Естественные основания, их свойства.

При возведении зданий на естественном основании:

Грунты, залегающие в толще этого основания, должны иметь необходимую сжимаемость;

Грунты должны иметь достаточную несущую способность;

Грунты не должны иметь пучинистых свойств;

Грунты должны противостоять воздействию грунтовых вод, которые растворяя некоторые породы выносят из их толщи мельчайшие частицы, в результате появляется пористость основания, которая снижает его несущую способность;

Характеристика грунтов:

· Скальные – в виде сплошного или трещиноватого массива из кварцитов, известняков, песчаников, такие грунты практически не сжимаемы, не подвержены пучению и являются отличными основаниями.

· Крупнообломочные – в виде слоев крупного камня и гальки, эти грунты мало сжимаемы, не пучинисты, водоустойчивы и являются хорошими основаниями.

· Песчаные – в зависимости от размера частиц песка, грунты подразделяются на: гравелистые, крупные, средние, мелкие, пылеватые. Гравелистые, крупные и средние пески под нагрузкой быстро уплотняются, при замерзании не вспучиваются, являются прочными и надежными. Мелкие и пылеватые пески при увеличении и последующем замерзании становятся пучинистыми и несущая способность их снижается.

· Глинистые - в сухом и маловлажном состоянии способны воспринимать нагрузки на здание, но при увлажнении несущая способность этих грунтов снижается; такие грунты отличаются длительной осадкой под нагрузкой и вспучиванием при замерзании;

· Лёссавидные - в естественном состоянии имеют поры в виде вертикальных трубочек; в сухом состоянии обладают достаточной несущей способностью, но при увлажнении их структура разрушается и под действием нагрузки образуют просадки;

 

3. Искусственные основания.
Если грунты основания в пределах сжимаемой толщи не обладают необходимой несущей способностью (насыпные грунты торфянистые, рыхлые песчаные к суглинистые грунты с большим содержанием органических остатков и т, п.), их искусственно укрепляют или применяют фундаменты, передающие нагрузки на нижележащие прочные грунты, в частности, свайные фундаменты. Выбор свайных фундаментов или способа укрепления грунтов производится технико-экономическим сопоставлением различных вариантов устройства оснований и фундаментов. В массовом гражданском строительстве, как правило, применяют искусственные основания двух типов: основание создаваемое уплотнением грунта, и основание, создаваемое его закреплением.

Фундаменты, их классификация.

· По конструктивным схемам:

ленточные, столбчатые, сплошные, свайные;

· по материалу:

природный камень, бутобетон, бетон, железобетон, металл, дерево;

· по характеру работы:

жесткие (работающие на сжатие) и гибкие (работающие на сжатие и на изгиб);

· по глубине заложения:

мелкого заложения (до 5 м) и глубокого заложения (более 5 м);

Фундаменты ленточные.

В виде непрерывной полосы под несущими стенами здания.

ФЛ (железобетон), длина - 3000 мм, ширина - 1600 мм

ФБС (бетон), высота блока – 580 мм (280 доборный), ширина – 300, 400, 500, 600 мм

Шов – 20 мм

Фундаменты столбчатые.

Состоит из подколонника, в котором устраивается стакан для колонны, плитная часть, состоящая из ступеней.(1,2,3)

Фундаменты свайные и сплошные.

Сплошной фундамент (в виде сплошной монолитной железобетонной плиты) устраивают под всей площадью здания, такие фундаменты возводятся при значительных нагрузках или слабых и неоднородных грунтах. Они обеспечивают равномерную осадку здания и защищают подвальное помещение от подпора вод.

Свайный фундамент состоит из свай и ростверка.

Классификация по характеру работы:

· Стойкие сваи (передают нагрузку от здания на нижележащий массив плотных грунтов);

· Висячие сваи (уплотняют грунт и передают на него нагрузку от здания);

по материалу: металлические, деревянные и железобетонные.

по конструктивным решениям:

· Забивные (изготовлены на предприятии, помещаемы в грунт с помощью механизмов);

1. Призматические (ж/б, сплошного сечения, размер сечения: 200х200 и 300х300, длина: 4,5-12 м);

2. Призматические (с круглой плоскостью, размер сечения: 300х300, 250х250, длина: 3-8 м);

3. Трубчатые (ж/б, диаметр: 400-800 мм, длина: 4-12 м)

4. Деревянные (из бревен хвойных пород);

5. Пирамидоидальные (с верхним сечением 300х300, наклонны боковых граней до 14°, длина: 5-12 м);

· Набивные (из монолитного бетона, уложенного в предварительно пробуренные скважины и объединенные поверху ростверком);

по глубине заложения:

· короткие (3-6 м)

· длинные (более 6 м)

Стены, их классификация.

Стены – вертикальные конструктивные элементы здания, отделяющие помещения от внешней среды и помещения от помещений.

Классификация по:

Месту положения: внутренние и наружные;

по статической работе: несущие, самонесущие и не несущие;

по конструкции:

из мелких элементов (кирпич, керамический камень, мелкие блоки);

из крупных элементов (крупные блоки и панели);

Архитектурно-конструктивные элементы стен.

· Цоколь – нижняя часть наружной стены, облицованная керамической плиткой, природным камнем или оштукатуренная цементно-песчанным раствором;

· Проемы – отверстия в стенах для окон и дверей;

· Откосы – боковые и верхние плоскости проемов;

· Простенок – участок стены, расположенный между проемами;

· Четверть – прямоугольный выступ простенка, удерживающий оконные и дверные длоки. (ширина 120 мм, глубина - 65);

· Перемычки – конструкции, перекрывающие проемы сверху. (выполненная из ж/б или кирпича)

Несущая – ширин 120 мм, высота 220 мм, опирание на стены: по 250 мм

Не несущая – ширина 120мм, высота 140 мм, опирание: по 250 мм

Шов между перемычками 10 мм.

· Карниз – горизонтальный выступ из плоскости стены.

Бывают: венчающие, пояски и сандрики.

· Пилястры (утолщение стен) – вертикальные выступы прямоугольного сечения;

· Раскреповка – вертикальное утолщение протяженного участка стены.

· Парапет – прямоугольное завершение веха стены, выступающее выше крыши;

· Фронтон – треугольная плоскость, ограниченная двумя скатами крыши и отделенная снизу как вариант карнизом;

Стены из кирпича.

Конструкцию из кирпича, природного камня и других каменных материалов, уложенных на растворе называют кладкой.

Кладку ведут горизонтальными рядами с перевязкой вертикальных швов.

Ряды выходящие на фасадную поверхность называются лицевой верстой, а выходящие на внутреннюю – внутренней верстой.

Ряды между этими верстами – забутками.

Определенный порядок укладки камней называют системой перевязки:

· однорядная (цепная) – чередование тычковых и ложковых рядов;

· многорядная – тычками перевязываются 3-5 ложковых рядов;

Толщина швов кирпичной кладки:

для горизонтальных рядов: 10-15 мм;

для вертикальных рядов: 8-15 мм;

Поверхность кладки улучшается путем обработки – расшивки швов в виде: валика, желобка, впустошовку, вподрез, ласточкин хвост;

Стены из крупных блоков.

Здание, в котором стены смонтированы из больших искусственных камней называют крупнообломочными.

Для таких зданий характерны конструктивные схемы:

· с продольным расположением несущих стен;

· с поперечным расположением несущих стен;

При любой конструктивной схеме, стены из крупных блоков выкладывают перевязкой вертикальных швов. Систему раскладки блоков в пределах высоты этажа называют разрезкой.

 

В зависимости от количества уложенных рядов разрезку различают:

Двухрядная (по высоте уложены 2 блока);

Трехрядная (по высоте уложены 3 блока);

В крупноблочных зданиях названия блоков зависят от их местоположения в стене.

Наружные стены двухрядной разрезки монтируют из типов основных блоков:

1. простеночный (толщина 400-600 мм);

2. подоконный (с нишей для приборов отопления);

3. перемычечный (с четвертью для опирания плит межэтажного перекрытия, перекрывают оконный проем);

4. рядовый (такой же формы как простеночный, но установленный на глухих участках стен);

5. поясной (такой же как перемычечный, но без четвертей, на глухих участках стен поверх ряда блоков);

Внутренние стены монтируют из блоков однорядной разрезки (200-300 мм);

Их ширина зависит от габаритов здания и размеров дверных проемов.

К специальным блокам относятся: угловые, карнизные, цокольные, парапетные, санитарно-технические. Санитарно-технические изготавливаются высотой с этаж, а затем наращивают.

Наиболее ответственны узлы стен: места сопряжений между блоками.

по положению стыки бывают:

· горизонтальные (между плоскими гранями, установленными один на другой блок); Прочность и не продуваемость стыка – слой раствора укладываемого блока;

· вертикальные (между гранями смежно-установленных блоков);

по особенностям конструктивного решения:

· открытые (образовавшиеся кромками в виде паза, которые оклеивают изнутри рубероидом, утепляют пакетом из минерального войлока и замоналичивают легким бетоном);

· закрытые (в форме колодца, между торцевыми кромками блока, которые покрывают бетоном);

Устойчивость и пространственная жесткость крупноблочных зданий осуществляется укладкой стеновых блоков с перевязкой швов, стальными скобами в местах премыкания внутренних стен к наружным.

Стены из крупных панелей.

Здания, у которых стены, перегородки, перекрытия смонтированы из крупных элементов небольшой толщины называют крупнопанельными.

Панели поперечных стен выполняют размером на комнату, панели продольных стен на 1, 2, 3 комнаты. В объемно-планировочном отношении, бескаркасные крупнопанельные здания – совокупность пространственно-изменяемых ячеек, образованных панелями стен и перекрытий. Здания такого типа обладают устойчивостью и пространственной жесткостью.

Для бескаркасных крупнопанельных зданий характерны конструктивные схемы:

1. С малым шагом несущих поперечных стен (2700-3000 мм); поперечные и продольные стены – несущие, панели наружных стен – однослойные или трехслойные, внутренние стены – ж/б из тяжелого бетона (120-160 мм),

плиты перекрытия – ж/б, сплошные, 120 мм;

2. С большим шагом несущих поперечных стен (3600-7200) мм;

Несущие – поперечные стены из плоских ж/б панелей, 160 мм;

Наружные продольные стены – самонесущие, однорядной разрезки, изготовленные из легких или ячеистых бетонов; межкомнатные перегородки – гипсобетонные, 80 мм;

Плиты перекрытия – сплошные, ж/б, 160 мм, или многопустотные, 220 мм;

3. Со смешанным шагом несущих поперечных стен;

Наружные стены – самонесущие, однорядной разрезки, из керамзито-бетонных панелей;

Плиты перекрытий – сплошные, 160 мм, опертые в узких ячейках по контуру, а в широких – по двум сторонам;

4. С продольными несущими стенами, пролетом 6 м;

Наружные продольные стены – несущие, из керамзито-бетонных панелей, до 400 мм;

Внутренние продольная стена – несущая, из плоских ж/б панелей, 160-200 мм;

Плиты перекрытия – ж/б, сплошные, 160 мм; высота зданий – 9 этажей;

Панели наружных стен

1. Однослойные – из легких конструктивно-изоляционных бетонов, керамзит, перлитобетон – толщина 300 350 мм;

Такие панели используют в несущих \, самонесущих и навесных стенах. Однослойные поясные панели изготавливают из ячеистого бетона (до 300 мм) и применяют в самонесущих и навесных стенах.

2. Трехслойные – с внутренним и наружным слоем бетона и утеплителем внутри.

Внутренний слой бетона – 100 мм является несущим, а наружный – декоративно-ограждающим. Арматурные стержни, пронизывая утеплитель, связывают бетонные слои панелей. Применяют в несущих и самонесущих стенах;

3. Слоистые (160 мм) с каркасом из деревянных брусков, обшитыз с обеих сторон асбесто-цементными листами и утепленных внутри пенопластом;

4. Слоистые с наружным экраном – из листовых или других материалов; назначение экранов – защитить от перегрева южных районов;

5. Объемные – обогащая архитектурный облик здания, уменьшают протяженность вертикальных швов;

6. Внутренние – панели внутренних стен изготавливают из тяжелого бетона (120 и 160 мм, их высота – размер этажа, а длина – размер комнаты);

Подземная часть безкаркасных крупнопанельных стен

1. Подземная часть здания с малым шагом несущих поперечных стен, фундаментами – наружных самонесущих стен служат сборные ж/б блоки.

Внутренних несущих стен, ж/б плиты прямоугольной формы.

Наружные стены подземной части здания смонтированы из керамзито-бетонных или ж/б трехслойных цокольных панелей.

Внутренние поперечные стены подземной части из ж/б панелей (толщина 120-160 мм); Перекрытия над подвалом из плоских ж/б плит (толщина 120 мм) опертых по контуру;

2. Подземная часть здания с большим и смешанным шагом несущих поперечных стен; Фундаменты внутренних стен – ж/б плиты, уложенные сплошной или прерывистой лентой. Под наружные стены(участки между лентами фундаментов) – укладывают бетонную подготовку (80 мм);

Внутренние стены монтируют из ж/б панелей 160 мм с проемами для прохода и пропуска коммуникаций.

Наружные стены из ребристых ж/б цокольных панелей, утепленных керамзито-бетоном. Цокольные панели укладывают на ленты фундаментов. Подвал покрывают многопустотными плитами (220 мм) или сплошными (160 мм). Цокольные и внутренние панели соединяют скобами, вставленные в отверстие петлевых выпусков арматуры с последующим замоналичиванием стыков бетоном.

3. Подземная часть здания с продольным расположением несущих стен смонтирована из трещевидных фундаментных плит, цокольных панелей и панелей внутренних стен. Соединяют панели стальными связями, замоноличивая стыки бетоном (160 мм).

Облегченная кладка стен.

Для экономии кирпича целесообразно применение так называемых облегченных кирпичных стен, в которых кирпич частично заменен эффективными теплоизоляционными материалами. Облегченные кирпичные кладки подразделяют на 2 группы:

К стенам первой группы относятся:

· кирпично-бетонные, с заполнителем из легкобетонной массы или термовкладышей из готовых камней из легкого или ячеистого бетона;

· колодцевые стены, в которых возводятся две наружные стенки толщиной полкирпича, связанные между собой вертикальными кирпичными диафрагмами, располагаемыми через 3-4 ложка по длине стены и расчленяющими стену на ряд колодцев;

· стены с воздушной прослойкой (состоят из двух стенок, из которых внутренняя является несущей, а наружная толщиной в полкирпича связывается с ней тычковыми рядами через каждые 4-5 ложковых рядов);

Деформационные швы.

Деформационный шов — предназначен для уменьшения нагрузок на элементы конструкций в местах возможных деформаций, возникающих при колебании температуры воздуха, сейсмических явлений, неравномерной осадки грунта и других воздействий, способных вызвать опасные собственные нагрузки, которые снижают несущую способность конструкций.

В зависимости от назначения применяют:

Температурные (делят здание на отсеки от уровня земли до кровли включительно, не затрагивая фундамента, который испытывает температурные колебания в меньшей степени и, следовательно, не подвергается существенным деформациям. Расстояние между температурными швами принимают в зависимости от материала стен и расчетной зимней температуры района строительства);

Осадочные (устраивают в случае различной этажности частей здания или если залегающие в основании грунты имеют различные физикомеханические свойства);

Для организации и гидроизоляции деформационных швов используют различные материалы: герметики, замазки, гидрошпонки.