 1950,00 2 Арматура АIII d 8мм 240 м 21 5040,00 3 Арматура АIII d 10мм 300 м 31 9300,00 4 Арматура

Подробнее

Ведомость рабочих чертежей основного комплекта 12-2016-22 АС Наименование Лист 1 3 Общие данные Cхема расположения свай БНС-1 под опору 24. Схема расположения свай БНС-1 под опору 21. Геологический разрез

Подробнее

Ведомость рабочих чертежей комплекта

Лист 1 2 3 4 5 6 7 8 Ведомость рабочих чертежей комплекта Наименование Раздел АС Общие данные План чаши бассейна (отметка ±0,000) Разрез 1-1 План чаши бассейна (опалубка) Разрез 2-2 (опалубка) План чаши

Подробнее

Фундаментная плита. Граница участка. Шифр 3,7 10,9 26,25 10,3 27,22 14, Формат А3. Адрес: Частный дом по адресу: Московская область

3,7 0,9 26,25 0,3 Фундаментная плита 27,22 4,75.98 раница участка Изм. Кол.уч.Лист док. Подпись ата Разработал Умаров У.. Привязка к участку Формат 3 Схема расположения осей Схема диагоналей опалубки 605

Подробнее

Архитектурный проект

Дом из 191х192мм Архитектурный проект город Тверь 2015 год Ведомость рабочих чертежей основного комплекта АР Наименование Лист 1 Титульный лист 1 2 Ведомость рабочих чертежей основного комплекта АР 2 3

Подробнее

СВАИ ЗАБИВНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ

ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ СОЮЗА ССР СВАИ ЗАБИВНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ СВАИ ПОЛЫЕ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ И СВАИОБОЛОЧКИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ЦЕЛЬНЫЕ С НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ КОНСТРУКЦИЯ И РАЗМЕРЫ ГОСТ 19804.583 ИЗДАТЕЛЬСТВО

Подробнее

Благоустройство частного дома

лагоустройство частного дома Конструктивные решения. Графическая часть едомость рабочих чертежей основного комплекта Лист Наименование Примечание Общие данные 2 3 5 6 7 8 9 0 2 3 5 6 7 8 9 20 2 22 23 2

Подробнее

НП-06/ КЖ. ООО «НЕКК-Проект»

Ведомость рабочих чертежей основного комплекта Лист Наименование Примечание Конструкции железобетонные. Общие данные. Схема расположения фундаментов. Фундамент Фм. Фундамент Фм, Фм, Фм. Фундамент Фм, Фм,

Подробнее

СВАИ ЗАБИВНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ

ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ СОЮЗА ССР СВАИ ЗАБИВНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ СВАИ ПОЛЫЕ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ И СВАИОБОЛОЧКИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ЦЕЛЬНЫЕ С НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ КОНСТРУКЦИЯ И РАЗМЕРЫ ГОСТ 19804.583 ИЗДАТЕЛЬСТВО

Подробнее

СМЕТА НА СТРОИТЕЛЬСТВО КОРОБКИ КОТТЕДЖА ПО ПРОЕКТУ S

СВАИ ЛЕНТА В ОПАЛУБКЕ БУРЕНИЕ ЯМ ТРАНШЕЯ 1 ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ Вынос осей траншеи на участок смена 1,0 0,00 0,00 6 320,00 6 320,00 6 320,00 Разработка грунта в траншее вручную 0,2м, шириной 0,8м м3 2,0 0,00

Подробнее

Сводная ведомость материалов

Сводная ведомость материалов едомость расхода бетона Обозначение Наименование Кол-во, м³ Примечание ГОСТ 77-9 етон — 25 W8 F00 9.8 Фундаментные стены ГОСТ 77-9 етон — 25 W8 F00 2.6 Фундаментные стены террасы

Подробнее

2БКТП-630 2БКТП БКТП-1250

ТИПОВОЙ ПРОЕКТ 2БКТП-630 2БКТП-1000 2БКТП-1250 БЛОЧНАЯ КОМПЛЕКТНАЯ ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ ОБОЛОЧКЕ С ДВУМЯ ТРАНСФОРМАТОРАМИ МОЩНОСТЬЮ 630 ква — 1000 ква — 1250кВа АС1 АЛЬБОМ 3 БЛОКИРОВКА

Подробнее

Баня из рубленного бревна

15/09-2016-РП/АС Баня из рубленного бревна Архитектурно-строительные решения г. Новосибирск, 2016 г Ведомость рабочих чертежей основного комплекта Наименование Примечание 1 Ведомость чертежей 2 План 1

Подробнее

Общие сведения и указания

Общие сведения и указания. етонирование… Опалубка должна соответствовать требованиям ГОСТ Р 5085 и обеспечивать проектную форму, геометрические размеры и качество поверхности возводимых конструкций;..

Подробнее

366/Ж Московская обл., Истринский рн, дер. Новинки, к/п Павлово Проектная документация: онструкции цоколя Москва, 206 Ведомость рабочих чертежей комплекта 366/кж Ведомость рабочих чертежей комплекта 366/кж

Подробнее

Ведомость рабочих чертежей комплекта

Лист 1 2 3 4 Ведомость рабочих чертежей комплекта Наименование Раздел АС Общие данные План расположения чаши бассейна (отметка ±0,000) Разрез 1-1, узел 1 План расположения выпусков арматуры из плиты (отметка

Подробнее

Локальная смета

Общество с ограниченной ответственностью ООО «СК «ТД» ИНН 7814646519 / КПП 781401001 ОГРН 1167847163318 Юр.адрес: 197375, г.санкт-петербург, ул. Репищева 14 Согласовано: Адрес объекта: — Генеральный директор:

Подробнее

Дом с мансардой 8,125 х 9,375

Дом с мансардой 8,5 х 9,375 Рабочая документация Aрхитектурно-строительные решения 05.0.0 — AC Инженер 0 год +7 (495) 647-85-67; +7 (96) 84-50-4; e-mail: [email protected]; http://ecopanstamen.ru

Подробнее

РИГЕЛЬ И БАЛКА 11/2013 ЭЛЕМЕНТЫ КАРКАСА

11/2013 ЭЛЕМЕНТЫ КАРКАСА OÜ TMB Element изготавливает элементы каркаса под наименованием изделия «ригели и балки» исходя из требований стандартов EVS-EN 13225 «Сборные железобетонные изделия. Линеарные

Подробнее

ПРОЕКТ индивидуальный жилой дом

ПРОЕКТ индивидуальный жилой дом г. Обнинск 05г. Состав проекта Перекрытие. Балки Лист Наименование Примечание Крыльца. Каркас 0 Титульный лист 3 Крыльца. Каркас. Узлы 0 Состав проекта 4 Крыша. Стальные

Подробнее

Проект. Индивидуальный жилой дом

Проект Индивидуальный жилой дом () по адресу: Московская область аздел: Конструкции деревянные () Стадия: абочая документация () Заказчик: Тупчий В.С. Подрядчик: Москва 2016г. Ведомость рабочих чертежей

Подробнее

строительства на земельном участке

,00 6,80 С Схема расположения проектируемого объекта капитального строительства на земельном участке 0,00 8,00,5,00 6,60 5,00,60 0,85,60 8,60 Крыльцо Проектируемый дом,0 8,00 60,00,00 Ж 9,0,00,80,00 Условные

Подробнее

РосПроект. Общие данные

Общие данные ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Проектная документация индивидуального жилого дома, разработанная в соответствии с действующими технологическими и санитарными нормами и правилами, предусматривает мероприятия,

Подробнее

Проектирование оснований и фундаментов 12-ти этажного гражданского здания в г. Москва

Министерство образования и науки Российской Федерации
Крымский федеральный университет им. Вернадского В.И.
Академия строительства и архитектуры
Архитектурно-строительный факультет
Кафедра «Геотехники и конструктивных элементов зданий»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине: «Основания и фундаменты»
Тема: «Проектирование оснований и фундаментов 12-ти этажного гражданского здания в г. Москва»
Симферополь 2016

В данной работе произведен расчет и конструирование отдельностоящих и свайных фундаментов 12 ти этажного жилого здания
Графическая часть содержит: Ситуационный план с размещением сооружения, Характеристика
проектируемого сооружения, Инженерно-геологический разрез по линии
скважин 1-2-3 с посадкой здания на фундаменты мелкого заложения, План фундаментов мелкого заложения, Сечение 1-1, Сечение 2-2, Вид А-А, Вид Б-Б, Совмещенный план свайного поля и ростверков, Инженерно-геологический разрез по линии скважин 1-2-3 с посадкой здания на свайные фундаменты, Сечение 3-3, Сечение 4-4, Вид В-В, Вид Г-Г.
1. Анализ инженерно-геологических условий площадки строительства, выбор возможных вариантов фундаментов и посадка здания на геологический раз-рез
2. Проектирование фундамента мелкого заложения
2.1. Выбор глубины заложения фундамента
2.2. Определение размеров подошвы фундамента методом последовательных приближений
2.3. Определение фактического расчетного сопротивления грунта основания
2.4. Определение фактического давления на уровне подошвы фундамента и выполнение проверок
2.5. Определение осадки фундамента методом послойного суммирования
2.6. Конструирование фундаментов мелкого заложения
3. Проектирование свайных фундаментов
3.1. Выбор вида и типа свай, определение глубины заложения ростверка и посадка свайного фундамента на геологический разрез
3.2. Определение несущей способности сваи по грунту
3.3. Определение нагрузки, допустимой на сваю
3.4. Определение необходимого количества свай
3.5. Определение фактической нагрузки на сваю и выполнение проверок
3.6. Расчет свайного фундамента по второй группе предельных состояний
3.7. Конструирование свайного фундамента
4. Рекомендации по выполнению работ нулевого цикла
Список использованной литературы

Состав: Ситуационный план с размещением сооружения, Характеристика проектируемого сооружения, Инженерно-геологический разрез по ли-нии скважин 1-2-3 с посадкой здания на фундаменты мелкого заложения, План фундаментов мелкого заложения, Сечение 1-1, Сечение 2-2, Вид А-А, Вид Б-Б, Совмещенный план свайного поля и ростверков, Инженер-но-геологический разрез по линии скважин 1-2-3 с посадкой здания на свайные фундаменты, Сечение 3-3, Сечение 4-4, Вид В-В, Вид Г-Г.

Софт: AutoCAD 2015

Армирование ростверка свайного фундамента: разновидности и конструкция

Строительство дома начинается не с выбора цвета кирпича, а с выбора типа основания для здания. Чтобы правильно выбрать фундамент, необходимо внимательно изучить особенности местности, поведение грунтовых вод, глубину залегания обледенения. На выбор основания также влияет тип дома, материалы, из которых он будет возводиться, этажность. Если земельный участок под строительство находится на заболоченной территории, рекомендуется остановить выбор на свайном типе фундамента. Он предотвратит разрушение здания. Для придания основанию прочности и долговечности применяется армирование ростверка свайного фундамента.

Ростверк

Для начала надо разобраться, что же такое ростверк, и почему он так необходим при строительстве. Он является верхней частью основания здания. Чтобы нагрузка от здания была равномерно распределена по сваям фундамента и применяется данная конструкция. Также он соединяет все сваи фундамента в одно целое.

Различают 3 вида:

  • Свайный
  • Плитный
  • Ленточный

Многие потребители задаются вопросом, для чего нужно армирование ростверка. Оно придает устройству прочность, долговечность, увеличивает его основные характеристики. Перед проведением армирования рекомендуется произвести точный расчет, составить план работы и только потом уже приступать к строительству.

Ленточный вид армирования

Арматурная сетка в данном случае закладывается в 2 ряда. Обязательно в средней части использовать слой с высоким уровнем защиты.

Арматурная сетка производится с расстоянием между прутьями в 15-20 см. Элементы сетки надо связывать между собой металлической проволокой и скреплять их специальным крюком. Не стоит скреплять ячейки сетки методом сваривания. Это уменьшит ее прочность.

На месте работы необходимо соорудить опалубку. Ее щиты должны быть хорошо укреплены со всех сторон.

Рекомендуется следить за состоянием сетки. Недопустимо провисание ячеек. Перед началом заливки бетона, необходимо свериться с проектной документацией и проверить правильность расположения арматуры. На конструкцию стоит привязывать оголовки, расположенные рядом друг с другом.

Армирование ленточного ростверка для свайного основания занимает не так много времени и не требует специальных навыков. Его вполне можно выполнить самостоятельно.

Плитный ростверк

Для укрепления фундамента и придания ему прочности применяется армированный ростверк. Для того чтобы самостоятельно произвести установку конструкции плитного типа, необходимо выполнить следующие действия:

  1. Подготовка арматурной сетки. Для работы необходимо приобрести специальные прутья с диаметром в 1 см. Арматура применяется для того, чтобы привязать друг к другу фундаментные сваи. Оптимальное расстояние – полметра. Из горизонтальных и вертикальных прутьев формируется сетка. Она скрепляется при помощи специального крюка металлической проволокой. 
  2. Арматура накладывается в 2 слоя, между которыми рекомендуется проложить слой защитного средства.
  3. Т.к. свайный фундамент неоднороден, при монтаже арматурной сетки надо выдерживать дистанцию. Она формируется путем связывания частей арматуры. Рекомендуется следить за прочностью и надежностью конструкции.
  4. Далее выступающие вертикальные части арматуры следует привязать к сваям основания. Для проведения этой процедуры рекомендуется использовать металлическую проволоку.

Монолитный ростверк необходимо привязать к сваям в верхних и нижних частях.

Материалы для ростверка

Основной материал для свай – железобетон. Конструкция устройства составляет связанные между собой древесину и металл, также может быть изготовлен из железобетона или металла.

Если сваи изготавливаются из древесины, то рекомендуется выполнять конструкцию из деревянных брусов. Стальное основание требует применения конструкции из балок. Однако специалисты рекомендуют в качестве строительного материала именно железобетон. Т.к. только он способен выдерживать длительные нагрузки, и не подвержен разрушениям.

Положительные стороны

Для укрепления и улучшения положительных качеств основания применяется армирование ростверка фундамента. Оно позволяет укрепить конструкцию и придать ей максимальную мощность.

Основные положительные характеристики: 

  • Низкий уровень потери тепла в строении
  • Простота выполнения работ
  • Низкая стоимость стройматериалов
  • Низкий уровень расходов арматурной сетки и раствора бетона
  • Позволяет защитить строение от колебаний и вибраций земной поверхности

Устройство основания

Чтобы выбрать оптимальный тип фундамента, надо тщательно изучить основные характеристики каждого из них.

На земельных участках со сложной и непрочной поверхностью почв рекомендуется использовать свайное основание. Оно служит передатчиком нагрузки тяжести и давления здания от свай к земной поверхности.

Сваи фундамента обеспечивают сжатие оказываемого давления и существенно снижают его.

Для улучшения основных характеристик фундамента применяется ростверк – усиление верхней части основания. Также можно использовать устройство и в нижней части, увеличивая тем самым силу нагрузки.

Оптимальный вариант стройматериала – железобетон. Армирование ростверка на сваях позволяет улучшить его характеристики и значительно увеличить его выносливость и долговечность.

Конструкция фундамента

Отдавая предпочтение при строительстве основанию в виде свай, следует знать его основной состав.

Основной элемент – сваи. Они представляют собой столб, закопанный в землю. Материал для ее изготовления должен быть устойчивым, твердым, прочным и надежным. Можно производить сваи из раствора бетона, однако наиболее прочными и долговечными считаются конструкции, состоящие из железобетонного материала.

Сваи могут быть:

Конструкция закапывается в специально подготовленную скважину. Для усиления прочности свае придают заостренную форму на основании. Это препятствует поднятию конструкции из грунта.

В заготовленную скважину, ограниченную опалубкой, заливается слой бетона и закладывается арматурная сетка. Нижняя часть должна быть значительно шире. Залитое бетоном основание придает усиленную прочность конструкции и не позволяет извлечь ее из грунта.

Для укрепления и усиления основных качеств фундамента следует использовать данное устройство.

Виды ростверка в зависимости от расположения:

  • Верхний
  • Нижний

Нижний вид изготавливается из железобетона. В подготовленную скважину устанавливается железобетонная свая. Она ограничивается опалубкой. Затем следует забетонировать слой ростверка.

Верхний тип изготавливается из монолитных плит. Если материал для конструкции имеет металлическую основу, то его скрепление следует проводить через сварочный процесс.

Деревянная конструкция монтируется из нескольких брусов. Прикрепляется к сваям фундамента при помощи металлических штырей.

Основной вид грунта

Свайный фундамент рекомендуется устанавливать при следующих типах земной поверхности:

  • Песок
  • Глинистая почва
  • Болотистая местность
  • Почва, подверженная частым передвижениям
  • Солончак
  • Торф
  • Илистая почва

Особенности

Перед тем, как произвести армирование ростверка свайного фундамента, следует изучить основные особенности работы.

  • Необходимо произвести правильный выбор сечения конструкции. Оно обязательно должно быть поперечным.
  • Под конструкцией необходимо монтировать воздушную полость. Ее высота должна составлять 10-15 см.
  • Правильный выбор размера сечения. Для этого следует изучить планировку здания. Следует учесть толщину будущих стен, высоту дома, количество этажей.
  • При строительстве основания следует учитывать земную поверхность и ее уклон. В зависимости от этого рассчитывается высота свай основания.
  • При неровных земельных участках следует строить конструкцию ростверка в виде ступеней. Нижнюю конструкцию следует закопать в грунт на 15-20 см. При высокой толщине опор должна быть и высокая конструкция ступеней.
  • Для предотвращения растрескивания конструкции рекомендуется использовать дополнительные стержни в основании ростверка.

На земельных участках со сложным типом почвы рекомендуется устанавливать свайный фундамент. Придать ему прочность и укрепить можно при помощи армированного ростверка. Для улучшения характеристик его следует располагать как в верхней, так и в нижней части основания.

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 полного 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 к проверке продольного изгиба при кручении могут сделать анализ продольного изгиба методом конечных элементов важным для проверки случая нагрузки мокрой бетонной конструкции.

 

Поперечное сечение моста 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 композитных 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 с трещинами (в областях коробления): 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 соотношение 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 стержнями с помощью простой статики. Графическое изображение типичных постоянных нагрузок, приложенных к модели ростверка, показано ниже (слева).

Загрузка трафика обычно определяется программами «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, промежуточный пролет, 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.

  • Типовой графический вид вывода изгибающего момента

  • Типичный результат анализа влияния нагрузки на ростверк

[вверх] Анализ ростков: прочие соображения

 

Графический вывод 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 быть использована 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 довольно обычное явление для мостов на развязках с разнесенными уровнями и в других местах, где пространство ограничено из-за значительной кривизны 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, после анализа ростверка необходимо будет учесть влияние горизонтальных «радиальных» сил в стальных фланцах.

 

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 устоя 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 использованием 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 имеет 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, следующие рекомендации могут оказаться полезными:

  • 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 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

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

[вверх] Ресурсы

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

Инженер-строитель: фундамент стального ростверка

Фундамент стального ростверка построен из стальных балок, структурно известных как стальные перекатные балки (RSJ.), представленные на двух или более уровнях. В случае двухъярусного ростверка (который обычно предусмотрен) верхний ярус балок ростверка укладывают под прямым углом к ​​нижнему ярусу. Балки или балки каждого яруса удерживаются распорными стержнями диаметром 20 мм и трубными разделителями диаметром 25 мм. На рис. 3.10. показаны план и разрез такого фундамента. Балки ростверка закладываются в бетон. Как правило, между балками ростверка сохраняется минимальный зазор 8 см, чтобы бетон можно было легко заливать и должным образом уплотнять.Однако расстояние между полками не должно превышать 30 см или 1,5 ширины полки (в зависимости от того, что мало), чтобы заполненный бетон монолитно взаимодействовал с балками. Следует отметить, что бетонная заливка не несет никакой нагрузки; он просто удерживает балки на месте и предотвращает их коррозию. На внешних сторонах внешних балок, а также на верхних полках верхнего яруса, сохраняется минимальное бетонное покрытие в 10 см. Глубина бетона ниже нижнего яруса должна быть не менее 15 см.

Способ построения. Фундамент выкопан на нужную глубину. Как правило, глубина фундамента небольшая, ее достаточно, чтобы разместить два яруса балок ростверка и косынки и т. Д., Соединяющие стойку с основанием. Однако эта глубина ни в коем случае не должна быть меньше 90 см. После выравнивания основания фундамента насыпают и утрамбовывают богатый бетон, чтобы образовавшаяся толщина была не менее 15 см. Уплотнение следует производить должным образом, чтобы слой бетона стал непроницаемым слоем.

Это защитит стальные балки от грунтовых вод. После выравнивания бетонной подушки поверх нее на определенном расстоянии с помощью разделителей укладывается первый слой балок ростверка заданных размеров. Верхняя поверхность всех балок должна лежать в одной горизонтальной плоскости. Затем вокруг нижних фланцев балок заливается богатый цементный раствор, чтобы они были прикреплены к бетонной подушке. Затем между балками первого яруса и вокруг них заливается цементный бетон. Затем второй ярус балок укладывают под прямым углом к ​​первому ярусу и поверх верхних полок балок первого яруса.Они правильно разнесены с помощью разделителей. Затем между стальными балками и вокруг них заливается бетон. Затем стальная стойка соединяется с верхним ярусом с помощью опорной плиты, боковых уголков и косынки. Эти соединительные элементы также заделываются в бетон, так что стык становится жестким.

Стальной ростверковый фундамент также может быть предусмотрен для кирпичной стены на грунтах с низкой несущей способностью. Фундамент ростверка в таком случае бывает только одноярусным, хотя в некоторых случаях, когда стена шире и несет большие нагрузки, может быть предусмотрено и двухъярусное. Рис. 3.11 показывает детали для обоих случаев.

РИС. 3.10 ТИПИЧНЫЙ ФУНДАМЕНТ РЕЙКА ДЛЯ СТАЛЬНОЙ ПОДСТАВКИ.

РИС. 3.11 ФУНДАМЕНТЫ СТАЛЬНОЙ РЕШЕТКИ ДЛЯ СТЕН.

Grillage — обзор | Темы ScienceDirect

Требуется опора для стальной колонны в бетонной оболочке, несущей 2000 тонн. Допустимая несущая способность породы 20 тсф. Стальная колонна поддерживается на опорной плите размером 24 дюйма × 24 дюйма. Решено делать ростверк, состоящий из двух ярусов двутавровых балок.Инженер решает иметь три двутавровых балки в верхнем слое и пять двутавровых балок в нижнем слое.

1.

Спроектировать верхний слой двутавровых балок.

2.

Разработайте нижний слой двутавровых балок.

Решение

Шаг 1: Требуемый размер опоры = 2000 тонн / 20 тсф = 100 кв. Футов

Используйте опору 10 футов × 10 футов

Допущения:

Предположим, что длина балок составляет 10 футов.длинный. (На самом деле балки меньше 10 футов, поскольку размеры основания составляют 10 футов × 10 футов)

Предположим, что опорная плита имеет размер 24 дюйма × 24 дюйма и нагрузка передается на верхний слой балок, как показано на рисунке 11.3.

Рисунок 11.3. Ростверк.

(а) Вид спереди. (б) Вид сбоку.

Предположим, что нагрузка передается на участок длиной 30 дюймов (см. Рисунок 11.4).

Шаг 2: Нагрузки, действующие на три верхние балки, показаны на рисунке 11.4

Рисунок 11.4. Погрузка на ростверк.

Общая нагрузка от опорной плиты = 2000 тонн.

Поскольку в верхнем слое есть три двутавровых балки, одна двутавровая балка выдержит нагрузку 666,67 (2000/3) тонны. Эта нагрузка распределяется по длине 30 дюймов.

Следовательно, распределенная нагрузка на балку составляет 666,67 / 2,5 = 266,67 тсф.

Нагрузка от верхних балок распределяется на нижний слой двутавровых балок.

Нижний слой двутавровых балок вызывает восходящую реакцию на верхние двутавровые балки.Эта реакция считается однородной.

В действительности эта восходящая реакция ( U ) представляет собой пять концентрированных реакций, действующих на верхний слой двутавровых балок. Как вы знаете, в нижнем слое есть пять лучей, и каждый из них вызывает реакцию.

Равномерно распределенная нагрузка за счет реакций нижнего слоя = 666,67 / 10 = 66,7 тсф.

(Общая нагрузка, которую необходимо передать с одной верхней балки, составляет 666,67 тонны, и она распределяется по длине 10 футов.).

Теперь задача состоит в том, чтобы найти максимальный изгибающий момент, возникающий в балке. После определения максимального изгибающего момента можно спроектировать двутавровое сечение.

Максимальный изгибающий момент возникает в центре балки. (См. Рисунок 11.5).

Рисунок 11.5. Половина секции ростверка.

Шаг 3: Найдите максимальный изгибающий момент в балке.

Реакция в центральной точке балки принята равной « R ».

Предположим, что изгибающий момент в центре равен « M ».Для этого типа нагружения максимальный изгибающий момент возникает в центре. (Возьмите моменты о центральной точке).

M = (66,67 × 5 × 2,5) −266,67 × 1,25 × 1,25 / 2 = 625 тонн. ft.

, где 66,67 × 5 представляет общую нагрузку, а 2,5 — расстояние до центра тяжести. Аналогичным образом 266,67 × 1,25 представляет общую нагрузку, а 1,25 / 2 представляет собой расстояние до центра тяжести.

Балка должна выдерживать этот изгибающий момент. Выберите I-образную секцию, способную выдержать изгибающий момент 625 тонн фут.

M = 625 тонн. фут = 2 × 625 = 1250 тысяч фунтов. футов

M / Z = σ

M = изгибающий момент

Z = модуль упругости

σ = напряжение в самом внешнем волокне балки

Используйте S-образное сечение с допустимым напряжением стали 36000 фунтов на квадратный дюйм.

σ = 36 тысяч фунтов / кв. Дюйм

Z = M / σ

Z = (1250 × 12) тыс.дюйм / 36 тысяч фунтов / кв. дюйм

Z = 417 дюймов 3 .

Используйте секцию W 36 × 135 с модулем упругости 439 дюймов 3 .

Шаг 4: Спроектируйте нижний слой балок.

Три верхние балки опираются на каждую балку нижнего яруса. Предположим, что верхние балки находятся на расстоянии 12 дюймов друг от друга (рис. 11.6).

Рисунок 11.6. Силы на нижний слой балок.

Каждая балка верхнего яруса несет нагрузку 666,67 тонны. Каждая из балок верхнего слоя опирается на 5 балок нижнего слоя.Таким образом, 666,67 тонны распределяется по 5 балкам нижнего яруса. Каждая балка нижнего яруса получает нагрузку 666,67 / 5 тонн (= 133,33) от каждой верхней балки.

Есть три балки верхнего слоя.

Следовательно, каждая балка нижнего яруса несет нагрузку 3 × 133,33 = 400 тонн.

Все балки нижнего слоя лежат на бетоне. Эту нагрузку необходимо передать бетону.

Реакция бетона считается равномерно распределенной.

W = Реакция бетона = 400/10 = 40 тонн на погонный фут.

Шаг 5: Найдите максимальный изгибающий момент.

Максимальный изгибающий момент, возникающий в балках нижнего слоя, может быть вычислен (рисунок 11.7).

Рисунок 11.7. Половина разреза нижнего слоя ростверка.

Обрежьте балку по центру. Затем сосредоточенную нагрузку в центре нужно уменьшить вдвое, так как одна половина идет на другую часть.

Взгляните на точку «С».

M = 40 × 5 × 2,5 — 133,33 × 1 = 366,7 тонны. ft

Следовательно, максимальный изгибающий момент = 366.7 тонн. футов

M = 366,7 тонны. фут = 2 × 366,7 = 733,4 тысячи фунтов. фут.

M / Z = σ

M = изгибающий момент; Z = модуль упругости сечения; σ = напряжение в самом внешнем волокне балки.

Используйте стальной профиль с допустимым напряжением стали 36 000 фунтов на квадратный дюйм.

σ = 36 тысяч фунтов / кв. Дюйм

Z = M / σ

Z = (733,4 × 12) тысяч фунтов на квадратный дюйм. дюйм / 36 тысяч фунтов / кв. дюйм

Z = 244,4 дюйма 3 .

Используйте S сечением 24 × 121 с модулем упругости 258 дюймов 3 .

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{добавить в коллекцию.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}}

5: Упрощенный вид в плане ростверка.

Морские системы, обычно связанные с транспортными услугами и морскими нефтяными проектами, часто бывают сложными и связаны с высокой степенью неопределенности, связанной с их будущими операционными условиями. Неопределенные факторы, такие как цены на нефть и изменение экологических норм, обычно сильно влияют на эффективность этих проектов и создают риски для инвесторов в капиталоемкую морскую отрасль.Этот тезис исследует, как гибкость может быть рассмотрена на стадии проектирования для обработки неопределенности для морских систем, в отличие от традиционных методов эксплуатации после проектирования. Гибкость открывает возможности как для снижения риска негативных последствий, так и для использования преимуществ роста, тем самым увеличивая ожидаемую ценность дизайна. Несмотря на то, что анализ реальных опционов представляет собой устоявшийся подход к анализу гибкости, он может не подходить для более сложных систем. Чтобы улучшить варианты конструкции для проектирования морских систем, проводится различие между более традиционными, оперативными вариантами «включено» и более сложными, техническими «входящими» вариантами.Выбор правильного метода анализа неоднозначен, поэтому в этой диссертации обсуждаются несколько подходов к выявлению и оценке соответствующих гибких возможностей. Методы идентификации включают интервью и различные платформы системной инженерии для изучения того, как проекты реагируют на изменение контекстных параметров. Подходы к оценке включают традиционные аналитические методы, методы решеточного моделирования и моделирования Монте-Карло для определения цены реальных опционов, а также более новые методы оценки торговых площадей. Представлена ​​общая структура для анализа гибкости, служащая пошаговым подходом к количественной оценке гибкости и средством связи между аналитиками и лицами, принимающими решения, как техническими, так и нетехническими.Структура анализа гибкости проиллюстрирована на примере проекта большого контейнеровоза. Используя методы отбора для определения возможных вариантов гибкости, таких как расширение мощностей и переключение на другой вид топлива, а также моделирование методом Монте-Карло для оценки, было обнаружено, что гибкость увеличивает индекс рентабельности на 27% при инвестициях в 200 миллионов долларов. Кроме того, было продемонстрировано, что методы скрининга и моделирования подходят для использования при проектировании крупных коммерческих глубоководных морских транспортных систем.Со стороны устоявшейся оценки реальных опционов очевидно, что стратегическая гибкость имеет значение, однако для нестандартных приложений, обычно включающих сложные «входящие» опционы, более неоднозначно, как действовать. Несмотря на то, что системные аналитики признают ценность гибкости, все же необходимы дальнейшие исследования, поскольку гибкость редко встречается в морской отрасли.

Предпосылки — Структурное поведение

обратная рамка исторически

Так кто же сделал первую ответную рамку? Откуда пришла идея? Было бы трудно узнать, когда и где была построена первая обратная рамка (RF); сделать это — все равно что пытаться установить, когда и где была произведена первая обувь на высоком каблуке или когда была сделана первая зеленая деревянная игрушечная машинка.Возможно, этих двоих будет легче установить, чем местонахождение первых структур РФ. Для этого есть две основные причины: первая заключается в том, что очень немногие люди описывают эти конструкции как взаимные каркасы; вторая заключается в том, что идея очень старая, а исторические конструкции, которые приняли принципы РФ, были в основном построены из дерева (задолго до того, как сталь и бетон. были известны человечеству), которые со временем ухудшились или погибли в пожарах. Найти письменную документацию тоже непросто из-за отсутствия для них общего названия.

Тем не менее, несмотря на эти трудности, которые мешают нам установить, откуда возникли первые идеи об использовании таких структур, как RF, мы можем легко продемонстрировать, что принцип RF существует уже много веков.

Такие строения, как жилище эпохи неолита (рис. 2.1), шатер эскимосов, индийский вигвам (рис. 2.2) или жилища Хогана (рис. 2.3), имеют некоторое сходство с концепцией РФ. Возможно, последние два образца имеют большее сходство с РФ, чем неолитическое ямное жилище и шатер эскимосов.Как и в РФ, в жилищах индийского вигвама и хогана используется принцип взаимно поддерживающих балок. Различия между ними и RF заключаются в том, что стропила, образующие структуру индийского вигвама, соединяются в точку, где они связаны друг с другом, и таким образом обеспечивается целостность конструкции. Растянутые шкуры животных придают конической форме вигвама дополнительную жесткость. Шкуры животных играют роль облицовочных панелей крыши, используемых в конструкциях RF, которые аналогичным образом создают «эффект растянутой кожи» и придают конструкции дополнительную жесткость.

lo 5 O JO

▲ 2.1 Ямы эпохи неолита. (Эскиз А. Э. Пироозфара.)

▲ 2.1 Ямное неолитическое жилище. (Эскиз А. Э. Пирузфара.)

▲ 2.2 Индийский вигвам. (Эскиз А. Э. Пироозфара.) ▲ 2.3 Жилище Хогана. (Эскиз AE Piroozfar.)

Жилище Хогана в плане очень похоже на сложную RF-структуру, состоящую из большого количества одиночных RF-структур, поддерживаемых RF-структурой большего диаметра, которая, в свою очередь, вставляется и поддерживается еще большим РФ.Эта конфигурация полурегулярной формы деревянной конструкции Hogan образует куполообразную крышу. В большинстве случаев Hogans покрывают глиной, которая не только улучшает внутренний климат, но также «склеивает» деревянные стропила и создает стабильную конструктивную форму.

Большее сходство с RF можно увидеть в более позднем развитии структурных форм, таких как средневековые ростверки, плоские ростверки Оннекура, структурные эскизы Леонардо да Винчи, а также RF-подобные структуры Себастьяно Серлио и Уоллиса.

Как указывалось ранее, очень сложно (если не невозможно) установить, где была построена первая структура РФ. Очень вероятно, что не одна цивилизация использовала структуры, подобные РФ. Однако единственные письменные данные о структурах, подобных нынешней форме RF, можно найти только в Японии. Есть свидетельства (Исии, 1992/3), что в конце XII века буддийский монах Чоген (1121–1206) ввел технику спирального наслоения деревянных балок, которая использовалась при строительстве храмов и святынь.К сожалению, построенных таким образом зданий не осталось. Деревянные конструкции были разрушены в результате пожаров, войн или утеряны из-за разрушения. Однако важно подчеркнуть, что техника, которую использовал Чоген, идентична структурному принципу RF, и она использовалась в качестве конструкции крыши на других, более поздних зданиях в Японии. Они будут подробно представлены в тематических исследованиях современных японских зданий RF позже в этой книге.

Геометрические формы этих храмов в плане напоминают мандалы, используемые в буддийской медитации как символы божеств, поэтому название «мандала дах» (крыша мандалы) использовалось для РФ в Германии.«Мандала» — это санскритское слово, означающее «магический круг» (Gombrich, 1979), и это геометрический узор, который включает круги и квадраты, расположенные так, чтобы иметь символическое значение. Они являются одним из старейших религиозных символов, и их можно найти в качестве росписи потолков в религиозных зданиях, таких как Дуньхуан в Китае.

Роль мандалы в медитации описывается Обойером (1967, стр. 26) следующим образом: «Тот, кто медитирует на мандале, должен« осознать »посредством медитативного усилия и молитвы божеств, принадлежащих каждой зоне.Прогресс идет к центру, и в этот момент человек, медитирующий, достигает мистического единения с божеством ». Изучая форму RF, можно заметить, что лучи структуры фокусируются на центральном многоугольнике, обрамляющем небо или небеса, чтобы повторить роль мандалы. Некоторые примеры мандал представлены на рисунке 2.4.

Если мы посмотрим на историю западной архитектуры, становится очевидным, что в средние века большинство зданий было построено с деревянными полами. Меньшие здания (например, дома и хозяйственные постройки) были построены в основном из дерева, тогда как более важные здания (например, церкви или дворцы) были построены из камня (стены) с деревянными полами, которые использовались для перекрытия стен и создания различных уровни в здании.Как

▲ 2.4 Геометрия мандалы. (Эскиз А. Э. Пироозфара.)
▲ 2.5 Типичная средневековая конфигурация ростверка пола. (Эскиз А. Э. Пирузфара.)
▲ 2.6 Сборка планарного ростверка Honnecourt. (Эскиз А. Э. Пирузфара.)

Здания становились больше и имели большие помещения, возникла потребность в древесине, которая могла бы перекрывать большие расстояния. Часто эти большие бревна приходилось привозить издалека, но когда это было невозможно, были исследованы альтернативные конструкции полов.Вероятно, что в таких условиях решение для перекрытия расстояний, превышающих имеющиеся балки, было разработано в виде балочного ростверка. Средневековые перекрытия иногда поддерживались на четырех балках, все короче пролета. Такая же конфигурация использовалась для обрамления лестничных клеток, как показано на рисунке 2.5 (Чилтон, Чу и Ю, 1994). Эти конструкции обычно были плоскими ростверками, но также можно найти примеры трехмерных структур. Интересно, что это «средневековое ростверковое сооружение» работает аналогично РФ.На самом деле это плоская версия RF с внутренними связями, которые передают моменты, как более подробно объясняется в разделе этой книги, посвященном структурному поведению (см. Главу 5).

Один из таких средневековых архитекторов, Виллар де Оннекур, который изучал строительство великих церквей, таких как Камбре, Реймс и Лаон, и, возможно, даже отвечал за их строительство, дает нам информацию о том, как решить проблему укороченных балок. чем пролет, или, как он выразился: « Как работать над домом или башней, даже если бревна слишком короткие » (Боуи, 1959, стр.130).

Хоннекур не дает никакой информации о промежутках, которые он имел в виду, или о том, где было применено это решение, но некоторые другие авторы делают это. Решение Honnecourt этой проблемы (представленное на рис. 2.6) представляет собой планарный ростверк, в котором используются принципы, аналогичные RF. Если бы четыре луча в RF были расположены так, чтобы у них не было наклона, и вместо того, чтобы располагаться друг над другом, если бы они были расположены и соединены в одной плоскости, мы получили бы конфигурацию Honnecourt. Разница в том, что RF (с наклонными элементами) передает нагрузки посредством сжатия в каждом элементе, тогда как плоские конфигурации этого не делают.

Эскизы Оннекура были сделаны в период 1225–1250 годов. Это свидетельствует о том, что эти типы структур известны очень давно.

Хотя по архитектуре соборов было проведено множество исследований, о функциональных столярных изделиях очень мало данных. Возможно, это связано с тем, что, как заявил Хьюетт (1974, стр. 9), «… крыши обычно были скрыты над каменными сводами, и доступ к ним был затруднен в темноте и грязи».

Есть свидетельства того, что плоские конфигурации конструкций, аналогичные РФ, использовались для многоугольной кровли дома главы.Примером этого является дом капитула в Линкольне, спроектированный Александром и построенный в период 1220–1235 годов. Крыша удивительной сложности закрывает десятиугольный правильный многоугольный план здания капитула. «Это настоящая мастерская работа, состоящая из двух частей — нижней декагональной конструкции типа« гамбрель »и нижней части. более высокая часть, которая восстановила крышу до полностью пирамидальной формы … »(Hewett, 1974, стр. 74), как показано на рисунках 2.7 и 2.8.

На самом деле они представляют собой два наложенных друг на друга узла стойки королевы, установленных внутри скатной крыши с королевской стойкой.RF-подобная структура находится в основании

▲ 2.7 Крыша капитула в соборе Линкольна — трехмерный вид. ▲ 2.8 Крыша капитула в Линкольне

(Эскиз А. Э. Пироозфара) собор — вид сверху. (Эскиз А. Э. Пироозфара.)

▲ 2.7 Крыша капитула в соборе Линкольна — 3D вид. ▲ 2.8 Крыша капитула в Линкольне

(Эскиз А. Э. Пироозфара) собор — вид сверху. (Эскиз А. Э. Пироозфара.)

крыша, которая была построена из хвойной древесины (сосны) и в основном скреплялась железными конструкциями и засовами.Было бы лучше для радиального растяжения и напряжения сдвига, которым подвергается конструкция, если бы она была построена из древесины более высокого качества, но кажется, что цена была причиной выбора. Эта часть конструкции крыши фактически идентична плоской RF и, вероятно, впервые использовалась в крышах для многоугольных пространств. Хьюетт описывает это как «гениальное» и говорит, что «… конструкция основной« кольцевой балки »защищает внутренние концы десяти излучающих связей, и, возможно, это изобретение архитектора» (Hewett, 1974, стр.81). На рисунке 2.8 показан план этой конструкции.

Двести лет спустя Леонардо да Винчи (1452-1519), известный как один из величайших мыслителей эпохи Возрождения, проводил исследования в области физики, анатомии, медицины, астрономии, фортификации, строительства каналов, архитектуры и инженерии. по структурам очень похожи на РФ (Рихтер, 1977). Его набросок в томе I Мадридского кодекса (рис. 2.9) показывает планарный ростверк из четырех балок, идентичный основной конструкции ростверка, предложенной Оннекуром (рис.6). Леонардо также исследовал сборки балочных ростверков, которые представлены в его набросках Codex Atlantico, как показано на рисунках 2.10a и b.

▲ 2.10 (а) и (б) Эскизы узлов ростверка Леонардо да Винчи. (Эскизы А. Э. Пироозфара.)

Леонардо да Винчи также сделал рисунки арочных форм, созданных из коротких бревен, для своих конструкций мостов. Примерами этого являются « временные мосты » (Anon, 1956), первоначально представленные в Codex Atlantico (Рисунок 2.1 1а, б). Они построены из сравнительно короткой древесины.

▲ 2.9 Ростверк из плоских балок Леонардо да Винчи. (Эскиз А. Э. Пироозфара.)

балки, поддерживающие друг друга. Трехмерная структура фактически образована двумя взаимосвязанными двухмерными арками, построенными из коротких деревянных балок. Эти типы мостов, как известно, используются в традиционной китайской архитектуре. Похожий современный пример — бамбуковый пешеходный мост в Рио-де-Жанейро, представленный на Рисунке 2.12.

Арочные балки Леонардо очень похожи на кольцевую балку в капитуле собора Линкольна. Единственное отличие состоит в том, что последний представляет собой балку с круговым кольцом, тогда как мосты Леонардо создаются балками, которые образуют сегментированную арку. Обе структуры в какой-то степени похожи на РФ.

▲ 2.11 (a) и (b) Предложения Леонардо да Винчи по временным мостам. (Эскизы А. Э. Пирузфара.)

Другой планарный ростверк был предложен в эпоху Возрождения болонским художником и архитектором Себастьяно Серлио.В 1537 году Серлио опубликовал проспект трактата по архитектуре в семи книгах, а в пятой книге он предложил планарный ростверк для «… потолка пятнадцать футов в длину и столько же футов в ширину со стропилами, которые должны быть четырнадцать футов. долго … »(Мюррей, 1986, с. 31). Он отмечает, что «структура была бы достаточно прочной» (Серлио, 1611, стр. 57). В десятой главе четвертой книги Серлио делает два эскиза дверных коробок, которые также представляют собой планарный ростверк.

▲ 2.13 Решение Серлио для 15-футового потолка.(Эскиз А. Э. Пироозфара.)

▲ 2.13 Решение Серлио для потолка высотой 15 футов. (Эскиз А. Э. Пироозфара.)

строений. Плоские ростверки Serlio очень похожи на решение Honnecourt для перекрытия больших расстояний с помощью более коротких балок. На рис. 2.13 показана идея Серлио.

Менее века спустя (1699 г.) Джон Уоллис описал наклонные и плоские ростверки, которые он изучал в своей Opera Matematica. В 1652-53 годах, читая лекции в Королевском колледже Кембриджа, он построил физические модели ростверковых конструкций.Уоллис исследовал, как преодолевать большие расстояния с элементами короче пролета, рассматривая трех- и четырехлучевые радиочастотные сборки, которые имели наклонные лучи. Множественные ростверки представляли собой плоские сборки (рисунки 2.14 и 2.15). Из его работ не ясно, были ли эти структуры построены в то время в большом масштабе, выходя за рамки небольших физических моделей, которые он использовал для обучения и исследования геометрических и структурных принципов. Очень вероятно, что Уоллис был всего лишь ученым и исследователем, очарованным этими структурами, которые он исследовал очень подробно, и что он никогда не участвовал в их масштабировании и использовании в реальных строительных конструкциях.Несмотря на это, его вклад очень важен, потому что он первым описал геометрию плоских ростверков и изучил их структурное поведение. Opera Matematica Уоллиса — первый известный письменный документ, исследующий передачу нагрузки конструкции.

Уоллис также исследовал различные плоские морфологии ростверков и разработал их геометрию, чтобы изучить пути нагрузки через конструкцию. Узлы состоят из соединительных элементов, которые надрезаны и вставлены друг в друга.Структуры, которые

▲ 2.14 Трех- и четырехлучевые ВЧ сборки. (Эскиз А. Е. Пироозфара.)
▲ 2.15 Плоская морфология ростверковых конструкций. (Эскиз А. Э. Пирузфара.)

Изученные Уоллис очень похожи на ростверки Леонардо. Некоторые примеры, которые он изучил, представлены на рис. 2.15.

Другие интересные исторические примеры плоских ростверков представлены в атласе Traite de L’art de la Charpenterie, написанном А.Р. Эми, который был профессором фортификации Королевской военной школы Сен-Сира и членом Французской Королевской академии изящных искусств. Он был опубликован в Париже в 1841 году. К сожалению, в тексте книги нет информации о том, где использовались эти конструкции (представленные на рис. 2.15a и b), а также о размерах и размерах элементов. Тем не менее, это еще одно свидетельство длительного исторического развития ростверковых конструкций.

▲ 2.16 Пример конструкции ростверка (а) на квадратном плане и (б) на круглом плане.(Эскизы А. Э. Пироозфара.)

▲ 2.17 Плоский ростверк Серлио. (Эскиз А. Э. Пирузфара.)

Томас Тредголд в своей книге «Элементарные принципы плотницких работ» посвятил целый раздел «Полам, построенным из коротких бревен». Интересно отметить, что Тредголд (1890, стр. 142) описывает эти потолки как «… конструкции, которые нельзя пройти без предупреждения, но которые едва ли достойны этого. . . ‘ и, как ‘. . . больше любопытно, чем полезно.. . ‘ потому что они редко применяются. Они полезны только тогда, когда древесина недостаточно длинная. Он описывает «потолок типа Серлио» и приводит еще один пример, разработанный Серлио (рис. 2.17), а также исследования, проведенные доктором Уоллисом. Основное различие между структурами, которые описывает Тредголд, и RF заключается в том, что они представляют собой планарные ростверки, в которых элементы соединяются пазами и шипами.

Несколько трехмерных ростверков, больше похожих на РФ, были построены в ХХ веке.К ним относятся крыши домов Casa Negre, Сан-Хуан-Деспи, Барселона (1915 г.) и Casa Bofarul, Pallararesos, Tarragona (1913-18 гг.), Спроектированные испанским архитектором Хосе Мария Хухоль (Флорес, 1982 г.). Вдохновленный архитектурой Гауди со спиральными формами, такими как потолок Каса Баттло, Джухоль спроектировал конструкции крыши из взаимно поддерживающих и спиральных балок. В обоих зданиях используются конструкции, идентичные РФ.

▲ 2.18 Проект государственного жилищного фонда Милл-Крик в Филадельфии, 1952-53 гг. — вид сверху.(Эскиз А. Э. Пироозфара.)

В конструкции перекрытия, использованной в проекте общественного жилья Милл-Крик в Филадельфии, разработанном в 1952-53 годах (рис. 2.18) архитектором Луисом Каном, в высотных зданиях использовался четырехбалочный планарный ростверк (Скалли, 1962). Основным преимуществом использования планарного ростверка в этом жилищном проекте является отсутствие колонн в плане, что, следовательно, облегчило планирование пространственной организации пространств. Пролет 15 метров. Конфигурация идентична плоскому средневековому четырехбалочному ростверку.К сожалению, этот проект так и не был реализован.

▲ 2.19 Здание хранилища соли в Лозанне в Швейцарии. (Эскиз А. Э. Пироозфара.)

Более поздняя конструкция плоского ростверка — это крыша соляного склада в Лозанне в Швейцарии (рис. 2.19). Одиннадцать конических, клееный брус

▲ 2.18 Проект государственного жилищного фонда Милл-Крик в Филадельфии, 1952–53 — вид сверху. (Эскиз А. Э. Пирузфара.)

▲ 2.19 Здание хранилища соли в Лозанне в Швейцарии. (Эскиз А.Э. Пироозфар.)

балок используются для покрытия правильного многоугольного плана этого здания, пролет которого составляет 26 метров (Natterer, Herzog and Volz, 1991).

▲ 2.20 Langstone Sailing Center — разрез через переплетенную деревянную конструкцию. (Эскиз А. Э. Пироозфара.)

Другой проект, использующий структуру, аналогичную РФ, — это крыша Парусного центра Langstone, построенная в апреле 1995 года (рис. 2.20). В значительной степени под влиянием традиционных технологий судостроения, архитектор графства Хэмпшир задумал создать эффект «замкнутой цепи» для крыши.Используя серию физических моделей, Буро Хапполд, который был инженерами проекта, изучил его структурные и геометрические последствия. Конструкция крыши состоит из пар соединенных друг с другом скатных деревянных элементов из сосны, длина которых составляет 10,5 метров. Элементы соединены соединителями, работающими на срезной пластине, аккуратно скрытыми шайбами ​​увеличенного размера. Требовалась чрезвычайно высокая степень точности, поскольку отдельные болты проходили через до восьми соединителей, работающих на срезной пластине, а зазор в отверстиях составлял всего 2 мм (Structural Engineer, 1995).

Как конструкция крыши Langstone Sailing Center, так и временные мосты Леонардо представляют собой сборные конструкции из блокируемых балок с простой опорой, что на практике означает, что конструкции обоих типов «работают» одинаково. Интересно отметить, что эта структура была названа «уникальной» (The Structural Engineer, 1995, стр. 3), хотя структурный принцип идентичен структурам Леонардо.

Более поздние здания RF, которые новаторски использовали принцип RF и интегрировали его архитектурно в проект, будут подробно описаны и проанализированы в работах японских и британских дизайнеров, представленных далее в этой книге.Проекты представляют собой подробный отчет о процессе проектирования для каждой схемы, а также описание видения их дизайнеров. Часто в ходе интервью с дизайнерами (архитекторами и инженерами) и клиентами недостающие звенья помогают нам найти

▲ 2.20 Langstone Sailing Center — разрез через переплетенную деревянную конструкцию. (Эскиз А. Э. Пирузфара.)

▲ 2.21 Железобетонное здание Берлинской филармонии Ганса Шаруна RF. (Фото: Питер Бланделл-Джонс.)

понять, как и почему РФ была неотъемлемой частью конкретного дизайн-проекта. Проекты взаимных каркасов включают работы японских дизайнеров: архитектора Казухиро Исии с его проектами для Прядильного дома, театра кукол Сэйва Бурнаку и дома Сукия Ю; архитектор Ясуфуми Кидзима с его проектом Музея каменщиков; и инженер Йоичи Кан из лаборатории наук о жизни Торикабуто. Кроме того, работы британского дизайнера Грэма Брауна, который первым назвал ответную раму, представлены в его проектах для дома-бочки для виски Фонда Финдхорна и зданий в парке захоронения Колни Вуд.Также в конце книги представлены несколько недавно построенных зданий РФ.

В этом отчете представлены только некоторые из тех сооружений, которые были построены в прошлом и которые имеют некоторое сходство с РФ. Это далеко не единственные примеры. РФ и подобные им структуры были построены многими культурами на протяжении всей истории. Если бы кто-то попытался включить все эти структуры, список вышел бы за рамки одной книги. Тем не менее, нельзя не упомянуть железобетонную RF Берлинскую филармонию Ханса Шаруна (рис.21), множественные сетки Гата (рис. 2.22), бамбуковый навес Университета Райса архитектора Шегиру Бана и инженера Сесила Балмонда (рис. 2.23), а также работы многих исследователей, таких как Джон Чилтон, Вито Бертин, Мессауд Сайдани, Оливье Баверель, Джо Ризотто и многие другие. Более подробно исследовательская работа будет представлена ​​в главах этой книги, посвященных геометрии и морфологии.

▲ 2.23 Бамбуковый навес Университета Райса, архитектор Шегиру Бан ▲ 2.22 Множественные сетки от Gat.(Эскиз А. Э. Пирузфара.) И инженер Сесил Бальмонд — деталь. (Набросок А. Э. Пироозфара.)

Этот раздел показывает, что вдохновение для использования RF и подобных конструкций в зданиях пришло из множества различных источников. Хотя они разбросаны по всему миру, все они по-своему вносят свой вклад в уникальный язык архитектуры РФ, формируя ступеньки в ее истории.

Читать здесь: Морфология

Была ли эта статья полезной?

Анализ мостов с Т-образной рамой

Конструктивное поведение мостов с Т-образной рамой особенно сложно, и трудно использовать общий аналитический метод для прямого определения внутренних сил в конструкции.В данной статье представлена ​​пространственная модель ростверка для анализа таких мостов. Предлагаемая модель подтверждается сравнением с результатами полевых испытаний. Показано, что расчет мостов с тавровым каркасом удобно проводить с использованием модели пространственного ростверка.

1. Введение

Мосты с жесткой рамой появляются в различных экзотических формах, что приводит к сложным, эффективным и эстетичным конструкциям с изящным внешним видом, компактными размерами конструкции, просторным помещением под мостом и широким обзором, а план может Применяться для строительства мостов большой пролет.Из-за особых преимуществ моста с Т-образной рамой в мосте с жесткой рамой, все больше и больше использовались мосты с Т-образной рамой. Безопасность мостов с Т-образной рамой представляет все большую важность при проектировании, строительстве и обслуживании. Этот особый тип гибких Т-образных мостов с большими пролетами делает структурный анализ более сложным и трудным [1–3].

Как правило, проектирование автомобильных мостов в Китае должно соответствовать требованиям Общего кодекса проектирования автомобильных мостов и водопропускных труб (JTG D60-2004).При расчете и проектировании любого автомобильного моста необходимо учитывать нагрузки на грузовики и полосы движения. Однако конструктивное поведение моста с Т-образной рамой особенно сложно, и многие строгие методы анализа мостов с Т-образной рамой довольно утомительны и часто трудны.

Pan et al. [1] провели анализ неопределенности эффектов ползучести и усадки в длиннопролетном сплошном жестком каркасе моста Сутонг. Азизи и др. [4] использовал метод спектральных элементов для анализа неразрезных балок и мостов, подверженных движущейся нагрузке.Wang et al. [5] проанализировали динамическое поведение автомобильного моста с косой опорой и жесткой рамой. Диклели [6] представил компьютеризированный подход к мостовидным протезам с цельным абатментом, а процедура анализа и упрощенная модель конструкции были предложены для проектирования мостовидных протезов с цельным абатментом с учетом их фактического поведения и распределения нагрузки между их различными компонентами [7, 8 ]. Существовало несколько приближенных методов анализа мостовых настилов, включая метод ростверка и теорию ортотропных плит [9].Йошикава и др. [10] исследовали строительство виадука Бентен, моста с жесткой рамой и сейсмическими изоляторами у подножия опор. Калантари и Амджадиан [11] представили аналитическую модель 3DOF, приблизительный ручной метод был представлен для динамического анализа сплошного жесткого настила.

Mabsout et al. [12] сообщили о результатах параметрического исследования с использованием анализа методом конечных элементов прямых однопролетных мостов из железобетонных плит с несущими опорами. В исследовании учитывались различные длины пролетов и ширины перекрытий, количество полос движения и условия динамической нагрузки для мостов с плечами и без них.Продольные изгибающие моменты и прогиб плиты были оценены и сравнены с процедурами, рекомендованными AASHTO [13].

Одним словом, вышеупомянутые методы не могут точно решить структурно-механическое поведение мостов с Т-образной рамой, что еще хуже, они могут привести к небезопасной конструкции конструкции. Анализ ростверков, вероятно, является наиболее популярным компьютерным методом анализа мостовых настилов [14, 15]. Это связано с тем, что его легко понять и использовать, он относительно недорог и доказал свою надежность для самых разных типов мостов [16–19].Метод, впервые примененный на компьютере Лайтфутом и Савко [20], представлял настил в виде эквивалентного ростверка из балок. Основываясь на методе ростверка, Хэмбли [21] составил проектные схемы для анализа и проектирования мостовых настилов. На основе характеристики конструкции и метода ростверка будет представлен анализ моста с Т-образной рамой, основанный на методе ростверка.

В данной статье представлена ​​пространственная модель ростверка для анализа моста с Т-образной рамой. Результаты статического и динамического анализа модели пространственного ростверка для моста с Т-образной рамой сравниваются с результатами, полученными при полевых испытаниях.Результаты исследований показали, что анализ мостов с тавровым каркасом удобно проводить с использованием модели пространственного ростверка.

2. Анализ коробчатых балок с помощью модели пространственного ростверка

Модель пространственного ростверка — удобный метод анализа мостов коробчатых балок. В модели плита коробчатой ​​балки представлена ​​эквивалентной сеткой балок, продольная и поперечная жесткости которой примерно такие же, как локальные жесткости плиты перекрытия коробчатой ​​балки.

При анализе модели пространственного ростверка ориентация продольных элементов всегда должна быть параллельна свободным краям, в то время как ориентация поперечных элементов может быть параллельна опорам или ортогональна продольным балкам.В соответствии с моделью ростверка, выходные равнодействующие внутренних сил могут использоваться напрямую. Модель ростверка представляет собой плоский ростверк из дискретных соединенных между собой балок. Представление моста в виде ростверка идеально подходит для выполнения необходимых расчетов, связанных с анализом и проектированием на цифровом компьютере, и дает проектировщику представление о конструктивном поведении моста.

Основная проблема в модели пространственного ростверка состоит в том, как получить эквивалентный ростверк на основе конструкции палубы коробчатой ​​балки.Пространственная модель ростверка для анализа перекрытий коробчатого балочного моста включает в себя расчет свойств сетки ростверка и его свойств.

2.1. Пространственная сетка ростверка

К определению подходящей сетки ростверка для коробчатой ​​балки моста с жесткой рамой лучше всего подходить, как и в случае перекрытия перекрытия, с учетом структурного поведения конкретного настила, а не с применением набора правила. Поскольку средние значения жесткости при продольном и поперечном изгибе сопоставимы, распределение нагрузки в некоторой степени похоже на распределение нагрузки в случае гибкой плиты на кручение, но с локально сосредоточенными силами.Ростверк точно имитирует прототип, поскольку его элементы совпадают с центральными линиями балок прототипа. Кроме того, в прототипе присутствует диафрагма, например, над опорой, и тогда элемент ростверка должен совпадать. Исходя из формы сечения жесткого каркасного моста и опорных устройств, пространственная сетка ростверка должна быть представлена ​​указанным выше способом пространственного ростверка. В то же время, согласно теории эквивалента ростверка, необходимо отметить следующие три важных аспекта: согласно механическому поведению моста с жесткой рамой, балки ростверка следует размещать по линиям расчетной прочности; расстояние между продольными и поперечными элементами должно быть примерно одинаковым, чтобы обеспечить заметное статическое распределение нагрузок; Кроме того, для удобства анализа часто используются виртуальные продольные и поперечные элементы.Виртуальные члены предлагают только жесткость, но ее вес следует игнорировать.

2.2. Свойства сечения элемента ростверка

Свойства сечения элемента ростверка включают свойства продольного сечения элемента ростверка и свойства поперечного сечения элемента ростверка. Исходя из конструктивных особенностей моста с жесткой рамой, количество каждого настила для прототипа моста представлено соответствующим элементом ростверка. Инерция изгиба каждого элемента ростверка рассчитывается относительно центра тяжести сечения, которое он представляет.Характеристики сечения элемента поперечного ростверка, который представляет собой исключительно плиту, рассчитываются так же, как и для плиты. За это 𝐼 = 𝑏𝑑3,12𝑐 = 𝑏𝑑36. (2.1) Если ростверк также включает в себя диафрагму, необходимо оценить ширину плиты, выступающей в качестве фланца. Если диафрагмы находятся в близком центре, можно предположить, что фланцы каждой простираются до середины расстояния между диафрагмами. Обычно консервативно полагают, что эффективный фланец составляет 0,3 расстояния между лонжеронами.Параметры свойств сечения стержня ростверка для коробчатой ​​фермы: 𝐺𝐽𝑥 = 𝐸, 2 (1 + 𝑚) 𝐺𝐽𝑦 = 𝐸, 2 (1 + 𝑚) (2.2) где 𝐸 — модуль упругости, 𝐼𝑥, 𝐼𝑦 моменты инерции, 𝐽𝑥, 𝐽𝑥 моменты инерции кручения и 𝑚 момент на единицу ширины.

3. Иллюстративный пример

Мост с жесткой рамой Quhai находится через реку Цюй в Дунгуане, провинция Гуандун, Китай. Фотография моста непосредственно перед его открытием показана на рисунке 1. Мост представляет собой одинарную коробку с двухкамерной конструкцией настила, состоящей из 29 пролетов общей длиной 768.6 м (19,3 м + 12 × 20 м + 70 м + 110 м + 70 м + 12 × 20 м + 19,3 м). Строительство моста было завершено в 1995 году. Двухсторонняя проезжая часть мостового настила шириной 32 м, имеет шесть полос движения. На рисунке 2 показан общий вид моста с жесткой рамой Quhai со схематическим планом, вертикальной высотой и типичным поперечным сечением одинарной коробки с двухкамерным настилом.



Мост Quhai представляет собой жесткую конструкцию каркаса для одинарной коробки с двухкамерным мостом, с двумя главными дворцами с отверстиями для навешивания, Т-образной рамой 2 × 40 м и двумя пролетами подвесных балок 30 м.Высота консольного корня коробчатой ​​балки Т-образного каркаса составляет 6 м, а высота торца — 2 м. Для надстройки моста был выбран одинарный двухкамерный бокс шириной 32 м. Расчетная временная нагрузка оригинального моста — это нагрузка на транспортное средство, а проверяемая нагрузка — на прицеп-100 (нагрузки, указанные в Правилах проектирования мостов Китая). Для увеличения несущей способности моста в конструкции моста были применены новые заданные нагрузки (грузовик-20 и прицеп-120).

3.1. Трехмерное моделирование методом конечных элементов

Трехмерные линейные упругие модели конечных элементов пространственной модели ростверка моста Кухай были построены с использованием программного обеспечения для анализа методом конечных элементов SAP2000.В конечно-элементной модели для создания модели ростверка были приняты трехмерные элементы beam4, которые будут использоваться для определения результирующих внутренних напряжений, собственных частот и соответствующих форм колебаний. Модель пространственного ростверка показана на рисунке 3, а виртуальные балки обладают только жесткостью. В конечно-элементной модели моста использовались 3D 1104 элемента (балка 4) и 817 узлов. Модель пространственного ростверка моста в целом представлена ​​на рисунке 4.



3.2. Результаты статического анализа

По методу линий влияния контрольного участка были представлены внутренние силы продольных и поперечных элементов ростверка. Значения внутренних сил контрольного участка для модели ростверка приведены в таблицах 1 и 2. В соответствии с результатами анализа продольного ростверка под нагрузкой прицеп-120 был получен максимальный нормальный момент краевой навесной балки (1 #). по срединному пролету ростверка, а максимальное значение — 2.0 × 10 6 Н · м; максимальный нормальный момент средней подвесной балки (1 #) получен по средней пролетной секции ростверка, максимальное значение составляет 2,13 × 10 6 Н⋅м; при погрузке на тележку 20 и толпой максимальный отрицательный момент был предложен участком опоры (15 #) ростверка, а максимальное значение составляет 2,06 × 10 7 Н⋅м. С точки зрения результирующих внутренних напряжений, были получены диаграммы огибающей момента и силы сдвига для модели контрольного ростверка, которые показаны на рисунках 5, 6 и 7.

# 90

2 0


Расположение секции Прицеп 120 макс / мин Грузовик 20 макс / мин Управляющий момент

0/0 0/0
0,5 L 3,9𝐸 + 6 / −2,4𝐸 + 4 2,9𝐸 + 6 / −3,1𝐸 + 5 3,9𝐸 + 6 / −3,1 𝐸 + 5
Corbel 0/0 0/0 0/0
Пирс (15 #) 0 / −3.5𝐸 + 7 0 / −4,1𝐸 + 7 0 / −4,1𝐸 + 7
Corbel 0 / −5,6𝐸 + 3 0 / −1,1𝐸 + 4 0 / −1,1 𝐸 + 4
0,5 L 4,2𝐸 + 6 / −2,4𝐸 + 4 3,2𝐸 + 6 / −3,3𝐸 + 5 4,3𝐸 + 6 / −3,3𝐸 + 5
Корбель 0/0 0/0 0/0
Пирс (16 #) 0 / −3,5𝐸 + 7 0 / −4.1𝐸 + 7 0 / −4,1𝐸 + 7

мин.

Расположение секции Прицеп макс. / Мин. Управляющий момент

Стойка (14 #) 5,3𝐸 + 2 / −9,1𝐸 + 5 2,9𝐸 + 4 / −7,9𝐸 + 5 9,1𝐸 + 5
0.5 L 2,7𝐸 + 5 / −5,7𝐸 + 5 1,8𝐸 + 5 / −5,5𝐸 + 5 5,7𝐸 + 5
Корбель 9,1𝐸 + 5 / −6,1𝐸 + 3 7,9𝐸 + 5 / −3,3𝐸 + 4 9,1𝐸 + 5
Корбель 8,6𝐸 + 5/0 7,4𝐸 + 5/0 8,6𝐸 + 5
Пирс ( 15 #) 1.1𝐸 + 6/0 1,7𝐸 + 6/0 1,7𝐸 + 6
Пирс (15 #) 0 / −1,1𝐸 + 6 0 / −1,7𝐸 + 6 1,7𝐸 + 6
Corbel 0 / −8,6𝐸 + 5 0 / −7,5𝐸 + 5 8,6𝐸 + 5
Corbel 6,2𝐸 + 3 / −9,7𝐸 + 5 3.8𝐸 + 4 / −8.8𝐸 + 5 9.7𝐸 + 5
0.5 L 3,1𝐸 + 5 / −5,5𝐸 + 5 2,1𝐸 + 5 / −5,5𝐸 + 5 5,5𝐸 + 5
Корбель 9,1𝐸 + 5 / −6,1𝐸 + 3 7,9𝐸 + 5 / −3,5𝐸 + 4 9,1𝐸 + 5
Корбель 8,6𝐸 + 5/0 7,5𝐸 + 5/0 8,6𝐸 + 5
Пирс ( 16 #) 1.1𝐸 + 6/0 1,7𝐸 + 6/0 1,7𝐸 + 6
Пирс (16 #) 0 / −1,1𝐸 + 6 0 / −1,7𝐸 + 6 1,7𝐸 + 6


(a) Диапазон изгибающего момента для боковой балки (ось ростверка 1 #)
(b) Диапазон усилия сдвига для боковой балки (ростверк 1 #) оси)
(a) Огибающая изгибающего момента для боковой балки (ось ростверка 1 #)
(b) Огибающая силы сдвига для боковой балки (ось ростверка 1 #)
(a) Огибающая изгибающий момент для Т-образной рамы (ось ростверка 1 #)
(b) Диапазон сдвигающего усилия для Т-образной рамы (ось ростверка 1 #)
(a) Диапазон изгибающего момента для Т-образной рамы (ростверк 1 #) ось)
(b) Диапазон поперечного усилия для Т-образной рамы (ось ростверка 1 #)
(a) Диапазон изгибающего момента для средняя подвесная балка (ось ростверка 1 #)
(b) Диапазон поперечного усилия для средней балки (ось ростверка 1 #)
(a) Огибающая изгибающего момента для средней балки подвески (ось ростверка 1 #)
(b) Диапазон поперечной силы для средней подвесной балки (ось ростверка 1 #)
3.3. Результаты динамического анализа

Из динамического анализа с использованием модели пространственного ростверка первая собственная частота подвесной балки (14-15 #) и Т-образной рамы составляет 3,6 Гц и 1,31 Гц соответственно, а режим вибрации является симметричным. вертикальный изгиб; первая собственная частота подвесной балки (16-17 #) и Т-образной рамки составляет 3,6 Гц и 1,31 Гц соответственно, а режим вибрации — симметричный вертикальный изгиб; первая собственная частота подвесной балки среднего пролета составляет 3,6 Гц, а режим колебаний — симметричный вертикальный изгиб.Первые формы колебаний моста показаны на рисунке 8.

4. Описание полевых нагрузочных испытаний и результатов

Полевые статические или динамические испытания мостов представляют большой интерес не только для исследования основных характеристик моста, но и для калибровки. конечно-элементные модели. Несколько результатов полевых испытаний и коррелированного анализа методом конечных элементов были представлены для моста Кухай. В полевых испытаниях на нагрузку на мосту Кухай использовалась соответствующая расчетная нагрузка, чтобы моделировать расчетные временные нагрузки моста.В полевых испытаниях под нагрузкой на мосту Кухай использовались тяжелонагруженные самосвалы, каждый из которых весил около 30 т, для моделирования расчетных временных нагрузок моста. Из-за сложности аренды таких тяжелых самосвалов того же типа в этом районе, всего во время испытаний на статическую нагрузку было задействовано 5 самосвалов. Нагрузка на отдельные оси и расстояние между самосвалами были тщательно измерены на ближайшей весовой станции, прежде чем они были перемещены на мост.

Кроме того, прилагаемые испытательные нагрузки должны быть идентичны расчетным временным нагрузкам моста.Применяемые испытательные нагрузки обычно обозначаются эффективностью статической испытательной нагрузки: 𝑆𝜂 = 𝑡𝑆𝑑, (1 + 𝜇) (4.1) где 𝑆𝑡 — результирующая сила на заданном сечении при запланированных статических испытательных нагрузках; 𝑆𝑑 — равнодействующая сила на том же заданном сечении при расчетных временных нагрузках; 𝜇 — коэффициент удара, использованный при проектировании моста. Все значения эффективности тестовой нагрузки находятся в пределах 0,8–1,05, что демонстрирует достоверность статических нагрузок на мост. В результате было установлено 27 точек измерения прогиба и измерено 54 точки измерения деформации.Испытательная установка включала измерения деформации и прогиба на контрольной секции. Три варианта нагружения во время полевых испытаний показаны на Рисунке 9.

4.1. Результаты испытания на прогиб

Значения прогиба прототипа моста для соответствующего ростверка в рабочем состоянии I и рабочем состоянии II показаны на рисунке 10, а значения прогиба прототипа моста для соответствующего ростверка в рабочем состоянии III показаны на рисунке 11. Точка измерения (5 #) является контрольной точкой в ​​областях наибольшего поперечного сечения деформации, и ей соответствует максимальное значение -23.6 мм. Максимальная теоретическая деформация точки измерения для контрольного участка составляет -26,3 мм, а соотношение 𝛼 между экспериментальным и теоретическим значением составляет 0,9, и оно находится в пределах национального стандарта (0,7≤1≤1,05). Максимальные значения отклонения секции управления при полевых испытаниях также находятся в диапазоне национального стандарта ([𝑓] ≤𝑙 / 600 = 116,67 мм). Результаты измеренного прогиба показывают, что все значения измеренных прогибов удовлетворяют проектным требованиям. Это указывает на то, что мост обладает достаточной прочностью, чтобы противостоять нагрузкам.


(a) Кривая прогиба от положения нагрузки I до III
(b) Кривая прогиба от положения нагрузки IV до разгрузки
(a) Кривая прогиба от положения нагрузки I до III
(b ) Кривая прогиба от положения нагрузки IV до положения разгрузки
4.2. Результаты испытания на деформацию

Согласно сравнительному анализу деформаций между полевым испытанием и теоретическим анализом, соотношение 𝛽 деформации между экспериментальным и теоретическим значением находится в пределах диапазона национального стандарта (т.е., 0,7≤𝛽≤1,05). Результаты измерения деформаций показывают, что деформации настила моста соответствуют проектным требованиям, и все деформации могут полностью возобновиться после снятия приложенных полевых нагрузок. Основываясь на анализе Quhai Bridge, внутренняя сила (изгибающий момент и поперечная сила) в настиле может быть получена непосредственно с помощью предлагаемого метода. Следовательно, предлагаемый метод прост и удобен. Его использование может привести к значительному снижению аналитической нагрузки, связанной с мостами из массивных плит.

4.3. Результаты динамических испытаний

Динамические свойства могут быть получены путем измерения вибраций, создаваемых окружающими нагрузками и ударами транспортного средства. Экспериментальная программа включает динамическое определение характеристик конструкции в нормальных условиях и когда половина моста покрыта транспортным потоком. Отклик конструкции был измерен в 7 выбранных точках с помощью акселерометров. Для определения оптимального расположения датчиков были использованы предварительные результаты динамического анализа КЭ.Первые формы колебаний моста в соответствии с полевыми динамическими испытаниями и теоретические значения представлены в Таблице 3. Результаты измеренных динамических свойств показывают, что тестовые значения основной частоты для Т-образной рамы больше, чем теоретические значения, но тестовые значения основная частота для средней балки подвески меньше теоретических значений. Это указывает на то, что жесткость среднего пролета относительно мала.


Место проведения эксперимента Эксперимент Теория Режим вибрации

15 # 90
 
1,31 Симметричный вертикальный изгиб
Подвесная балка среднего пролета 2,70 3,60 Симметричный вертикальный изгиб
16 # Т-образный изгиб 2,22 902 вертикальный

5. Заключение

Статические и динамические характеристики жесткого моста с Т-образной рамой были исследованы аналитически и экспериментально.На основе сравнительного исследования результатов анализа, полученных с помощью традиционных и предлагаемых методов анализа, можно получить более экономичные проекты с использованием модели пространственного ростверка. Основное содержимое модели ростверка включает сетку ростверка и свойства сечения элемента ростверка. Точность модели ростверка в основном зависит от моделирования эквивалентной жесткости ростверка и свойств элемента. Согласно сравнительному анализу, мост обладает относительно небольшой жесткостью, чтобы противостоять деформации.В результате результаты полевых испытаний показали, что мост работает в упругой стадии, но мост имеет относительно меньшую несущую способность в условиях расчетной нагрузки. Поэтому были представлены некоторые предложения по усилению или техническому обслуживанию моста для увеличения несущей способности, а предварительное напряжение снаружи использовалось для решения проблемы прогиба балки, относительно меньшего эффективного предварительного напряжения и трещины сдвига в стенке.

Оставить комментарий