Толщина жб стены: Минимальная толщина бетона для различных строений

Содержание

Минимальная толщина бетона для различных строений

Вопрос. Здравствуйте! Планирую постройку небольшого дачного домика. Не хочется переплачивать за дорогие стройматериалы. Прошу сообщить какая должна быть минимальная толщина бетона? Имеются ввиду: толщина защитного слоя арматуры, толщина несущей стены, толщина отмостки, а также толщина пола в гараже.

Ответ. Добрый день! Толщина минимального слоя бетона определяется требованиями соответствующих нормативных документов. При разработке требований учитывались минимально следующие допустимые параметры конструкции:

  • Прочность на сжатие.
  • Прочность на изгиб.
  • Прочность «на устойчивость».
  • Коэффициент теплопроводности (для бетонных стен).

Рассмотрим минимальные толщины материала в указанном выше порядке.

Толщина бетонной защиты для арматуры

Слой бетонного раствора вокруг армирующего пояса выполняет функцию защиты материала арматурных стержней от атмосферной коррозии и перепадов температуры окружающей среды.

Минимальная толщина материала регламентируется требованиями документа СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», и зависит от вида армирующего пояса (продольный или поперечный) и вида бетонной конструкции. Для простоты восприятия сводим минимально возможную толщину защитного слоя в следующую таблицу:

Вид арматуры

Тип конструкции

Плиты и стены толщинойБалки и ребра высотойКолонныФундаментные балкиФундаменты
ПродольнаяДо 100 ммБолее 100 ммДо 250 ммБолее 250 мм20 мм30 ммСборныеМонолитные
10 мм15 мм10 мм20 мм30 мм35 мм
ПоперечнаяВысота сечения конструкции до 250 ммВысота сечения конструкции более 250 мм
10 мм15  мм

В случаях, когда диаметр армирующего стержня или армирующего каната больше табличных значений, действует следующее правило – толщина защиты не менее одного диаметра стержня (каната) для продольной и для поперечной арматуры.

Минимальная толщина монолитной бетонной несущей стены

Документ СП 52-103-2007 «Железобетонные конструкции зданий» рекомендует минимальную толщину стены – не менее 180 мм. На практике при средней температуре окружающего воздуха в зимний период в конкретной местности: минус 20 градусов Цельсия толщина конструкции должна быть не менее 240-250 мм, при температуре минус 30 градусов Цельсия не менее 340-350 мм и температуре минус 40 градусов Цельсия – 450 мм.

Минимальная толщина отмостки

Отмостка вокруг здания примыкает к цоколю и не испытывает значительных механических нагрузок.  Принимая минимальную толщину, следует ориентироваться на цементации документа «Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций (без предварительного напряжения)». Документ рекомендует минимальную толщину – 40 мм. Практический опыт подтверждает данную рекомендацию.

Минимальная толщина бетонного пола в гараже

Здесь вступают в силу требования СНиП 2.03.13-88 «Строительные Нормы и Правила Полы». В соответствии с требованиями данного документа минимальный слой бетона зависит от интенсивности нагрузки (количества циклов заезда въезда транспортного средства в течение суток). Менее 100 циклов – толщина покрытия не менее 25 мм, 100-200 циклов – толщина покрытия не менее 30 мм, более 200 циклов – толщина покрытия не менее 50 мм.

требования, как правильно рассчитать, размеры для бассейнов, колодцев, подвалов, в каких случаях нужны железобетонные кольца

Основой любого строения являются стены. Они выполняют ограждающую и несущую функции. Для возведения перегородок используются различные материалы.

Один из самых распространенных вариантов – это заливка из бетонной смеси. Способ отличается простотой выполнения и не требует больших финансовых затрат.

Стены при этом получаются прочными, но этот параметр будет напрямую зависеть от их размеров.

Содержание

  • 1 Важность правильного расчета размера
  • 2 Документы, устанавливающие нормы
  • 3 Требования к толщине
    • 3. 1 Тип перегородок из бетона
    • 3.2 Наличие армирования
    • 3.3 Местоположение
    • 3.4 Назначение
    • 3.5 Конструкции перекрытия
    • 3.6 Район строительства
    • 3.7 Тип фундамента
    • 3.8 Тип почвы
    • 3.9 Показатель ГСОП и сопротивление теплопередаче
  • 4 Расчет для одноэтажного дома
  • 5 Дополнительные расчеты
  • 6 Заключение

Важность правильного расчета размера

Размеры стен из бетона – очень важный эксплуатационный параметр. Знания о нужной толщине и высоте помогут построить бетонную конструкцию, которая будет соответствовать всем эксплуатационным нормам и станет надежной на долгие годы. Для расчетов используются нормы ГОСТ и СНиП.

В таблицах нормативных документов приводятся оптимальные данные, которые позволяют с предельной точностью рассчитать сколько бетона понадобится для возведения строения. Причем обеспечивается полная гарантия, что здание получится прочное.

Ведь на надежность конструкции влияют многие факторы. От преобладающих погодных условий до ландшафта. Поэтому при создании бетонного раствора заранее определяют, какие компоненты будут в нем участвовать и какое точное количества каждого ингредиента необходимо.

Для произведения расчетов берут во внимание:

  • целевое назначение конструкции;
  • условия эксплуатации;
  • уровень нагрузки.

Правильный расчет также имеет практическое значение и позволяет проконтролировать проект с финансовой стороны. Ведь возведение стен с лишней толщиной крайне нецелесообразно. На лицо получится перерасход ресурсов.

Документы, устанавливающие нормы

Определить какой класс раствора необходим в конкретных обстоятельствах помогает техническая документация. В ней описаны все требования к бетонным стенам согласно условиям, в которых они будут находиться.

Сведения можно найти в специальных справках СНиП и ГОСТ, которые относятся к бетонным смесям.

Вот самая основная документация, предоставляющая нормативные ссылки о необходимой толщине бетонных стен:

Нормативный документСодержание
ГОСТ 7473-2010Технические условия для бетонных смесей
ГОСТ 31108-2016Строительные цементы
ГОСТ 8267-93Щебень и гравий для строительных работ
ГОСТ 8736-2014Песок для строительных работ
ГОСТ 23732-2011Вода для создания бетонной смеси
ГОСТ 10060-2012Методы определения морозостойкости для бетона
ГОСТ 10180-2012Методы определения прочности для бетона
ГОСТ 10181-2014Методы испытаний бетонных смесей
ГОСТ 18105-2010Правила для контроля и оценки прочности бетона
ГОСТ 24211-2008Добавки для бетона
ГОСТ 27006-86Правила подборки состава бетона
ГОСТ Р 52085-2003Технические условия для опалубки
СНиП 2. 01.07-85О нагрузках и воздействиях
СНиП 2.02.01-83Основания зданий
СНиП 23-02-2003Тепловая защита сооружений
СНиП 3.09.01-85Железобетонные конструкции
СНиП 23-01-99Строительная климатология

Требования к толщине

При разработке технической документации, посвященной требованиям к бетонным стенам, учитывались параметры прочности:

  • на сжатие;
  • при изгибе;
  • на устойчивость.

При этом во внимание брался коэффициент теплопроводимости относительно бетонных стен. Это основные условия для расчетов. Но также необходимо учитывать дополнительные данные.

Тип перегородок из бетона

Толщина монолитной перегородки из бетона будет зависеть от температуры окружающей среды. Как правило, ориентируются на зимнюю пору.

И если морозы на местности не опускаются ниже 20 градусов по Цельсию, то для стены достаточно толщины в 250 мм.

А с каждым десятком градусов к глубине прибавляется еще 100 мм. Так при уличной температуре в -40°С толщина бетонной стены уже должна быть не меньше 450 мм.

Что касается панельных домов, то толщина стен у них зависит от использованной марки плиты. Если для строительства применяли однослойную панель, то ее толщина колеблется от 300 до 350 мм. Многослойная плита имеет стандартную толщину в 380 мм.

Наличие армирования

Как правило, все конструкции из бетона выполняют при участии металлического каркаса. В строительстве это называется армированием. Оно нужно для повышения прочности и надежности сооружения. Стены с арматурой внутри намного крепче, чем залитые из одного раствора.

Но для защиты металлического прута от коррозии и возможных механических воздействий необходима прослойка из бетона:

  • 20 мм в сухих и закрытых помещениях;
  • 25 мм при повышенной влажности;
  • 30 мм на улице;
  • 40 мм на поверхности земли или под ней.

Местоположение

О толщине наружных стен было сказано выше. Стены внутри помещения делятся на несущие, которые помогают распределять нагрузку от плит перекрытия и просто перегородки. В первом случае используют готовые железобетонные конструкции, толщина которых колеблется от 120 до 200 мм.

Простая перегородка имеет стандартную толщину в 80 мм. Если используют самодельную монолитную заливку, то разрешено увеличить размер до 100 мм.

Назначение

Перегородки из бетона возводятся не только в жилых домах. Чаще всего материал используется для строительства технических помещений.

Одно из – погреб, выступающий в роли овощехранилища. При оборудовании подземного помещения в расчет берутся грунтовые воды.

Если они стоят низко и грунт сухой, то достаточно 150 мм для толщины стен. Но при влажной земле размер увеличивается до 250 мм. Иначе, когда при промерзании нагрузка на поверхность увеличится, а стена может не выдержать и разрушиться. Но в обоих случаях обязательно применяется вертикальное армирование.

Подобные расчеты можно применить к возведению бассейна.

Но поскольку сооружение постоянно испытывает повышенную нагрузку из-за находящейся в нем воды, толщина стен не должна быть меньше 200 мм. Делать перегородки толще 250 мм нецелесообразно.

Для колодцев используются специальные железобетонные кольца. Толщина в таких конструкциях колеблется от 70 до 120 мм.

Конструкции перекрытия

Когда необходимо установить перекрытия между этажами, то сделать это можно двумя способами. В первом случае заливаются монолитные полы, которые и выполняют роль перемычки. Толщина плиты должна быть не меньше 150 мм.

Но можно воспользоваться уже готовыми стандартными конструкциями. Пустотелые железобетонные плиты с армированием имеют толщину 90 мм. Этого вполне достаточно для перекрытий между этажами. Поскольку в отличие от самодельной плиты, заводские панели сделаны по всем нормам ГОСТ и СНиП.

Район строительства

Способ возведения стен путем их заливки из бетона разрешен к применению повсеместно. Даже в районах с повышенной сейсмической опасностью. И при строительстве берется во внимание лишь возможная температура окружающей среды. Об изменениях толщины стен при повышении морозов было сказано выше.

Тип фундамента

При заливке ленточного фундамента из бетона нужно принимать во внимание, что его толщина не может быть меньше глубины несущих стен. Но, как правило, размеры основы превышают эти параметры. Поэтому, зная требования к будущим стенам, будет нетрудно залить необходимый фундамент.

Но существует расчетная формула, которая более четко позволяет узнать размеры:

(М+П+С+В)×1,3

Расшифровка обозначений:

  • М – вес всех строительных элементов;
  • П – полезный вес;
  • С – нагрузка от снега;
  • В – сила ветра.

Все точные данные можно найти в СНиП 2.01. 07-85.

Тип почвы

Для успешного строительства необходимо заранее определить тип почвы на участке. Дело в том, не каждый подходит для возведения здания.

Приемлемыми считаются только мало пучащиеся грунты. Поэтому из песчаных почв необходимо отбросить мелкозернистые и пылеватые.

Они крайне непригодные для любого строительства. По этой же причине избегают и торфянистых грунтов.

Показатель ГСОП и сопротивление теплопередаче

Актуальность этого показателя применима только для жилых или офисных помещений. Все действующие параметры градусо-суток отопительного периода, а также сопротивление теплопередаче можно увидеть в развернутых таблицах, изучив СНиП 2-3-79.

Расчет для одноэтажного дома

Чтобы узнать необходимую толщину стен для дома в один этаж, возводимого в Московской области, необходимо применить формулу:

δ = λ × R, где

  1. δ – это толщина,
  2. λ – теплопроводимость,
  3. R – теплосопротивление.

Если брать в расчет, что среднюю температуру воздуха внутри помещения планируется держать в районе +22°С, то необходимо найти таблицу с этими условиями в СНиП и взять оттуда нужные данные.

Так теплопроводимость бетона при влажности в 5% будет 0,147 Вт/м∙°С. А норма теплосопротивления – 3,29 м2°C/Вт.

Сделав простые вычисления, получаем необходимую толщину стен для Московского региона – 0,48 м. Значение округляем в большую сторону.

Неправильно выполненные расчеты приведут к тому, что зимой наружные перегородки будут промерзать. Тем самым увеличатся потери внутреннего тепла. Понадобится дополнительный обогрев и поэтому ежемесячные расходы на энергоносители будут больше.

Дополнительные расчеты

Для определения прочности стен часто необходимо знать их точную высоту, а иногда и длину. Все необходимые параметры можно найти в табличных данных СНиП II-22-81. Но если нужно рассчитать высоту этажа, то ее определяют по формуле:

H = L /(p×w), где:

  • L — расчетная длина между двумя жесткими горизонтальными опорами.
  • P – это коэффициент жесткости узла сопряжения стен с перекрытиями.
  • W – коэффициент перпендикулярного направления.

Точные значения в определенных условиях находится в таблицах СНиП.

Но для понимания расчетов, можно рассмотреть простой пример. Длина участка стены между двумя опорами – 2,8 м. Поскольку узлы в примере жесткие, то первый коэффициент будет равен 0,8. В нормальных условиях значение второго равно единице.

Умножив коэффициенты и разделив длину участка стены на полученный результат, получим – 3,5. Получается, что в этом случае можно возводить стену на высоту в три с половиной метра.

Заключение

Как правило, у каждой строительной технологии есть свои недостатки, а также преимущества. Поэтому всегда подразумевается осознанный выбор. В случае возведения перегородок из бетона налицо несомненная выгода.

Она обосновывается экономией средств при закупке материалов. А также в оплате наемного труда. Ведь услуги профессионального каменщика чрезвычайно дороги. А в случае с бетоном все работы можно выполнить самостоятельно.

Номинальная толщина бетонной стены | АКИ 332-16

Что означает номинальная толщина стенки и системы формовки? Где это можно найти в строительных нормах?

7 декабря 2017 г.

James R. Baty II, F.ACI, F.TCA

Concrete Foundations Association

Рис. толщина стенки при фактической толщине, установленной на уровне 7 5/8 дюйма.

Ассоциация бетонных фундаментов

Вопрос: Мы возводим фундаментную стену жилого дома, используя наш стандартный комплект опалубочной системы для толщины стены 7 5/8 дюйма. Кодекс штата Висконсин (Единый жилищный кодекс) гласит, что номинальная толщина стены может использоваться для применения, однако строительный инспектор оспаривает это, говоря, что нигде в кодексе фактически не определяется номинальная толщина или не говорится, что номинальная бетонная стена 7-5/8 дюйма Инспектор также говорит, что конструкция за стеной 7 5/8 дюйма не выдерживает того же давления грунта, что и неармированная стена. Мы уже давно ставим эти стены, несмотря на то, что инспектор реагировал так, как будто это новинка. Как мы можем предоставить доказательства этого отраслевого стандарта или правильную интерпретацию терминологии?

Ответ: Удивительно, но этот разговор не так уж редок, как может показаться. Кодексы часто не прозрачны, непротиворечивы и полны в табличных или предписывающих ссылках, которые предоставляются подрядчикам, строителям и инженерам для строительства. Исторически это частично связано с объединением трех отдельных типовых кодов в действующий Международный жилой кодекс, что привело к фундаментальной потере базовых уравнений и данных, поддерживающих код, который затем принимается юрисдикциями штатов. Однако саму проблему относительно легко решить на основе текущих общих кодов и более подробных справочных кодов. Чтобы прояснить опасения, связанные с принятием предлагаемого решения, важно взглянуть на действующие строительные нормы и правила.

Единый жилищный кодекс штата Висконсин (UDC) 1 является типичным принятым штатом Международного жилищного кодекса (IRC) 2 , который, как обсуждалось в этой колонке в прошлом, является справочным документом, наиболее часто используемым проектировщиками, подрядчиками и органы по кодированию на всей территории США. Хотя различия в действующей редакции IRC и возможные модификации, применяемые к этому базовому коду, существуют от штата к штату, редко когда когда-либо затрагиваются особенности, связанные с предписывающими критериями фундаментной стены. Специально для УДК в Висконсине, раздел SPS 32.01 Нагрузки и материалы , пункт 3(d) ссылается на ACI 332 3 , нормы по бетону для жилых помещений, обеспечивающие более высокий уровень детализации для бетонных фундаментов, чем общие строительные нормы и правила, требующие места для доставки. Этот код также является частой ссылкой, которую эта колонка использует в качестве обоснования во многих из этих обсуждений. В ACI 332-16 указано:

8.2.1.2 Фундаментные стены, спроектированные по 8.2.1.1, должны удовлетворять следующим условиям:

(a) Минимальная равномерная толщина стены составляет 7,5 дюйма, за исключением минимальной толщины 5,5 дюйма, которая разрешена, если высота стены не превышает 4 фута, а несбалансированная засыпка не превышает 24 дюйма.

Далее в коде предписывающие таблицы определены со ссылкой на минимальную толщину следующим образом:

8.2.1.3.3 Таблицы с 8.2.1.3a по 8.2.1.3j основаны на следующих требованиях к конструкции:

(a) Установленная минимальная фактическая толщина стенки: 7,5, 9,5 и 11,5 дюймов. строительные нормы и правила (IRC), предусматривающие номинальную толщину из-за путаницы на рынке. В таблицах представлены нормативные требования, основанные на применяемом эквивалентном давлении грунта, высоте стены и высоте обратной засыпки как для «гладких» конструкционных бетонных стен, так и на минимальном требуемом горизонтальном расстоянии между структурной арматурой, когда это требуется. Соотношение фактической минимальной толщины стенки, представленное в ACI 332, устанавливает критерии приемлемости для приложений с толщиной стенки от 7,5 дюймов до полных 8 дюймов на основе используемой формовочной системы без изменения значений производительности. Это соответствует как IRC, так и, в данном случае, UDC для Висконсина. IRC заявляет:

R404.1.3.1 Бетонное поперечное сечение. Бетонные стены, построенные в соответствии с настоящими нормами, должны соответствовать формам и минимальным размерам поперечного сечения бетона, требуемым Таблицей R608.3. Другие типы систем опалубки, в результате которых бетонные стены не соответствуют настоящему разделу и Таблице R608.3, должны быть спроектированы в соответствии с ACI 318. к терминологии «номинальный» как:

Номинальная толщина стенки. Фактическая фактическая толщина плоской стены не должна быть более чем на 1/2 дюйма меньше или более чем на 1/4 дюйма больше указанного номинального размера.

Хотя любопытно отметить максимальный допуск фактической толщины стены по сравнению с номинальной, с точки зрения структурной целостности фундаментной стены и ссылки в разделе R404 требуется только связь с минимальной. В УДК штата Висконсин в разделе SPS 321. 18 Foundations говорится:

(2)  Бетонные фундаментные стены. (a)  Общие требования к конструкции. За исключением случаев, предусмотренных в абз. (б) , если расчетом конструкции не проектируется, минимальная толщина бетонных стен фундамента определяется по таблице 321.18-Б, но ни в коем случае толщина стены фундамента не должна быть меньше толщины стены ее поддерживает.

Параграф (b) в этом коде ссылается на 6-дюймовый. допустимая номинальная толщина стенки в любом месте, где несбалансированная засыпка не превышает 12 дюймов. В таблице 321.18-B ниже показано упрощение конструкции стены, предлагаемое этим УДК.

Эта таблица чрезмерно упрощена для условий консолидированного грунта в Висконсине, а также указывает на то, что армирование не требуется или не рассматривается. В УДК не установлено минимальное армирование, горизонтальное или вертикальное. Глядя на IRC 2015 года, пользователь может найти увеличенный объем предписывающей информации, основанной на использовании таблиц с R404. 1.2 (1) по (8) для различных условий. Выдержка из Таблицы R404.1.2(8) объединяет несколько из этих таблиц (с 2) по (4) и как показано здесь.

Легкая ссылка на то, где не требуется вертикальная сталь и где она требуется, можно увидеть в этой сводной таблице. Минимальная прочность бетона для этой предписывающей таблицы составляет 2500 фунтов на квадратный дюйм по сравнению с 3000 фунтов на квадратный дюйм для Висконсинского УДК. Хорошей рекомендацией является также обратиться к предписывающим таблицам стен ACI 332, где в общей сложности представлены десять таблиц с прочностью бетона в диапазоне от 2500 до 4500 фунтов на квадратный дюйм для прочности стальной арматуры на растяжение как 40, так и 60 тысяч фунтов на квадратный дюйм.

Понимание этих документов и соответствующих разделов может установить более доверительные отношения между инспектором и подрядчиком/застройщиком в будущем, а также устранить их как препятствующий аргумент для будущих графиков. Когда строительные нормы и правила упрощены до такой степени, как УДК Висконсина, важно знать как можно больше о более крупных отраслевых справочниках, чтобы более широкая база могла дополнять интерпретации.

Изд. Примечание: Исполнительный директор CFA, Джеймс Бэти, FACI, участвует во многих обсуждениях конструкции и применения кодов для членов Ассоциации, проектировщиков и специалистов по кодированию. Свяжитесь с ним по телефону 866-232-9255 или по электронной почте [email protected] . Документы ACI можно получить, обратившись в CFA или посетив Американский институт бетона ( , www.concrete.org ) и заказав их в книжном магазине.

Каталожные номера:

  1. Единый жилищный кодекс штата Висконсин (SPS 321.18), доступный в Интернете Законодательным собранием штата Висконсин, https://docs.legis.wisconsin.gov/code/index/index/t/uniform_dwelling_code 5 12 0329
    0011 International Residential Code® для домов на одну и две семьи, опубликованный Советом по международным нормам, Inc., 4051 West Flossmoor Road, Country Club Hills, IL 60478-5795 | Телефон 1-888-422-7233 | www.iccsafe.org
  2. Жилищные нормы и правила Требования к конструкционному бетону (ACI 332-14) и Комментарий , опубликованный Американским институтом бетона, 38800 Country Club Drive, Farmington Hills, MI 48331 | Телефон: 248-848-3700 | www. concrete.org. Проекты

    Факторы и соображения, которые должны учитывать подрядчики по бетонированию при укладке бетона в холодную погоду

    Как защитить бетон во время заливки в холодную погоду

    Бетонирование в холодную погоду требует от подрядчиков поддержания минимальной температуры бетона для обеспечения надлежащего набора прочности и отверждения.

    Превратите тусклый серый бетон в произведение искусства: красители Consolideck GemTone Stain Colors

    Плоскошлифовальная машина SG24EM серии M известно для укладки бетона в холодную погоду

    Как защитить бетон во время заливки в холодную погоду

    Бетонирование в холодную погоду требует от подрядчиков поддержания минимальной температуры бетона для обеспечения надлежащего набора прочности и отверждения.

    Concrete Conventions & Tradeshows For 2023

    Краткий список конгрессов, конференций и выставок для бетонной промышленности, которые состоятся в 2023 году. Какие из них вы планируете посетить?

    Электрическая ультрабагги e2500

    Электрическая ультрабагги Toro Прочная конструкция позволяет перевозить до 16 футов3 или 2500 фунтов. материала, что делает его готовым к работе даже с самыми сложными погрузочно-разгрузочными работами.

    Внутреннее отверждение с использованием легкого заполнителя для получения высококачественного бетона

    Преимущества бетона внутреннего отверждения и их преимущества для подрядчиков. Давайте посмотрим на процесс внутреннего отверждения и объясним детали, лежащие в основе его способности максимизировать потенциал бетона.

    Новое решение для сдерживания ливневых вод из бетона компании Northwestern

    В сотрудничестве с компаниями National Precast и Superior Concrete была создана Корпорация по сдерживанию окружающей среды для запуска комплексного решения для сдерживания ливневых вод, доступного на северо-западе США

    Почему полировка подвесных бетонных плит с большей вероятностью разочарует клиентов

    Спецификации полированного бетона основаны на опыте работы с плитами на уровне грунта, поэтому подрядчики должны помочь владельцам проектов понять, как могут отличаться результаты при полировке подвесных плит

    Как Правильно обращайтесь с бетонным раствором

    Правила, регулирующие утилизацию бетонного раствора, образующегося при полировке, резке и шлифовке, могут быть туманными, если не следовать набору рекомендаций.

    ОСНОВЫ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ СТЕН — Массивные бетонные стены

    Автор Ethan Davis

    Целями проектирования фундаментных стен являются:

    • передача нагрузки здания на фундамент или непосредственно на землю;

    • для обеспечения достаточной прочности в сочетании с основанием (при необходимости) для предотвращения дифференциальной осадки;

    • для обеспечения соответствующей устойчивости к напряжениям сдвига и изгиба, возникающим в результате бокового давления грунта;

    • для крепления надземной конструкции, чтобы противостоять ветру или сейсмическим воздействиям;

    • для устройства влагостойкого барьера подземных жилых помещений в соответствии со СНиП; и

    • для изоляции невлагостойких строительных материалов от земли.

    В некоторых случаях каменные или бетонные фундаментные стены содержат номинальное количество стальной арматуры для предотвращения растрескивания. Технические спецификации обычно требуют армирования бетонных или каменных фундаментных стен из-за несколько произвольных ограничений на минимальное соотношение стали и бетона даже для «простых» бетонных стен. Однако стены фундамента жилых домов обычно строятся из неармированного или номинально армированного бетона, кирпичной кладки или обработанной консервантом древесины. Подход к номинальному армированию обеспечил множество пригодных к эксплуатации конструкций. В этом разделе обсуждается вопрос армирования и представлены рациональные подходы к проектированию бетонных и каменных фундаментов жилых домов.

    В большинстве случаев дизайн стен из бетона или бетонной кладки можно выбрать из предписывающих таблиц применимых норм для жилых зданий или Международных норм для одно- и двухквартирных домов. Иногда конкретный проект, применяемый с разумной инженерной оценкой, приводит к более эффективному и экономичному решению, чем то, которое предписано нормами. Проектировщик может решить спроектировать стену как армированную или как сплошную бетонную стену. В следующих разделах подробно описываются методы проектирования для обоих типов стен.

    Бетонные фундаментные стены

    Независимо от выбранного типа бетонной фундаментной стены проектировщику необходимо определить номинальные и учитываемые нагрузки, которые, в свою очередь, определяют тип стены (армированный или неармированный), который может быть подходящим для данного применения. . В домах с легким каркасом конструкция фундаментной стены обычно определяется более низкой комбинацией нагрузок. Осевая нагрузка увеличивает допустимый момент бетонных стен, когда они не имеют значительного эксцентриситета, как это имеет место в типичном жилом строительстве.

    Для дальнейшего упрощения расчетов проектировщик может консервативно предположить, что стена фундамента действует как простая пролетная балка с закрепленными концами, хотя такое допущение приведет к чрезмерному прогнозированию напряжений в стене. В любом случае, модель простого пролета требует, чтобы стена была надлежащим образом поддержана вверху за счет соединения с каркасом пола, а в основании за счет соединения с фундаментом или опорой на плиту цокольного этажа.

    После того, как нагрузки известны, проектировщик может выполнить проверку конструкции на различные напряжения, следуя ACI-318 и содержащимся в нем рекомендациям.

    Из практических соображений проектировщики жилых домов должны учитывать, что бетонные фундаментные стены обычно имеют толщину 6, 8 или 10 дюймов (номинальная). Типичная прочность бетона на сжатие, используемая в жилищном строительстве, составляет 2500 или 3000 фунтов на квадратный дюйм, хотя доступны и другие прочности. Типичный предел текучести арматуры при растяжении составляет 60 000 фунтов на квадратный дюйм (Класс 60) и в первую очередь зависит от предложения на рынке.

    Проектирование простой бетонной стены

    ACI-318 позволяет проектировать простые бетонные стены с некоторыми ограничениями и рекомендует использовать усадочные и изоляционные швы для предотвращения образования трещин; однако это нетипичная практика для стен жилых фундаментов, и температурное и усадочное растрескивание практически неизбежны. Считается, что это оказывает незначительное влияние на структурную целостность жилой стены. Однако растрескивание можно контролировать (свести к минимуму потенциальное расширение трещины) за счет разумного использования горизонтальной арматуры.

    ACI-318 ограничивает толщину гладкой бетонной стены минимум 7-1/2 дюйма; тем не менее, Международный кодекс для домов на одну-две семьи допускает номинальную толщину стен фундамента 6 дюймов, когда высота несбалансированного заполнения меньше установленного максимума. Требование минимальной толщины 7-1/2 дюйма, очевидно, нецелесообразно для короткой бетонной стены ствола, как в фундаменте подполья.

    Должна быть обеспечена достаточная прочность, которая должна быть подтверждена анализом в соответствии с расчетными уравнениями ACI-318 и рекомендациями в этом разделе. В зависимости от нагрузок на грунт анализ должен подтвердить обычную практику возведения фундамента в типичных условиях.

    Проектирование железобетона

    ACI-318 допускает два подхода к проектированию железобетона с некоторыми ограничениями по толщине стенок и минимальным количеством стальной арматуры; однако ACI-318 также позволяет отказаться от этих требований в случае, если структурный анализ демонстрирует достаточную прочность и устойчивость.

    Железобетонные стены следует проектировать с использованием метода расчета прочности. Следующие проверки на сдвиг и комбинированный изгиб и осевую нагрузку определяют, способна ли стена противостоять приложенным нагрузкам.

    Комбинированная допустимая нагрузка на изгиб и осевую нагрузку

    ACI-318 устанавливает требования к армированию бетонных стен. Стены фундамента обычно выдерживают как приложенную осевую нагрузку от вышележащей конструкции, так и приложенную боковую нагрузку грунта от обратной засыпки. Чтобы обеспечить достаточную прочность стены, проектировщик должен сначала определить эффекты гибкости (выпучивание по Эйлеру) в стене. ACI-318 предлагает метод аппроксимации для учета эффекта гибкости стены; однако коэффициент гибкости не должен превышать 100. Коэффициент гибкости определяется в следующем разделе как отношение между длиной без опоры и радиусом вращения. В жилищном строительстве метод аппроксимации, более известный как метод увеличения момента, обычно является адекватным, поскольку коэффициент гибкости стен фундамента обычно составляет менее 100.

    Минимальное армирование бетонной стены

    Фундаментные стены из простого бетона представляют собой пригодные для эксплуатации конструкции, если они правильно спроектированы. Однако, когда армирование используется для обеспечения дополнительной прочности в более тонких стенах или для работы в условиях более высоких нагрузок, испытания показали, что расстояние между горизонтальными и вертикальными армирующими элементами, ограниченное максимум 48 дюймами по центру, приводит к производительности, которая достаточно хорошо согласуется с проектными ожиданиями. (Роллер, 1996).

    ACI-318•22.6.6.5 требует наличия двух стержней № 5 вокруг всех проемов в стене. В качестве альтернативы, более подходящей для жилищного строительства, следует разместить как минимум по одному стержню с каждой стороны проема шириной от 2 до 4 футов, а также по два стержня с каждой стороны и один внизу проема шириной более 4 футов. Арматурный стержень должен быть такого же размера, как требуется по проекту армированной стены, или не менее № 4 для простых бетонных стен. Кроме того, требуется перемычка (бетонная балка) в верхней части проемов в стене.

    Прогиб бетонной стены

    ACI-318 специально не ограничивает прогиб стены. Поэтому прогиб обычно не анализируется при проектировании стены фундамента жилого дома. Несмотря на это, предел прогиба L/240 для нефакторизованных нагрузок на грунт не является необоснованным для стен ниже уровня земли.

    Перемычки для бетонных стен

    Проемы в бетонных стенах сооружаются с помощью перемычек из бетона, стали, сборного железобетона, литого камня или армированной каменной кладки. Деревянные перемычки также используются, когда они не поддерживают бетонную конструкцию выше и когда непрерывность в верхней части стены (например, связующая балка) не является критичной, как в прибрежных зонах с высокой сейсмической или ураганной опасностью, или поддерживается в достаточной степени деревянным подоконником. и другие конструкции выше.

    Часто предполагается, что бетонная перемычка действует как простой пролет с закрепленными на каждом конце концами. Однако это предположение подразумевает отсутствие верхней арматуры для передачи момента, возникающего на конце перемычки. При этом условии предполагается, что перемычка имеет трещины на концах, так что конечный момент равен нулю, а сдвиг должен передаваться от перемычки к стене через нижнюю арматуру.

    Если предполагается, что перемычка действует как балка с фиксированным концом, необходимо предусмотреть достаточную заделку верхней и нижней арматуры за каждую сторону проема, чтобы полностью сформировать конец перемычки, воспринимающий момент. Несмотря на сложность конструкции и конструкции, балка с фиксированным концом снижает максимальный изгибающий момент на перемычке и позволяет увеличить пролеты. Бетонная перемычка, залитая в бетонную стену, действует где-то между настоящей простой балкой пролета и балкой с фиксированным концом. Таким образом, проектировщик может спроектировать нижний стержень для простого состояния пролета и армирование верхнего стержня для состояния с фиксированным концом (консервативное).