Фундаментные балки. Их применение и конструкция. Монолитная фундаментная балка
Фундаментная балка - это... Что такое Фундаментная балка?
Фундаментная балка – [РАНДБАЛКА] – балка, опирающаяся на столбчатый или ленточный фундамент либо на консоли колонн и воспринимающая нагрузку от стены.
[Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)]
Рубрика термина: Балки
Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника, Автотранспорт, Акустические материалы, Акустические свойства, Арки, Арматура, Арматурное оборудование, Архитектура, Асбест, Аспирация, Асфальт, Балки, Без рубрики, Бетон, Бетонные и железобетонные, Блоки, Блоки оконные и дверные, Бревно, Брус, Ванты, Вентиляция, Весовое оборудование, Виброзащита, Вибротехника, Виды арматуры, Виды бетона, Виды вибрации, Виды испарений, Виды испытаний, Виды камней, Виды кирпича, Виды кладки, Виды контроля, Виды коррозии, Виды нагрузок на материалы, Виды полов, Виды стекла, Виды цемента, Водонапорное оборудование, Водоснабжение, вода, Вяжущие вещества, Герметики, Гидроизоляционное оборудование, Гидроизоляционные материалы, Гипс, Горное оборудование, Горные породы, Горючесть материалов, Гравий, Грузоподъемные механизмы, Грунтовки, ДВП, Деревообрабатывающее оборудование, Деревообработка, ДЕФЕКТЫ, Дефекты керамики, Дефекты краски, Дефекты стекла, Дефекты структуры бетона, Дефекты, деревообработка, Деформации материалов, Добавки, Добавки в бетон, Добавки к цементу, Дозаторы, Древесина, ДСП, ЖД транспорт, Заводы, Заводы, производства, цеха, Замазки, Заполнители для бетона, Защита бетона, Защита древесины, Защита от коррозии, Звукопоглащающий материал, Золы, Известь, Изделия деревянные, Изделия из стекла, Инструменты, Инструменты геодезия, Испытания бетона, Испытательное оборудование, Качество цемента, Качество, контроль, Керамика, Керамика и огнеупоры, Клеи, Клинкер, Колодцы, Колонны, Компрессорное оборудование, Конвеера, Конструкции ЖБИ, Конструкции металлические, Конструкции прочие, Коррозия материалов, Крановое оборудование, Краски, Лаки, Легкие бетоны, Легкие наполнители для бетона, Лестницы, Лотки, Мастики, Мельницы, Минералы, Монтажное оборудование, Мосты, Напыления, Обжиговое оборудование, Обои, Оборудование, Оборудование для производства бетона, Оборудование для производства вяжущие, Оборудование для производства керамики, Оборудование для производства стекла, Оборудование для производства цемента, Общие, Общие термины, Общие термины, бетон, Общие термины, деревообработка, Общие термины, оборудование, Общие, заводы, Общие, заполнители, Общие, качество, Общие, коррозия, Общие, краски, Общие, стекло, Огнезащита материалов, Огнеупоры, Опалубка, Освещение, Отделочные материалы, Отклонения при испытаниях, Отходы, Отходы производства, Панели, Паркет, Перемычки, Песок, Пигменты, Пиломатериал, Питатели, Пластификаторы для бетона, Пластифицирующие добавки, Плиты, Покрытия, Полимерное оборудование, Полимеры, Половое покрытие, Полы, Прессовое оборудование, Приборы, Приспособления, Прогоны, Проектирование, Производства, Противоморозные добавки, Противопожарное оборудование, Прочие, Прочие, бетон, Прочие, замазки, Прочие, краски, Прочие, оборудование, Разновидности древесины, Разрушения материалов, Раствор, Ригеля, Сваи, Сваизабивное оборудование, Сварка, Сварочное оборудование, Свойства, Свойства бетона, Свойства вяжущих веществ, Свойства горной породы, Свойства камней, Свойства материалов, Свойства цемента, Сейсмика, Склады, Скобяные изделия, Смеси сухие, Смолы, Стекло, Строительная химия, Строительные материалы, Суперпластификаторы, Сушильное оборудование, Сушка, Сушка, деревообработка, Сырье, Теория и расчет конструкций, Тепловое оборудование, Тепловые свойства материалов, Теплоизоляционные материалы, Теплоизоляционные свойства материалов, Термовлажносная обработка бетона, Техника безопасности, Технологии, Технологии бетонирования, Технологии керамики, Трубы, Фанера, Фермы, Фибра, Фундаменты, Фурнитура, Цемент, Цеха, Шлаки, Шлифовальное оборудование, Шпаклевки, Шпон, Штукатурное оборудование, Шум, Щебень, Экономика, Эмали, Эмульсии, Энергетическое оборудование
Источник: Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов. - Калининград. Под редакцией Ложкина В.П.. 2015-2016.
construction_materials.academic.ru
Расчетные схемы для монолитной фундаментной плиты
Между тем нашу плиту более правильно рассматривать как балку конечной длины, лежащую на упругом основании, а еще лучше, как пластину, лежащую на упругом основании. Это означает, что давление на грунт будет не равномерно распределенным и будет зависеть от прогиба плиты f в каждой конкретной точке, а также от коэффициента постели k:
q = - kf
Расчет подобной балки, а тем более пластины - занятие достаточно сложное и не является темой данной статьи. Кроме того моделей упругого основания на сегодняшний день создано уже не мало, но они потому и модели, что отражают реальную работу упругого основания не точно.
В связи с этим мы максимально упростим на данном этапе задачу, предположив, что нагрузка на грунт распределяется равномерно. Выглядит это приблизительно так (консоли балки пока не учитываются):
Рисунок 383.1. Возможная расчетная схема для фундаментной плиты - двухпролетной балки (сечения 2-2 и 3-3).
Однако подобная расчетная схема будет справедлива лишь в том случае, если нагрузка на наружные стены (опорные реакции А и С) будет одинаковой, при этом нагрузка на внутреннюю стену (опорная реакция С) будет составлять 10/3 от опорной реакции А. Т.е. нагрузка q будет равномерно распределенной. В нашем случае из-за несимметричности дома опорные реакции А и С не будут равными, да опорная реакция В также вряд ли будет составлять 10/3 от опорной реакции А или С. Проверим, так ли это.
Для начала определим опорные реакции для сечения 3-3:
Опорная реакция А (нагрузка на крайнюю левую наружную стену) составит (для погонного метра стены):
А3 = 750 + 1872 + 3240 +364.5 = 6226.5 кг
С3 = 750 + 1872 + 3240 = 5862 кг
В3 = 750 + 1872 + 6480 +364.5 = 9466.5 кг
Как видим, разница значений опорных реакций А и С незначительна (около 6%) и такой разницей для упрощения расчетов можно пренебречь, но при этом соотношение В/А = 9466.5/6226.5 = 1.52, т.е. почти в 2 раза меньше требуемого. Это значит, что для корректного расчета следует учесть дополнительно разницу между требуемыми и реальными значениями опорных реакций А и С или разницу между требуемым и реальным значением опорной реакции В. В итоге наша плита больше просядет под наружными стенами, чем под внутренней стеной, а значит и нет необходимости рассматривать нашу плиту как двухпролетную балку. Мы можем рассматривать нашу фундаментную плиту в данном направлении просто как однопролетную балку с опорами А и С и опорными реакциями ~6000 кг, на которую в том месте, где у двухпролетной балки опора В, действует сосредоточенная нагрузка равная 9466.5 кг. Тогда соотношение В/А = 9466.5/6000 = 1.58.
Да и вообще с точки зрения теоретической механики количество стен, опирающихся на фундамент, а в нашем случае опорных реакций, не имеет принципиального значения. С учетом основных положений принятых для расчета плиты, равномерно распределенная нагрузка (давление на грунт) равна сумме этих опорных реакций, деленной на общую длину балки. Вот только прогиб под внутренними и наружными стенами будет разный, что мы выше определили.
Ничего особенно сложного в таком расчете нет, но не будем спешить. Искусство проектировщика, или скажем круче - инженера-конструктора не только в том, чтобы правильно рассчитать конструкции, но и в том, чтобы подобрать оптимальные параметры самой конструкции. Например, у нашей фундаментной плиты есть консоли, которые мы пока в расчетах не учитывали. А между тем эти самые консоли - очень полезная вещь. При соответствующей длине консолей не только уберется разница между реальным и требуемым по расчету значением опорной реакции В, а значит и уменьшится значение опорного момента, что само по себе очень важно, но кроме этого при наличии консолей уменьшится угол поворота поперечных сечений на опорах А и С, а это уже уменьшение растягивающих усилий, действующих на стены, а также уменьшение разницы в просадке фундамента под внутренней и наружными стенами. Одним словом учитывать наличие консолей стоит. Более того, мы можем относительно просто подобрать такую длину консолей, при которой нашу балку можно будет опять рассматривать как двухпролетную, т.е. прогиб на средней опоре В будет условно говоря равен нулю.
Для принятого нами плана плиты (рис. 345.1.г)) длина консолей для сечения 3-3 составляет
k = (15 - 6.4·2)/2 = 1.1 м
Но для того, чтобы прогиб на опоре В был равен нулю длина консолей должна составлять (согласно графику 346.5) k3 = 0.28l = 0.28·6 = 1.68 ≈ 1.7 м. При этом длина пролета принимается равной расстоянию в свету между фундаментами под стены, то же относится и к консоли.
Примечание: Вообще-то для более точного расчета следовало бы учесть ширину фундамента под стены, представляющего собой опоры для нашей консольной балки. Однако мы стремимся не усложнить, а упростить расчет и потому делать этого не будем. Возможный дополнительный запас прочности никогда не помешает.
На данном этапе при определении нагрузки можно рассматривать пролеты l3 = 6.4 м, а длину консолей k3 = 1.7 + 0.2 = 1.9 м. Для определения распределенной нагрузки и построения эпюры изгибающих моментов в сечении 3-3 примем следующую расчетную схему:
Тогда равномерно распределенная нагрузка для такой балки от стен составит:
q3с = (A3 + B3 + C3)/(2k3 + 2l3) = (6000 + 9466.5 + 6000)/(1.9 + 6.4)2 = 1293.2 кг/м
Как мы уже говорили, по ряду вышеперечисленных причин эта нагрузка вряд ли будет равномерно распределенной. Но даже если нагрузка будет изменяться от некоторого максимального значения на опоре А до 0 на опоре В (что само по себе маловероятно, хотя по соотношению опорных реакций и допустимо), то максимальное значение распределенной нагрузки в области наружных стен будет больше в 2 раза и будет составлять
q3cmax = 1293.2·2 = 2586.4 кг/м
При этом
Для сечения 1-1 (однопролетная балка):
А1 = В1 = 750 + 1872 + 243 = 2865 кг
Для сечения 2-2:
А2 = С2 = 750 + 1872 + 243 = 2865 кг
В2 = 750 + 1872 + 729 = 3351 кг
Очевидно, что линейная распределенная нагрузка будет больше для условной балки в сечении 2-2, именно для этого сечения мы и определим значение линейной распределенной нагрузки, чтобы потом вычислить плоскую распределенную нагрузку. При соотношении В/А = 3351/2865 = 1.17 требуемая длина консолей k2 = 0.36l = 0.36·3.6 = 1.3 м
q2с = (A2 + B2 + C2)/(2k2 + 2l2) = (2865 + 3351 + 2865)/(1.5 + 4)2 = 825.5 кг/м
q1с = (A1 + B1)/(2k1 + l1) = (2865 + 2865)/(3 + 8) = 520.91 кг/м
Эти линейные нагрузки на 1 метр ширины плиты-балки можно также рассматривать как части плоской равномерно распределенной нагрузки, действующей на грунт. Тогда полная нагрузка на грунт с учетом веса самой плиты и пола 1 этажа составит
q = q3c + q2c + qф = 1293.2 + 825.5 + 1500 = 3618.7 кг/м2 или 0.362 кг/см2 < Ro = 1 кг/см2
В итоге даже для очень пористого глинистого грунта мы имеем почти 3х-кратный запас по прочности.
Это конечно хорошо, скажете вы, но что делать если планируется дом не с газосиликатными стенами, а например, кирпичными, и не в 2 этажа, а в 10?
Ответ будет простой: для кирпичных стен высотой в 2 этажа и толщиной в 2 кирпича, нагрузка от стен на грунт действительно увеличится:
Qк.стен = 1800х1.3х6х0.5 = 7020 кг
но при этом общее значение опорных реакций А и С увеличится не так сильно, например при неизменных других нагрузках для сечения 3-3
А3 = 750 + 7020 + 3240 +364.5 = 11374.5 кг
т.е. меньше чем в 2 раза, а у нас запас прочности больше, чем в 2 раза, при том, что коэффициенты надежности по нагрузке у нас не малые. Ну а если планируется строительство многоэтажного дома этажей этак в 10-20, то и на геологоразведку деньги найдутся. А там уже выяснится и состав основания, и его несущая способность и какой вид фундамента лучше выбрать и т.д. Ну а мы продолжим расчет нашей фундаментной плиты, а заодно и основания.
doctorlom.com
Фундаментные балки. Их применение и конструкция
Фундаментные балки используют для опирания навесных или самонесущих стен по периметру здания. Укладывают фундаментную балку так, чтобы верхняя ее часть находилась выше уровня грунта, но в, то, же время ниже пола помещения. Это необходимо для того, чтобы грунт не касался конструкции стены и не увлажнял ее, и для того чтобы в любом пролете можно было устанавливать двери или ворота без порогов.
Под фундаментную балку устанавливают специальный столбик, который составляет с фундаментом одно целое, или бетонируют стаканы фундамента при заливке колонн.
Фундаментные балки, изготовленные из железобетона, свое применение находят при сооружении стен производственных зданий. Используют для изготовления фундаментных балок только высокопрочный и тяжелый бетон. Альтернативы этому материалу в некоторых видах строительства просто не найти.
Стены промышленных зданий, которые строились по каркасному типу с фундаментами отдельно стоящими друг от друга, опираются на фундаментальные балки. Балки принимают на себя вертикальную поперечную весовую нагрузку. Также балки с целью обеспечить стенам здания гидроизоляционную защиту еще и отделяют стены зданий от грунта. Длина балок должна соответствовать шагу колонн. Длина балок при шаге колонн шесть метров составляет пять метров. Ширина балок зависит от толщины стен, и в среднем составляет 30 – 50 см.
Прочность балок зависит от качества используемого бетона и от качества арматуры.
Применяют фундаментные балки под наружные стены и под внутренние.
Устанавливать балки можно во время строения здания и во время уже эксплуатации данного сооружения. Все зависит от вида фундамента и балок. При выборе балок особое внимание следует обратить на их сечение.
Верх фундаментной балки необходимо устанавливать выше уровня земли, тем самым образуя «мостик холода», а именно часть наружной стены, которая имеет недостаточную теплоизоляцию, и которая подвержена в зимнее время промерзанию с образованием наледей или инея в нижней части стены. Для предотвращения или смягчения влияния такого «мостика холода», и для предотвращения выпирания стен, под фундаментной балкой вырывают траншею глубиной примерно 70 см. Траншею заполняют шлаком или другим сыпучим, нетеплопроводимым материалом. Поверх данной засыпки устраивают внутри здания бетонную подготовку под пол, а снаружи для отвода от фундаментной балки дождевой воды – наклонную отмостку. Таким образом, вода не проникает в утепляющую засыпку.
Фундаментные балки упрощают процесс ввода в здания подземных коммуникаций, а также обеспечивают сборность. Если здание строится из блоков или кирпича, то применение балок обязательно. В панельных зданиях, применение таких балок не обязательно, так как они от панельных стен не несут нагрузки.
domlight.info
