Арматура для ленточного фундамента готовая: Готовая арматура для ленточного фундамента. Арматура для фундамента. ArmaturaSila.ru

Содержание

Готовая арматура для ленточного фундамента. Арматура для фундамента. ArmaturaSila.ru


Самостоятельный расчет арматуры на ленточный фундамент

Основание дома требует армирования. Перед началом работы необходимо выполнить расчет арматуры для ленточного фундамента. Количество металлических прутьев зависит от особенностей материала для основания и его глубины.

Схема армирования ленточного фундамента.

Строительство основания

Предварительно выполняют подготовительные работы. Использование любого материала требует траншеи с прямыми углами, которая совпадает с периметром будущей постройки. Выполнить разметку можно с помощью нескольких колышков из металла или древесины, метрической рулетки и прочной нити. Чтобы получить прямые углы, колышки вбивают в требуемые точки, растягивая от них по две нити длиной 3 и 4 м. На 2 этапе выкапывают траншею.

Таблица расчета арматуры для ленточного фундамента.

На 3 этапе выполняют укладку песочной прослойки толщиной в 10-15 см, позволяющей стабилизировать грунт. Затем производят заливку и армирование. Расчет арматуры на ленточный фундамент производится с учетом его глубины. Основаниям заглубленного типа, на нестабильных грунтах, пучинистых или техногенных требуется 2 армопояса. Эксперты советуют утрамбовывать песочную подушку, заливая ее водой. Песок просядет до нуля и последующих оседаний не будет.

На 4 этапе выполняют вязку арматурного каркаса. Сварка для подобной конструкции не подходит из-за низкой степени гибкости. Вязку выполняют с помощью мягкой проволоки из стали. На 5 этапе выполняют опалубку части основания, выступающей над поверхностью грунта. Материал для конструкции #8211; доски. Высота зависит от высоты и массы будущего здания и особенностей грунта. Фундамент в этой части требует армирования каркасом или сеткой.

Вернуться к оглавлению

Выбор арматуры для основания

Инженеры в работе над объектами промышленного строительства производят расчет арматуры для ленточного фундамента, но для частного строительства небольших объектов, гаражей, пристроек подходят прутья по 8 мм в диаметре, а для малоэтажных домов #8211; по 10-12 мм. Для армирования ленточного фундамента массивного сооружения применяют арматуру диаметром больше 14 мм.

Каркас для основания из ленты #8211; объемный прямоугольник с 2-мя несущими сверху и 2-мя снизу. Перемычки, расположенные вертикально и поперек, не испытывают большой нагрузки и требуются для сохранения целостности конструкции и придания ей прочности на срез.

Параметры для расчета арматуры для фундамента.

Шаг между перемычками зависит от размеров каркаса и достигает 30-80 см. Шаг между несущими горизонтальными элементами не должен быть менее 30 см.

Перемычки могут быть изготовлены из гладких прутьев с меньшим диаметром.

Специалисты рекомендуют соблюдать расстояние в 50 мм между наружной частью заливки и прутом, чтобы избежать коррозии.

Правильные расчеты позволяют избежать лишних затрат финансов и времени на приобретение материалов.

Требуется провести замеры всего основания вместе со стенами внутри здания и умножить полученную цифру на 4. Получится метраж несущих элементов по горизонтали. Общую длину основания необходимо разделить на шаг, через который будет выполняться вязка, и умножить полученную цифру на 4, чтобы рассчитать требуемое количество перемычек. Чтобы вычислить длину арматуры на 1 пояс, используют следующую формулу:

D=P×K, где P #8211; длина основания, K #8211; количество прутьев в 1 поясе.

С помощью формулы Q=P/L (L #8211; длина ячейки каркаса) можно получить число горизонтальных перемычек. Длина перемычки вычисляется по следующей формуле:

C=T×(K-1)+0,05, где T #8211; шаг между продольной арматурой.

Для определения числа вертикальных перемычек понадобится следующая формула:

J=P/N, где N #8211; шаг между вертикальными прутьями.

Вычислить длину вертикального прутка между поясами можно с учетом следующих данных:

U=H×(P-1)+0,05, где H #8211; расстояние между поясами каркаса.

Вернуться к оглавлению

Основные вычисления

На примере строения 6х8 м с двумя перегородками длиной в 4 и 6 м количество требуемых материалов рассчитывается следующим образом: величина периметра (6+8)×2=28 м. Вместе с перегородками получается 28+6+4=38 м. Общая длина несущих горизонтальных прутьев 38×4=152 м.

На рынке представлены подобные прутья длиной по 6 м. Поэтому их потребуется стыковать на отрезке траншеи длиной 8 м. Получается (4+4)×2=8 стыков. Необходим нахлест в 0,5 м в каждую сторону, вместе 152+8=160 м. Вычисление по прутьям #8211; 160/6=26,6. Потребуется 27 несущих прутьев с одинаковым сечением.

Перемычки из гладких прутьев диаметром в 8 мм с шагом в 0,5 м. Длина основания 38 м, поэтому потребуется 38/0,5×4=304 шт. первая половина из которых #8211; горизонтальные, а вторая #8211; вертикальные. В каркасе высотой 0,5 м и шириной 0,25 м для вертикали потребуется 304/2×0,5=76 м, а для горизонтали #8211; 304/2×0,25=38 м прутьев.

Вязку выполняют с помощью специального крючка. Необходимо подготовить 0,5 м проволоки. На кольцах 304 точки, требуется по 4 вязки на стыки. Получается (304+(4+4)×4)×0,5=168 м. Подобная проволока представлена на рынке в бухтах с разной длиной.


Источники: http://tolkobeton.ru/fundament/lentochnyj/raschyot-armatury-na-lentochnyj-fundament.html




Комментариев пока нет!

Какая нужна арматура для ленточного фундамента


Перед тем, как создавать ленточное основание для строения, стоит позаботиться обо всех материалах, которые будут необходимы во время постройки дома. И не последнюю роль здесь играет выбор арматуры, которая нужна будет для армирования фундамента.
 
 
 

Варианты арматурных элементов

Для создания прочного пояса ленточному основанию дома используют прутья нескольких типов:

  • простые гладкие круглые элементы;
  • ребристые отрезки с хорошим сцеплением;
  • шестигранная арматура высокой прочности.

Так как все виды пользуются большим спросом, стоит рассмотреть их индивидуальные параметры.

Самыми недорогими типами прутьев считаются гладкие металлические элементы обычного круглого сечения. Такие материалы обладают достаточной прочностью для использования в создании каркасов армирования. Обычно их применяют как поперечные перекладины для увеличения жесткости всего каркаса армирования.

Средней ценой и хорошим качеством отличаются ребристые прутья, у которых отличная сцепка за счет неровной поверхности. Их применяют для всей конструкции, но лучше использовать как продольные элементы для выполнения поясов на ленточном фундаменте.

Шестигранные элементы имеют довольно высокие характеристики, но практическое применение их ограничено из-за большой стоимости самого материала. Для высокого дома, где планируется выполнить множество комнат, использовать такую арматуру будет целесообразно.

Параметры арматурных прутьев

Так как для ленточного фундамента предполагается использовать определенного вида каркас армирования, стоит рассмотреть параметры самих прутьев для этих работ.

Для продольных линий будущего пояса можно выбрать любую по длине арматуру. Главное, чтобы было удобно с ней работать, создавая отдельные секции для каждого из поясов.

А вот толщина элементов играет не малозначительную роль. Так как арматура для каркаса подбирается по определенному диаметру, ее лучше выбрать соответственно будущим нагрузкам. Для твердых грунтов и основания мелкого заглубления можно использовать продольные прутья 8-10 мм. А для поперечин и вертикальных штырей стоит выбрать самый малый размер сечения – 6 мм.

Поперечинам не играет роли, какая арматура будет выбрана. Здесь подходят любые варианты. И часто чем дешевле, тем лучше.

Требования к арматуре в ленточном фундаменте

Чтобы работы по армированию были не напрасными, а полученное основание прослужило долгие годы без ремонтов или доработок, стоит придерживаться некоторых правил, проверенных временем и рекомендуемых специалистами:

  1. Прутья в готовой конструкции не должны касаться стен основания дома, дна траншеи.
  2. Сильное заглубление металлического каркаса в раствор не рекомендуется, так как несущая нагрузка в основном распределяется на верхние слои основания дома.
  3. Отступ между поперечными элементами армирующего каркаса не должен превышать 35 см, а между вертикальными штырями – 30 см.
  4. Расстояние между окончанием элементов каркаса и стенами ленточного фундамента должно оставаться в пределах 5 см с каждой стороны.
  5. Продольная арматура располагается на расстоянии 25-30 см друг от друга (в зависимости от ее диаметра).

Выполняя эти несложные рекомендации можно получить довольно прочное основание дома, которое не будет трескаться.



Одним из главных критериев правильного выполнения каркаса арматурного в ленточном фундаменте является расчет количества металлических элементов.

Схема расчетов числа прутьев

Для простых расчетов метража продольных прутьев для будущей конструкции разработана специальная схема, которую на практике используют все мастера:

  • вычисление длины периметра будущего ленточного основания дома;
  • добавление в расчеты длины внутренних перегородок ленточного фундамента;
  • вычисление общего метража продольных прутьев конструкции.

На примере среднего строения рассмотрим эту действующую схему. Для здания 7х8 м, состоящего из трех комнат и предполагаемого количества продольных прутьев 4 штуки, расчет будет выглядеть так:

  1. Длина общего периметра – (7+8)х2=30 м.
  2. Добавление внутренних перегородок – 30+(7х2)=44 м.
  3. Вычисление общей длины продольных элементов – 44х4=176 м.

Такое количество погонных метров будет иметь продольная арматура для создания каркаса

Не стоит забывать, что продольные элементы придется накладывать один на другой для создания одной цельной металлической решетки. Поэтому к общим расчетам длины нужно прибавить еще 10% от общей длины прутьев.

Расчет метража для поперечных прутьев

Необходимо рассчитать общую длину поперечных прутьев, какую следует использовать в строении при расстоянии между поперечинами 40 см и высоте самого каркаса 50 см:

  • вычисление количества ячеек для всего каркаса армирования;
  • расчет общей длины прутьев для одной ячейки решетки каркаса;
  • общий метраж поперечин для всей конструкции.

Продолжая использовать в качестве примера все то же строение 7х8 м, получаем такие расчеты:

  1. Количество ячеек будущей решетки – 44:0,40=110 м.
  2. Длина прутьев для одной ячейки – (0,4+0,5)х2=1,8 м.
  3. Получение общей длины поперечин – 110х1,8=198 м.

Итого, для строения 7х8 м понадобится арматура для поперечин и вертикальных штырей общей длиной 198 м. Но и здесь нужно оставить в районе 5% от общей длины для соединения секций между собой.

Способы вязания прутьев

Вопрос о том, какую арматуру следует выбрать для создания решетки, решает сам владелец будущего строения. А вот способов вязания прутьев в одну конструкцию имеется всего три. И каждый отличается своими нюансами при составлении и дальнейшей эксплуатации здания.

Первый метод предполагает соединение прутьев вручную, когда на пересечение элементов накидывается прочная петля из проволоки. Для выполнения такой работы можно брать любую проволоку строительного типа. Главное, чтобы она имела подходящий диаметр и достаточную прочность и гибкость.

Второй способ представляет собой соединение прутьев посредством точечной сварки элементов будущей конструкции. Такие работы занимают меньше всего времени. Но часто конструкция не выдерживает внешних воздействий повышенной подвижности почвы или вибрации от близости шоссейных дорог. Поэтому этот метод применяется крайне редко и только для небольших или временных строений.

Третьим методом пользуются не только начинающие строители, но и профессионалы. Это соединение прутьев в одну конструкцию посредством специального пистолета. Здесь ни возникает вопроса, какую петлю стоит накидывать на каждую секцию для повышения прочности. Приспособление само выполняет петли, качественно закрепляя их на необходимых местах.


Какую арматуру использовать для ленточного фундамента?

Ленточный фундамент закладывается в тех случаях, когда здание возводится из тяжелых стеновых материалов, таких как кирпич, бетон, шлакоблок и прочие. В зависимости от габаритов строения вырывается траншея под будущий фундамент, который для частного дома средних размеров составляет 45 см в ширину и около 120 см в глубину, и заливается бетоном. Но, чтобы исключить его растрескивание и неравномерность усадки, прежде чем произвести закладку бетона, основание нужно армировать.

Материалы для армирования ленточного фундамента

Так как продольные элементы армирующего пояса будут нести основную нагрузку, их делают из более прочной арматуры. На то, какая нужна арматура для ленточного фундамента частных домов, влияет структура почвы, на которой будет построен дом. Так, для скальных и каменистых грунтов можно использовать пруток 10 см, а для участков с мягкой почвой лучше выбрать пруток диаметром 12 – 16 и более см. Ребристая поверхность арматуры обеспечит лучшее сцепление с бетоном, поэтому гладкие материалы для этих целей не подойдут.

Вертикальные и поперечные части конструкции, которые являются связующими звеньями основы, несут гораздо меньшую нагрузку, поэтому для них можно использовать материал меньшего диаметра и не обязательно с рифленой поверхностью:

  • Пруток ребристый диаметром 8 – 10 мм.
  • Гладкая катанка диаметром от 6 мм.
  • Пруток стальной из проволоки ВР.
  • Вязальная проволока.

К содержанию ↑

Сколько арматуры нужно для армирования фундамента

Чтобы высчитать, сколько арматуры нужно для армирования, нужно знать периметр дома. Например, если его длина 7 м, а ширина 6 м, то периметр будет равняться (7 + 6) x 2 = 26 (метров). К этой цифре нужно прибавить длину несущих стен, под которые будет устраиваться фундамент, например, еще 6 метров, итого 26 + 6 = 32 метра. Эта цифра умножается на количество продольных жил в армирующей конструкции, например, 4 и получается 32 x 4 = 128 метров.

Не всегда получается приобрести пруток нужной длины, поэтому в некоторых местах его придется соединять. Делается это внахлест, который должен быть не меньше 1 м, поэтому эти длины также учитываются при покупке арматуры.

Кроме этого, нужно рассчитать количество связующего материала для вертикального и поперечного соединения прутков. Они располагаются по всему периметру основания на расстоянии от 0,2 м до 0,5 м, поэтому полученную общую длину армирующего пояса нужно разделить на эту цифру (возьмем 0,5 м), и получим 32 : 0,5 = 80, где 80 – это количество перевязок. Умножим длину материала для одной перевязки (например, 2,3 м) на 80, и получим 184 метра.

Смотрите также: Расчет арматуры для ленточного фундамента

К содержанию ↑

Техника армирования фундамента

Основой армированного пояса являются продольные пруты, которые укладываются по всей протяженности фундамента и отстоят от дна траншеи и стенок опалубки минимум на 5 см. Обычно расположение арматуры проводится попарно в два, три или четыре яруса с расстоянием между парами 50 см – чем глубже фундамент, тем больше ярусов.

Продольные элементы соединяются между собой вертикальными и поперечными связками, которые удерживают все детали в подвешенном состоянии до заливки их бетоном. Вся конструкция в конечном результате имеет вид короба.

Более подробно читайте: Как правильно вязать арматуру для фундамента

К содержанию ↑

Как выглядит правильно установленный армированный пояс ленточного фундамента

Хорошо, если есть возможность избежать связки арматуры на углах ленточного фундамента. Это можно сделать, если предварительно согнуть прутья арматуры на 90 градусов, а уже затем произвести ее монтаж.

Есть два способа установить арматуру на место:

  1. Смонтировать части конструкции отдельно, а затем опустить их в траншею и связать на углах.
  2. В траншее установить вертикальные опоры, вбив их в грунт, а затем к ним крепить продольные прутья и поперечные детали.

Важно знать, как правильно соединять между собой детали конструкции. Они не должны свариваться, так как действие сварки изменяет и ослабляет структуру металла. Все соединения производятся только вязальной проволокой или затягиваются катанкой. Если нужно сделать много соединений, для вязки используется специальный крючок, который намного упрощает и ускоряет процесс крепления деталей.

Ленточный фундамент – это основа, на которой здание будет покоиться не один десяток лет, поэтому важно правильно рассчитать количество материалов и не экономить на их качестве.

Читайте также:

Как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента

Фундамент является опорой любой конструкции, но и у него есть свои элементы придающие прочность. Речь идет об арматурном каркасе, который проходит внутри любого сооружения из бетона. Построить бетонное основание своими руками довольно просто, но вот о том, как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента, знают далеко не все.

Стоит отметить, что существует довольно много различных типов фундамента, для постройки которого используется заливка бетоном. Но если бетонный раствор примерно одинаков для всех типов, то арматурный каркас и его обвязка могут принципиально отличаться друг от друга.

Наиболее простым для изготовления является ленточный фундамент. Помимо надежной основы для дома, этот фундамент требует минимум времени, сил, а также финансовых вложений для его создания. Единственным существенным недостатком такой конструкции, считается ее проседание в процессе эксплуатации. Чтобы избежать деформации или максимально оттянуть сроки ее проявления необходим создать максимально качественный каркас из арматуры.

Особенности армирования ленточного фундамента

В отличие от любого другого типа, в ленточном фундаменте максимальные перегрузки приходятся не на бетонную основу, а на арматурный каркас. Это обусловлено тем, что деформация фундамента идет по типу продавливания. Соответственно вязка арматуры для ленточного фундамента наиболее актуально в верхнем и нижнем слое. В середине при продавливании бетон сжимается, а показатели по сжатию у бетона более чем хороши.

Немаловажную роль в этом процессе играет правильно подобранная арматура. Все типы арматуры маркируются специальным обозначением и помогают определиться с выбором, так маркировка большой буквой «К» говорит о том, что арматура покрыта специальным антикоррозийным составом. Это не особо важный аспект для арматуры, которая используется в каркасе фундамента, так как она полностью заливается бетонном. Более актуальная маркировка буквой «С», говорящая о том, что арматуру можно сваривать, а не только обвязывать проволокой.

Низкокачественная арматура не маркируется в принципе, но для фундамента на этом элементе не стоит экономить, так как именно от него зависит прочность и эластичность всей конструкции в целом, а также эксплуатационные сроки будущей постройки.

Вернуться к содержанию

Элементы необходимые для армирования фундамента

Отвечая на вопрос, как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента, важно определиться со списком необходимых материалов и инструментов для проведения этого процесса.

  1. Самое важное это арматура, обычно она продается длиной в 3 и 6 метров. Размеры сечения, впрочем, как и длина арматурного прутка определяется индивидуальными особенностями будущего фундамента. Минимальный диаметр арматуры 10-12 мм, такой материал используют для создания небольших построек типа гаражей, сараев.
  2. Обвязочная проволока. Ее выбирают из металла с низким содержанием углерода, кроме того, для придания большей эластичности такая проволока прокаливается на огне. Она не должна быть слишком толстой, так как гнуть ее будет тяжело. В то же время, слишком тонкая проволока не даст достаточной прочности и ее придется складывать в несколько слоев, что существенно усложнит работу. Если проволока плохо поддается сгибанию ее можно еще раз прокалить над огнем в течение 20-30 минут.
  3. Обвязочный крюк. Это нехитрое устройство можно купить практически в любом строительном магазине, кроме того его можно изготовить самостоятельно из прочной, негнущейся проволоки или из рукоятки от старого мастерка, шпателя.
  4. Болгарка с набором отрезных дисков для нарезания арматуры.

Чтобы качественно подготовить каркас для заливки фундамента, сил и стараний одного человека будет недостаточно, нужен как минимум еще один помощник, который будет придерживать всю конструкцию пока обвязываются отдельные элементы. В идеале вязка арматуры под ленточный фундамент проводится силами трех людей. Третий помощник будет особенно необходим в момент переноски готовых конструкций в короба опалубки.

Вернуться к содержанию

Основные этапы, методы и правила армирования

Для того, чтобы понять как правильно вязать арматуру для фундамента, необходимо определиться с нагрузками, которые он будет испытывать. От этого напрямую зависит толщина и размеры всего фундамента.

Арматуру можно обвязывать тремя способами:

  1. Сварка. При наличии сварочного аппарата и некоторого опыта процесс обвязки арматуры упрощается, но качество такого каркаса на порядок хуже, так как в местах сварки метал утончается, а значит становится более хрупким. Такое соединение не способно выдерживать длительные механические и физические нагрузки, особенно если они связаны с вибрацией.
  2. Внахлест. Отдельные элементы арматуры стыкуются не поперек, а вдоль, с выпуском отдельных концов не менее чем на 10-15 см, которые впоследствии обматываются проволокой.
  3. Вязка проволокой -это самый эффективный способ создания надежного каркаса. Такой метод позволяет создавать практически любые фигуры с неограниченным количеством углов. Важно соблюдать геометрию углов при стыковке всех элементов и стараться делать их максимально прямыми (под 90 градусов).

При строительстве небольших зданий вместо проволоки можно использовать пластиковые хомуты, которыми стягивают соединения арматуры. Этот вариант не хуже проволочного соединения, единственное он менее устойчив к нагрузкам и хуже переносит критические перепады температуры. От мороза пластик становится ломким, а также может лопнуть.

Вернуться к содержанию

Процесс обвязки

Чтобы собрать каркас необходимо рассчитать размеры опалубки. В идеале каркас плетется так, чтобы на 5 см сверху и снизу не доходил до края опалубки. В короб он укладывается на кирпичные обломки, а верхний край заливки отмечается на опалубке. Современные строительные магазины предлагают специальные пластмассовые компенсаторы, на которые также можно уложить готовую конструкцию.

Схема вязки арматуры, зависит от опалубки, которую необходимо заливать. В процессе соединения отдельных элементов, прутки арматуры ставятся под углом 90 градусов и связываются отрезком проволоки. На одну обвязку берут примерно 20-30 см проволоки, которая складывается, пополам образуя на конце петлю. Свободные концы пропускают через петлю и затягивают, тем самым образуя узел. Оставшуюся проволоку обматывают вокруг стыка, или хорошо зафиксировав узел, обрезают лишнее.

Вязальный крючок необходим для вытягивания проволоки из петли, без него руки быстро устают, а кроме того есть риск получить травму. Помимо крючка можно использовать более современное автоматическое оборудование, правда, пистолет для вязки стоит достаточно дорого, и покупать его на один раз не рентабельно, зато можно поискать магазины, где дают оборудование напрокат.

Прочность фундамента зависит от целостности арматуры при вязке каркаса. Поэтому важно рассчитать максимальную прямую протяженность фундамента и исходя из этого, подбирать отдельные прутья. По необходимости от основного каркаса для фундамента вертикально вверх выводят ответвления, чтобы в будущем к ним привязать стены дома.

Вертикальные ответвления вяжутся по той же технологии что и каркас для фундамента, а затем выводятся как минимум в каждом из углов будущего здания. В идеале вертикальные части конструкции выводят под оконными проемами, а также в середине глухих стен.

Вернуться к содержанию

Советы

Помимо знаний о том, как правильно вязать арматуру для ленточного фундамента, может пригодиться еще несколько секретов, о которых распространяются далеко не все профессиональные мастера. В частности это:

Укладывая каркас из арматуры ее необходимо тщательно очистить при помощи металлической щетки от загрязнений и возможного налета ржавчина. В противном случае не гарантируется сцепка металлического каркаса с бетонным раствором.

При необходимости согнуть длинный арматурный прут использовать нужно только молоток, а также прямоугольную форму по которой будет сгибаться прут.

Для создания горизонтального каркаса используют арматуру с ребристой поверхностью, а для вертикальных конструкций лучше подходят гладкие прутки, по которым заливаемый бетон без проблем стекает вниз не оставляя пустот с небольшими пузырьками воздуха.

Вернуться к содержанию

Заключение

В целом, обвязка арматуры для создания каркаса бетонного ленточного фундамента совсем несложный процесс, который сможет выполнить каждый, особенно если изготовить нужно простой, в плане геометрии каркас. Стоит отметить, что и стоимость подобных работ у профессионалов оценивается совсем в небольшие деньги. Порой, даже целесообразнее заплатить за обвязку арматуры для фундамента, чем тратить собственное время, учитывая необходимость помощи нескольких человек.

Не нашли ответов в статье? Больше информации по теме:

Вязка арматуры для ленточного фундамента

Из статьи вы узнаете:

 

Вязка арматуры под ленточный фундамент — операция, необходимая для создания надежного долговечного «скелета» будущего железобетонного основания. Данный способ скрепления армирующих элементов обеспечивает оптимальное соотношение параметров прочности и гибкости фундамента, отсутствие значимых внутренних напряжений, способствующих уменьшению прочности готовой конструкции, устойчивость к внешним нагрузкам.

Главным назначением фундаментного основания является обеспечение устойчивости, более равномерного распределения усилий, оказываемых конструктивными элементами зданий (несущими стенами) на грунт. Однако абсолютной равномерности не удается добиться на практике, поскольку даже при условии однородного состава почвы, строгого соблюдения технологии обустройства фундамента реальная масса различных участков постройки неравна и, соответственно, нагрузки также разнятся.

Любые бетонные изделия характеризуются хорошими параметрами сопротивления осевому сжатию при низкой стойкости к растягивающим усилиям. Металлическая арматура исправляет этот недостаток благодаря высокой пластичности. Железобетонные конструкции обладают отличной сопротивляемостью разнонаправленным нагрузкам и являются значительно экономичнее бетонных, поскольку менее массивны, следовательно, требуют меньших объемов выполнения работ, временных затрат, расхода материалов.

В последнее время все чаще для изготовления фундаментного металлокаркаса применяется альтернативный вид арматуры, выполненный на стекловолоконной либо другой полимерной основе.

 

Современные композитные арматурные прутья могут изготавливаться на основе углепластика, стеклопластика либо базальтопластика. В России из этой категории продукции наиболее распространены стеклопластиковые изделия, поскольку они отличаются лучшим соотношением качественных и ценовых характеристик.

Более распространенной сферой использования этих композитных материалов является обустройство армированных монолитных фундаментов, стен цокольных этажей, конструктивных элементов здания, подлежащих дальнейшему утеплению.

Главным преимуществом композитной арматуры является низкие показатели теплопроводности, обеспечивающие лучшую степень энергоэффективности построек. Также стекло-, угле-, базальтопластиковые прутки практически не подвержены разрушению с течением времени, поскольку не способны ржаветь и разлагаться вследствие воздействия влаги и интенсивного размножение бактериальных, плесневых колоний.

Каркас, изготовленный посредством вязки арматуры полимерной, можно выполнить намного быстрее, чем аналогичную конструкцию на основе металлических прутьев по причине низкой массы и простоты обработки — обрезать композитное изделие намного легче, чем металлическое.

Отличительные особенности полимерной арматуры:

  • Стеклопластиковые и другие полимерные прутья обладают прочностью на растяжение примерно в 2,5 раза большей, нежели металлические аналоги.
  • Практически абсолютно устойчивы к воздействию кислорода, не способны разрушаться при контакте с атмосферным воздухом, водой и прочими кислородсодержащими реагентами.
  • Являются отличным тепло- и электроизолятором.
  • При нормальных условиях полимерные прутки обладают высоким сопротивлением к разрывным усилиям, однако этот показатель существенно cнижается при повышении температуры.
  • Каркас на основе композитной арматуры невозможно соорудить с помощью электросварки.
  • В случае воздействия открытого пламени стеклопластик и другие подобные полимеры способны поддерживать процессы горения, стальные же прутья относятся к негорючим материалам.
  • Масса стеклопластиковых прутков почти вчетверо меньше веса металлических аналогов.

Исходя из вышеописанных сравнительных параметров можно сделать вывод, что применение композитной арматуры оправдано в случае необходимости сооружения ленточных фундаментов, которые в процессе эксплуатации будут испытывать сравнительно небольшие механические нагрузки. Особенно весомым в выборе материала для армирования фундаментного основания является следующий факт: все ныне применяющиеся методики расчета каркаса базируются на использовании арматуры из стали. Поэтому решив отдать предпочтение полимерным вариациям, собственник (либо учредитель строительства объекта) принимает всю ответственность на себя.

Еще одним малоприятным фактором, никак не способствующим распространению нового технологичного метода организации композитных фундаментных каркасов на территории России, является отсутствие утвержденных стандартов, регламентирующих качество готовой арматуры. По этой причине на данный момент значительная часть такой продукции, представленной на рынке, является кустарной и не соответствует минимальным требованиям.

Схема расположения арматуры в каркасе ленточного фундамента

Правила обустройства армокаркасов ленточных фундаментов указаны в СНиП 52-01-2003. Согласно действующим нормам, должны соблюдаться следующие условия:

  • Конфигурация каркаса должна быть такой, чтобы обеспечивать правильную заливку бетонной смеси в соответствии с технологией.
  • При изготовлении армокаркаса необходимо выдерживать заложенный в проекте шаг и использовать соответствующий вид арматуры, обеспечивающий несущую способность фундаментного основания на уровне не ниже расчетной.
  • В точках пересечения должно обеспечиваться неподвижное соединение.
  • Следует предусматривать антикоррозионный слой для обеспечения долговечности фундамента.
  • Для продольных элементов конструкции подбираются прутки класса А400 и выше с периодическим профилем, диаметр которых составляет не менее двенадцати миллиметров. На участках длиной менее трех метров допускается использование 10-миллиметровой арматуры.
  • Рекомендуется минимизировать количество продольных соединений, для чего используются прутки заводской длиной 11700 миллиметров. Не допускается соединения соседних продольных элементов на одном и том же вертикальном уровне, должно обеспечиваться смещение не менее 0,6 метра.
  • Продольные прутья армокаркаса не должны находиться на расстоянии выше 400 мм друг от друга, оптимальное удаление от поверхности готового основания составляет 30…50 миллиметров.
  • Вертикальные детали каркаса, испытывающие значительно меньшие нагрузки, могут выполняться из более дешевой арматуры — гладкой, диаметром 6…8 миллиметров.
  • Расстояние между стойками и хомутами (поперечными элементами конструкции) должно быть не менее 100 и не более 500 миллиметров. Наилучшим принять считать шаг установки хомутов, равный ¾ полной высоты фундамента.
  • Число продольных стержней (ярусов) зависит от габаритных размеров основания. В случае обустройства фундамента, к которому не предъявляется высоких требований по несущей способности, можно обойтись простейшей конфигурацией армокаркаса, представляющей собой в поперечном сечении квадрат либо прямоугольник.

Вязка арматуры в угловых зонах каркаса

 

 

На углах, в местах пересечений фундаментное основание обычно подвергается значительно большим нагрузкам, чем на прямых участках. А обычная вязка продольных элементов под прямым углом не обеспечивает требуемых показателей прочности. Сегодня используется три основные методики, позволяющие добиться повышенной жесткости, способности противостоять растягивающим нагрузкам.

Первый метод

Осуществляется путем загиба внешних и внутренних продольных элементов каркаса под прямым углом. При этом загнутые участки внутренней арматуры закрепляются на внешней. Уменьшается также шаг поперечных прутков — в угловых зонах он принимается равным ½ основного шага.

Второй метод

Применяется в случае недостаточной для требуемого загиба длины продольных прутков. Для соединения используются Г-образные обрезки арматуры, располагаемые в соединении аналогично первому способу организации углов армокаркаса.

Третий метод

Считается наиболее надежным, обеспечивающим максимальную прочность конструкции. Осуществляется с помощью П-образных элементов, располагаемых на каждом из уровней.

Вязка арматуры для фундамента может производиться несколькими способами. Наиболее популярны следующие технологии:

С помощью пластиковых стяжек

Данный метод является наиболее простым, не требующим никакого специализированного инструмента. Современные хомуты, используемые для этих целей, производятся из прочного поливинилхлорида, не подверженного ни коррозионным процессам, ни биологическому разрушению. По этим причинам достигается надежное соединение, способное сохранять целостность на протяжении всего срока службы фундаментного основания.

Сварочным способом

Эта технология считается не самой эффективной, поскольку сварные арматурные конструкции недостаточно эффективно противостоят вибрационным воздействиям и могут легко разрушиться еще на этапе заливки бетонной смеси и ее уплотнения посредством строительных вибраторов. Такой метод организации металлокаркаса для фундамента требует наличия сварочного аппарата, специалиста-сварщика и точки подключения к электросети соответствующей мощности. Также к минусам данного способа относится перегрев участков арматуры в зоне соединения, что может отрицательно повлиять на пластические свойства конструкции.

И еще один важный момент: сварке подлежат только прутья, в маркировке которых располагается буква «С».

Посредством проволоки

Самая распространенная на сегодня методика вязки арматуры и самая доступная, малозатратная. Любой рабочий, даже самой низкой квалификации, сможет освоить этот метод за несколько минут.

Для соединения металлических прутьев с помощью проволоки можно использовать специальный крючок, позволяющий значительно ускорить процесс и обеспечить высокое качество затяжки. В общем случае технология вязки арматуры проволокой реализуется следующим образом:

  • Отрезается от мотка проволоки заготовка — примерно 200…300 миллиметров длиной, сворачивается в две жилы.
  • Обворачивается место соединения по диагонали дважды.
  • Закручиваются получившиеся петли с помощью заранее подготовленного крючка, пассатижей либо любого другого подходящего для этих целей ручного инструмента.

Более прогрессивным вариантом создания соединения между арматурой является использование электроинструмента. В самом простейшем случае можно использовать обычный гвоздь (лучше — сточенный на конус), загнутый под прямым углом и вставленный в патрон электрического сетевого либо аккумуляторного шуруповерта/низкооборотистой дрели. Таким образом при наличии некоторых навыков, сноровки можно значительно увеличить эффективность, скорость производства работ.

Видео вязки арматуры с помощью проволки и крюка:

Однако можно еще более ускорить процесс вязки арматуры, обеспечив при этом оптимальную степень затяжки каждого узла. Для этого следует использовать специальный вязальный пистолет. Сегодня, как и многие другие разновидности ручного инструмента, вязальные пистолеты все чаще используются автономные, получающие энергию для работы от встроенных аккумуляторных батарей.

 

Этот ручной инструмент оснащен сменным барабаном с расходным материалом — вязальной проволокой. Единственным недостатком его являются затруднения при осуществлении соединений арматуры в труднодоступных зонах — там зачастую выручает только ручной способ (с помощью крючка либо пассатижей).

Как вязать арматуру для ленточного фундамента

Для сооружения каркаса под фундаментное основание требуется пользоваться проектной документацией либо исходить из эмпирических данных (исходя из ориентировочной нагрузки на конструкцию, размеров, конфигурации вырытой траншеи). Стандартная процедура вязки арматуры состоит из следующих операций:

  • Подготовка вертикальных конструктивных элементов (хомутов).
  • Монтаж горизонтального пояса в нижней плоскости.
  • Закрепление с помощью вязальной проволоки, сварки либо ПВХ-хомутов вертикальных перемычек на нижнем горизонтальном поясе.
  • Обустройство верхнего горизонтального пояса путем закрепления арматуры к верхним участкам перемычек.
  • Организация угловых связей. Данный этап требует особенно внимательного отношения, четкого соблюдения всех технологических нюансов, поскольку угловые участки, зоны перемычек обычно подвергаются более высоким нагрузкам, нежели прямые участки фундаментного основания.

На этом мероприятия по подготовке армокаркаса считаются завершенными. Остается обеспечить надежную опалубку и залить заготовку бетонной смесью в соответствии с технологическими требованиями.

Технологии обустройства каркаса ленточного фундамента

 

На вопрос, как правильно вязать арматуру для ленточного фундаментного основания, однозначного ответа не имеется. Оптимальная технология производства данных операций определяется исходя из конкретных условий: типа грунта, погоды, времени года, размеров траншеи и т. д.

При наличии достаточного свободного места вязку арматуры рекомендуется осуществлять непосредственно на месте заливки.

В случае установки фундаментного основания в узкой и высокой траншее часто единственным подходящим способом бывает сборка каркаса по частям, помещение готовых элементов в траншею и соединение.

В некоторых регионах России получил распространение способ местной формовки металлокаркаса, предусматривающий предварительное забивание в грунт вертикальных стоек, затем прикрепление к ним горизонтальных элементов. В этом случае в качестве забиваемых в грунт элементов используется арматура увеличенной толщины (диаметром 16…20 миллиметров), на участках между стойками применяются прутья классического размера (6…8 миллиметров).

Подводя итоги

Одним из самых трудоемких этапов сооружения ленточного фундамента является обустройство металлического либо полимерного каркаса. При небольших объемах и наличии массы свободного времени можно преуспеть в этом начинании даже самостоятельно, без помощников. Но если вы впервые занимаетесь подобной процедурой, рекомендуется заручиться поддержкой опытного строителя, поскольку этап обустройства фундаментного основания является одним из самых важных, основополагающих, обеспечивающих долговечность, функциональность и комфортность будущей постройки.

Что такое опорная клетка? | Индивидуализация — наш стандарт

03.09.2021 | W. van Wijngaarden

В этой статье мы объясним, что такое каркас для фундамента и для чего он используется.

Каркас фундамента обеспечивает передачу и распределение усилий

Каркас фундамента конструктивно используется в здании для поддержки и обеспечивает передачу сил от конструкции на несущую поверхность или основание. Колонна, например, из стали, которая является относительно узкой, может вызвать точечную нагрузку на пол, что может привести к обрушению пола (этажа) в этом месте.Это предотвращается с помощью опорной клетки между колонной и землей. Поскольку арматура основания имеет сплошные изогнутые стержни внизу, силы распределяются по большей площади.

 
Рис. 1 Арматура передает усилия
 
Рис. 2 После заливки бетона формируется фундамент

формируется путем применения каркасной арматуры, опалубки и последующей заливки бетоном.Тем не менее, готовые к использованию сборные железобетонные фундаменты также доступны во всех видах различных размеров и форм. Они в основном используются при устройстве крыши, навеса или веранды. Затем основание обычно размещается на (фундаментной) подушке. Уже сейчас фундаменты обеспечивают распределение усилий от здания на несущую почву. И это препятствует тому, чтобы целое оседало, но также и разрушалось. Когда здание построено из деревянных балок, бетонное основание также гарантирует, что влага из земли не сможет проникнуть в древесину.

    Рисунок 3 Различные размеры и формы сборных железобетонных фундаментов  

Фундамент башенного крана

Совсем другого формата является фундамент для башенного крана. Когда башенный кран необходим на строительной площадке, он, конечно же, должен быть устойчивым. Кран установлен на своеобразной бетонной платформе. Это называется опорой для башенного крана. Когда кран больше не нужен на строительной площадке, кран разбирается, а фундамент сносится.

 
  Рисунок 4 башенный кран на строительной площадке  

Усиление для подкрепления клейки доступен с Betonstaal.nl

в нашем ассортименте У нас есть арматура для:

  1. стандартная клетки для подножия основания
  2. индивидуальные клетки для подножки

Стандартные опорные каркасы:

Стандартные опорные каркасы представлены наиболее распространенными высотами и сечениями:

— Фундаментный каркас (В 500 мм – Д 230 мм – В 230 мм)
— Фундаментный каркас (В 700 мм – Д 230 мм – B 230 мм)
— Каркас основания (В ​​900 мм – Д 230 мм – В 230 мм)

Каркасы фундамента по индивидуальному заказу:

Вы можете указать, какие размеры и диаметры вам нужны, указав тип звеньев и положение звеньев. При заказе каркасов для фундамента вам, вероятно, также понадобится армирующая сетка для нижней части. Вскоре вы сможете создавать каркасы фундаментов на веб-сайте с помощью средства 3D-просмотра. Тогда вы сможете сразу увидеть, как будет выглядеть заказанный вами каркас. Это снижает вероятность ошибок при заказе.

Вы предпочитаете консультацию при заказе возрастов фундамента? Тогда свяжитесь с нами.

Свяжитесь с нами напрямую

Несущая способность ленточного фундамента на армированном песке

J Adv Res. 2015 сен; 6(5): 727–737.

Кафедра строительной инженерии, инженерный факультет, Университет Танта, Танта, Египет

Поступила в редакцию 8 января 2014 г.; Пересмотрено 2 апреля 2014 г .; Принято 11 апреля 2014 г.

Copyright © 2014 Производство и размещение Elsevier B.V. от имени Каирского университета.

Это статья в открытом доступе по лицензии CC BY-NC-ND (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/).

Эта статья была процитирована другими статьями в PMC.

Abstract

В этой статье предельная несущая способность фундаментов-оболочек на неармированном и армированном песке была определена с помощью лабораторных модельных испытаний.Была проведена серия нагрузочных испытаний модели фундамента-оболочки с однослойным армированием и без него. Испытания проводились для фундамента-оболочки при различной глубине заделки оболочки и плотности земляного полотна. Результаты сравнивались с таковыми для плоских фундаментов без армирования. Результаты испытаний модели были проверены методом конечных элементов с использованием программы PLAXIS. Экспериментальные исследования показали, что предельная несущая способность основания-оболочки на армированном земляном полотне выше, чем на неармированных основаниях, и кривые расчета нагрузки были значительно изменены.Фундамент-оболочку над армированным земляным полотном можно считать хорошим методом увеличения фактической глубины фундамента и уменьшения результирующей осадки. Кроме того, поверхность разрыва армированной системы оболочки была значительно глубже, чем как у обычного основания, так и у основания оболочки без усиления. Численный анализ помогает понять деформационное поведение изучаемых систем и определить поверхность разрушения армированного основания-оболочки.

Ключевые слова: Оболочечный фундамент, Предельная грузоподъемность, Песок, Армирование, Эффективность оболочки, Коэффициент осадки чрезмерное урегулирование из-за его экономического преимущества в районе с высоким соотношением стоимости материалов и рабочей силы.Курьян [1] и Фарид и Дауд [2]. Сплошной фундамент с конической оболочкой, представляющий собой комбинированный фундамент, подходит для резервуаров для воды и башенных конструкций. Концепция оболочки не нова в проектировании фундамента, учитывая строительство в прошлом с перевернутым кирпичным арочным фундаментом в этой категории. Использование перевернутых кирпичных арок в качестве фундамента давно практикуется во многих частях мира. Оболочки — это, по существу, тонкие структуры, поэтому они конструктивно более эффективны, чем плоские структуры.Это является преимуществом в ситуации, когда тяжелые нагрузки надстройки должны передаваться на более слабые грунты. Основание оболочки ограничено несколькими геометриями, такими как коническое, пирамидальное, гипер- и сферическое основание. Структурные характеристики фундамента-оболочки в отношении мембранных напряжений, изгибающего момента, сдвига, прогиба и предела прочности самой оболочки исследовались в широком диапазоне, как указано Паливалом и Раем [3], Паливалом и Синхой [4] и Мелерски. [5]. Однако геотехническому поведению фундамента-оболочки для определения реакции грунта на осадку, несущую способность, распределение контактного давления и деформацию в массиве грунта уделялось мало внимания.Экспериментальные и численные исследования, проведенные для определения геотехнических характеристик фундамента-оболочки, были ограничены. Абдель-Рахман [6], Ханна и Абдель-Рахман [7] сообщили об экспериментальных результатах по коническим основаниям-оболочкам на песке в условиях плоской деформации. Махарадж [8], Хуат и Мохамед [9] и Кентаро и др. [10] провели анализ конечных элементов и экспериментальный анализ для фундамента-оболочки для изучения эффектов увеличения модуля грунта в дополнение к исследованию геотехнического поведения фундамента-оболочки. В большинстве работ в литературе изучалось только поведение различных фундаментов-оболочек на неармированном песке без учета существования армированных элементов ниже этого типа. Все работы проводились только на плоском фундаменте, размещенном на одном или нескольких слоях арматуры, как обсуждалось многими исследователями, такими как Latha и Somwanshi [11] и Patra et al. [12], за исключением Шалиграма [13], изучавшего поведение оболочкового треугольного основания на армированном слоистом песке. Его исследование представляет собой поверхностное исследование, которое объясняет только влияние такого метода на несущую способность без определения напряжения и деформации принятой системы.Следовательно, в этом исследовании был принят новый подход к изучению геотехнического поведения ленточного фундамента, опирающегося на один слой армирования, для проверки эффекта армирования в сочетании с применением фундамента из оболочек. Настоящее исследование было выполнено с использованием как экспериментального, так и численного анализа для подтверждения результатов испытаний модели и определения характеристик деформации исследуемой системы.

Экспериментальный

Испытательный резервуар

a показывает схематический вид экспериментальной модели стального аппарата, использованного в этом исследовании.Испытательный бокс с внутренними размерами 90×30 см в плане и 120 см в глубину, толщина стенок бака 6 мм. Коробка бака была сделана достаточно жесткой, чтобы поддерживать условия плоской деформации за счет минимизации смещения во всех направлениях. Стенки резервуара скреплены с наружной поверхности горизонтальной стальной балкой, установленной посередине глубины резервуара. Внутренние стенки резервуара отполированы до гладкости, чтобы максимально уменьшить трение с почвой за счет использования оцинкованного покрытия на внутренней стенке.

Схематическое изображение: (а) тестовой установки и (б) модели фундамента-оболочки.

Система нагружения состоит из ручного гидравлического домкрата и предварительно откалиброванного нагрузочного кольца для приложения нагрузки вручную к системе грунта основания, а осадка измерялась циферблатными индикаторами, закрепленными на поверхности основания.

Модели фундаментов

Модели ленточных фундаментов изготовлены из стальных пластин постоянной ширины ( B  = 150 мм) в горизонтальной проекции, с различной глубиной заделки, a ( a  = 60, 75 и 112.50 мм) и толщиной 20 мм. Длина поперечной опоры составляет 29 см, чтобы удовлетворить условию плоской деформации. Эскизы моделей фундамента показаны на b. Грубое состояние основания было достигнуто за счет закрепления тонкого слоя песка на основании модели с помощью эпоксидного клея. Нагрузка передается на фундамент через стальной нагрузочный рычаг, который жестко закреплен сваркой в ​​середине моделей фундамента, как показано на соответствующем рисунке b.

Материалы для испытаний

Песок, использованный в этом исследовании, представляет собой кварцевый песок от среднего до крупного размера.Образовывался однородный слой сухого кварцевого песка. Средний размер зерна D 50% = 0,33 мм, коэффициент однородности 3,5. Физические свойства испытанного песка: удельный вес, определенный методом газового баллона, оказался равным 2,65; максимальная и минимальная плотность в сухом состоянии были получены с использованием японского метода и составили 17,96 и 15,6 кН/м 3 соответственно.

Для подготовки уплотненного песчаного слоя был принят японский метод [14] с использованием ручного уплотнителя.Глубина песка поддерживалась постоянной во время испытаний. Было проведено три серии испытаний на рыхлом, среднем и очень плотном песке. Удельный вес песка и, следовательно, требуемая относительная плотность контролировались путем насыпания заранее определенного веса песка в испытательный резервуар для заполнения каждого слоя, а затем поверхность песка выравнивалась и уплотнялась. Отложение рыхлого песка было достигнуто за счет укладки слоев грунта толщиной 50 мм на нулевой высоте падения. Для получения уплотненной песчаной структуры песок укладывают слоями толщиной 50 мм каждый и уплотняют ручным уплотнителем 35 Н.Количество проходов уплотнения предварительно оценивается для каждого слоя в начале программы для достижения необходимой плотности песка. Для среднего и плотного корпуса высота падения составляет 40 см и 90 см соответственно. Относительная плотность, достигнутая во время испытаний, контролировалась и оценивалась путем отбора образцов в небольшие банки известного объема, помещенные в различные произвольные места в испытательном резервуаре. Относительная плотность во время программы испытаний составила 50%, 72% и 83%. Соответствующие углы сопротивления сдвигу составляют 31°, 36° и 41°, соответственно, которые были получены путем применения серии прямых испытаний на сдвиг при соответствующей относительной плотности при различных нормальных напряжениях.

Для подготовки грунтового керна под модель оболочки пространство под оболочкой было заполнено песком в соответствии с требуемой удельной массой, как указано Ханной и Абдель-Рахманом [7]. Процесс заполнения песком модели-оболочки осуществлялся путем помещения тонкой стальной пластины на дно модели-оболочки перед размещением ее на месте. Затем стальную пластину медленно вытягивали горизонтально под оболочкой сбоку.

Армирование, используемое в настоящем исследовании, представляло собой нетканый геотекстиль термоскрепления (Typar-3857), изготовленный из полипропиленовых комплексных волокон.По данным производителя имеет номинальную толщину 2 мм и массу на единицу площади 290 г/м 2 . Прочность на растяжение по широкой ширине, полученная методом полосовых испытаний, составляет 20,1 кН/м, а удлинение при максимальной нагрузке составляет 10%.

Программа экспериментальных испытаний

Всего было проведено 34 испытания на заранее подготовленных моделях фундаментов с использованием трех различных плотностей песка и при различной глубине заложения ( a / B ). Была проведена серия нагрузочных испытаний для фундамента как на неармированном, так и на армированном песчаном основании с использованием геотекстиля, который был размещен на фиксированном расстоянии, равном 0.5B ниже кончика фундамента с постоянной длиной, равной 4B, как указано Androwes [15], Abdel-Baki и Raymond [16] и Abu-Farsakh et al. [17]. Во всех программах испытаний обе стороны плит фундамента-оболочки были засыпаны песком.

Увеличение предельной нагрузки на фундамент-оболочку по сравнению с его плоским аналогом признается в настоящем исследовании как коэффициент эффективности оболочки ( η ). Он определяется, как указано в уравнении. (1) как отношение разницы предельных нагрузок фундаментов-оболочек к предельным нагрузкам плоского фундамента.

где η : эффективность оболочки; Q us : предельная нагрузка на фундамент оболочки; Q uf : предельная нагрузка на плоское основание.

Чтобы изучить характеристики осадки фундаментов-оболочек по сравнению с обычными плоскими, был введен безразмерный коэффициент осадки ( F δ ). Коэффициент осадки был рассчитан при предельной нагрузке ( Q u ), чтобы отразить характеристики осадки фундаментов в процессе загрузки.Расчетный фактор представлен в уравнении. (2). Следует отметить, что более низкое значение коэффициента оседания указывает на лучшие характеристики оседания.

где δ u : осадка при предельной нагрузке; γ : вес единицы почвы; A b : площадь фундамента в горизонтальной проекции; Q u : предельная нагрузка.

Результаты и обсуждение

Кривые расчета нагрузки на фундамент-оболочку с армированием и без него

Данные расчета нагрузки для данных испытаний суммированы из-за ограничения места, а некоторые результаты представлены в .Представлены кривые расчета нагрузки для плоского и оболочкового фундамента с армированием и без него при различной плотности песка. Было обнаружено, что кривые оседания нагрузки значительно изменились по мере увеличения плотности грунтового основания. Наличие оболочкового фундамента может улучшить и увеличить предельную нагрузку по сравнению с плоским фундаментом. Можно видеть, что предельная нагрузка увеличивается из-за влияния оболочки и армирования, как показано на соответствующем рисунке, на глубине заделки оболочки ( a / B  = 0.5). Из этого рисунка также видно, что предельная нагрузка увеличивается с увеличением угла сопротивления сдвигу, а также фундаменты-оболочки имеют более высокие предельные нагрузки, чем плоские. Наличие арматуры под фундаментом-оболочкой может значительно улучшить и увеличить предельную несущую способность фундамента-оболочки. Несущая способность фундамента-оболочки над армированным земляным полотном выше, чем у фундамента-оболочки без армирования; это указывает на то, что армирование оказывает значительное влияние на увеличение несущей способности основания с увеличением глубины заделки оболочки.Фундамент-оболочка обеспечивает лучшую закрытость оболочки внутри пространства фундамента, предотвращая вытекание грунта наружу. Кроме того, клин грунта внутри фундамента оболочки постепенно уплотняется на этапах загрузки; таким образом, грунт земляного полотна улучшается, а осадка уменьшается. Это может быть очень важно, особенно когда плотность почвы плохая/низкая.

Сводка кривых расчета нагрузки для плоского и оболочкового фундамента различной плотности с армированием и без него.

Увеличена несущая способность фундамента-оболочки на рыхлом песке по сравнению с плоским фундаментом на том же грунте. С другой стороны, армирование может вызвать дополнительное улучшение с оболочкой, где клин грунта между оболочкой и грунтом над армированием был эффективно заблокирован, и было достигнуто уплотнение земляного полотна. Это связано с армированием, которое контролирует и уменьшает вертикальную деформацию и вызывает постепенное уплотнение. Можно видеть, что был вызван комбинированный эффект, который представлен эффектом оболочки и эффектом подкрепления.Следовательно, как грунт внутри клина-оболочки, так и грунт над армированным слоем стали более жесткими, едиными и эффективно сцепленными. В результате увеличилась несущая способность фундамента и уменьшилась осадка.

Степень улучшения предельной несущей способности системы зависит от соотношения ( a / B ) и плотности грунта или угла сдвига. Эти результаты согласуются с Ханной и Адель-Рахманом [7].

Влияние глубины заделки оболочки и армирования на предельную несущую способность

Для изучения влияния глубины заделки оболочки и армирования на предельную несущую способность фундамента соотношение между углами сопротивления сдвигу и предельной нагрузкой было на графике , при разной глубине заделки оболочки как для основания оболочки с усилением, так и без него. Замечено, что увеличение глубины заделки увеличивает предельную несущую способность фундамента-оболочки по сравнению с плоским фундаментом. Поскольку увеличение глубины заделки приводит к эффективному увеличению глубины фундамента и замкнутой зоны, тем самым увеличивается предельная несущая способность. По мере увеличения угла сдвига грунтового основания увеличивается и несущая способность основания. Существующий армированный слой под носком оболочки снижает давление, возникающее внутри земляного полотна, и увеличивает предельную несущую способность, как показано на соответствующих рисунках, для различных усиленных случаев.Комбинированный эффект такого армирования может существенно снизить скорость деформации в зоне сдвига и ограничить индуцированные деформации растяжения, возникающие при разрушении. Кроме того, этот рисунок еще раз подтверждает, что армирование может заметно улучшить несущую способность грунтового основания из-за полученного комбинированного эффекта (эффект оболочки и армирования).

Зависимость между углом сопротивления сдвигу и предельной нагрузкой для плоского и оболочкового фундамента с армированием и без армирования при различных подъемах оболочки.

Зависимость между предельной нагрузкой ( Q u ) и углом сдвига грунтового основания ( ϕ ) для фундамента-оболочки с армированием и без него может быть выражена следующей нелинейной зависимостью, основанной на регрессионном анализе:

, где C 1 и C 2 — коэффициенты, связанные с соотношением ( a / B ) и наличием армирующего слоя. Значения коэффициентов C 1 и C 2 в различных случаях были извлечены из и построены в зависимости от соотношения ( a / B ) для фундамента-оболочки с армирующим слоем и без него, как показано на рис.Установлено, что увеличение глубины заделки оболочки может увеличить значения коэффициента C 1 как для основания оболочки с усилением, так и без него. Однако значения коэффициента C 1 у усиленных корпусов выше, чем у оболочек без усиления (а). Это также может подтвердить влияние армирования на увеличение предельной несущей способности основания-оболочки на армированном песке.

Изменение коэффициента C 1 и C 2 с рационом a / B для каркасного фундамента с армированием и без него.

С другой стороны, было обнаружено, что резкое уменьшение коэффициента C 2 было достигнуто для неармированного фундамента-оболочки, когда коэффициент заделки a / B увеличился с 0,5 до 0,75 (b). Значения коэффициента C 2 у усиленного корпуса выше, чем у неармированного корпуса, но разница между усиленным и неусиленным корпусом незначительна. Также установлено, что коэффициенты С 1 и С 2 зависят от начальной плотности грунтового основания, особенно от угла внутреннего трения.

Это уравнение можно использовать в качестве приблизительного ориентира для определения предельной несущей способности основания оболочки в изучаемых условиях. Можно видеть, что, исходя из приведенного выше уравнения, предельные теоретические значения почти равны предельным лабораторным значениям. Поскольку разница между полученными значениями незначительна, это уравнение справедливо выражало измеренные значения Q u в лабораторных условиях после коэффициента C 1 , C 2 и угла сопротивления сдвигу известны.

Влияние оболочки и армирования на эффективность основания

представляет расчетные коэффициенты эффективности оболочки ( η , которые были получены в настоящем экспериментальном исследовании. В целом можно сделать вывод, что эффективность оболочки увеличивается с увеличением заделки оболочки глубина ( a / B ). Можно видеть, что эффект конфигурации оболочки уменьшается, когда почва становится более плотной. Более того, коэффициент эффективности оболочки заметно снижается, когда почва становится более плотной.Это мнение сходно с мнением, высказанным Ханной и Адель-Рахманом [18]. Эффективность оболочки заметно возрастает при испытаниях, проведенных на армированном грунтовом основании, по сравнению с основанием оболочки без усиления.

Эффективность оболочки по отношению к коэффициенту подъема оболочки для фундаментов оболочки с армированием и без него при различной относительной плотности.

Факторы эффективности оболочки также уменьшаются с увеличением угла сопротивления сдвигу, как это подтверждено в . На этом рисунке показано изменение эффективности оболочки ( η ) в зависимости от угла сдвига ( ϕ ) при различной глубине заделки оболочки.Замечено резкое снижение эффективности оболочки при увеличении угла сдвига и увеличение значений эффективности оболочки с увеличением глубины заделки оболочки. Было обнаружено, что увеличение плотности грунтового основания значительно снижает коэффициент эффективности оболочки как для армированного, так и для неармированного основания оболочки. Можно сделать вывод, что при более высокой плотности грунтового основания диапазон улучшения невелик по сравнению с рыхлым и средним относительной плотностью. Это происходит из-за повышения степени улучшения рыхлого состояния за счет оболочечного эффекта и лучшего улучшения за счет наличия армированного слоя.

Изменение коэффициента полезного действия оболочки в зависимости от угла сопротивления сдвигу для фундаментов-оболочек с армированием и без него при различных коэффициентах подъема.

Влияние конфигурации оболочки и армирования на характеристики осадки

В этой части была предпринята попытка изучить влияние основания оболочки, а также наличие армированного слоя на результирующую осадку при разрушении. Рассчитанный коэффициент осадки ( F δ ), полученный в результате настоящего экспериментального исследования при различных изученных параметрах, показан на графике.Как правило, для любого основания коэффициент осадки уменьшается для более плотного песка. Сравнение фундаментов-оболочек и плоских фундаментов для любого заданного состояния песка показывает, что фундаменты-оболочки обладают более низким коэффициентом осадки, что демонстрирует лучшие характеристики осадки для фундаментов-оболочек. Сравнение фундамента-оболочки без армирования и с армированием показывает, что коэффициент осадки заметно снижается для фундамента-оболочки с армированием. Также на коэффициенты осадки влияет глубина заделки оболочки.Увеличение глубины заделки оболочки ( a / B ), очевидно, уменьшает осадку грунтовой системы основания оболочки как в армированных, так и в неармированных условиях. Но снижение осадки для армированного основания оболочки выше, чем для неармированных случаев. Установлено, что при низкой относительной плотности и глубине заделки ( a / B  = 0,75 армированного состояния) улучшение коэффициента осадки достигает 50 % от его исходного значения плоского основания, в то время как это значение составляет 26 %. для фундамента без армирования.С другой стороны, в плотном состоянии эти значения достигают 55 % для армированного основания оболочки при ( a / B  = 0,75) и 31 % для неармированного основания оболочки. Это еще раз подтвердило эффективность армированного слоя в контроле вертикальной осадки основания оболочки из-за полученного комбинированного эффекта.

Зависимость между углом сопротивления сдвигу и коэффициентом осадки для плоского и оболочкового фундамента с армированием и без армирования при различной плотности.

Механизм разрушения несущей способности системы

В следующем анализе представлены некоторые полезные комментарии о разрушении системы грунта-оболочки с одним армированным слоем и без него.показывает экспериментально и теоретически режимы разрушения фундамента оболочки с армированием и без него. Как правило, в случае нормального плоского основания, расположенного в среднем и плотном состоянии, можно увидеть, что общее разрушение при сдвиге представляет собой четко определенную картину, состоящую из непрерывной поверхности разрушения, которая развивается от одного края основания до поверхности земли. . Механизм обрушения грунта нормального плоского основания на армированном слое, расположенном на заданной глубине под основанием, подробно исследовали Яхмамото и Кусуда [19], а также Михаловски и Ши [20].Их исследование доказало, что отказ был индуцирован и образовался непосредственно под арматурой. Армирование может способствовать увеличению несущей способности за счет значительного изменения геометрии схемы обрушения, предотвращая проникновение механизма вглубь грунта. Армирование предотвращает возникновение наиболее неблагоприятных механизмов, ведущих к увеличению предельной нагрузки. Основная роль включения заключается в снижении скорости деформации в зоне сдвига и уменьшении предельного напряжения сдвига, возникающего в зоне сдвига.Армирование обеспечивает эффективное сдерживание и играет полезную роль в предотвращении вертикального растекания грунта. В результате прочность на сдвиг грунтового основания заметно увеличивается, а картина разрушения изменяется, как указано Михаловски и Ши [20].

Модифицированная схема разрушения для фундамента оболочки без и с усиленным одинарным армирующим слоем, a / B  = 0,50.

Применяя эту терминологию к испытанному основанию-оболочке на армированном песке, можно сделать вывод, что наличие такого армированного слоя под основанием-оболочкой вызывает постепенное уплотнение ограниченного грунтового основания и действует как улучшенная зона.Зона между оболочкой и арматурой может постепенно уплотняться на этапах нагружения и ведет себя как встроенный блок или единое целое (как указано в виде уплотненного треугольника или клина, как показано на рисунке a с воображаемой шириной основания B в соответствии с передачей нагрузки механизм). В результате разрушение грунта при сдвиге происходит ниже армированного элемента из-за большей деформации армированного слоя при разрушении. Основание оболочки и грунт внутри оболочки, расположенный над арматурой, могут препятствовать эффекту глубокого основания. Это подтверждает, что основание оболочки и ограниченный грунт над арматурой ведут себя как встроенный фундамент или жесткий блок, а разрушение грунта распространяется непосредственно под арматурой, что подтверждается экспериментальными результатами, показанными на рисунках b и c. Этот рисунок продемонстрировал, что плоскости разрушения при сдвиге начинаются и рассеиваются ниже армированного слоя.

Необходимо отметить, что не только форма фундамента и плотность грунта, но и другие определяющие факторы, упомянутые выше, влияют на модификацию картины индуцированного разрушения.Например, увеличение глубины заделки может значительно увеличить эффективную нагрузку на арматуру, в результате чего увеличивается несущая способность и изменяется механизм разрушения. Кроме того, воображаемая ширина основания оболочки на поверхности армированного слоя может играть важную роль в изменении плоскости разрушения ( B ). Увеличение ширины оболочки увеличило мнимую ширину, следовательно, увеличилась несущая способность. Поверхности разрушения или плоскости сдвига имели место в нижней части армированного слоя (с).На этом рисунке показан механизм передачи нагрузки и концентрация напряжения, которая в основном находится под арматурой.

Анализ методом конечных элементов подтверждает и показывает изменение схемы разрушения протестированного фундамента-оболочки.

С другой стороны, для основания оболочки с усилением и без него поверхность разрыва модифицируется, как показано на рисунках a, b и c, и нарушение несущей способности происходит в подошве оболочки. Клин поверхности разрушения фундамента-оболочки глубже, чем у плоского фундамента из-за встроенного эффекта.Можно сделать вывод, что использование фундамента-оболочки можно считать хорошим методом увеличения эффективной глубины фундамента, что ясно видно из рисунков соединения. Таким же образом армированный слой под носком подошвы оболочки также может заметно увеличить эффективную глубину фундамента, а поверхность разрушения возникает непосредственно под армированным слоем. Отмечено, что клин поверхности разрыва для оболочкового фундамента с усилением глубже, чем для других систем.Это связано с тем, что полученный клин грунта внутри оболочки и над армированием больше, чем в основании оболочки без армирования. Это также указывает на то, что армированный фундамент-оболочка имеет более высокую несущую способность, чем другие системы. В то время как при низкой относительной плотности армированное основание оболочки может значительно уменьшить вызванное продавливанием разрушение в виде упругой осадки по сравнению с большой осадкой, вызванной в случае плоского основания.

Численное моделирование

Следующая часть знакомит с проверкой численного анализа по результатам испытаний модели.Результаты, полученные в результате модельных испытаний, были проверены путем проведения численных исследований с использованием метода конечных элементов. Упруго-пластический анализ методом конечных элементов на плоской деформации был выполнен с использованием коммерческой программы PLAXIS [21]. Этот анализ направлен на выявление характера отказа и поведения напряжения системы армированной оболочки. Он также считается хорошим методом для проверки параметров, которые невозможно измерить в лаборатории, например, масштабного эффекта при использовании крупномасштабного фундамента-оболочки.

Почва в этом анализе была смоделирована по критериям разрушения Мора-Кулона. Что является простым и довольно совместимым и согласуется с результатами экспериментальных испытаний по сравнению с другими моделями. Для этого анализа использовались условия простой деформации и треугольные элементы с 6 узлами. Модуль упругости грунта при различной плотности песка был получен из трехосных испытаний.

Элемент фундамента оболочки, используемый в этом исследовании, представляет собой балочный элемент, который считается очень жестким и шероховатым (прочность интерфейса R между была принята равной 0.67, интерфейсы из песчаной стали). Свойства материала балки: упругая нормальная жесткость EA и жесткость на изгиб EI . Принимая во внимание, что E : модуль упругости используемого материала балки, A : площадь поперечного сечения и I : момент инерции модели основания-оболочки. Армированный слой принятой модели был смоделирован как геотекстильный элемент, который определяется осевой горизонтальной жесткостью EA (кН/м) для геотекстильного материала.Элемент виртуального интерфейса с элементом Geotextile был смоделирован перед созданием сетки. В программе моделируются положительные и отрицательные элементы интерфейса с виртуальной толщиной.

Во всех расчетах, описанных в этом исследовании, рассматривается метод управления силами, при котором сосредоточены точечные силы, силы, действующие на геометрическую точку в центре фундаментов-оболочек. Точечные силы на самом деле представляют собой линейные нагрузки, направленные вне плоскости. Входные значения точечных сил задаются в единицах силы на единицу длины (например, кН/м).Значение приложенной точки (система нагрузки А) принимается в соответствии с полученным значением при испытании модели, деленным на ширину основания в плоскости.

Свойства принятого песка, которые были смоделированы и определены в программе: ° и угол дилатансии = 11°). Фундамент-оболочка моделируется как элемент упругой балки и определяется при коэффициенте заделки ( a / B  = 0.75). Основными свойствами основания являются (осевая жесткость, EA = 20,1 кН/м и жесткость на изгиб, EI  = 151 200 кН/м 2 /м).

Проверка конечно-элементного анализа

Сравнение реакции на смещение нагрузки было рассчитано с использованием конечно-элементного анализа и результатов, полученных в результате соответствующих модельных испытаний для фундамента-оболочки с усилением и плоского фундамента, как показано на рис. Расчеты методом конечных элементов умеренно точны для расчетных значений предельных нагрузок.Результаты конечных элементов близки к результатам лабораторных тестовых моделей и согласуются с теми же тенденциями.

Кривые установления нагрузки для испытаний модели и численные результаты в плотном состоянии, ϕ  = 41°.

Результаты конечно-элементного анализа подтверждают экспериментальное значение. Однако есть небольшая разница между результатами анализа методом конечных элементов и результатами, полученными в результате модельного теста. Эта разница обусловлена ​​простыми условиями деформации и эффектом масштаба в дополнение к условиям окружающей среды в лаборатории.

Численные результаты

Результаты конечно-элементного анализа и его результаты показаны в a–g для различных вариантов фундамента: плоского, безармированного и с армированием. Общий вектор смещения, полученный в результате анализа, показан на (a–c) при соответствующей предельной несущей способности основания. Можно видеть, что оболочка и армирование могут значительно изменить направление деформации по сравнению с плоскими случаями (а), тогда как деформация и движение частиц грунта для плоского основания происходят в основном под основанием, и наблюдается тривиальная восходящая деформация/вспучивание вдоль стороны плоского основания, как ясно показано, а наличие оболочки приводит к тому, что почва значительно вздымается вдоль каждой стороны оболочки (b). Кроме того, армирование может ограничивать и уменьшать деформацию грунта, как показано на c. Как правило, сравнение плоского фундамента и фундамента-оболочки показывает, что поверхность разрыва для фундамента-оболочки глубже, чем у плоского ленточного типа. Это также подтверждает характер отказов системы, как показано в работе Abd-Al-Rhman [6], и согласуется с ней.

Отклики нормального и оболочечного фундамента с армированием и без него ( a / B  = 0,75 и ϕ  = 41°).

Кроме того, при разрушении происходит прогрессирующее уплотнение. Следовательно, грунтовый клин внутри оболочки, расположенный непосредственно над армирующим элементом, ведет себя как единое целое и оседает одновременно, как это рассматривается в п. Это показывает, что векторы смещения распределяются непосредственно под армированием и распространяются на глубину, равную 0,5B, что подтверждает наличие заложенного блока.

С другой стороны, деформации сдвига, связанные с разрушением, показаны на (d–f) для различных типов фундамента. Распределение экстремальных деформаций сдвига представлено в заштрихованной области, где красная заливка относится к максимальным деформациям. Замечено, что для плоского основания максимальные деформации или зоны сильного сдвига находятся непосредственно под основанием на глубине, равной В, и отчетливо уменьшаются как на меньшей глубине, так и по горизонтали на соседних сторонах основания (г). В то время как для испытанного основания-оболочки без армирования максимальные деформации (зоны высокого сдвига) возникают на краю основания-оболочки и уменьшаются на меньшей глубине грунта.Он также продлевается на расстояние, равное 2B, как показано в e. Это еще раз подтверждает, что оболочка может значительно сделать поверхность разрушения глубже, чем это плоское основание, тогда как наличие арматуры под основанием оболочки изменяет результирующие экстремальные деформации. Максимальные деформации сдвига обнаруживаются только в носке оболочки и распространяются на расстояние, равное 0,5B, вдоль сторон оболочки, как четко показано красным штрихом f. Это относится к эффективности оболочки и армирования в изменении распределения деформации.Это также оправдывает влияние усиления на изменение плоскости отказа. Замечено, что разрушение грунта при сдвиге происходит под арматурой непосредственно под блоком фундамента оболочки, который действует как закладной фундамент. Этот фундаментный блок одновременно оседает и передает напряжение под арматуру, как показано на рис. f. Это показало, что максимальные деформации сдвига возникают ниже блока армированного грунта. Таким образом, g подтвердил и обосновал возникновение разрушения грунта при сдвиге в нижней части армированного элемента.На этом рисунке видно, что точки пластичности и отсечки напряжения находятся в основном в ограниченной зоне и распространяются на глубину ниже арматуры. Это подтверждает и подтверждает, что разрушение грунта при сдвиге изменяется и становится отличным от основания оболочки без армирования. Это также подтверждает результаты, полученные и ожидаемые ранее, представленные в .

Для изучения влияния фундамента-оболочки и наличия арматуры значения контактного давления под фундаментом-оболочкой с армированием и без него были численно извлечены из выходных данных программы при различной плотности грунтового основания и глубине заложения ( a / В ).Эти значения были определены на глубине, равной расстоянию ( a /2) ниже осевой линии оболочки и в ограниченной области по бокам оболочки.

Как правило, можно заметить, что контактное давление при разрушении увеличивается с увеличением глубины заделки оболочки, как показано на рис. Увеличение глубины заделки оболочки обеспечило большее удержание более плотного состояния песка, поскольку угол сопротивления сдвигу увеличивается, а контактное давление при разрушении увеличивается. Сравнение фундамента-оболочки с армированием и без армирования показывает, что армирование обладало более тесным давлением, как показано на соответствующем рисунке, в то время как значения контактного давления плоского основания на той же глубине под цоколем были меньше, чем у корпусов-оболочек. .

Изменение контактного давления с отношением a / B для фундамента-оболочки с усилением и без усиления ниже центра оболочки на глубине a /2, полученное в результате численного анализа.

Масштабный эффект

Как и во всех мелкомасштабных модельных испытаниях, особенно на песке, необходимо учитывать масштабный эффект. Есть несколько важных факторов, которые делают недействительным использование мелкомасштабных моделей, которые были построены на песке и протестированы при 1 г.Работа, описанная в этом исследовании, была выполнена на мелкомасштабных физических моделях весом 1 г. Для таких мелкомасштабных моделей важными факторами, которые необходимо учитывать, являются размер частиц грунта, методы строительства, граничные условия, особенности сопряжения грунт-армирование, жесткость армирования и дилатансия при низком напряжении. Kusakabe [22] обобщил данные испытаний и указал, что влияние размера частиц на несущую способность основания становится менее заметным при соотношении ( D 50 / B ), которое меньше 1/100. Следовательно, влияние размера частиц в этом исследовании должно быть меньше, поскольку отношение D 50 / B , используемое в модели, равно 0,0092. Согласно Брансби и Смиту [23], при гладких боковых стенках и относительно широком резервуаре боковое трение и граничные условия не оказывают существенного влияния на результаты модели в уменьшенном масштабе. Следовательно, внутренние стенки контейнера гладко отполированы, чтобы максимально уменьшить трение с песком. Кроме того, для пренебрежения влиянием граничных условий длина резервуара была принята равной 6-кратной ширине основания, а толщина слоя грунта — 7-кратной ширине основания [24, 25].Кроме того, для придания надлежащей жесткости модельному баку и предотвращения бокового смещения стенок контейнера его боковые стороны и верх были усилены вставными стальными уголками. Методы конструирования, использованные для построения макета модели в лаборатории, были аналогичны полевым требованиям.

Эффект масштаба и валидация использования такого армирования с мелкомасштабной моделью фундамента оболочки были обеспечены и сопоставлены с результатами лабораторной модели фундамента, представленными ранее.

Эта часть исследования направлена ​​на изучение масштабного эффекта принятого оболочечного фундамента на армированные грунты с использованием анализа конечных элементов, как указано DeMerchant et al.[26] и Чен и Абу-Фарсах [27]. Модель конечных элементов была сначала проверена результатами лабораторных испытаний модели фундамента, как представлено в , а затем была использована для численного исследования реакции нагрузки на осадку фундаментов различных больших размеров и глубины заделки ( a / B ) на армированных грунтовые основания. В этом исследовании принятая ширина основания оболочки составляет 2 м, а коэффициент заделки варьируется и принимается, как указано в этом исследовании. Результаты крупномасштабных модельных оболочек оснований сравнивались с модельными испытаниями в безразмерном виде.Было получено улучшение предельной несущей способности фундамента-оболочки как для малого, так и для большого фундамента по сравнению с плоским фундаментом. Соотношения нагрузки для основания оболочки на армированном песке были определены при различной глубине заделки ( a / B ). Коэффициент нагрузки можно получить из следующего выражения ( Lr  =  Q ultR / Q ultF ), где Qi ultR  – предельная несущая способность 19 Q0016 ultR на армированном песчаном основании ultF – это предельная несущая способность плоского фундамента без усиления.показывает изменение коэффициента нагрузки в зависимости от коэффициента заглубления как для модельного, так и для аналитического крупномасштабного основания оболочки в плотном состоянии. Было замечено, что численные результаты натурных оболочек на армированном песке согласуются с результатами модельных лабораторных испытаний и имеют ту же тенденцию. Но есть небольшое расхождение в результатах около 7%. Как видно на этом рисунке, значения численного анализа (полномасштабные) близки к значениям лабораторных тестовых моделей, что подтверждает результаты, полученные в обоих исследованиях.Конечно, небольшие различия между экспериментальными (маленькая модель) и числовыми значениями (полномасштабные) связаны с ошибками и условиями окружающей среды в лаборатории. В дополнение к изменению уровня напряжения, которое применялось к армированному элементу как в модельном испытании, так и в программе, можно сделать вывод, что текущие результаты модельных испытаний могут подтвердить полномасштабный фундамент, представленный DeMerchant et al. [26] и Чен и Абу-Фарсах [27].

Сравнение повышения несущей способности основания-оболочки на армированное земляное полотно для модельных испытаний и теоретического анализа основания-оболочки большого масштаба.

Выводы

В настоящей статье геотехнические характеристики фундамента-оболочки с однослойным армированием и без него были экспериментально исследованы и сравнены с плоским основанием. Следующие основные выводы представлены, насколько это возможно, в количественной форме. Несмотря на то, что приведенные таким образом значения относятся к конкретным данным, использованным в анализе, их можно рассматривать как показатель общей тенденции этих результатов.

  • 1.

    Грунтовый клин между оболочкой и грунтом над арматурой эффективно блокируется, достигается уплотнение грунтового основания, в результате увеличивается несущая способность основания и уменьшается осадка.

  • 2.

    Было установлено, что несущая способность основания-оболочки на армированном плотном земляном полотне увеличивается примерно в 2,5 раза по сравнению с плоским основанием при увеличении отношения глубины заделки a / B с 0,40 до 0,50, и увеличилась в 2,9 раза при увеличении коэффициента глубины заделки с 0,5 до 0,75.

  • 3.

    Достигнуто улучшение несущей способности фундамента-оболочки на армированном рыхлом земляном полотне до 2.80-кратное плоское основание при коэффициенте глубины анкеровки 0,75.

  • 4.

    Увеличение угла сопротивления сдвигу земляного полотна с 31° до 41° для армированного оболочкового основания снижает коэффициент осадки плоского типа на 200–230 % по сравнению с плоским основанием при а / В  = 0,75.

  • 5.

    Коэффициент осадки фундамента-оболочки на армированном рыхлом земляном полотне снижен на 200% по сравнению с плоским фундаментом при соотношении глубин заделки a / B  = 0. 75 и уменьшен на 230% для плотного состояния.

  • 6.

    Эффективность оболочки резко снижается при уменьшении угла сдвига, а значения эффективности оболочки увеличиваются с увеличением глубины заделки оболочки.

  • 7.

    Эффективность оболочки значительно возрастает при испытаниях, проведенных с опорой-оболочкой на армированном грунтовом основании, по сравнению с опорой-оболочкой без усиления.

  • 8.

    Наличие армированного слоя под носком обечайки существенно изменяет нарушение несущей способности.Клин поверхности разрыва для оболочкового фундамента с армирующим слоем глубже, чем у плоского и оболочкового без армирования.

  • 9.

    Анализ методом конечных элементов был подтвержден результатами модельных испытаний и идентифицировал схемы разрушения для основания оболочки с усилением и без него.

  • 10.

    Рекомендуется для будущей работы, чтобы обеспечить результаты по крупномасштабному размеру фундамента в полевых условиях, чтобы сделать общие и всеобъемлющие выводы на основе этой рукописи.

Конфликт интересов

Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Соблюдение этических требований

Эта статья не содержит исследований с участием людей или животных.

Сноски

Экспертная оценка под ответственностью Каирского университета.

Литература

1. Курьян Н.П. Экономичность гиперболических параболоидных фундаментов-оболочек. Геотех Инж. 1977; 8: 53–59. [Google Академия]

2.Фарид А., Давуд Р.Х. Цилиндрические оболочки на упругом основании. Всемирный конгресс, оболочки и пространственные конструкции. Мадрид, Испания; 1979, 1(3). п. 33–46.

3. Паливал Д.Н., Рай Р.Н. Неглубокая сферическая оболочка на фундаменте Пастернака, подвергнутая воздействию повышенной температуры. J Тонкостенная конструкция. 1986; 5 (1): 343–349. [Google Академия]4. Паливал Д.Н., Синха С.Н. Статическое и динамическое поведение пологих сферических оболочек на основании Винклера. J Тонкостенная конструкция. 1986;4(2):411–422. [Google Академия]5. Мелерски Э. Тонкостенный фундамент, опирающийся на стохастический грунт.J Struct Eng ASCE. 1988;114(8):2692–2709. [Google Scholar]

6. Абдель-Рахман М. Геотехнические характеристики фундаментов-оболочек. Кандидатская диссертация. Департамент гражданского строительства, Университет Конкордия, Монреаль, Канада; 1996.

7. Абдель-Рахман М., Ханна А.М. Предельная несущая способность треугольных фундаментов-оболочек на песке. J Geotech Eng ASCE. 1990;116(2):851–1863. [Google Академия]8. Махарадж Д.К. Конечно-элементный анализ фундамента с конической оболочкой. Electron J Geotech Eng – EJGE. 1990; 348: 500–516. [Google Академия]9.Хуат Б., Мохамед А. Исследование методом конечных элементов с использованием кода КЭ Plaxis геотехнического поведения фундамента-оболочки. J Компьютерные науки. 2006;2(1):104–108. [Google Академия] 10. Кентаро Ю., Андриа В., Мизуки Х. Несущая способность и механизм разрушения различных типов фундаментов на песке. J Почва найдена. 2009;49(4):305–314. [Google Академия] 11. Лата Г.М., Сомванши А. Несущая способность квадратных фундаментов на песке, армированном геосинтетикой. Геотекст 2009;27(2):81–294. [Google Академия] 12. Патра К., Дас Б., Аталар С. Несущая способность закладного ленточного фундамента на песке, армированном георешеткой. Геомембрана J Geotex. 2010;23(1):454–462. [Google Академия] 13. Шалиграм П.С. Поведение треугольного ленточного фундамента-оболочки на геоармированном слоистом песке. Int J Adv Eng Tech IHEAT. 2011;2(1):192–196. [Google Scholar]

14. Йоскими Ю., Тохано И. Статистическая значимость относительной плотности. Оценка относительной плотности и ее роль в геотехнических проектах с использованием несвязных грунтов: ASTM STP523-EB.7744-1, Лос-Анджелес; 25–30 июня 1972 г.п. 74–84.

15. Андровес КЗ. Изменение поведения почвы включениями. Конференция по землеустройству, Париж; 1978. с. 234–45.

16. Абдель-Баки С., Раймонд Г.П. Улучшение несущей способности основания за счет однослойного армирования, В: Материалы конференции по геосинтетике в Ванкувере; 1994. с. 356–67.

17. Абу-Фарсах М., Чен К., Шарма Р. Экспериментальная оценка поведения фундаментов на геосинтетически армированном песке. Почва найдена. 2013;53(2):335–348.[Google Академия] 18. Ханна А., Абдель-Рахман М. Экспериментальное исследование фундаментов-оболочек на сухом песке. Cand Geotech J. 1998; 35:847–857. [Google Академия] 19. Яхмамото К., Кусуда К. Механизмы разрушения и несущая способность армированного фундамента. Геотекс геомембрана. 2001;19(3):127–162. [Google Академия] 20. Михаловски Р.Л., Ши Л. Модели деформации армированного песка фундамента при разрушении. J Geotech Geonviron Eng. 2003;129(3):439–449. [Google Scholar]

21. Брингкгрев Р.Б., Вермеер П.А. Код конечных элементов Plaxis для анализа почвы и горных пород.Версия 7 Plaxis B.V., Нидерланды; 1998.

22. Кусакабе О. Основы. В: Тейлор Р.Н., редактор. Геотехническая центрифужная технология. Блэки академический и профессиональный; Лондон: 1995. Глава 6. [Google Scholar]23. Брансби П.Л., Смит И.А.А. Боковое трение в модельных экспериментах с подпорной стенкой. J Geotech Eng, ASCE. 1975; GT7: 615–632. [Google Scholar]

24. Абдель-Баки С., Рэймонд Г.П. Армирование грунта для мелкозаглубленного фундамента. В: Материалы 2-й инженерно-геологической конференции, Каир; 1993.п. 488–99.

25. Раймонд Г.П. Армированный гранулированный грунт для улучшения грунта, поддерживающего гусеницу. Специальное издание ASCE Geotech. 1992;30(2):1104–1115. [Google Академия] 26. ДеМерчант М., Валсангкар А., Шривер А. Испытания плитой под нагрузкой на легком заполнителе из расширенного сланца, армированного георешеткой. Геотекс геомембрана. 2002;20(3):173–190. Дата онлайн-публикации: 1 июня 2002 г. [Google Академия] 27. Чен К., Абу-Фарсах М. Численный анализ для изучения влияния масштаба мелкозаглубленного фундамента на армированные грунты. Гео-Границы.2011: 595–604. [Google Scholar]

Понимание бетонного покрытия

В строительстве, будь то мосты, опоры или жилые дома, мы используем бетон для вертикальных или горизонтальных элементов, и особенно при строительстве высотного здания используются огромные объемы бетона. Когда вы говорили о бетоне, то наиболее важной частью является бетонное покрытие, другой важный задействованный материал — «Стальная арматура ».

Когда эти два важных материала согнутся вместе, вам нужно начать проверку бетонного покрытия для различных бетонных элементов, которые будут отлиты в вашем проекте.

Бетонное покрытие способствует целостности и устойчивости здания. Если это не будет сделано хорошо, это также может привести к разрушению здания и снижению прочности конструкции. При сооружении свайных фундаментов и/или фундаментов для фундаментных балок и плит на уровне грунта необходимо соблюдать бетонные покрытия, потому что эти типы бетонных элементов подвержены атмосферным воздействиям и, скорее всего, испытают подъемное давление воды под землей. .

 

 

Особый интерес здесь представляют те районы, где проекты расположены у моря, такие как Burj Al Arab в Дубае, мост Золотые Ворота, Сиднейский оперный театр в Австралии. Подобные проекты строятся недалеко от берега моря, где уровень грунтовых вод находится почти на одном уровне с землей. Есть еще много чего, что мы не упомянули здесь — вы называете это. — но, скорее всего, во всех этих проектах применены самые высокие стандарты качества, особенно в отношении бетонного покрытия , о котором мы говорим.

Вам важно знать и помнить бетонное покрытие, которое Вы должны использовать в своем проекте. Вот различные бетонные покрытия, которые мы использовали, и вы тоже можете их использовать.

1. Бетонные покрытия

Бетонный элемент Сформированный Подверженный воздействию погодных условий Сформированный Неподверженный воздействию погодных условий Не сформованный Залитый на землю
Фундамент
Сваи
Наконечник свай
50 мм 40 мм 75 мм
Анкерная балка 40 мм ВЕРХ
40 мм НИЖНЯЯ
25 мм ВЕРХ
40 мм НИЖНЯЯ

Плиты на грунте 40 мм ВЕРХ
40 мм НИЖНЯЯ
25 мм ВЕРХ
40 мм НИЖНЯЯ

Подвесная плита 40 мм 25 мм ВЕРХ, НИЗ И БОКОВЫЕ СТОРОНЫ
Балка 40 мм 40 мм
Стены 50 мм 40 мм
Стойка 50 мм 40 мм

2.

Избегайте коррозии стальной арматуры

Первая причина, по которой нам нужно бетонное покрытие, это защита от коррозии. Во время его пребывания внутри бетона не должно быть воды, которая может проникнуть в бетон и достичь стальной арматуры или арматурного стержня. Сталь должна быть надежно защищена от проникновения влаги и кислорода, которые могут вызвать коррозию. потому что коррозия может привести к выходу из строя конструкции и сокращению срока ее службы. Бетонные здания могут иметь срок службы от 50 до 100 лет, прежде чем они станут непригодными для использования, а несоблюдение требований к бетонному покрытию может сократить срок службы вашего здания.

3. Действия по уходу за бетонным покрытием

 

 

Когда вы проверяете фундамент, плитный фундамент, плиту на уровне земли или любой другой элемент, для которого вы заливаете бетон, убедитесь, что бетонное покрытие сохраняется. Возможно, вы захотите использовать готовые бетонные прокладки, чтобы разместить их непосредственно на дне или сбоку стальной арматуры, как обычно может предложить муниципальный инженер. Готовая распорка — хорошая идея для вашего бетонного покрытия.Он будет доступен в двух типах: пластиковая прокладка и бетонная прокладка .

Для боковых опалубок предпочтительнее использовать пластиковую прокладку, а для нижней прокладки предпочтительнее использовать бетонную прокладку.

4. Зачем нужно бетонное покрытие толщиной 75 мм в нижней части фундамента?

Вы всегда видите покрытие толщиной 75 мм в нижней части фундамента, матового фундамента, плотного фундамента и свай, так что это может быть вашим вопросом. С практической точки зрения нам необходимо утолщать покрытие в этой области фундамента , потому что эта область подвержена высокому подъемному давлению.Всегда есть подъемное давление воды, когда вода пытается поднять фундамент, особенно когда проект имеет глубокий фундамент. Чем глубже фундамент, тем выше подъемное давление.

 

 

Это ничем не отличается от человека, носящего более толстую обувь, это предотвращает попадание гвоздя в подошву его ноги, вызывая рану. То же самое и с фундаментом с более толстым нижним покрытием.

Кроме того, мы не можем предотвратить появление трещины в бетоне в этой части фундамента, поэтому толщина покрытия 75 мм соответствует ширине трещины .

Итак, чтобы предотвратить попадание воды на стальную арматуру днища, мы должны поставить более толстое бетонное покрытие, например, 75 мм.

Инженер по качеству должен знать как проверить фундамент перед заливкой бетона . Вы не должны упускать из виду эту часть осмотра, потому что фундамент играет жизненно важную роль в переносе всех нагрузок от надстройки.

5. Зачем нужна крышка толщиной 25 мм на верхней части бетонной плиты?

Опять же, это может быть ваш вопрос.Эта часть плиты отличается от нижней части, которую мы описали в предыдущем подразделе. Наверху нет подъемного давления, а при нисходящем действии тоже нет давления воды, поэтому мы можем значительно уменьшить покрытие там.

Для ясности, фактическая толщина покрытия после завершения отделки пола составляет 118 мм, что намного толще, чем покрытие нижней части фундамента.

6. Зачем нужна крышка толщиной 50 мм на открытой колонке?

Колонна, подвергающаяся воздействию погодных условий, часто испытывает давление воды и окисление, что является наиболее распространенной причиной выхода из строя стальной арматуры.Если сталь подвергается окислению, колонна определенно прослужит всего несколько лет после постройки.

То же самое и с водой. Когда дождевая вода проникает в бетонное ядро, стальная арматура будет реагировать и снова наступит окисление, которое вызовет коррозию.

7. Откуда начинаются размеры бетонного покрытия?

Иногда бывает непонятно, откуда начинаются обложки. Это от центра основного стержня или от центра стремян? Вот правда.Крышка должна начинаться с внешней стороны стремян в сторону форм.

Итак, когда вы будете проверять какой-либо бетонный элемент , для которого вы будете заливать бетон, просто помните об этом посте. Ты все еще можешь вернуться сюда, если забудешь.

Бетонное покрытие играет важную роль в строительстве любых бетонных конструкций. Не принимайте это как должное, потому что, если вы сделаете это, ваш проект скоро станет провальным. Как инженер по качеству, вы всегда должны проверять, наблюдать и наблюдать за тем, что происходит в текущем проекте, особенно в этом случае.

Какие бетонные покрытия вы используете чаще всего? Вы используете такое же бетонное покрытие, как указано выше? Поделитесь своими мыслями в поле для комментариев ниже.

Что такое бетонное покрытие?

Материал, состоящий из бетона (той же прочности, что и бетонный элемент, в который он встроен), который имеет различные размеры в зависимости от бетонного элемента, в котором он находится. Размеры варьируются от 25 мм до 75 мм.

Зачем нужно бетонное покрытие толщиной 75 мм в нижней части фундамента?

С практической точки зрения нам необходимо утолщать покрытие в этой области фундамента, потому что эта область подвержена высокому подъемному давлению.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*

*

*