Железобетонные фундаменты: Типы железобетонных фундаментов

Содержание

Типы железобетонных фундаментов



Производство основных типов фундаментов и их использование при сооружении различных строительных объектов. Дана их краткая характеристика и указана предпочтительная область применения.

Широкое многообразие возводимых зданий и сооружений, отличающихся друг от друга назначением, внешним видом, используемыми при строительстве технологиями и материалами, сложно представить без одной общей для всех конструкции — фундамента.

Существует несколько типов оснований, среди которых базовыми являются:

  • ленточные;

  • столбчатые;

  • свайные;

  • плитные.

Каждый из перечисленных видов фундаментов спроектирован так, чтобы наилучшим образом выполнять функции несущей конструкции в конкретных эксплуатационных условиях. Характер грунта, глубина промерзания почвы, уровень подземных грунтовых вод, а также тип возводимого сооружения — определяющие критерии выбора фундамента.

Ленточный фундамент

Фундамент данного типа прокладывается по всему периметру будущего здания, а также под внутренними несущими конструкциями застройки. Заглубленная на определенную глубину, железобетонная лента (отсюда и название основания) имеет одинаковую по всей длине ширину и способна принимать значительные нагрузки. На ленточном фундаменте преимущественно возводятся одно- и двухэтажные дома с кирпичными или каменными стенами, а также строения с тяжелыми перекрытиями.

Столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент — это опорная конструкция, состоящая из системы столбов, погруженных в грунт. Столбчатые элементы располагаются по углам здания, в местах пересечения стен, а также под сильно нагруженными элементами строительной конструкции. Для создания единого основания, сверху столбы соединяются (обвязываются) железобетонными балками. Столбчатые фундаменты широко применяются в массовом строительстве небольших деревянных и каркасно-щитовых домов.

Свайный фундамент

В свайном фундаменте для передачи статической нагрузки от сооружения на грунт используются железобетонные, деревянные или металлические сваи. В цельный фундамент, заглубленные в почву сваи, их верхние части, объединяются при помощи ростверка — железобетонных плит или балок. Свайный фундамент целесообразно применять при строительстве малоэтажных зданий на слабых грунтах (песке, суглинке, плавунах, торфе). Фундаменты на длинных сваях применяются преимущественно при строительстве больших многоэтажных домов.

Плитный (монолитный) фундамент

Плитный фундамент являет собой монолитную, заглубленную на определенную глубину в грунт железобетонную плиту. Толщина такого основания может варьироваться от нескольких десятков сантиметров до одного метра. Фундаменты такого типа более равномерно перераспределяют нагрузку на грунт и, поэтому закладываются при строительстве на неустойчивых почвах (плавунах, песке), а также высоком уровне грунтовых вод. На плитном фундаменте возводятся малоэтажные (1-2 этажа) дома с кирпичными, деревянными или каркасными стенами.
Автор: СИСТЕМА 2 Google

Железобетонный столбчатый фундамент

Столбчатый фундамент – это основание, представляющее собой систему столбов, на которые опираются стены сооружения. Он более всего подходит для облегченных конструкций, которые не нуждаются в подвальных помещениях. Это могут быть каркасные или щитовые дома, рубленые, брусчатые деревянные сооружения, которые отличаются незначительным весом. Если позволяет несущая способность грунта, то столбчатый бетонный или железобетонный фундамент можно использовать и при возведении летних домиков со стенами из кирпича толщиной не более 40 см или из легкого бетона.

Такие облегченные конструкции оказывают значительно меньшее давление на грунт, нежели каменные или кирпичные сооружения, а значит, не требуют основательного фундамента. Простотой организации, экономией стройматериалов и отличаются столбчатые разновидности оснований. Помимо экономической выгодности рассматриваемый тип фундамента позволяет сократить сроки строительных работ.

Однако специалисты строительной компании «Проект», оказывающие профессиональные строительные услуги в Москве и Подмосковье, рекомендуют возводить деревянные здания на опорных столбах из армированного бетона и железобетона. Такие фундаменты отличаются более высокой надежностью, отлично сопротивляются нагрузкам.

Применение и преимущества железобетонных столбчатых фундаментов

Использование таких оснований оправдано лишь в том случае, если он закладывается в грунт высокой прочности, который залегает не глубже 3 метров. Он будет служить опорой столбам и даст возможность сэкономить на организации нулевого цикла и использовании тяжелой спецтехники. А отсюда и сокращение сроков работ.

Однако существуют и иные преимущества устройства ЖБ и бетонных столбчатых фундаментов:

  • снижают давление на грунт, а это уменьшает вероятность осадок;
  • имеют более простую организацию;
  • имеют различную конструктивную организацию опор, что позволяет сделать максимально корректный выбор.

Но стоит заметить, что их простота одновременно является и их недостатком, ведь существует большая вероятность отклонения опорных столбов основания от вертикали. Потому железобетонные столбчатые фундаменты применяют лишь для облегченных сооружений с достаточно жесткими надфундаментными конструкциями. Помимо этого данная разновидность оснований потребует в обязательном порядке организации забирки (подпольное пространство) – вентиляционной отдушины между поверхностью земли и нижними частями зданиям.

Также специалисты нашей строительной компании не рекомендуют использование столбчатых фундаментов на приусадебных участках, отличающихся значительным перепадом рельефа. Дело в том, что боковые нагрузки могут разрушить опоры, даже при учете качественного армирования бетона.

Устройство столбчатых ЖБ и бетонных оснований

Опорный столб может быть как квадратным, прямоугольным, так и круглым в сечении. Но рациональнее всего использовать опоры круглой формы, поскольку скважины под них будет оформить значительно проще при помощи ручного бура. Устанавливаются опоры на расстоянии 2 максимум 3 метров друг от друга. Если грунт не отличается особой прочностью, а здание жесткостью, тогда интервал сокращают до 1-1,5 метров.

При этом особое значение имеет расстановка опор по периметру. Обязательно устанавливают столбы на углах здания и в зоне пересечения несущих конструкций. Монолитные бетонные столбчатые фундаменты мы рекомендуем использовать в маловлажных грунтах (в скважине нет воды). А если грунт на приусадебном участке отличается незначительной несущей способностью, тогда усилить конструкцию можно при помощи цементной подливки в основание.

Для организации бетонных столбов используют цемент М 300-400, крупный песок или гранитный щебень. Раствор в скважину укладывается слоями по 10-12 см, при этом каждый слой уплотняется. Также стоит помнить: при бетонировании необходимо использовать арматурный каркас, после процедуры необходимо дождаться пока материал наберет свою прочность (около недели).

Для организации железобетонных столбчатых фундаментов можно использовать отходы от ЖБ изделий, конструкций. Устанавливаются такие опоры обязательно на бетонную монолитную подушку (в свежий раствор), до момента высыхания которой применяют распорки, чтобы обеспечить корректность и жесткость фиксации опор.

Строительная компания «Проект» оказывает по невысоким ценам высокопрофессиональные строительно-монтажные услуги. Мы гарантируем соблюдение сроков, доступные цены и высокое качество работ. Мы работаем в Москве и Подмосковье.

Фундаменты железобетонные

Железобетон в настоящее время является основным материалом, из которого делают самые различные строительные конструкции, находящие повсеместное применение. Свойства этого своеобразного материала выдерживать большие нагрузки используется в различных отраслях строительства. Так, железобетонные фундаменты приходят на смену бетонным и каменным, так как они прочнее и экономичнее. Применяя железобетон, строители могут уменьшить их заглубление, сделать их менее высокими.

Все железобетонные конструкции, будь то фундаменты или колодезные кольца и нечто другое, должны обязательно иметь повышенную прочность, так как от этого зависит безопасность эксплуатации сооружения. Поэтому все они производятся с точным соблюдением технических нормативов, из бетона определенного класса. Если предполагаются большие нагрузки, применяется бетон В30 или более высокого класса. Все железобетонные фундаменты сооружений можно разделить на несколько видов: сплошные, ленточные, отдельно стоящие.

По способу их возведения они бывают монолитные или сборные, сооружаемые из бетонных блоков, бывают и сборно-монолитные. Все сборные ленточные фундаменты делаются из железобетонных блоков (ФБС), которые изготавливаются на заводах ЖБИ. Они применяются для сооружения фундаментов многоэтажных зданий. Иногда эти блоки используют также для строительства стен. Существуют различные классы блоков ФБС, отличающиеся друг от друга по прочности и морозостойкости. Промышленностью выпускаются многие виды различных блоков, обозначаемые цифрами: 6, 9, 12 и т.д.

Для отдельно стоящих фундаментов применяются изготовленные на заводах ЖБИ фундаменты стаканного типа. Они предназначены для установки разного сечения железобетонных колонн. Величина их сечения может быть от 300х300 до 500х800мм., соответственно выпускаются различные их марки. При изготовлении их соблюдаются требования ГОСТа 13015.

При сооружении монолитных фундаментов используется железная арматура и бетон определенной марки, обычно не ниже М200. На проблемных грунтах, просадочных или с повышенным уровнем грунтовых вод, применяются иногда фундаменты плитного типа, но они достаточно дороги, и их стараются заменить ленточными.

Расчет типа фундамента должен проводиться проектировщиками на основании данных о грунте, стоянии грунтовых вод и прочих геодезических изысканий, выполненных сотрудниками геодезического предприятия.

Не удается найти страницу | Autodesk Knowledge Network

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}}*

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}}
{{addToCollection. description.length}}/500

{{l10n_strings.TAGS}}
{{$item}}

{{l10n_strings.PRODUCTS}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

 

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}}
{{$select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings. AUTHOR}}

 

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$select.selected.display}}

{{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}}
{{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

Проектирование железобетонных фундаментов: ACI 318-14 и IS456

🕑 Время прочтения: 1 минута

Железобетонный фундамент рассчитывается на основе нагрузок на колонны и моментов в основании, а также данных о грунте. Эта статья пролила свет на проектирование железобетонных фундаментов.

Типы железобетонных оснований 

Ниже приведены типы фундаментов в порядке предпочтения с точки зрения экономии:

  1. Отдельные фундаменты (изолированные фундаменты)
  2. Комбинированные фундаменты (сочетание отдельных фундаментов)
  3. Ленточные фундаменты с подпорной стенкой, выступающей в роли ленточной балки, где это применимо.
  4. Фундаменты ростверковые типов (а) плитный (б) балочно-плитный.

Фундаменты кирпичной стены также могут быть спроектированы. Часто цокольные балки служат для поддержки кирпичных стен, а также служат в качестве сейсмостойких связей в каждом основном направлении.

Важные аспекты проектирования фундаментов

Фундаменты — это конструктивные элементы, передающие нагрузки от здания или отдельных колонн на землю.
Если эти нагрузки должны передаваться должным образом, фундаменты должны быть спроектированы таким образом, чтобы предотвратить чрезмерную осадку или вращение, свести к минимуму неравномерную осадку и обеспечить достаточную защиту от скольжения и опрокидывания.

Глубина основания

Размеры пьедестала

В случае простых цементобетонных цоколей угол между плоскостью, проходящей через нижний край цоколя и соответствующую кромку соединения колонны с цоколем и горизонтальной плоскостью, определяется выражением.

Где:
q o:  расчетное максимальное опорное давление в основании опоры/основания в Н/мм 2 характеристическая прочность бетона через 28 дней в Н/мм 2

Рис.1: размер пьедестала

Рекомендации IS 456:2000,  Расчет по предельным состояниям

Для определения площади фундамента, необходимой для правильной передачи полной нагрузки на грунт, рассматривается полная нагрузка (сочетание постоянной нагрузки, динамической нагрузки и любой другой нагрузки без умножения ее на какой-либо коэффициент нагрузки).

Максимальный изгибающий момент в фундаментах

Согласно ACI 318-14, разделы 15.4.1 и 15.4.2, и IS 456: 2000, пункты 34.2.3.1 и 34.2.3.2 Изгибающий момент будет учитываться на торце колонны, пьедестала или стены и должен определяться путем прохождения через сечение вертикальной плоскости, которая проходит полностью поперек фундамента и по всей площади фундамента или по одной стороне указанный самолет.

Рис. 2: Максимальный изгибающий момент в основании

Проверка прочности на сдвиг для фундаментов

Прочность основания на сдвиг зависит от следующих двух факторов:

  1. Фундамент, действующий в основном как широкая балка, с потенциальной диагональной трещиной, идущей в плоскости по всей ширине, критическое сечение для этого условия должно приниматься как вертикальное сечение, расположенное от лицевой стороны колонны, постамента или стены на уровне расстояние, равное фактической глубине фундамента в случае фундаментов на грунтах. Для одностороннего действия сдвига номинальное напряжение сдвига рассчитывается как:

Где:
: напряжение сдвига
:коэффициент силы вертикального сдвига
b: ширина критической секции
г: эффективная глубина
, где: расчетная прочность бетона на сдвиг на основе % продольной растянутой арматуры. См. таблицу 61 СП-16)

Рис. 3: Критическое сечение для одностороннего сдвига фундамента

2. Для двухстороннего сдвига (или двухстороннего изгиба или пробивного сдвига) фундамента при пробивном сдвиге необходимо проверить следующее. Пробивной сдвиг должен быть по периметру на расстоянии 0,5 эффективной глубины от лица колонны или пьедестала.
Для двустороннего действия на сдвиг номинальное напряжение сдвига рассчитывается в соответствии с пунктом 31.6.2 стандарта IS456: 2000 следующим образом:
Где
: напряжение сдвига
: периферия критической секции
d : эффективная глубина
: коэффициент вертикальной поперечной силы
Если сдвиговая арматура не предусмотрена, номинальное касательное напряжение в критическом сечении не должно превышать
Где:
= 0.5 + Bc (но не более 1)
Bc: короткий размер колонны или пьедестала / длинный размер колонны или пьедестала

Результат уравнения 6 выражается в Н/мм 2 Примечание : Общепринято делать основание достаточно глубоким, чтобы не требовалась поперечная арматура.

Длина развертывания арматурных стержней в фундаменте

В соответствии с ACI 318-14, раздел 15.6 и IS 456: 2000, пункт 34.2.4.3, критическое сечение для проверки длины разработки в фундаменте должно приниматься в следующих плоскостях:

  • На лицевой стороне колонны, пьедестала или стены, для фундаментов, поддерживающих бетонную колонну, пьедестал или стену.
  • На полпути между центральной линией и краем стены, для фундаментов под каменными стенами.
  • На полпути между лицевой стороной колонны или пьедестала и краем основания с косынками для фундаментов под основаниями с косынками.
  • Все другие вертикальные плоскости, где происходят резкие изменения сечения.

Усиление фундаментов

Минимальная арматура в фундаментной плите, указанная в нормах, составляет 0,12%, а максимальное указанное расстояние составляет 3-кратную эффективную глубину или 450 мм, в зависимости от того, что меньше.(пункт 34.3).
В одностороннем усиленном основании; двухсторонний усиленный квадратный фундамент; и продольном направлении двустороннего прямоугольного фундамента, арматура, проходящая в каждом направлении, должна быть равномерно распределена по всей ширине фундамента.
Однако должна быть центральная полоса, равная ширине фундамента для короткого направления двухсторонних прямоугольных фундаментов. Армирование в центральной полосе должно быть обеспечено в соответствии со следующим уравнением.

Где B — отношение длинной стороны фундамента к его короткой стороне.

Передача нагрузки на основание колонны

В соответствии с IS 456: 2000, пункт: 34.4, силы и моменты в основании колонны, стен или усиленного основания должны передаваться на вершину опорного основания или фундамента посредством опоры.
Давление опоры на нагруженную зону не должно превышать допустимое напряжение опоры при прямом сжатии, умноженное на величину, равную, но не более 2.
Где:
: опорные площадки для опирания фундамента, который является наклонным или ступенчатым. Фундамент может быть принят за площадь нижнего основания наибольшей усеченной пирамиды или конуса, полностью заключенного в фундаменте и имеющего верхнее основание, площадь, фактически нагруженная и имеющая боковой уклон от одной вертикали до двух горизонталей.: загруженная область у основания колонны.
Для конструкции в предельном состоянии указанное допустимое напряжение смятия составляет 45 f ck .
Если допустимое напряжение смятия превышено либо в бетоне колонны, либо в бетоне основания, необходимо предусмотреть усиление для развития избыточной силы. Армирование может быть выполнено либо путем удлинения продольных стержней в основании, либо путем установки дюбелей в соответствии с нормами, указанными ниже:

  1. Минимальная площадь удлиненных продольных стержней или шпонок должна быть 0.5% площади поперечного сечения поддерживаемой колонны или пьедестала.
  2. Должно быть предусмотрено не менее четырех полос.
  3. При использовании дюбелей их диаметр не должен превышать диаметр стержней колонны более чем на 3 мм.
  4. Должна быть обеспечена достаточная длина развертывания, чтобы передать сжатие или растяжение опорному элементу.
  5. Стержни колонн диаметром более 36 мм, только на сжатие, могут быть закреплены у основания стержнями меньшего диаметра. Дюбель должен входить в колонну на расстояние, равное длине развертывания стержня колонны.В то же время дюбели должны заходить вертикально в фундамент на расстояние, равное длине разработки дюбеля.

    Рис. 4: различные типы фундамента с деталями усиления

Ступенчатые бетонные фундаменты в Revit

В содержимом Revit вы можете найти множество предустановленных структурных семейств. В британской метрической библиотеке вы можете найти папку Structural Foundations , которая содержит ряд различных типов фундаментов: блочный фундамент, ленточный фундамент, ростверк и т. д.

Недавно мой коллега спросил меня: « Хорошо, Томек, у меня есть все эти семьи в этой папке, и это хорошо, но как насчет ступенчатого фундамента? Я не могу найти такое семейство в папке, как мне смоделировать его в Revit?»

Фундаменты

используются для поддержки отдельных точечных нагрузок, таких как конструкционная колонна. Они могут быть круглыми, квадратными или прямоугольными. Обычно они состоят из блока одинаковой толщины, но могут быть ступенчатыми или изогнутыми, если требуется распределить структурную нагрузку от тяжелой колонны.Насыпные фундаменты обычно неглубокие, но можно использовать и глубокие насыпные фундаменты.

Мой коллега был прав. Папка состоит из семейства Footing-Rectangular.rfa , которое не является ступенчатым, но это семейство может быть легко изменено любым пользователем Revit, сохранено как Stepped Footing-Rectangular. rfa и использовано в будущих проектах.

Семейства — неотъемлемая часть работы в Revit и ключ к созданию пользовательского содержимого. Создание собственных семейств — отличный способ создать библиотеку пользовательского контента.

В следующей серии шагов я хотел бы показать вам, как создать ступенчатый фундамент.

Вместо того, чтобы начинать с нуля, я собираюсь использовать существующее семейство Footing-Rectangular.rfa в качестве отправной точки.

1. Отредактируйте семейство и откройте редактор семейств . Редактор семейств — это инструмент для создания новых семейств или внесения изменений в существующие семейства.

2. Перейдите на уровень и создайте дополнительные опорные плоскости.Опорные плоскости задают структуру нашей семьи, и мы будем использовать новые для создания нового фундаментного блока.

3. Добавьте размеры к каждой группе базовых плоскостей. Два вертикальных и два горизонтальных. Должна быть общая и непрерывная строка, включая осевую линию в каждом направлении.

4. Выберите каждую из непрерывных строк и включите Равенство .

5. Выберите новый габаритный размер по горизонтали.На ленте рядом с раскрывающимся списком Label щелкните маленький параметр Create Parameter.

6. В появившемся диалоговом окне «Свойства параметра» назовите новый параметр: Ширина 2 , выберите переключатель Тип и нажмите OK.

7. Повторите это для вертикального габаритного размера и назовите новый параметр: Длина 2 .

8. Имея хорошую основу, пора придать семье прочную форму.На вкладке Создать щелкните Экструзия .

9. На Изменить | Вкладка Create Extrusion, на панели Draw , щелкните Rectangle Snap на пересечении двух опорных плоскостей для первого угла, а затем привяжите к противоположному пересечению для другого угла.

10. Пришло время проверить то, что мы уже сделали. Когда вы тестируете свою гибкую семью, она называется «, изгибающая » модель.На ленте щелкните Family Types.

11. Введите другое значение для всех полей Ширина, Ширина 2, Глубина и Глубина 2, а затем нажмите кнопку Применить. Расположение опорных плоскостей должно корректироваться, но оставаться на одинаковом расстоянии от центра. Геометрия блока должна обновиться соответствующим образом.

12. Теперь пришло время позаботиться о высоте фундамента. В представлении Front установите флажок. Перетащите ручку-манипулятор треугольной формы внизу.Соедините верхнюю часть новой коробки с нижней частью существующей.

13. Добавьте новое измерение.

14. Назначьте параметры вновь созданному размеру ( Толщина основания 2 ).

15. Перейдите в 3D-вид и снова согните его. На ленте щелкните Типы семейства Щелкните Удалить тип , чтобы удалить один из существующих типов. Нажмите Rename Type и назовите его: Foundation 1 и нажмите OK.Настройте параметры для проверки своих семей.

16. Если все работает правильно, пора назначить параметр материала. Выберите блок и нажмите кнопку Associate Family Parameter , затем выберите параметр Structural Material и нажмите OK.

17. Теперь вы можете сохранить свою семью как Stepped- Footing-Rectangular.rfa и загрузить в свой проект.

18.Остальное детализация арматуры 🙂

@tomekf

Узнайте больше о детализации арматуры в Revit:

 

Мощность конического полого гибкого железобетонного фундамента (CHFRF) в песке при горизонтальной нагрузке

Конусообразный пустотелый гибкий железобетонный фундамент (CHFRF) представляет собой инновационный тип фундамента для горных ветроустановок, который превосходит обычные горные ветряные турбины фундамент в уменьшении стали и бетона и защите окружающей растительности для полости поглощает грунт, полученный от раскопок котлована. Кроме того, резиновый слой, установленный между стеной CHRFF и окружающим грунтом, увеличивает гибкость фундамента и снимает больший опрокидывающий момент, вызванный ветром. Резиновый слой изготовлен из чередующихся слоев резины и стали. Цели этого исследования заключаются в изучении поведения поперечного подшипника CHFRF при монотонной и циклической боковой нагрузке в песке с помощью модельных испытаний и моделирования методом конечных элементов. Результаты показывают, что CHFRF вращается во время загрузки; и в предельном состоянии центр вращения находится на глубине примерно 0.6–0,65 высоты фундамента и 0,15–0,18 диаметра фундамента вдали от его осевой линии. Боковая несущая способность CHFRF улучшается с увеличением глубины заделки и вертикальной нагрузки на фундамент. Кроме того, по сравнению с CHFRF без резинового слоя, резиновый слой может снизить давление грунта вдоль стены CHFRF на 22% и уменьшить диапазон деформации грунта, окружающего фундамент, показывая, что он может уменьшить нагрузки, передаваемые на окружающую среду. грунт для продления срока службы фундамента.Однако толщина и жесткость резинового слоя являются важными факторами, влияющими на боковую несущую способность и рассеивание энергии фундамента. Кроме того, следует отметить, что рассеивание энергии в основном происходит из стали резинового слоя, а не из резины.

1. Введение

В Китае наземные ветряные электростанции в настоящее время перемещаются из равнинных и пустынных районов в горные районы вблизи городов с высоким спросом на электроэнергию [1, 2].Это связано с тем, что горные ветряные электростанции не занимают сельскохозяйственных угодий и имеют низкую стоимость строительства линий электропередачи, а самое главное, они будут способствовать использованию энергии ветра для быстрого развития и трансформации городской экономики.

В качестве фундаментов горных ветроустановок в настоящее время используются фундаменты гравитационной конструкции [3], ребристо-армированные железобетонные восьмиугольные фундаменты [4] и анкерные фундаменты [5], а также круговые гравитационные фундамент на основе (CGF) является наиболее распространенным типом, используемым в проектах горных ветряных турбин. Однако следует отметить, что вышеупомянутые фонды имеют некоторые недостатки; например, объемы использования стального стержня, столбов и бетона очень велики, что приводит к высокой стоимости; а бетонные трещины возникают из-за автогенной усадки и теплового воздействия при заливке бетона, увеличивая риски попадания воды в фундамент и коррозии стальных стержней в железобетоне и тем самым значительно снижая несущую способность фундаментов [6]. Кроме того, сообщалось, что некоторые повреждения башни ветряной турбины были вызваны формированием пластического шарнира, подверженного резкой ветровой нагрузке [4, 5].Кроме того, мы обнаружили, что грунт будет накапливаться рядом с котлованом котлована, что также будет препятствовать росту растительности.

Таким образом, для решения этих проблем для вышеупомянутых регулярных фундаментов, Li et al. [7]. Эскиз CHFRF показан на рис. 1. Видно, что его полость забита огромным количеством грунта, вынутого из земляного карьера; таким образом, CHFRF поглотит много отходов для защиты окружающей растительности и может значительно сократить количество используемого бетона и стальных стержней по сравнению с обычными фундаментами горных ветряных турбин. Кроме того, резиновый слой размещается под CHFRF для повышения гибкости фундамента. Однако для того, чтобы устранить эффекты выветривания и старения, а также увеличить жесткость и срок службы резины, в слой резины добавляют стальные слои. Таким образом, резиновый слой выполнен из чередующихся слоев резины и стали. Кроме того, установлено, что башня турбины напрямую связана с CHFRF с помощью множества высокопрочных стальных анкеров. Наша предыдущая работа свидетельствует о том, что объем бетона КГПВ уменьшается на 79%, а засыпаемые объемы грунта увеличиваются в 2 раза по сравнению с соответствующим КГП при тех же диаметре и высоте фундамента.Также установлено, что при горизонтальном монотонном нагружении несущие способности КГРП с эксцентриситетами 0,75, 1,0 и 1,25 увеличились примерно на 29,3 %, 43,75 % и 43,75 % соответственно по сравнению с круговым гравитационным фундаментом. . Кроме того, результаты экспериментов показывают, что накопленное вращение КВРП с изменением толщины слоя резины от 2 до 4 мм эффективно снижается при циклическом нагружении. Эти результаты можно сослаться на нашу статью в Soils and Foundations [7].

Фундаменты горных ветряных турбин, как правило, должны выдерживать большие боковые нагрузки и моменты, возникающие от ветра, которые играют преобладающую роль в конструкции фундамента. Хотя CHFRF представляет собой новый тип фундамента для горных ветряных турбин, мы можем позаимствовать некоторые идеи из традиционных фундаментов, чтобы выявить его несущие характеристики при боковой нагрузке; например, Gajan и Kutter [8], Adhikari и Bhattacharya [9] исследовали влияние моделей контакта фундамент-грунт на боковую несущую способность CGF с помощью модельных испытаний, и было обнаружено, что деформационное поведение грунта, расположенного на на дно ЦГП существенное влияние оказывает форма ветровой нагрузки, изменяющая боковую несущую способность фундамента [10].Кроме того, Говони и соавт. В работе [11] было предложено выражение для получения предельной горизонтальной несущей способности ЦГП, заложенной в плотный песок, а затем изучено влияние плотности и размера песка на горизонтальную несущую способность фундамента [12]. Кроме того, Mohamed и Cerato [13, 14] исследовали влияние вертикальной нагрузки, глубины заложения и механических параметров грунта на предельную горизонтальную несущую способность фундамента и деформацию грунта. Кроме того, отношения между давлением грунта, жесткостью основания и механическими параметрами грунта, а также предельной горизонтальной несущей способностью, соответственно, были изучены Декуром и Вахдатирадом [15, 16].

В этом исследовании была проведена серия модельных испытаний и симуляций МКЭ для дальнейшего получения характеристик подшипников CHFRF с различным диаметром и высотой при монотонной и циклической боковой нагрузке с различными эксцентриситетами нагрузки, соответственно. Также было получено влияние глубины заделки и вертикальной нагрузки на поперечную несущую способность CHFRF. Кроме того, при боковом нагружении были выявлены распределения центра вращения КГРП и давления грунта вдоль стенки КГРРП.Кроме того, было подробно проанализировано влияние толщины резинового слоя на боковую несущую способность и способность рассеивания энергии CHFRF в песке.

2. Подготовка модельных испытаний
2.1. Испытательное оборудование
2.1.1. Модели фундамента

Модели фундамента изготовлены из стали (рис. 2) без учета сил внутри фундамента во время нагрузки. Размеры моделей CHFRF приведены в таблице 1, тогда как для CGF высота ( H ) составляет 60 мм, а диаметр ( D ) составляет 300 мм (рис. 2 (а)).Размер прототипа CGF из Циндао, Китай, и отношение размеров модели к прототипу составляет 1 : 60. CHFRF II-A II-B II-C II-D II-D


D (мм) 300 300 300 360 400 400 D 1 (мм) 300 0 0 85 85

0 H (мм) 60309

60 72 72 8030309 вес (N) 85 52 56 72 81

03

2.

1.2. Testing Instruments

Как показано на рис. 3, резервуар имеет длину 1 м, ширину 1 м и высоту 0,8 м, что достаточно для устранения граничных эффектов [17]. Кроме того, можно обнаружить, что боковые нагрузки измерялись тензодатчиком, а соответствующее горизонтальное отклонение измерялось горизонтальным LVDT. Кроме того, два вертикальных LVDT (точность измерения 0,01 мм) с интервалом 17 см были вертикально размещены на верхней плите фундамента для измерения вертикального смещения фундамента при нагружении.Кроме того, на нагружающем стержне расположен инклинометр для определения угла поворота КВРП, а точность измерения инклинометра составляет 0,01°. Кроме того, к стенке КГРП были прикреплены восемь датчиков давления грунта (максимальное 50 кПа, точность измерения 0,01 кПа) для выявления зависимости между давлением грунта и горизонтальным прогибом КГРП при нагружении.

2.2. Используемый песок

Природный песок средней крупности, использованный в этом исследовании, был собран в горной местности Циндао в Восточном Китае, и кривая распределения его частиц по размерам показана на рисунке 4. Результаты показывают, что коэффициент неравномерности ( C u ) и коэффициент кривизны ( C c ) равны 6,17 и 1,63 соответственно. Кроме того, максимальная и минимальная пористость песка составляют 0,663 и 1,102 соответственно, а удельный вес песка равен 2,685. Эти испытания проводились в соответствии со стандартом ASTM C127 [18]. Кроме того, на основе стандартного испытания на проникновение (SPT) [19] стандартное число испытаний на проникновение песка на месте составляет менее 50.Таким образом, технические свойства используемого песка близки к свойствам полностью и сильно выветрившегося гранита, который является одним из наиболее часто используемых грунтовых оснований для горных ветряных турбин.

2.3. Процедура испытаний

Гравий с размером частиц в диапазоне 10-25 мм первоначально укладывается равномерно до толщины 15 см для формирования фильтрующего слоя, расположенного на дне резервуара с песком. Над фильтрующим слоем находится лист геотекстиля толщиной 2 мм для предотвращения вымывания песка. Кроме того, чтобы удобно контролировать толщину наполнителя и соответствующую ему относительную плотность, мы отметили каждые 5  см на боковой стенке резервуара, пока не будет достигнута высота 60  см. Кроме того, чтобы сделать испытания воспроизводимыми, необходимо сохранить условия испытаний как можно более неизменными, а диапазон погрешности нагрузки предельного состояния не более 5 %.

Поэтому половину песка в испытательном резервуаре затем разрыхляли на глубину, в два раза превышающую диаметр фундамента.Затем груз массой 2,5 кг, используемый в качестве уплотняющего молота, сбрасывали с высоты 30,5 см над песком, и песок в диапазоне 2-кратного диаметра верхней крышки фундамента уплотнялся. Песок в каждом уплотненном положении следует непрерывно отбивать молотком 30 раз. Наконец, модели фундамента укладывают в песок примерно на 3 часа, прежде чем приступить к испытаниям, чтобы убедиться, что осадка фундамента завершена. Относительная плотность и плотность песка были испытаны как 0,52 и 1600 кг/м 3 соответственно, а удельный вес равен 16 кН/м 3 . При этом прочность песка на сдвиг получена с помощью CDS ShearTrac-II и составляет 40 кПа.

Кроме того, добавочные горизонтальные нагрузки применялись при различных эксцентриситетах нагрузки, e , представляющих собой расстояние между положением нагрузки и поверхностью крышки фундамента. В этом исследовании эксцентриситеты нагрузки равны 22,5, 30 и 37,5  см соответственно, а поперечная нагрузка применялась с помощью самодельного сервоприводного нагружающего устройства, которое может разделить поперечную нагрузку на множество ступеней приращения нагрузки, в то время как до горизонтальной прогиб фундамента, измеренный горизонтальным LVDT, должен быть меньше 0.01 мм/мин прикладывается следующая нагрузка. Кроме того, следует отметить наклон фундамента до 3°, что свидетельствует о прекращении испытаний.

3. Результаты испытаний и обсуждение

Установлено, что нормализованные результаты лабораторных испытаний фундамента ветряной турбины с нагрузкой 1 г при боковой нагрузке в большинстве случаев могут быть применены к полевым условиям для широкого изучения диапазона условий и факторов, влияющих на несущей способности, а также может применять результаты модельных испытаний в практической инженерии [20–22]. Следовательно, боковая нагрузка и соответствующее горизонтальное отклонение нормируются как F 2 /(2 πR 5 γτ ) и u / D 2 , соответственно, где боковая нагрузка, u — прогиб фундамента, а R и D — радиус и диаметр фундамента соответственно. Кроме того, γ и τ – удельный вес и прочность грунта на сдвиг соответственно.В следующем разделе данной статьи все результаты модельных испытаний представлены в нормализованной форме. Кроме того, на рис. 5 приведены кривые поперечной нагрузки-горизонтального прогиба КГРП №. II-A с e размером 22,5 см. Видно, что результаты испытаний заслуживают доверия для диапазона погрешностей боковой несущей способности в пределах 5 %.

3.1. Влияние размеров CHFRF на боковую несущую способность

Чтобы исследовать влияние размеров крышки CHFRF, основания и высоты пола, эксцентриситета нагрузки ( e ), встроенной глубины и вертикальных нагрузок на горизонтальную несущую способность, модельные испытания проводились как на CHFRF, так и на CGF в соответствии с и из 22. 5 и 37,5 см соответственно, а результаты испытаний представлены на рисунках 6 и 7 (значение отношения глубины заделки d/ D равно нулю).

Как показано на рисунке 6, можно обнаружить, что изменение кривых поперечной нагрузки-горизонтального прогиба является одинаковым, тогда как размер и вес фундамента значительно влияют на несущую способность фундамента. При одинаковом диаметре и высоте боковая несущая способность CHFRF ном. II-A и II-B немного меньше, чем у CGF.Причина в том, что веса CHFRF н. II-A и II-B составляют около 70 % веса CGF при одинаковом размере фундамента, в результате чего боковая несущая способность CHFRF №. II-A и II-B быть несколько меньше, чем у CGF. Кроме того, для ЧФРФ нет. II-C, его вес уменьшается на 15% по сравнению с соответствующим CGF, тогда как его поперечная несущая способность увеличивается на 10% по сравнению с CGF. Кроме того, для ЧФРФ нет. II-D, его собственный вес примерно равен весу CGF, а его поперечная несущая способность увеличена на 30% по сравнению с CGF. Это связано с тем, что при одинаковом весе фундамента размер ЧФРФ отсутствует. II-D увеличивается, что приводит к значительному увеличению поверхности раздела между фундаментом и грунтом, окружающим фундамент, а затем значительно улучшается несущая способность. Следовательно, можно сделать вывод, что CHFRF в основном зависит от увеличения поверхности раздела между щебнем фундамента и грунтом для повышения несущей способности.

Из рисунка 6 также видно, что CHFRF значительно уменьшает горизонтальный прогиб по сравнению с CGF при том же значении боковой нагрузки; например, при нормированной боковой нагрузке 0.04, боковая несущая способность CHFRF №. II-C и II-D уменьшаются примерно на 35% и 57% соответственно. Таким образом, КГП увеличивает боковую несущую способность, а также уменьшает горизонтальный прогиб фундамента по сравнению с соответствующим КГП при той же величине поперечной нагрузки.

3.2. Влияние глубины заложения CHFRF на боковую несущую способность

Глубина заложения фундамента оказывает важное влияние на боковую несущую способность фундамента. С целью исследования влияния глубины заделки КГРП на несущую способность проведены модельные испытания КГРП №. II-A с коэффициентом встроенной глубины ( d / D ), равным нулю, 0,05 и 0,1 соответственно. Из рисунка 7(а) видно, что поперечная несущая способность CHFRF увеличивается примерно на 50% при изменении d / D от нуля до 0,1. При этом результаты показывают, что поперечная несущая способность КГПФ меньше, чем у КГП при тех же значениях диаметра и высоты фундамента, а ее значения больше, чем у соответствующего КГП при коэффициенте заглубления, равном 0.05 и 0,1, показывая, что коэффициент заглубленной глубины значительно влияет на боковую несущую способность CHFRF. Кроме того, как показано на рис. 7(b), видно, что поперечная несущая способность CHFRF больше, чем у соответствующего CGF, по мере увеличения вертикальной нагрузки с 20 Н до 40 Н при том же значении коэффициента заглубленной глубины. Таким образом, можно сделать вывод, что боковая несущая способность КГРП значительно возрастает с увеличением глубины заделки и вертикальной нагрузки, а ее значения больше, чем у соответствующей КТГ при тех же диаметре и высоте (за исключением случая, когда значения встроенная глубина и вертикаль равны нулю).

3.3. Влияние эксцентриситета нагрузки на боковую несущую способность

На рисунках 8(a) и 8(b) показано влияние эксцентриситета нагрузки ( e ) на горизонтальную несущую способность CHFRF №. II-C и II-D соответственно. Результаты показывают, что с увеличением эксцентриситета нагрузки происходит значительное снижение несущей способности при одинаковом значении бокового прогиба; например, при изменении значений эксцентриситета нагружения от нуля до 37,5 см поперечная несущая способность КХРП отсутствует.II-D соответственно уменьшается на 12% ~ 50%. Причина снижения поперечной несущей способности заключается в том, что опрокидывающий момент, действующий на КГРП, значительно увеличивается с увеличением эксцентриситета нагрузки.

3.4. Распределение центров вращения КГРП

По экспериментальным наблюдениям за результатами испытаний установлено, что КВРП вращается вокруг точки (центра вращения) при нагружении (рис. 9). На основе вертикального смещения крышки фундамента можно рассчитать отклонение между центром вращения и осевой линией фундамента ( s ) по уравнению (1). Кроме того, исходя из горизонтального прогиба точки нагружения и угла поворота КГРП, по уравнению (2) можно рассчитать расстояние между поверхностью крышки и центром вращения в вертикальном направлении ( h 2 ). Кроме того, изменение характера вертикального смещения фундамента с увеличением горизонтального смещения фундамента показано на рис. 10, где R — радиус фундамента, и относятся к вертикальному перемещению крышки фундамента. в направлении, противоположном направлению нагрузки и направлению нагрузки, соответственно, θ — угол поворота фундамента при нагружении, а h 1 — расстояние между положением загрузки и крышкой фундамента.

Основываясь на положении центра вращения, можно хорошо понять механизм разрушения CHFRF и зоны активного и пассивного давления грунта вдоль стенки CHFRF во время процесса поперечного нагружения, а затем будут рассчитаны соответствующие предположения и модель анализа. предельная боковая несущая способность CHFRF. На рисунках 11 и 12 показано распределение положений центров вращения. Из рисунка 11 результаты исследования показывают, что центр вращения перемещается в направлении нагрузки с увеличением горизонтального отклонения CHFRF, а затем постепенно стремится к стабилизации с увеличением боковой нагрузки.При этом в направлении нагружения центр вращения лежит примерно в 0,15–0,18 D при эксцентриситете нагрузки e  = 22,5, 30 и 37,5 см, при этом положение центра вращения ЦГП существенно меняется при нагружении. Кроме того, положение центра вращения также перемещается вверх во время загрузки (рис. 11). При этом в предельном состоянии центр вращения КГРП находится на глубине заложения 0,6–0,65 высоты фундамента (рис. 11). С другой стороны, на основании результатов рисунков 11 и 12 можно заметить, что эксцентриситет нагрузки является ключевым фактором, влияющим на распределение центра вращения CHFRF по сравнению с таковым для CGF.

3.5. Распределение давления грунта вдоль стены CHFRF

Для измерения добавочного давления грунта по глубине залегания при боковом нагружении было изготовлено восемь миниатюрных ячеек давления грунта (размеры ячеек давления грунта 5 мм в диаметре и 2 мм в толщину) встроенный по стенке ЧФРФ. Экспериментальные результаты, представленные на рисунке 13, указывают на взаимосвязь между давлением грунта и заложенной глубиной в направлении боковой нагрузки и в направлении, противоположном направлению нагрузки, соответственно.

Как показано на рис. 13(а), видно, что давление грунта, расположенное на глубинах 10, 25, 45 и 65  мм ниже крышки КГРП, положительно в направлении нагрузки, показывая, что эти давления грунта ячейки находятся в зоне пассивного давления грунта. Однако эти значения давления грунта сначала увеличиваются, а затем уменьшаются с увеличением глубины залегания, и максимальное значение приращения давления грунта получается на глубине заложения 0,3 H (примерно 25 мм).Кроме того, в направлении, противоположном направлению нагрузки, распределение давлений грунта несколько увеличивается с увеличением заглубленной глубины, а значения этих ячеек давления грунта меньше 1,5 кПа (рис. 13(б)). Следует отметить, что давления грунта в диапазоне глубин заложения 0,64 H ниже крышки фундамента близки или равны нулю. Таким образом, делается вывод, что надстройка КГРП является основной несущей частью, с помощью которой можно ориентировать положение резинового слоя вдоль стенки КРП.

4. Влияние резинового слоя на несущую способность CHFRF

При модельных испытаниях к стенке CHFRF прикрепляют слой резины толщиной 2  мм, который будет использоваться в качестве гибкого слоя (рис. 14), и определяют его твердость по Шору ( H A ) равно 35, 43 и 50 соответственно. Твердость по Шору ( H A ) может показать твердость металла, пластика или резины, а более низкая твердость, как правило, менее жесткая и будет более мягкой или губчатой ​​для руки [23].В целях совершенствования инженерных расчетов резины связь степеней твердости по Шору с модулями упругости строят на основе теории упругости (уравнение (3)) [24]. Таким образом, исходя из выражения уравнения (3), модули упругости ( E каучука ) каучука, используемого в этом исследовании, составляют 1,400, 1,898 и 2,465 МПа соответственно.

Затем были проведены испытания на нагрузку-прогиб для изучения влияния резинового слоя на характеристики поперечной опоры CHFRF.Видно, что горизонтальная несущая способность КГРП с резиновым слоем снижается примерно на 8 % по сравнению с соответствующими измеренными значениями КРП без резинового слоя при и , равном 22,5 см (рис. 15, а). Кроме того, по мере увеличения модуля упругости каучука E резины с 1,4 до 2,465 МПа происходит значительное снижение поперечной несущей способности КВРП.

На рисунке 15(b) показано влияние слоя резины с различными модулями упругости на давление грунта вдоль стенки КГРП (максимальное значение давления грунта, полученное на глубине заложения 0.31 Н ). Результаты показывают, что резиновый слой эффективно снижает давление грунта вдоль стенки КГРП во время нагрузки. Это связано с тем, что сначала боковая нагрузка передается от КГРП на гибкий слой резины, что приводит к объемной деформации резины, а затем к повороту КРП. Впоследствии нагрузки могут передаваться на окружающий грунт, вызывая соответствующую деформацию грунта. Однако, поскольку резиновый слой поглощает часть боковой нагрузки за счет своей объемной деформации, давление грунта снижается на 22% по сравнению с давлением без резинового слоя.Кроме того, результаты также показывают, что чем меньше модуль упругости резины, тем больше снижается величина давления грунта, действующего на стенку КГРП.

5. Численное моделирование

Для дальнейшего изучения влияния резинового слоя как на несущую способность, так и на рассеяние энергии CHFRF, с помощью программного обеспечения ABAQUS были исследованы пять случаев различной толщины. Более того, метод конечных элементов может помочь визуализировать деформацию грунта, окружающего фундамент.Таким образом, трехмерная численная модель используется для изучения влияния резинового слоя на несущую способность и диссипацию энергии при циклическом боковом нагружении. Кроме того, сообщается, что вертикальная нагрузка, приложенная к фундаменту ветряной турбины мощностью 2 МВт, составляет примерно 500 кН. Таким образом, проведено численное моделирование для выявления поперечного смещения фундамента под действием вертикальной нагрузки 500 кН.

5.1. Модель конечных элементов

На рис. 16 представлена ​​типичная сетка и граничные расширения области песка для CHFRF с резиновым слоем.Размер области песка должен быть выбран достаточно большим, чтобы избежать граничных эффектов. Ли и др. пришел к выводу, что размеры области грунта 10 D в диаметре и 6 D в высоту могут уменьшить краевые эффекты, где D — диаметр фундамента [7]. Размеры кафферфа и толщины резиновых слоев показаны в таблице 2.

(M)

04


Размеры основания NO. Резиновые слои с различной толщиной

D (M) 22 1 2 3 3 4 5
D 1 (M) 4. 5 резина резина резина резина RUB сталь сталь
H (M) 4,4 10 мм 20 мм 30 мм 20 мм (10 мм / каждый слой) 10 мм 30 мм (10 мм / каждый слой) 20 мм (10 мм / каждый слой)

5.2. Составляющая модель и параметры песка

Анализ трехмерной несущей способности CHFRF в песке выполняется с использованием критерия разрушения Мора-Кулона.Механические параметры песка следующие: угол внутреннего трения φ  = 34°, сцепление c  = 1 кПа, угол дилатации ψ =  16°, модуль деформации 30 98 E 902.  = 10 Н/мм 2 . Эти механические параметры песка получаются с помощью прибора для испытания на прямой/остаточный сдвиг (ShearTrac-II), а используемый песок собирается из резервуара для песка в модельном испытании. Механические параметры основания, такие как модули упругости, коэффициент Пуассона и удельный вес, равны 30 ГПа, 0.3 и 25 кН/м 3 соответственно [25]. Кроме того, следует отметить, что в контактной части фундамента и песка устанавливаются штрафные конечные элементы, а соответствующий им угол трения δ равен 28,8°, определенный с помощью аппарата сдвига границы ГДС [26]. Кроме того, для численного моделирования поведения резины в этом исследовании используется критерий разрушения Муни-Ривлина. Коэффициент Пуассона и удельный вес каучука равны 0,4999 и 14 кН/м 3 соответственно [27].Механические параметры модели суперэластичного материала ABAQUS следующие: C 10 = 0,17615 МПа, C 01 = 0,438200 МПа и D 1 = 0,0001 [27]. При этом механические параметры стали, такие как модули упругости, коэффициент Пуассона и удельный вес, равны 210 ГПа, 0,3 и 70 кН/м 3 соответственно [28].

5.

3. Результаты и обсуждение моделирования МКЭ

Во-первых, чтобы проверить точность результатов численного моделирования, сравнение между численным моделированием и экспериментальными результатами проводится для CHFRF №.II-C и II-D с эксцентриситетом нагрузки 37,5 см (рис. 17). Из рисунка 17 можно сделать вывод, что результаты численного решения хорошо согласуются с экспериментальными результатами.

Затем мы проводим численное моделирование анализа CHFRF с размерами, показанными в таблице 2 при монотонной и циклической боковой нагрузки. Результаты представлены на рисунках 18 и 19. Можно обнаружить, что при вертикальной нагрузке 500 кН поперечная несущая способность КВРП снижается с увеличением толщины резинового слоя без стали внутри, а значение поперечной несущей способности емкость имеет тенденцию быть стабильной, когда толщина резины превышает 20 мм (рис. 18).Также установлено, что боковая несущая способность увеличивается с увеличением толщины стали; например, поперечная несущая способность КВРП с резиновыми слоями нет. 4 и нет. 5, примерно в 1,68 и 1,39 раза выше, чем у КВРП без резинового слоя соответственно. Таким образом, можно сделать вывод, что толщина резины и стали является важным фактором, влияющим на боковую несущую способность фундамента в песке.

С другой стороны, при 10-кратном боковом циклическом нагружении на рис.Рассеивающая способность CHFRF может быть оценена путем расчета площади огибающих кривых нагрузка-перемещение. Как правило, чем больше значение площади огибающих кривых нагрузка-перемещение, тем выше энергорассеивающая способность КГРП при циклическом нагружении. Из рисунка 19 видно, что резиновый слой оказывает значительное влияние на энергопотребление CHFRF по сравнению с соответствующим CHFRF без резинового слоя. Кроме того, в случае, когда резиновый слой содержит сталь внутри (рис. 19(г)), способность рассеивания энергии у КВРП выше, чем в случае, когда резиновый слой не содержит стали (рис. 19(б) и 19). (с)).Результаты также показывают, что рассеивание энергии в основном происходит из стали резинового слоя, а не из резины. Однако эти результаты относятся к CHFRF со слоем резины в песке при боковой нагрузке. Подробное обсуждение оптимальной толщины резинового слоя следует вести в дальнейшем при различных вариантах нагружения и различных параметрах грунта, особенно в грунте, перемешанном с горной массой.

Кроме того, на Рисунке 20 показаны диапазоны деформации грунта вокруг КГРП при циклическом нагружении.Результаты показывают, что диапазон деформации грунта вокруг CHFRF с резиновым слоем значительно меньше, чем у CHFRF без резинового слоя, что свидетельствует о том, что резиновый слой может уменьшить деформацию грунта, окружающего фундамент. Это связано с тем, что резиновый слой является гибким, а его способность к рассеиванию энергии высока, что играет роль в амортизации боковых нагрузок, а затем снижает повреждение фундамента и грунта, подвергающихся боковой циклической нагрузке.Таким образом, делается вывод о том, что CHFRF с резиновым слоем, внутри которого находится сталь, превосходит CHFRF без резинового слоя.

6. Выводы

Анализ влияния и влияющих факторов на поведение подшипника CHFRF в песке при боковой нагрузке был проведен с помощью модельных испытаний и моделирования методом конечных элементов, охватывающих боковую несущую способность, распределение центра вращения и грунта. давления соответственно. Выявлено также влияние резинового слоя вдоль стенки КГРП на поперечную несущую способность и энергорассеивающую способность фундамента.Таким образом, можно сделать следующие выводы: 1. При боковом нагружении центр вращения КГРП постепенно смещается вверх по мере увеличения нагрузки, а также смещается в сторону направлений нагружения. В конечном состоянии центр вращения находится на глубине примерно 0,6–0,65 высоты фундамента и 0,15–0,18 диаметра фундамента вдали от его осевой линии.(2)Результаты показывают, что надстройка CHFRF является основной частью для несущих нагрузок при боковой нагрузке, а боковая несущая способность CHFRF значительно увеличивается с увеличением вертикальной нагрузки и глубины заделки. Кроме того, важным фактором, влияющим на боковую несущую способность, является толщина резины и стали, входящих в состав резинового слоя вдоль стенки УГРО. деформированный диапазон песка, окружающего фундамент, показывает, что он может уменьшить нагрузки, передаваемые на грунт, окружающий фундамент, для увеличения срока службы фундамента. Кроме того, резиновый слой увеличивает энерговыделение фундамента по сравнению с КГРП без резинового слоя, особенно в случае резинового слоя со сталью внутри.Однако для КВРП при боковом циклическом нагружении в песке диссипация энергии происходит в основном за счет стали резинового слоя, а не резины.

Кроме того, следует отметить, что цель использования каучука, входящего в состав резинового слоя, для значительного увеличения рассеивания энергии КГРФ в песке не достигается, в то время как в случае скального массива может быть достигнута. Кроме того, необходимо дополнительно проанализировать оптимальную толщину и жесткость резинового слоя, чтобы получить достаточную несущую способность и жесткость основания при различных вариантах нагрузки.

Доступность данных

Данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, включены в статью.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.

Благодарности

Эта работа была совместно поддержана Исследовательским фондом Университета Вэйфан (грант № 2019BS18), Исследовательским фондом SDUST (Грант № 2015TDJh204) и Открытием фонда Шаньдунской ключевой лаборатории предотвращения и смягчения последствий стихийных бедствий в гражданском строительстве (CDPM2019ZR03) .

(PDF) Экспериментальные испытания железобетонной фундаментной плиты

537

Vojtech Buchta et al. / Procedia Engineering 114 (2015) 530 – 537

[6] Кайка Р., Буркович К., Бухта В., Фойтик Р., Экспериментальный грунт – Тест взаимодействия бетонной плиты и численные модели, Key Engineering

Materials, vols. 577–578, стр. 33–36 (4 стр.), Trans Tech Publications, Швейцария, ISSN (в сети) 1662–9795, ISSN (в печати) 1013–9826,

DOI:10. 4028/www.scientific.net/KEM.577-578.33, 2014.

[7] Бухта В., Мынарчик П. Экспериментальные испытания модели фундаментной плиты из фибробетона // Прикладная механика и материалы. 501 – 504, стр.

291-294 (4 стр.), Trans Tech Publications, Швейцария, ISSN (онлайн) 1662-7482, ISSN (печатный) 1660-9336,

DOI:10.4028/www.scientific.net/ AMM.501-504.291, 2014.

[8] Р. Кайка, Дж. Лабудкова, Эксперимент с фибробетонной фундаментной плитой и анализ методом конечных элементов, Ключевые инженерные материалы, т. 1, с.627, (2015), pp. 441-

444 (4 p), Trans Tech Publications, Швейцария, doi:10.4028/www.scientific.net/KEM.627.441, 2015.

[9] Cajka R., Krivy В., Секанина Д. Проектирование и разработка испытательного устройства для экспериментальных измерений фундаментных плит на грунте

. Труды VŠB — Технический университет Остравы, Серия гражданского строительства, том. 11, выпуск 1, стр. 1–5, ISSN (онлайн) 1804-

4824, ISSN (печать) 1213-1962, DOI: 10. 2478/v10160-011-0002-2, 2011.

[10] Еврокод 2: Проектирование бетонных конструкций – Часть 1 – 1: Общие нормы и правила для зданий, EN 1992-1-1, 2012.

[11] Чайка Р., Лабудкова Дж. Зависимость деформации от плита на недрах по отношению к параметрам 3D модели. International

Journal of Mechanics, Volume 8, Pages 208-215, ISSN: 1998-4448, 2014.

[12] Cajka R., Labudkova J. Сравнение измеренных перемещений плиты при взаимодействии с грунтом и результатов 3D числовой модели

.Advanced Material Research, vol. 1020, стр. 204-209 (6 стр.), Trans Tech Publications, Швейцария, ISSN (онлайн) 1662-8985, ISSN

(печать) 1022-6680, DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1020.204, 2014.

[13] Р. Кайка, Точность анализа напряжений с использованием численного интегрирования упругого полупространства, Прикладная механика и материалы, том. 300-301,

стр. 1127-1135 (9 стр.), Trans Tech Publications, Швейцария, ISSN (онлайн) 1662-7482, ISSN (печатный) 1660-9336, DOI:

10. 4028/www.scientific.net/AMM.300-301.1127, 2013.

[14] Р. Кайка, Аналитический вывод параметров трения для МКЭ расчета напряженного состояния фундаментных конструкций на подработанных территориях

, Acta Montanistica Slovaca , том. 18, вып. 2013. Т. 4. С. 254-261 (8 стр.). ISSN: 13351788.

. .8, выпуск 1, США: Союз Североатлантического университета, 2014, стр.184–189 (6 стр.), ISSN 1998–4448.

[16] Кайка Р., Фойтик Р. Развитие температуры и напряжений при бетонировании фундаментной плиты Национального суперкомпьютерного центра IT4,

Procedia Engineering, vol. 65, pp. 230-235 (6 p), ISSN 1877-7058, DOI: 10.1016/j.proeng.2013.09.035, 2013.

[17] П. Мынарчик, Технология и тенденции бетонных промышленных полов, Procedia Engineering , том. 65, стр. 107-112 (6 стр), ISSN 1877-7058, DOI:

10.1016/j.proeng.2013.09.019, 2013.

[18] Чайка Р., Козелова М., Буркович К., Мынарзова Л. Усиление каменных конструкций на подработанном участке предварительным напряжением. Acta

Montanistica Slovaca, том 19 (2014), выпуск 2, страницы 95-104, Технический университет Кошице, ISSN: 1335-1788

[19] М. Януликова, Поведение выбранных материалов для создания скользящего шва в фундаменте Структура, Advanced Materials Research, тт. 838 –

841, стр. 454 – 457 (4 стр.), Trans Tech Publications, Швейцария, ISSN (онлайн) 1662-8985, ISSN (печать) 1022-6680,

DOI:10.4028/www.scientific.net/AMR.838-841.454, 2014.

[20] Януликова М. Сравнение сопротивления сдвигу в скользящем соединении между асфальтобетонными лентами и современными поливинилхлоридными пленками // Прикладная механика

и материалы. . 501 – 504, стр. 945-948 (4 стр.), Trans Tech Publications, Швейцария, ISSN (онлайн) 1662-7482, ISSN (печатный) 1660-9336,

DOI:10.4028/www.scientific.net/AMM. 501-504.945, 2014.

[21] М. Януликова, Р. Чайка, П. Матецкова, В. Бухта, Лабораторные испытания реологических свойств асфальтобетонных лент под действием сдвигающих нагрузок,

Труды ВШБ – Технического университета Остравы , Серия гражданского строительства, вып. XII, вып. 2, стр. 59–66 (8 стр.), ISSN (онлайн) 1804-

4824, ISSN (печать) 1213-1962, DOI: 10.2478/v10160-012-0018-2, январь 2013 г.

Design of Reinforced Бетонные фундаменты: купите проект железобетонных фундаментов от Varghese PC по низкой цене в Индии

Книга PC Verghese «Проектирование железобетонных фундаментов », опубликованная Phi Learning Private Ltd., представляет собой исчерпывающую книгу для студентов-строителей. Это объясняет коды IS по этому вопросу.Каждая глава посвящена одному конкретному понятию, и вся книга построена на лекциях, что способствует лучшему пониманию. Воздействие землетрясений на фундамент обсуждается в отдельной главе, посвященной этой теме. Несколько диаграмм и иллюстраций включены для лучшего объяснения концепций. Некоторые из глав, охватываемых в книге, — это конструкции фундамента, фундаменты стен, расчет изолированных фундаментов с вертикальными нагрузками и моментами, комбинированные фундаменты для двух колонн, уравновешенные фундаменты, ленточные фундаменты под несколькими колоннами, стропильные фундаменты, расчет плоских перекрытий. Фундаменты, балочные и плитные стропила, компенсированные фундаменты, ячеистые стропила и цокольные перекрытия, комбинированный свайно-ростверковый фундамент (CPRF), круглые и кольцевые стропила, фундаменты с рассверленными сваями, проектирование оголовков свай, свайные фундаменты — проектирование свай большого диаметра с буртиком, Проектирование консольных и подпорных стен, каркасных фундаментов с заполнением Virendeel, оснований стальных колонн, расчет гибких балок на упругом фундаменте и оболочек для фундаментов.

О Phi Learning Private Ltd.

Phi Learning Private Ltd. была основана в 1963 году и с тех пор является одним из ведущих издательств учебников и учебных пособий в Индии. Они издают книги по инженерии, естественным наукам и менеджменту, информатике, социальным и гуманитарным наукам, а также многим другим предметам. Их книги широко читаются и используются не только студентами, но и преподавателями и специалистами в различных областях.Они разрабатывают и публикуют книги, выбирая в качестве авторов самых элитных академиков из разных слоев общества, включая ИИТ, ИИМ и другие известные учебные заведения. Некоторые из книг, изданных Phi Learning Private Ltd., включают Объектно-ориентированное программирование, Ветеринарию и зоотехнику, Интернет-безопасность и ускорение, Информация о человеческих ресурсах и Металлургия и материаловедение.

Удаленный мониторинг железобетонного фундамента

В рамках этого проекта изучалась возможность удаленного мониторинга железобетонных фундаментов с целью обнаружения коррозии.Основное внимание в проекте уделялось выявлению и исследованию технологии, которая могла бы обеспечить как подачу энергии, так и связь со встроенными датчиками без дополнительной прокладки проводки. Метод распространения радиочастот, в котором арматурная сталь используется в качестве однопроводной линии передачи, был признан наиболее подходящим кандидатом, и были разработаны эксперименты для определения его полезности. Базовые эксперименты, проведенные на частоте 2,4 ГГц в воздухе, были успешными и продемонстрировали адекватность разработанных интерфейсных ответвителей и схем согласования импеданса. Однако, когда среда была изменена на бетон, затухание было слишком сильным, чтобы поддерживать сбор энергии или связь. Снижение рабочей частоты до 8 кГц и модификация интерфейса дали лишь незначительное улучшение. Учитывая успешные результаты при работе в воздухе, возможно, будет возможно перенести технологию на мониторинг существующих стальных конструкций под открытым небом, таких как мосты и башни. Кроме того, может оказаться возможным адаптировать подход для использования в железобетонных фундаментах, которые включают концентрические армирующие стальные конструкции, которые можно использовать в качестве двухпроводной схемы как для сбора энергии, так и для связи.

  • URL-адрес записи:
  • URL-адрес сводки:
  • Корпоративные Авторы:

    Университет Северной Флориды, Джексонвилл

    1 UNF Drive
    Джексонвилл, Флорида
    Соединенные Штаты
    32224

    Департамент транспорта Флориды

    605 Suwannee Street
    Таллахасси, Флорида
    Соединенные Штаты
    32399-0450
  • Авторов:

    • Копп, Брайан
    • Асерос, Хуан
    • Эль Сафти, Адель К
  • Дата публикации: 2018-12

Язык

Информация о СМИ

Тема/Указатель Термины

Информация о подаче

  • Регистрационный номер: 01709428
  • Тип записи:
    Публикация
  • Номера контрактов: BDV34-977-09
  • Файлы: TRIS, ATRI, USDOT, STATEDOT
  • Дата создания:
    18 июня 2019 г. , 8:28

6 типов фундаментов зданий в коммерческом строительстве

Фундамент всегда должен быть прочным, чтобы поддерживать собственность.Коммерческие фундаменты должны быть очень прочными, чтобы выдерживать больший вес, более широкие площади и более высокую посещаемость торговых площадок и других предприятий. Каждое место также будет иметь свой собственный уникальный профиль с точки зрения структуры и окружающей среды. Наличие качественной конструкции на этих элементах является хорошим началом для вашего окончательного фундамента.

Чтобы выбрать конструкцию фундамента, которая вас не подведет, необходимо обратиться к специалистам по бетону. В этом руководстве рассматриваются основные принципы прочного фундамента и выделяются шесть наиболее распространенных типов фундаментов в коммерческих постройках.

Основные факторы коммерческого фонда

Первая роль фундамента заключается в том, чтобы обеспечить начало строительства ровной плоскостью. Фундаменты помогают равномерно распределить вес конструкции по площади, чтобы здание оставалось прямым, не наклоняясь, и чтобы ни одна часть лежащего под ним участка не была перегружена.

Фундаменты

также являются анкерами для предотвращения структурных сдвигов, которые могут быть вызваны суровыми погодными условиями или сейсмическими разрушениями.Нарушения в грунте, вызванные близлежащим строительством, также могут вызвать нагрузку на существующий фундамент. Основными факторами в коммерческом фонде являются: 

Железобетон

Этот материал прочнее стандартной смеси из-за добавления в него армированных стальных стержней, также известных как арматура. Сам бетон обеспечивает превосходную прочность на сжатие, чтобы выдерживать огромный вес коммерческих конструкций, а арматура обеспечивает гибкость при растяжении, необходимую для предотвращения растяжения, изгиба или поломки.

Сваи, стойки и балки

Эти элементы изготавливаются либо из бетона, либо из стали (дерево больше не используется) и действуют как поддерживающие вес здания и передающие его нагрузку на землю. Иногда достаточно забить любой из этих трех компонентов в глубокий слой грунта, если верхний слой не выдерживает нагрузки. При других обстоятельствах необходимо погрузить их в более глубокие слои горных пород.

Фундаментные стены

Состоят из бетонных или бетонных блоков.Кирпичные блоки бывают разных размеров и форм, что делает их универсальным способом возведения фундаментных стен, когда это необходимо для повышения устойчивости некоторых коммерческих конструкций. Вы увидите эти прочные и долговечные дополнения к фундаменту на многих малоэтажных зданиях.

Коммерческие фундаменты несут больше, чем просто повышенную грузоподъемность. В этих строениях находится гораздо больше людей, чем в жилых, и все эти сотрудники, клиенты и другие посетители полагаются на прочность стен и крыши.Выбор наиболее популярных конструкций фундаментов, подходящих для вашего участка, — это первый шаг к созданию такой безопасной среды.

6 Типы фундаментов в коммерческом строительстве

Бетон

— это мощная несущая способность, но в конечном итоге он должен работать в тандеме с характером конструкции и прочностью почвы, чтобы выполнять свою работу. Условия окружающей среды, такие как жара, ветер и холод, являются еще одним важным фактором, поскольку зимы могут быть особенно тяжелыми для бетонных фундаментов.Вот макеты, наиболее часто используемые в коммерческих сборках:

1.

Плита на грунте

Стандартный стиль этой простой и экономичной конструкции фундамента состоит из бетона, заливаемого непосредственно в выкопанную почву, чтобы обеспечить единую поверхность для строительства. В районах, достигающих условий замерзания, может быть проложен плавающий вариант, не контактирующий с морозным грунтом. Цельный характер плит придает им большую устойчивость к фундаментальным слабостям, таким как плесень, грибок и вредители.

2.

Мат

Эти фундаменты также известны как плоты из-за их двух распространенных форм: прямоугольника или круга. Эти плиты равномерно распределяют весь вес конструкции по площадке с помощью колонн на верхних этажах и хорошо подходят для участков с низкой несущей способностью грунта. Фундаменты из матов также защищают от дифференциальной осадки (сдвига, сжатия или расширения подстилающего грунта) и позволяют коммерческим постройкам включать подвалы.

Эта конструкция распространена в коммерческом строительстве и поддерживает единую точку контакта, такую ​​как столб, опора или балка, между фундаментом и подстилающим грунтом. Точечные фундаменты похожи на серию мини-фундамента, потому что их можно использовать столько раз, сколько требуется колоннам конструкции, и они сделаны из арматуры и железобетона.

4.

Перфорированный вал

Этот тип глубокого монолитного фундамента также называется кессонным фундаментом и предназначен для обеспечения особо высокой несущей способности конструкции.Это достигается за счет либо тщательно рассчитанного сопротивления вала, либо сопротивления подошвы (уровня, при котором основание сваи сопротивляется земле). Некоторые фундаменты пробуренных стволов могут опускаться до 100 метров и могут использовать оба показателя сопротивления.

5.

Свая

Это еще одна конструкция глубокого фундамента, которая переносит вес конструкции глубже под землю на плоскость твердой породы. Сваи обычно используются там, где пласты горных пород находятся не так далеко под землей, чтобы можно было пробурить ствол.Эти фундаменты обеспечивают структурное сопротивление за счет концевых опорных свай, которые обеспечивают сопротивление подошве и/или висячих свай, обеспечивающих передачу нагрузки непосредственно в почву.

6.

Т-образный

Эти фундаменты состоят из нескольких бетонных оснований, вбитых глубоко под слой инея, что делает их очень устойчивыми к замерзанию. Затем на них возводятся стены, которые достигают поверхности для дополнительной поддержки, прежде чем между ними будет залита плита (обычно армированная слоем проволочной сетки).Высотные коммерческие здания выигрывают от Т-образной формы, как и участки, подверженные циклу замерзания/оттаивания.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*

*

*