Фундаменты многоэтажных зданий

Монтаж сборных фундаментов и проверка правильности их установки не отличаются от таких же процессов при устройстве фундаментов одноэтажных зданий, за исключением некоторых деталей. Фундаментные блоки устанавливают стреловыми или башенными кранами с бермы котлована или стреловыми кранами со дна котлована, преимущественно с транспортных средств.
В многоэтажных зданиях с подвалами колонны устанавливают не в стаканы фундаментов, а на подколонники, замоноличенные в фундаментах. Высоту подколенников назначают с таким расчетом, чтобы колонны подвала имели такое же превышение над уровнем его перекрытия, как колонны наземных этажей над уровнем междуэтажных перекрытий, т. е. на 60—70 см. Такое превышение удобно для сварки и заделки стыков колонн. Подколонники устанавливают и замоноличивают в стаканах фундаментов так, чтобы их верхние грани (оголовки) были на одной отметке, т. е. в одной горизонтальной плоскости.
Монтаж конструкций наземной части включает в себя установку колонн или рам, ригелей, плит перекрытий и покрытия, панелей стен, выверку элементов, сварку и заделку стыков.
Поэтажный монтаж элементов выполняют башенным краном в основном по комплексному методу, т. е. монтируют элементы всех видов одной ячейки, затем элементы всех видов второй ячейки и т. д.

19Любое здание состоит из взаимосвязанных между собой архитектурно-конструктивных элементов. Эти элементы подразделяются на несущие и ограждающие.
Несущие элементы воспринимают все нагрузки, возникающие в здании (собственную силу тяжести, нагрузки от оборудования, людей, готовой продукции).
Ограждающие элементы предназначены для защиты внутренних объемов здания от атмосферных воздействий (снега, дождя, ветра, солнца), а также для изоляции одного помещения от другого.
К ограждающим конструкциям относятся наружные и внутренние стены, перекрытия и перегородки, заполнения дверных и оконных проемов. Стены и перекрытия могут выполнять совмещенные функции несущих и ограждающих конструкций.
Основными архитектурно-конструктивными элементами зданий являются: фундаменты, стены, перекрытия и покрытия, кровля, окна, двери, перегородки и др.
Фундамент — это часть здания, через которую все нагрузки от здания и действующей на него силы (снега, ветра) передаются на основание.
По конструкции фундаменты бывают ленточные, столбчатые, сплошные и свайные. Ленточные фундаменты выполняют в виде непрерывной ленты из монолитных или сборных элементов.
Сборные элементы фундаментов изготавливают в виде блоков-подушек и стеновых блоков. Укладывают их на выровненную поверхность грунта или на подготовку из песка, щебня или бетона. Стеновые блоки устанавливаются на блоки-подушки на цементном растворе.
Столбчатые фундаменты применяют под отдельно стоящие опоры (колонны) в каркасных зданиях или под стены. Во втором случае стены опираются на фундаментные балки.
В зависимости от способа и технологии возведения фундаменты проектируются сборными или монолитными.
Сборные фундаменты состоят из одного железобетонного блока стаканного типа или из железобетонного блока-стакана и опорной плиты (или нескольких плит) под ним. В верхней части фундамента стаканного типа есть гнездо для заделки низа колонны. Верх фундаментов, как правило, располагают на 150 мм ниже отметки покрытия пола, что позволяет выполнять засыпку котлована и бетонную подготовку до монтажа колонн.
Сплошные фундаменты устраивают в виде массивной, монолитной сплошной или ребристой плиты под всем зданием. Такие фундаменты применяют при больших нагрузках, а также при слабых или неоднородных грунтах.
Свайные фундаменты устраивают под зданием или сооружением различного назначения, при строительстве на слабых грунтах или для передачи больших нагрузок. Основными элементами свайных фундаментов являются сваи и ростверки. Сваи бывают забивные или набивные.
Забивные сваи — это готовые элементы, изготовленные на заводах, их погружают в грунт сваебойными агрегатами.

20.Типы зданий и основные требования к ним.

По своему назначению здания отличаются разнообразием. Однако все их можно разделить на три большие группы:

гражданские — жилые дома, больницы, театры, учебные заведения, учреждения и др.;

промышленные — фабрики, заводы, гаражи, здания электростанций и др.;

сельскохозяйственные — животноводческие постройки, склады продукции и инвентаря и др.

По материалу стен здания бывают каменными, кирпичными, бетонными, железобетонными, деревянными и т. п., а по этажности — одноэтажными, многоэтажными и смешанной этажности. Различают также отапливаемые и неотапливаемые здания.

Всякое здание должно удовлетворять следующим основным требованиям: иметь надлежащие эксплуатационные качества и срок службы, быть экономичным в строительстве и эксплуатации.
Эксплуатационные качества зданий характеризуются составом помещений, их площадью, объемом, качеством внутренней отделки и оснащенностью техническим оборудованием (отопительным, вентиляционным, осветительным и т. п.).

Срок службы зданий зависит от их прочности, жесткости и капитальности. Под прочностью и жесткостью понимается способность здания или его конструкций воспринимать, не разрушаясь и не деформируясь более допустимого предела, действующие на них нагрузки: постоянные (от собственного веса, веса стационарного оборудования) и временные (от веса людей, мебели, подвижного оборудования, снега, давления ветра и т. п.). При недостаточной прочности и жесткости конструкций здание может частично или полностью разрушиться и стать непригодным к технической эксплуатации здания.

Капитальность зданий определяется степенью долговечности и огнестойкости материалов, а также конструкций, из которых эти здания воздвигнуты. Например, из двух однотипных и одинаково прочных зданий — деревянного и железобетонного — первое менее капитально, потому что дерево как строительный материал уступает железобетону по долговечности: оно при прочих равных условиях быстрее разрушается от атмосферных и других воздействий. Кроме того, деревянные конструкции уступают железобетонным и по огнестойкости.

Таким образом, срок службы менее капитальных зданий короче, чем зданий, обладающих высокой степенью капитальности. К наиболее долговечным, огнестойким, а следовательно и капитальным, относятся здания и сооружения с железобетонными конструкциями.

Огнестойкость здания характеризуется группами возгораемости и пределами огнестойкости его конструкций. Конструкции зданий по возгораемости зависят от материалов, из которых они выполнены, и делятся на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

Предел огнестойкости измеряется отрезком времени, в течение которого данная конструкция или элемент здания (стена, опора перекрытия, балка и т. п.) сопротивляется воздействию огня до момента их обрушения или разрушения.

В зависимости от групп возгораемости и пределов огнестойкости основных конструкций все здания согласно Строительным нормам и правилам делятся на пять степеней огнестойкости. Наиболее огнестойкими являются здания степени.

Экономичность здания определяется величиной материальных, денежных и трудовых затрат на 1 м3 объема или 1 м2 полезной площади при его строительстве, содержании и ремонте в период эксплуатации. Чем меньше эти затраты, тем экономичнее здание.

Соблюдение вышеуказанных требований обеспечивается инженерным расчетом, правильным выбором конструкций и материалов при проектировании зданий, а также ведением строительства по проекту и в соответствии с действующими техническими условиями на производство и приемку строительномонтажных работ.

Нагрузки и воздействия на здания и их конструкции.

Здания в целом и их отдельные части испытывают различные влияния от нагрузок (механических усилий) и воздействий, например от изменения температуры наружного и внутреннего воздуха.

Под влиянием этих нагрузок и воздействий в материалах конструкций зданий возникают внутренние силы, величина которых, приходящаяся на единицу площади (интенсивность внутренних сил), называется напря­жением. Напряжение чаще всего измеряется в кг/см2.

В результате напряжений в материалах и конструкциях могут возникать деформации, т.е. растяжение, сжатие, сдвиг, изгиб, кручение или более сложные деформа­ции.

Деформации могут быть упругими т. е. исчезающими после устранения воздейст­вия, вызвавшего деформа­цию, и пластическими, т. е. остающимися после устране­ния воздействия.

Нагрузка может быть сосредоточенной, когда площадь давления ее мала сравнительно с размером тела. К которому она приложена, и может быть принята за точку, например, нагрузка от человека на пол.

Если площадь давления относительно велика, то нагрузка называется распреде­ленной. Если нагрузка равномерно распределяется по площади, то она называется равномерно распределенной, например, вес слоя воды на водонаполненных плоских покрытиях. Характер приложе­ния нагрузок может быть и другим, например, на стену полвала здания снаружи дав­ление грунта по мере углуб­ления увеличивается и выра­жается в виде треугольника с основанием на уровне пола подвала.

Временное сопротивление или предел прочности мате­риала, представляет собой напряжение в материале при различных видах деформации (растяжение, сжатие, кручение, изгиб), соответствующее максимальному значению нагрузки, и измеряется отношением максимальной нагрузки к площади первоначального сечения образца обычно в кг/см2.

Наибольшие нагрузки и воздействия, не стесняющие и не нарушающие нормальных эксплуатационных условия и в возможных случаях контро­лируемые при эксплуатации и на производстве, называются норматив­ными.

Возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную (большую или меньшую) сторону от их нормативных значений вследствие изменчивости нагрузок или отступлений от условий нормальной эксплуатации учиты­вается коэффициентами перегрузки (n), устанавливаемыми с учетом назна­чения зданий и сооружений и условий их эксплуатации.

Учитываемые расчетом нагрузки, определяемые как произведение нормативных нагрузок на соответствующие коэффициенты перегрузки, назы­ваются расчетными нагрузками

Все нагрузки и воздействия, вызывающие усилия (напряжения) в конструкциях и основаниях сооружений, учитываемые при проектировании, подразделяются на постоянные и временные. К постоянным относятся такие нагрузки и воздействия, которые могут иметь место при строительстве или эксплуатации сооружений постоянно, например: вес постоянных частей здании, вес и давление грунтов, усилия предварительного напряжения, вес проводов на опорах линий электропередачи и антенных устройств сооружений связи и др.

Временными называются такие нагрузки или воздействия, которые в отдельные периоды строительства и эксплуатации сооружения могут отсутствовать.

В зависимости от длительности действия временные нагрузки и воздействия разделяются на:

а)временные длительно действующие, которые могут наблюдаться в пе­риод строительства и эксплуатации сооружения продолжительное время, например: нагрузки в помещениях книгохранилищ и библиотек,
перекрытия складских помещений, вес стационарного оборудования, давление жидкостей и газов в резервуарах и трубопроводах и др.;
б) кратковременно действующие, которые могут наблюдаться в период строительства и эксплуатации сооружения лишь непродолжительное время, например: нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования, световые в ветровые нагрузки, давления волны а льда, температурные кли­матические воздействия и др.;
в) особые, возникновение которых возможно в исключительных случаях, например: сейсмические воздействия в районах, подвергающихся землетря­сениям, давления воды при катастрофических паводках, нагрузки, возни­кающие при разрушении части здания, и др.

По характеру действия нагрузки делятся на статические (меняющиеся постепенно) и динамические (ударные, быстро и периодически изменяющиеся).

Динамические нагрузки и воздействи я на строительные конструкции учитываются в соответствии с указаниями нормативных документов по проектированию и расчету несущих конструкций, подвергающихся динамическим нагрузкам и воздействиям. При отсутствии необходимых для этого данных динамическое влияние на конструкции допускается учитывать путем умножения расчетных нагрузок на коэффициенты динамичности.

Конструктивной системой здания называется совокупность взаимосвязанных конструкций здания, обеспечивающих его прочность, жесткость и устойчивость.

Принятая конструктивная система здания должна обеспечивать прочность, жесткость и устойчивость здания на стадии возведения и в период эксплуатации при действии всех расчетных нагрузок и воздействий. Для полносборных зданий рекомендуется предусматривать меры, предотвращающие прогрессирующее (цепное) разрушение несущих конструкций здания в случае локального разрушения отдельных конструкций при аварийных воздействиях (взрывах бытового газа или других взрывоопасных веществ, пожарах и т.п.)

Обеспечение пространственной жесткости зданий

Здание в целом и отдельные его элементы, подвергающиеся воздействию различных нагрузок, должны обладать:

прочностью, которая определяется способностью здания и его элементов не разрушаться от действия нагрузок;

устойчивостью, обусловленной способностью здания сопротивляться опрокидыванию при действии горизонтальных нагрузок;

пространственной жесткостью, характеризующейся способностью здания и его элементов сохранять первоначальную форму при действии приложенных сил.

Общая устойчивость и пространственная жесткость здания зависят от взаимного сочетания и расположения конструктивных элементов, прочности узлов соединений и т.д.

В зданиях с несущими стенами пространственная жесткость обеспечивается:

внутренними поперечными стенами, в том числе и стенами лестничных клеток, соединяющимися с продольными наружными стенами;

междуэтажными перекрытиями, связывающими стены и расчленяющими их по высоте на ярусы.

В каркасных зданиях пространственная жесткость обеспечивается:

совместной работой колонн, ригелей и перекрытий, образующих геометрически неизменяемую систему;

устройством между стойками каркаса специальных стенок жесткости;

стенами лестничных клеток, лифтовых шахт;

укладкой в перекрытии настилов-распорок;

надежными соединениями узлов.

Указанные конструктивные решения дают лишь общие конструктивные представления о мерах по обеспечению пространственной жесткости здания.