Железобетонный монолитный ростверк: что это такое? Монолитный ростверк. Фундамент свайно-ростверковый

Содержание

что это такое? Монолитный ростверк. Фундамент свайно-ростверковый

Ссылка на статью успешно отправлена!

Отправим материал вам на e-mail

Прежде чем возводить дом и, решая какой фундамент создавать – столбчатый или свайный, начинающие строители сталкиваются с таким понятием, как ростверк. Ниже мы рассмотрим, что это такое ростверк и его необходимость при устройстве оснований здания.

Ростверк - что это такое

Общий вид монолитной конструкции

Содержание статьи

Ростверк – что это такое?

Ростверком называется горизонтально расположенный элемент свайного фундамента сооружения (своеобразный пояс или подушка), который принимает на себя всю нагрузку здания и, равномерно распределяя, передает ее на опорные колоны. Это достигается путем обвязки свай в целостную конструкцию. Поскольку ростверк на свайный фундамент повышает прочность здания, то необходимо обеспечить достаточную жесткость всем узлам соединения.

Преимущество подобного основания для здания заключается в его долговечности, прочности и возможности устройства на песчанистых и глинистых почвах, а также на плывунах. К тому же из-за незначительного объема подготовительных работ и используемого бетонного раствора подобная конструкция основания дома считается менее затратным вариантом по сравнению с другими видами фундаментов.

Чтобы лучше понять, что такое ростверк, нужно знать его классификацию по следующим типам:

  • по месту обустройства;
  • по используемым стройматериалам;
  • по конструктивному решению.

По месту расположения:

  • Мелкозаглубленный. Это оптимальный тип конструкции для получения надежной устойчивости. Поскольку подошва пояса устроена непосредственно на земле, то вся будущая нагрузка от конструкции будет распределяться не только между сваями, но и на весь фундамент.
Мелкозаглубленный ростверк

Мелкозаглубленный ростверк

  • Заглубленный. В данном случае часть конструкции с шириной подошвы от 50 см входит в грунт. Такие типы фундаментов используют для строительства, на неустойчивых грунтах, зданий в несколько этажей.
Вид заглубленного ростверка в разрезе

Вид заглубленного ростверка в разрезе

  • Висящий. Расстояние между землей и сооружением составляет 100 мм и более. В этом случае ростверк создается дерева или стали, чтобы исключить контакт здания с влагой грунта. Чтобы конструкция не проседала под весом сооружения, используются сваи или столбы внушительных размеров.
Висящий тип

Висящий тип

По конструктивному решению:

  • Монолитный ростверк – это целостная конструкция железобетона, создаваемая на месте устройства фундамента. Наиболее распространен ленточный тип, однако плитный ростверк незаменим при строительстве сооружения на неустойчивых почвах. Его устройство связано со значительными трудозатратами, частым армированием и большой себестоимостью.
Так выглядит цельнолитой железобетонный пояс

Так выглядит цельнолитой железобетонный пояс

  • Сборная металлическая конструкция, элементы которой фиксируются при помощи сварки. Недостатком является трудоемкость монтажа и недостаточная жесткость и прочность соединений. Сборный ростверк устанавливается на верхушки свай, и приваривается к ним без последующей заливки бетоном. Свайные фундаменты с ростверком сборным хорошо подходят для некапитальных строений, срок эксплуатации которых составляет порядка 10-20 лет.
Сборная конструкция из металла

Сборная конструкция из металла

  • Сборно-монолитный пояс является комбинированным вариантом и включает в себя элементы промышленного производства, скрепляемые между собой при помощи шпоночных и замковых соединений. После того как конструкция собрана, все соединения заливаются бетоном образую прочную единую ленту. Подобные ростверки используются при возведении многоэтажных жилых и офисных зданий, а также заводских и фабричных корпусов. Устройство сборно-монолитного пояса требует больших материальных затрат, задействования спецтехники и большой точности во время монтажа.
Сборно-монолитный ростверк

Сборно-монолитный ростверк

Разбираясь с тем, что это такое ростверковый фундамент стоит также рассмотреть материалы, используемые в конструкции.

Внимание! Можно отказаться от устройства ростверка, только в индивидуальном строительстве. В случае возведения зданий с двумя этажами и более он необходим для обеспечения достаточной жесткости.

Используемые материалы

Особенности конструкции зданий и величины получаемых нагрузок диктуют применение материалов для создания ростверков:

  • железобетон;
  • дерево;
  • металл.

Свайные фундаменты с монолитными ростверками

Железобетонный пояс обладает высокой стабильностью, жесткостью, надежностью, долговечностью и может выдерживать высокие нагрузки. Эти качества стали причиной широкого применения свайного ростверка с монолитным перекрытием. Конструкция состоит железной арматуры, повышающей прочностные характеристики фундамента, и бетона. Укрепление монолитного ростверка на сваях может быть выполнено отельными прутьями, скрепленными в плоский каркас или объемными остовами.

Железобетонный ростверк висящего типа

Железобетонный ростверк висящего типа

Бетонные ростверки по устройству сходны с железобетонными поясами, единственным различием является отсутствие арматуры в конструкции первых. Вся нагрузка ложится и распределяется бетоном. Оголовки фундаментных свай должны быть на 100 мм утоплены в бетоне ростверка. Такие пояса применяются только в возведении одноэтажных строений.

Важно! Определяет смету и нормы на устройство монолитного ростверка – ГЭСН.

Конструкции из пиломатериала

Деревянная конструкция преимущественно используется при возведении домов из пиломатериала. Укладка деревянного ростверка на столбчатый фундамент выполняется на специальную гидроизоляционную прокладку из толи или рубероида. Также, чтобы исключить преждевременную порчу древесины, конструкцию следует обрабатывать особыми биозащитными пропитками. Фиксацию бруса на сваях выполняют посредством кронштейнов или болтов.

Деревянная конструкция ростверка

Деревянная конструкция ростверка

Есть два варианта устройства пояса из пиломатериалов:

  • При устройстве основания здания создается одинарный или двойной настил из предварительно обработанных бревен, который устанавливается на распланированную щебневую площадку. Этот вариант раньше использовался для возведения небольших строений из пиломатериалов;
  • Выполняется крепление ростверка из бруса на столбчатом фундаменте. Однако конструкция не обладает высокой прочностью, поскольку дерево не самый надежный стройматериал, поэтому она чаще всего применяется при создании навесов и беседок.
Видео: устройство ростверка для деревянного дома 

 

Металлический пояс для фундамента

Металлическая обрешетка изготавливается из швеллера, двутавра или квадратного профиля и обладает высокой прочностью и жесткостью. Как правило, данная конструкция используется при устройстве свайно-винтовых оснований для одноэтажных домов. Швеллер устанавливают на оголовки опор, и фиксируют посредством сварочного соединения.

Металлический ростверк на бетонных колоннах

Металлический ростверк на бетонных колоннах

Пояс из металла используют в основном в висячем варианте. Однако в последнее время такие конструкции применяются очень редко, поскольку из-за тяжести материала требуется привлечение подъемной спецтехники, что экономически невыгодно. К тому же металл подвержен риску возникновения коррозийных процессов.

Типы и назначение ростверков

Ростверковые конструкции различаются по типу и назначению. При выборе необходимой конструкции учитывается много факторов.

Ленточные фундаменты с ростверками

Для зданий, довольно прочной и надежной опорой являются свайные фундаменты с ленточным ростверком, для устройства которых используют две технологии. Одна из них применяется при обустройстве оснований выше уровня грунта, а вторая – на этапе создания решетчатой конструкции, которая принимает на себя часть нагрузки.

Ленточный фундамент с ростверком в разрезе

Ленточный фундамент с ростверком в разрезе

Ленточный фундамент – это оптимальный вариант для устройства основания на склонах и участках со сложным рельефом, поскольку не требуется выполнение сложных подготовительных работ по планированию участка с привлечением спецтехники. Данная конструкция прекрасно подходит для возведения сооружений из облегченных материалов.

Используя при строительстве дома ленточный фундамент обязательно необходимы:

  • Песчаная подушка, толщина которой составляет 200-300 мм. Она создается под бетонным каркасом и сваями для их защиты от разрушительного воздействия грунтовой влаги.
  • Гидроизоляция решетки и опор, для чего применяют полиэтиленовую пленку, рубероид или асбоцементные трубы.

При обустройстве фундамента необходимо тщательно рассчитывать количество и шаг свай в ленточном ростверке, а также его толщину и прочие параметры.

Для забора

Устройство ростверка для заборов необходимо для полноценной защиты конструкции, которую не может обеспечить плоскость ограждения. Создание пояса обусловлено не только обеспечением от внешних факторов, но и для того, чтобы например домашние животные не могли выбраться за пределы участка. Причины могут быть любыми, но исполнение всегда должно быть качественным, обеспечивать прочность и долговечность конструкции.

Ростверк для забора

Ростверк для забора

В принципе, ростверк под забор практически не отличается от пояса, используемого при обустройстве фундаментов домов. Здесь использована та же конструкция, стройматериалы и выполняются аналогичные функции.

Для свайного основания

Необходимость устройства столбчатого фундамента с ростверком обуславливается непосредственно конкретной конструкцией здания, его весом и жесткостью каркаса сооружения. Для того чтобы опорные колоны не заваливались их обязывают монолитным железобетонным, металлическим или даже деревянным поясом.

Свайное основание с ростверком

Свайное основание с ростверком

В строительстве используется несколько схем свайного основания зданий:

  • Колонны с навесным поясом заглубляются в грунт. Данная схема используется в 90% всех свайных фундаментов;
  • Столбы опираются на щебневую насыпь без углубления в грунт. При такой схеме обеспечивается высокая жесткость основания дома, что позволяет максимально снизить вероятность просадки сооружения;
  • Без ростверка. Этот вариант используется для строительства небольших домов.
На заметку! Опоры для столбчатого основания здания могут комбинированными, например, кладка из кирпича сочетается с заливкой бетонным раствором или основой из строительного бута. В принципе, свойства фундамента от этого не изменяются, но значительно упрощается процесс обустройства и снижается стоимость.

Свайно-ростверковые фундаменты

Технология ростверка с буронабивными сваями

Обустройство оснований с ростверком на буронабивных сваях обязательно при возведении зданий на неровном рельефе, склонах и неустойчивых почвах. Эти конструкции оптимальный вариант для строительства, как небольших домов, так и капитальных сооружений средней величины. Буронабивные фундаменты с ростверком имеют несущую способность выше, чем у монолитных и ленточных оснований, да и обходятся они дешевле.

Ростверк с буронабивными колоннами в разрезе

Ростверк с буронабивными колоннами в разрезе

Буронабивные сваи, в состоянии вынести нагрузку порядка 1500 кг. Для возведения сооружения средних размеров понадобится несколько десятков колонн, диаметр которых может доходить до 150 см., а длина до 40 м.

Для обустройства основания здания не требуется проведения серьезных земляных работ. Каждая свая гидроизолируется двумя слоями толи или рубероида и фиксируется в непромерзающем слое грунта. Гидроизоляция позволяет защитить бетон от разрушения и снизить давление грунта на опоры.

Преимущества основания на буронабивных опорах:

  • при устройстве фундамента здания, расположенные в непосредственной близости, не подвергаются воздействию динамических сил;
  • возможность установки на любых грунтах;
  • не наносится вред окружающему ландшафту;
  • располагается ниже отметки промерзания почвы;
  • подходит для деревянных, каркасных и кирпичных домов;
  • дешевизна;
  • скорость устройства основания составляет несколько дней.

Верхушки установленных столбов обрезаются на одном уровне, после чего они объединяются общим поясом. Ростверк на буронабивных сваях позволяет обеспечить равномерное распределение нагрузки, оказываемые весом конструкции, по всему основанию здания. Устройство свайно-ростверкового фундамента можно посмотреть в видео ниже:

 

Минусом данной конструкции является тот факт, что из-за наличия свободного пространства между полом и грунтом, буронабивной фундамент с ростверком требуется утеплить. Это приводит к дополнительным рабочим и материальным затратам.

Ростверк на винтовых сваях

Преимущество фундамента на винтовых сваях заключается в том, что для их установки не требуется проведения земляных работ, и они как правило, применяются на глинистых и пучинистых грунтах. После того как опоры установлены, их оголовки срезают в один уровень и производят устройство решетчатого пояса.

Виды ростверков на винтовых сваях

Виды ростверков на винтовых сваях

Монолитные железобетонные и бетонные конструкции для винтовых свай делают крайне редко, поскольку этот тип опор используется для возведения легких сооружений. Чаще всего свайно-винтовой ростверк выполняют из металлического уголка или швеллера.

Перед установкой ростверка на оголовки винтовых свай, к ним приваривают металлические площадки, размер которых должен позволить скорректировать осевое смещение опор. Далее швеллером или уголком производится обвязка всех свай, в результате чего создается прочная и надежная конструкция.

Важно! Перед устройством фундамента и ростверка на винтовых сваях необходимо провести антикоррозийную обработку всех металлических элементов конструкции. Это значительно увеличит срок эксплуатации возводимого сооружения.

Основные размеры и габариты

Для создания прочного и долговечного фундамента необходимо произвести правильные расчеты. Форма и размеры применяемого ростверка определяются особенностями конструкции возводимого здания, нагрузками на фундамент, количеством и местоположением свай.

Вид свайного фундамента в разрезе

Вид свайного фундамента в разрезе

Ростверк создается, так же как и конструкция ленточного фундамента. Высота ростверков для свайных фундаментов напрямую зависит от того на какой уровень от земли должна быть приподнято строение, а также от его веса. Можно самостоятельно выполнить расчет конструкции, опирающейся на грунт или немного углубленной. В случае с устройством висячего пояса лучше доверить расчеты специалистам, поскольку для непрофессионала они очень сложны.

Можно самостоятельно рассчитать размеры ростверка свайного фундамента по формуле B = M / (L × R), где:

  • B – минимально допустимая высота для опоры пояса;
  • M – вес конструкции сооружения без учета используемых опор;
  • L – длина пояса;
  • R – прочность грунта у поверхности земли.
Арматурный каркас ростверка

Арматурный каркас ростверка

Арматурные каркасы для поясов на свайном основании создаются, так же как и для сооружения на ленточном фундаменте. В конструкции необходимо провести продольное (рабочее), горизонтально и вертикально поперечное армирование. Общее сечение продольного армирования должно быть не менее 0,1% от сечения пояса. Для подбора сечения каждого прута и их четного количества используют сортимент арматуры.

Сортамент стальной арматуры

Сортамент стальной арматуры

Вид арматурыДлина пояса, мДиаметр, мм
Продольная (рабочая) арматураДо 3от 10
Свыше 3от 12
Горизонтальная арматура (поперечная)от 6
Вертикальная арматураДо 0,8от 6
Свыше 8от 8

Основные производители и типовые серии свайных ростверков

Для частных или небольших строений можно изготовить решетчатые пояса самостоятельно непосредственно на месте строительства, но при возведении промышленных корпусов, многоэтажных зданий и т.п. используют конструкции заводского производства. Среди основных производителей ЖБИ ростверка от 35 тонн можно выделить следующие компании:

  • ОАО АПСК «Гулькевичский»;
  • ЗАО «ОБД»;
  • ЗАО «Т-Бетон»;
  • ООО «ЛСР. Строительство-Урал»;
  • ООО «ЗКПД Томская Домостроительная Компания»;
  • АО «ПЗСП».
СерияОписание
Монолитные железобетонные ростверки

серии 1.411.1-1/89

Для устройства оснований под сборные ж/б колоны одно- и многоэтажных зданий промышленного назначения серии ИИ 20-1/70, ИИ 20-2/70, ИИ 20-3/70.Опоры сооружений серий ИИ 20-1/70, ИИ 20-2/70, ИИ 20-3/70 имеют сечение 400*400 и 400*600 мм. и должны заделываться в фундамент на 600 мм.
Серия 1.011-6Изготавливаются из тяжелого бетона класса В 12,5Квадратные сваи 300*300 и 350*350 мм.
Серии на ростверк из металла:

3.407-115

3.407.2-162

3.407.9-146

3.407.9-1581

Для эксплуатации конструкции при температуре:

●     до — 40˚C ростверк изготавливается из углеродистой стали марки ВСт 3, соответствующей ГОСТу 380-71;

●     ниже — 40˚C для ростверка используют низколегированную сталь марки 09Г2С, которая соответствует ГОСТу 19281-73 и 19282-73.

Наименование, которым обозначаются типовые ростверки для свайных фундаментов, включает в себя обязательные буквенные индексы РС и РБ и порядковые номера. Маркировка РС1 – РС5 используются на квадратных опорах, а РБ – для прямоугольных свай.

Важно! При необходимости заказа ростверков от 50 тонн производителя ЖБИ нужно выбирать особо тщательно, чтобы гарантировать прочность и долговечность всей конструкции.

Основные положения по устройству и расчету свайного ростверка

При устройстве свайно-ростверкового фундамента необходимо знать основные требования, предъявляемые к ростверку и провести грамотные расчеты всей конструкции. Также обязательно наличие исполнительной схемы по ростверкам, на которой обозначаются все основные элементы конструкции. Важным моментом при проектировании основания здания является точный расчет необходимого числа опор для каждого конкретного типа сооружений. Основой расчетов является общий вес строения и несущая способность почв. Массу дома необходимо разделить на несущую способность грунта и, получаем значение площади проектируемого основания. Для определения запаса прочности площадь фундамента следует увеличить на 30%. Чтобы вычислить необходимое число опорных колонн требуется площадь основания разделить на объем каждой сваи, при этом должны соблюдаться следующие условия:

  • опоры должны быть установлены во всех углах возводимого строения;
  • сваи монтируются в точках пересечения стен здания;
  • согласно СНИП расстояние между сваями в ростверке составляет 2-2,5 м.

Соединение сваи с поясом может быть жестким или свободным. В случае свободного соединения оголовки опор входят в ростверк на глубину 50-100 мм. Данный тип крепления подходит для центрально-нагруженных опорных колонн.

Крепление ростверка к свае

Крепление ростверка к свае

При жестком соединении оголовок сваи разбивается, и арматура оголяется, после чего выполняется замоноличивание в бетонный или железобетонный ростверк. Подобный тип крепления выполняется в тех случаях, когда:

  • устройство свайных фундаментов с ростверками выполняется на нестабильных грунтах;
  • на опоры оказываются горизонтальные нагрузки;
  • в основании установлены комбинированные или наклонные опоры;
  • опорные колоны работают на выдергивающие нагрузки.

Пример расчетов

Рассмотрим пример расчета свайного фундамента с ростверками для одноэтажного кирпичного дома с вальмовой крышей из металлочерепицы. В здании имеется два железобетонных перекрытия толщиной 220 мм. Размеры дома в плане – 6*9 м, толщина несущих стен составляет 380 мм. Общая высота этажа – 3,15 м, от пола до потолка – 2,8 м, а суммарная длина перегородок внутри здания – 10 м (внутренние стены в помещениях отсутствуют). На участке присутствует тугопластичная смесь с пористостью – 0,5 и глубиной залегания – 3,1 м.

Тип нагрузкиКоэффициент
Дерево1,1
Металл1,05
Засыпка, изоляция, железобетон, стяжки1,1
Элементы, изготавливаемые на производстве1,2
Элементы, изготавливаемые на непосредственно на месте строительства1,3
Оборудование, мебель, люди1,2
Снег1,4

Предварительно устанавливаем ширину ростверка 400 мм. и высоту 500 мм. Длина опоры составляет 3 м., а сечение – 50 см. Ориентируемся на шаг опорных свай – 1,5 м. Для определения общего количества свай необходимо длину ростверка разделить на шаг опор и прибавить 1 (при необходимости полученное значение округляем в меньшую сторону до целого числа – 30/1,5+1≈21).

  • Площадь опоры, м2 3,14*0,52/4 = 0,196
  • Периметр, м — 2*3,14*0,5 = 3,14
  • Масса ростверка, кг — 0,4 м.*0,5 м.*30 м.*2500кг/м3 = 19500
  • Масса опор, кг — 21*3 м.*0,196 м2*2500кг/м3*1,3 = 40131
  • Масса здания, т — Вес опор + вес ростверка + сумма из таблицы ≈ 224

Чтобы рассчитать объем ростверка и другие параметры необходимо определить массу строения без фундаментных опор. В результате получаем M = 204 т. Ширина посолы равна М / (L * R) = 204/ (30*75) = 0,09 м. Такой пояс нельзя применять для строительства, в рассматриваем случае, поскольку свесы кирпичных стен должны быть не больше 40 мм. Поэтому назначаем ширину —  400 мм, а высота остается – 500 мм.

Статья по теме:

Крепление ростверка к сваеСвайный фундамент: расчёт. Для обустройства свайной конструкции необходимо точно рассчитать количество и размеры столбов, глубину их залегания и места расположения. Произвести эти расчёты можно самостоятельно, воспользовавшись сведениями, алгоритмами и рекомендациями, которые предложены в нашем материале.

Расчет и чертежи армирования ростверка свайных фундаментов

Сечение горизонтальной (рабочей) арматуры должно быть 0,1%*0,4*0,5 = 0,0002 м2 = 2 см2. В данном случае хватит 4 металлических прута Æ 8 мм, но согласно нормативам необходимо использовать минимально допустимый Æ 12 мм. Для вертикальной и поперечной арматуры используются стержни Æ 6 мм.

Схема армирования ростверка

Схема армирования ростверка

Расчеты занимают какое-то время, но они помогут значительно сэкономить деньги и время в ходе возведения дома. Для лучшего понимания важности процесса выполнения расчетов стоит посмотреть это видео:

 

Создание свайно-ростверкового фундамента своими руками

Для самостоятельного устройства свайно-ростверкового фундамента необходимо выполнить следующие этапы работ:

  • проектирование и расчет фундамента;
  • подготовительные работы и планирование рабочего участка;
  • бурение скважин и устройство траншей;
  • создание опалубки;
  • изготовление армирующего каркаса;
  • заливка бетона и вибрирование.

В том случае если в фундаменте используется металлический ростверк, то он приваривается  оголовкам опорных колон. При установке пояса следует строго выдерживать горизонталь, для того чтобы нагрузка от здания равномерно передавалась на фундамент.

Опалубка ростверка и щебневая подложка

Опалубка ростверка и щебневая подложка

Устраивая заглубленную конструкцию из железобетона, потребуется выполнить подсыпку из щебня фракции 20-60 мм, и уплотнить его при помощи выброплатформы. Слой щебневой подложки должен быть не менее 150 мм. Для улучшения несущей способности почвы под поясом следует укладывать щебень небольшими слоями, которые требуется уплотнять вибратором. На щебневую подложку устанавливается опалубка для ростверка, ширина которого должна немного превышать толщину стен, а высота опалубочных щитов должна учитывать и размер будущего цоколя.

Схема армирования

Схема армирования

В схеме армирования ростверков свайных фундаментов точно так же как и при устройстве оснований используются два верхних и нижних пояса из металлической арматуры, а также вертикальные и продольные прутья меньшего диаметра. На этапе армирования необходимо заложить короба и трубы, для последующей прокладки инженерных коммуникаций. Поскольку, если этого не предпринять, то впоследствии придется долбить бетон, что приведет к нарушению целостности монолита.

Трамбовка бетона вибратором

Трамбовка бетона вибратором

Заливая пояс бетоном нужно провести вибрацию раствора. Не выполнив эту процедуру трудно добиться однородности и высокой прочности. Именно поэтому обработка бетона вибратором при заливке фундамента и пояса крайне необходима и обязательна. Опалубку можно снять через 4 дня, если после заливки температура воздуха составляла +20˚C. К этому времени проектная прочность бетона достигнет 50%, что вполне достаточно для начала следующего этапа строительных работ. При температуре +10˚C этот срок составит порядка 2 недель. При более низких температурах залитый монолит нуждается в утеплении или подогреве.

Типичные ошибки, допускаемые при создании буронабивного фундамента с ростверком можно посмотреть на видео ниже:

 

Статья по теме:

Трамбовка бетона вибраторомФундамент на винтовых сваях своими руками. Сделать такую конструкцию вполне по силам любому более-менее грамотному строителю. Его преимущества и недостатки, особенности монтажа и отделки – обо всем этом в нашем материале.

Рассмотрим плюсы и минусы фундамента свайного с ростверком на глубине промерзания, и почему именно этому типу оснований отдают предпочтение.

К достоинствам следует отнести:

  • высокая устойчивость и несущая способность;
  • невысокая стоимость;
  • не требуется проведение больших объемов земляных работ;
  • простота монтажа;
  • высокая устойчивость на нестабильных грунтах.

Среди недостатков свайно-ростверкового фундамента выделяют следующее:

  • невозможность устройства подвального помещения;
  • не рекомендовано возведение стен из тяжелых материалов;
  • сложность выполнения необходимых расчетов.

Заключение

Практически во всех случаях при устройстве фундаментов для одно- и многоэтажных домов необходимо создание ростверка. Использование пояса при создании фундаментов – это довольно трудоемкий процесс, однако, если учтены и выполнены все требования, произведены необходимые расчеты и использованы качественные и сочетаемые строительные материалы, то надежность всей конструкции здания гарантирована.

Трамбовка бетона вибратором

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

Бетонный ростверк: виды, технология, назначение

Бетонный ростверк на протяжении многих лет используется в промышленных технологиях, но в частном малоэтажном строительстве становится популярным лишь сейчас. Ростверк из бетона представляет собой каркас, верхнюю часть свайного либо столбчатого фундамента, призванную объединить в единую монолитную конструкцию все элементы.

бетонный ростверкбетонный ростверк

Фундамент на бетонных сваях с ростверком получается более прочным и надежным, выдерживает серьезные нагрузки. Обычно ростверк выполняют в формате плиты или ленты. Плиты объединяет головки свай, лента – лишь те сваи, что находятся рядом. В конструкции фундамента с ростверком используют армированные буроналивные сваи сечением 25-40 сантиметров, которые опускают на глубину 1.6-3 метра и располагают на расстоянии друг от друга в 1-2 метра. Ростверк может быть монолитным или сборным.

Бетонный ростверк по винтовым сваям обладает двумя основными преимуществами – стойкостью к выдавливающей силе и прочностью бетона, исключая прогиб при больших нагрузках. Подходит для строительства домов из пеноблока, кирпича, газосиликата, любых непластичных материалов. Кроме того, ростверк используется в случаях, когда: нужно сделать более эстетичным цоколь, утеплить пространство под зданием, проложить под ним коммуникации, построить забор.

Нельзя устанавливать бетонный ростверк на сваях винтовых на текучих грунтах, на глубоких торфяниках, в скальных основаниях. На каменистых грунтах лучше устанавливать винтовые сваи с литым наконечником.

как сделать бетонный ростверккак сделать бетонный ростверк

До начала устройства ростверка

Перед тем, как монтировать винтовые сваи с ростверком из бетона, нужно все подготовить и просчитать. Разметку осуществляют по расчетам и с рулеткой. Заранее готовятся стальные прутья для армирования в нужном количестве, щиты для монтажа опалубки. Может понадобиться болгарка (для резки арматуры), другой инвентарь и инструмент для проведения работ.

Чтобы работать было удобнее, опалубочные щиты и крепления лучше рассортировать по маркам, размерам. Все остальные приспособления и материалы те же, что нужны для любых работ с железобетоном. Прежде, чем устанавливать винтовые сваи с бетонным ростверком, необходимо выполнить ряд мероприятий (по стандарту).

Что нужно сделать перед установкой ростверка:

  • Составить акты приемки основания фундаментов по схеме.
  • Определить места складирования, пути движения механизмов, укрупнения сеток арматуры, опалубки, подготовить все инструменты и оснащение к работе.
  • Должны быть завершены песчаная и бетонная подготовка под ростверк.
  • Обустроено временное освещение объекта, подключение аппаратов.
  • Отметить на поверхности места монтажа опалубки для заливки.

Типы и назначение ростверков

Конструкция ростверка может быть разной в зависимости от назначения, типа, функций.

Виды ростверков по типу используемого материала:

  • Деревянный – обвязка выполняется из уложенных на оголовки свай брусьев.
  • Бетонный – используется для создания самых тяжеловесных конструкций, где в роли опоры здания выступают бетонные балки, правильно связанные со сваями в монолитный каркас.
  • Металлический – ростверк представляет собой каркас, выполненный из приваренных к оголовкам винтовых свай металлических балок.

ростверк что эторостверк что это

Отдельно стоит упомянуть свайный куст – для этого вида ростверка характерно использования нескольких свай, скрепленных в верхней части между собой. Они работают вместе в виде своеобразных «пучков», погружаются в грунт рядом друг с другом для эффективного принятия и распределения точечной нагрузки либо нагрузки от колонн. Обычно такой тип ленточной конструкции ростверка используют в энергетическом и промышленном строительстве. В частном строительстве своими руками обычно выполняют бетонный ростверк.

Ленточные фундаменты с ростверками

Данный тип фундамента становится надежной и прочной опорой для сооружения. Конструкция с ленточным ростверком может быть реализована двумя способами – одну технологию используют выше уровня грунта, другую – в процессе создания решетчатой конструкции, которая призвана брать на себя определенную часть нагрузки.

Обычно ленточные фундаменты с ростверком обустраивают на территориях со сложным рельефом, на склонах, так как выбор конструкции позволяет сделать основание надежным, но не требует привлечения спецтехники, сложных проектировочных работ, идеально подходит для строительства зданий из облегченных материалов.

Чтобы реализовать данный тип свайно-винтовых конструкций, понадобится позаботиться о нескольких моментах: обязательна засыпка песка слоем в 30 сантиметров под бетонный каркас, нужно выполнить гидроизоляцию опор и решетки (из рубероида, полиэтиленовой пленки или асбоцементных труб), важен тщательный расчет шага и количества свай, толщины ростверка, других параметров.

ростверки видыростверки виды

Для забора

В данном случае преследуют задачу обеспечения полноценной защиты конструкции ограждения, которую не может выполнить обычный плоский забор. Проектирование ростверка для забора мало чем отличается от аналогичной конструкции для фундамента дома – функции, материалы, проект идентичны.

Для свайного основания

Столбчатый фундамент с ростверком обустраивается для определенных конструкций зданий, гарантируя нужные параметры жесткости и веса каркаса. Чтобы опорные колонны не падали, выполняют обвязку монолитным деревянным, металлическим либо железобетонным поясом.

Схемы свайного основания сооружений:

  • Столбы, опирающиеся на насыпь из щебня без заглубления в почву. Основание дома получается жестким, удается исключить просадку.
  • Заглубление в грунт колонн с навесным поясом – самая распространенная схема свайных фундаментов.
  • Без ростверка – актуально для возведения небольших зданий.

Виды по размещению

В соответствии с размещением ростверка касательно уровня земли есть несколько вариантов его конструкции. Выбор конкретного проекта осуществляют в соответствии с требованиями к основанию, особенностями территории, будущего здания.

Высокий

Высокий ростверк находится на 25 сантиметров и более над поверхностью почвы. Благодаря такому варианту удается добиться дополнительной вентиляции пола и исключить риск появления сырости и плесени. Возвышение ростверка над землей позволяет регулярно осматривать состояние фундамента, выполнять ремонт вовремя.

Подпольное пространство можно использовать для хранения инструмента, садового инвентаря, других вещей. Основной недостаток данного типа ростверка – отсутствие возможности создать полноценное подвальное помещение.

Повышенный

Повышенный ростверк самый популярный в строительстве, находится на уровне грунта. Основанием под ленту выступает песчано-гравийная подушка толщиной в 10-15 сантиметров, для ее сооружения удаляют нужный объем грунта, заменяя его на гравий. Таким образом удается обустроить противопучинистую подушку, которая не дает грунту подниматься при морозе.

Подушка из гравия понижает уровень влажности в грунте, не позволяет под фундаментом скапливаться воде. Основной плюс данного типа ростверка – отсутствие между грунтом и перекрытием продуваемого пространства, что значительно улучшает теплосберегающие характеристики.

свайно-ростверковый фундаментсвайно-ростверковый фундамент

Заглубленный

Такой ростверк находится ниже уровня земли, в специальной траншее, куда устанавливаются сваи, монтируется опалубка с последующей заливкой бетонным раствором. Помещение на таком фундаменте получается долговечным, надежным, с прекрасными теплосберегающими свойствами.

Свайно-ростверковые фундаменты

Выбор технологии возведения свайно-ростверкового фундамента зависит от многих факторов. Определенную роль играет учет особенностей конструкции, марка бетона для ростверка, используемые материалы и технологии.

Технология ростверка с буронабивными сваями

Основание с ростверком на сваях буронабивных должно выполняться обязательно при строительстве на склонах, неровном рельефе, почвах неустойчивого типа. Это хороший выбор при возведении небольших домов и зданий средних масштабов. Буронабивные фундаменты с ростверком обладают более высокой несущей способностью в сравнении с ленточными и монолитными основаниями, обходятся значительно дешевле.

Буронабивные сваи выдерживают нагрузки до 1500 килограммов. Слой гидроизоляции выполняется для каждой сваи из двух слоев рубероида или толи, фиксируется обязательно в непромерзаемом слое почвы. Гидроизоляция защищает бетон от деформаций и понижает давление почвы на опоры.

ленточный фундамент на сваяхленточный фундамент на сваях

Основные плюсы фундамента на буронабивных сваях:

  • Установка в любом типа грунта
  • Сохранение окружающего ландшафта
  • Отсутствие воздействия динамических сил на близлежащие здания
  • Расположение ниже уровня промерзания грунта
  • Возможность монтировать под здания из кирпича, дерева, каркасного типа
  • Низкая стоимость
  • Скорость монтажа

Столбы устанавливаются, их верхушки обрезаются под один уровень, объединяются цельным поясом. Такой ростверк дает возможность равномерно распределять давление веса конструкции на все основание. Минусом ростверка с использованием буронабивных свай является наличие пространства между грунтом и полом, вследствие чего фундамент нужно утеплять (а это дополнительные затраты времени, сил, средств).

Ростверк на винтовых сваях

Преимущество данного типа фундамента – то, что для его установки не нужно осуществлять земляные работы. Подходит ростверк на винтовых сваях для строительства зданий на пучинистых и глинистых грунтах. После установки опор срезаются их оголовки под уровень и осуществляется монтаж решетчатого пояса.

Вариант монтажа монолитного бетонного или железобетонного основания для винтовых свай практически не используется, так как такие опоры обычно делают для легких зданий. Чаще всего металлическая конструкция ростверка выполняется из швеллера или уголка из металла. До установки ростверка на оголовки винтовых свай приваривают металлические площадки с размером, позволяющим выполнять коррекцию осевого смещения опор. Потом уголком или швеллером обвязывают все сваи, создавая надежную и прочную конструкцию.

Создание свайно-ростверкового фундамента своими руками

Сооружение свайно-ростверкового фундамента вполне возможно сделать своими руками. Для строительства небольших зданий (беседки, дачные домики) выбирают ростверк на столбчатом основании, свайный вариант подходит для зданий постоянной эксплуатации. Работы лучше всего выполнять в конце весны, в самом начале лета либо ранней осенью. Сначала готовят площадку, очищая от растительности и мусора, потом реализуют дальнейшие этапы выполнения работ.

Предварительно нужно подготовить материалы и инструменты, заказать бетон класса прочности В17.5-22.55 либо закупить ингредиенты, из которых он будет приготовлен в бетономешалке. Под будущую обвязку в случае необходимости нужно подсыпать гравий или мелкий щебень.

Опалубка

Опалубка монтируется выше на 10 сантиметров, чем высота ленточного ростверка. Опалубку делают из деревянных щитов или досок достаточного уровня прочности для того, чтобы не треснуть и не разойтись под весом бетона.

Как выполняется армирование

Сборно-монолитный ростверк обязательно должен армироваться. Для армирования выбирают стальные прутья сечением 12-18 миллиметров, глубина зависит от проекта, но сетку закладывают равномерно, с шагом в 15-30 сантиметров. Обвязка монтируется по всему периметру основания ленты.

фундамент на сваяхфундамент на сваях

Проволоку нарезают заранее, каркас устанавливается в смонтированную опалубку, там связывают с арматурой свай максимально жестко. В проступающей над уровнем почвы верхней части свай сверлят отверстия, через них пропускают закладные, к ним крепят продольные хлысты арматуры. Стальные прутки заводятся внутрь свай, хлысты связывают между собой, с верхними хлыстами. Внутрь свай арматура укладывается слоем в 2-3 прутка.

Бетон

Заливка бетона осуществляется равными горизонтальными слоями, толщина которых должна составлять 10-15 сантиметров. После заливки каждый слой последовательно трамбуется виброинструментом, потом лишь заливается следующий.

Уровень бетонного основания должен быть выше верхнего края сваи, столбы после заполнения опалубки должны оказаться внутри монолита из бетона, как нижние прутки армокаркаса. В процессе заливки сначала заполняют внутреннее пространство свай, вибрируют металлическими трубами. Пространство между краями опалубочных щитов заполняют в качестве заключительного этапа.

Для заливки ростверка подойдет марка бетона М300 или М350.

Ростверк: погода и температурно-влажные условия

Устройство ростверка осуществляется в жаркую погоду, безветренную желательно, без осадков. Прямые солнечные лучи попадать на поверхность тоже не должны. Если температура воздуха отрицательная, бетону нужно обеспечить минимальные потери тепла на всех этапах – от приготовления до укладки. Если работы выполняются на пучинистых грунтах, землю сначала прогревают до плюсовой температуры, защищают от промерзания.

Разборка опалубки

После завершения заливки бетона опалубку демонтируют, сначала снимая крепления и распорки, лишь после этого доски. Опалубочные щиты должны легко отходить от застывшего монолита, если же такой ситуации не наблюдается, это говорит о том, что раствор еще не застыл и нужной прочности не набрал.

как сделать свайный фундаменткак сделать свайный фундамент

Сушка и уход

Когда залит бетонный ростверк, нужно обеспечить правильный уход за монолитом. Конструкция надежно защищается от солнечных лучей, ветра, осадков. Поверхность накрывают полиэтиленовой пленкой, периодически увлажняют водой, если температура воздуха превышает отметку в +22С.

Гидроизоляция

Бетонный ростверк должен быть гидроизолирован, особенно актуально это при сооружении свайно-ростверковых фундаментов заглубленного типа. Также желательно изолировать от влаги повышенные ростверки.

Варианты гидроизоляции:

  • Проникающая – специальный раствор с прекрасными адгезионными характеристиками покрывает фундамент.
  • Обмазочная – обвязку покрывают битумной мастикой.
  • Напыляемая – жидкие составы с высокими водоотталкивающими свойствами наносят при помощи пульверизатора.
  • Рулонная – ленту обмазывают мастикой, сверху кладут рулонный материал.

Выбор метода и материала для гидроизоляции зависит от типа грунта, уровня грунтовых вод, вида ростверка, финансовых возможностей и других факторов.

Утепление ростверка

Теплоизоляция дает возможность препятствовать потере тепла через основание здания. Утеплителем для ростверка могут выступать пенополиуретановые составы (напыляются), экструдированный пенополистирол, пенопласт в плитах и т.д. Минеральную вату не применяют, так как она впитывает влагу и быстро разрушается.

Выбирая теплоизоляционный материал, учитывают такие требования: теплопроводность минимум 0.035Вт/мк, водопоглощение максимум 4%, хороший уровень звукоизоляции, стойкость к агрессивным средам и грызунам.

Плиты крепят к нижней и верхней частям ростверка дюбель-гвоздями или клеем, сверху устанавливают армирующую сетку, штукатурят либо отделывают другим методом. Обязательно выполняется отмостка для сохранения герметичности и отвода влаги от фундамента.

Бетонный ростверк – прекрасный вариант устройства фундамента, актуальный в строительстве самых разных зданий на различных ландшафтах. При условии правильного выбора материалов и соблюдения технологии монтажа все работы вполне возможно выполнить самостоятельно, обеспечив качественное, надежное и прочное, основание.

Устройство монолитного железобетонного ростверка фундамента и его возведение

Ростверк с опалубкой

Монолитный железобетонный ростверк с опалубкой

Монолитный железобетонный ростверк – это идеальный вариант для самостоятельного возведения фундамента вашего дома, так как вся процедура обустройства ростверка может выполнена даже одним человеком. Также в отличие от стального типа монолитных ростверком выше упомянутый вариант значительно дешевле.

О всех вариантах ростверка читайте в соответствующей статье.

План работ:

  1. Создаем опалубку
  2. Армируем железными прутьями
  3. Заливаем бетон
  4. Получаем железобетонный ростверк, готовый к строительству дома/бани на нем.

Опалубка для ростверка

Железная арматура

Опалубка с армированием

Для заливки железобетонного монолитного ростверка обязательна опалубка со стенками и днищем, формирующим нижнюю гладкую поверхность балки (ленты) ростверка. Опалубку выстилают полиэтиленовой пленкой. Это важно, чтобы нижняя часть ростверка была без неровностей, где может скапливаться вода, и медленнее разрушалась. Можно сделать и несъемную опалубку, одновременно выполняющую роль гидроизоляции. Главное, чтобы она сохраняла воздушную подушку между балкой ростверка и землей.

Перед устройством опалубки важно выровнять сваи – они должны быть от уровня грунта на одной высоте. Поэтому их или изначально отливают по уровню, или выравнивают после забивания (отливания): опиливанием или наращиванием бетонной смесью. Если сваи стоят не по одной линии, но не выходят за границы ленты ростверка, это непринципиально, если одна из свай выходит за границу – придется над ней делать выступ железобетонного ростверка.

В целом опалубка ростверка изготавливается более прочной и с более надежным соединением щитов, чем для ленточного фундамента, и предполагает обязательное съемное дно, в других пунктах процесс изготовления опалубки и заливки различий не имеет.

Процесс создания опалубки

По периметру будущего здания монтируется опалубка, ширина ростверка (и жёлоба опалубки) несколько больше толщины предполагаемых проектом стен, обычно 30-40 см, а форма сечения близка к квадратной. Чтобы сделать приподнятый ростверк, в съемную щитовую наземную опалубку для создания подушки может засыпаться песок или укладываться толстый листовой пенопласт и настилаться на него п/э пленка, а затем после отвердевания ленты щиты, песок (пенопласт) и пленка удаляются.

Можно сделать желоб из щитов с щитовым же днищем, приподнятый на брусках (ножках) до нужной высоты. Дно и стыки его с бортами должны быть очень прочными, так как будут держать на себе всю массу отлитого бетона. Можно сделать наружные металлические накладки-угольники. В днище делают выпилы для свай, если они войдут в толщу бетона, или над сваями – если ростверк будет на них лишь опираться, будучи связан с ними только арматурой. Ростверк, который только опирается на сваи, лучше распределяет давление, но хуже связывает конструкцию свай и прикрепляет к ним сам дом.

Монолитный ростверк лучше соединяет сваи, но толщина его над сваей меньше, чем общая высота ленты. Удобно делать выпилы в коротких сторонах щитов и «надевать» их на сваю, получается что-то вроде шпоночного соединения, или монтировать днище вокруг них. Швы между щитов укрепляют дополнительно, обязательно понадобятся подпорки и распорки, контролирующие вертикальность и неподвижность боковых щитов. Ставят в опалубку собранный (либо собирают в ней) арматурный каркас и крепят его к оголовкам свай.

Чтобы каркас оказался погружен в бетон на нужную глубину, под прутки нижнего пояса подкладывают брусочки (можно подложить мокрые бетонные плитки) толщиной в 3-5 см. Если просто положить каркас на дно, очевидно, что нижние прутки окажутся незащищенными и будут выступать на подошве. Коррозия начнется быстро, ростверк долго не прослужит. Поэтому лучше подстраховаться и сделать нижний слой даже чуть больше 5 см.

Можно закрепить каркас в подвешенном состоянии, этому способствуют арматурные прутки свай и верхние распорки. В любом случае каркас закрепляется неподвижно – чтобы не сдвигался при заливке бетоном и не сползал вниз под своим весом и во время виброуплотнения.

Армирование

Как правильно произвести армирование

Армирование ростверка на столбчатых сваях (1 и 4 – сваи, 2 – горизонтальные прутья арматуры, 3 – залитый бетоном ростверк)

Армирование нужно, чтобы повысить устойчивость к изгибу; без жесткой арматуры ростверк трескается при малейшей деформации. Поскольку на него действуют одновременно переменные нагрузки сверху (то есть вес здания) и снизу – давление грунта через сваи, постольку на армировании экономить нельзя.

Армирование ленточного ростверка

Армирование ленточного ростверка аналогично армированию ленточного фундамента. В балке ставят 2 (верхний и нижний) пояса армирования, каждый состоит минимум из 2 продольных прутьев, с вязкой через 30-40 см. Продольные прутья принимают всю нагрузку деформации ростверка – поэтому их диаметр не меньше 10-12 мм (лучше больше), а сечение – периодическое поперечное. Вертикальные прутки такие же. Поперечные прутки не берут нагрузку, их задача связать каркас в систему, отсюда для экономии они тоньше, порядка 6-8 мм, возможно применять гладкие.

Железные пруты арматуры

Армирование монолитного железобетонного ростверка

Каркас должен быть при заливке покрыт слоем бетона минимум в 3-5 см – иначе есть риск коррозии арматуры. Итого, на каждую балку периметра требуется 4 длинных продольных прутка (желательно цельных или сварных), короткие прутки того же сечения для вертикальных стоек, короткие поперечные прутки и монтажная проволока.

Армирование плитного ростверка

Армирование плитного ростверка также аналогично армированию монолитной плиты: те же два пояса сетки армирования в 3-5 см вглубь плиты от поверхностей. Каждый пояс – сетка толстой арматуры переменного сечения, с шагом в 20-40 см. Пояса соединяются по вертикали того же диаметра прутками арматуры, все прутки соединены проволокой или сваркой.

Армирование свай

Все сваи при изготовлении армируются, «хвосты» прутков должны на 15-20 см выступать из оголовка. Поверхность оголовок свай обязательно надкалывается – чтобы создать шероховатую поверхность, лучше соединяющуюся с новым залитым бетоном. При монтаже прутки арматуры свай соединяются проволокой или сваркой с арматурным каркасом ростверка.

Схема проведения работ

Процесс возведения столбчатого монолитного фундамента (нижние 3 изображения – 1. возведение опалубки с армированием, 2. заливка, 3. опалубка снята)

Схема проведения работ Строительство ленточного фундамента для бани – руководство по армированию, создании опалубки и другим тонкостям возведения ленточного монолитного фундамента.

Гидроизоляция фундамента всех типов.

Установка отлива на фундамент – как правильно выполняется монтаж отлива и какие ошибки не стоит совершать.

Заливка ростверка бетоном

Приготовление раствора и заливка опалубки уже подробно описаны в статье про создание опалубки ленточного фундамента. Процесс абсолютно идентичен, так что читайте и внедряйте.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

Устройство монолитного железобетонного ростверка

IFIFРостверком называют верхнюю, горизонтальную часть фундамента свайного или столбчатого типа, технология устройства которого зависит от его конструкции и вида используемых свай. Ростверки, отличающиеся различной высотой и формой, могут быть монолитными и применятся в частном домостроении, а также сборно-монолитными, которые чаще всего используются в промышленном и многоэтажном строительстве. Процесс их изготовления очень похож на традиционное бетонирование плит.

Устройство ростверкаУстройство ростверка

Технология устройства ростверков

Части свай, выступающие после забивки, срубаются по специальным отметкам, оголяя продольную арматуру. После снятия грунта на глубине 0,10-0,15 м ниже планировочной отметки создают «подушку» из шлака, щебня или песка. Затем устанавливают опалубку и соединяют арматуру свай и ростверка. После бетонирования балок ростверка щиты опалубки убираются.

В зависимости от используемого материала ростверки могут быть деревянными, бетонными и железобетонными. Деревянный вариант устраивается исключительно по сваям из того же материала, то есть из дерева. Прежде, чем приступить к монтажу ростверка, оголовки деревянных свай располагают на 0,5 м ниже самого низкого уровня грунтовых вод и срезают все выступающие концы. Материал для изготовления деревянных ростверков выбирают исходя из тех же требований, что  предъявляются и к свайному лесу.

f_410_20110212090110f_410_20110212090110Монтаж ростверков производят с помощью обычных строительных кранов. Бетонные ростверки применяют на тех видах свай, которые не работают на растяжение и ограничиваются толщиной подушки, не превышающей 0,8 м. Но при возведении массивных и крупных строений этот показатель может превышать 1 м.

armirovanie-rostverkaarmirovanie-rostverkaУстройство сборных железобетонных ростверков требует, чтобы погрешность отклонения осей забитых свай в плане не превышала ±0,5 м, а уровни оголовков по вертикали ± 0,1 м. Чтобы реализовать такую точность забивки свай, на базе экскаваторов и тракторов были созданы копровые установки, оснащенные двумя стрелами, качающимися во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Технологии устройства монолитных и сборно-монолитных ростверков практически аналогичны. Процесс начинается срубанием голов свай до уровня, оголяющего арматурные стержни, которые омоноличиваются при заливке ростверка бетоном. Если после забивки оголовки свай целы и располагаются на одном уровне с погрешностью в пару сантиметров, то их можно заделывать в ростверк без выпуска арматуры и, не разбивая оголовки. Многорядное расположение свай отличается глубиной заделки не менее 0,5d, а однорядное 1d(где d – это диаметр трубчатой сваи или величина стороны сваи квадратного сечения).

Рекомендации для свай с оголенными концами арматуры
Если свайный фундамент рассчитан на вертикальную нагрузку, то сваи заделывают в ростверк на глубину не менее 0,05 м, а выпуски арматуры не менее чем на 0,25 м.

Если свайный фундамент рассчитан на горизонтальную нагрузку, тогда ствол сваи заделывают в ростверк на глубину не меньшую, чем наибольший размер поперечного сечения сваи, а выпуски арматуры не менее чем на 0,4 м.

технология устройства ростверковтехнология устройства ростверков

Железобетонный ростверк на сваях — особенности и виды монтажа

  • Монтаж фундамента
    • Выбор типа
    • Из блоков
    • Ленточный
    • Плитный
    • Свайный
    • Столбчатый
  • Устройство
    • Армирование
    • Гидроизоляция
    • После установки
    • Ремонт
    • Смеси и материалы
    • Устройство
    • Устройство опалубки
    • Утепление
  • Цоколь
    • Какой выбрать
    • Отделка
    • Устройство
  • Сваи
    • Виды
    • Инструмент
    • Работы
    • Устройство
  • Расчет

Поиск

Портал о фундаментах Портал о фундаментах Фундаменты от А до Я.
  • Монтаж фундамента
    • ВсеВыбор типаИз блоковЛенточныйПлитныйСвайныйСтолбчатый

      Фундамент под металлообрабатывающий станок

      Устройство фундамента из блоков ФБС

      Заливка фундамента под дом

      Характеристики ленточного фундамента

  • Устройство
    • ВсеАрмированиеГидроизоляцияПосле установкиРемонтСмеси и материалыУстройствоУстройство опалубкиУтепление

      Устранение трещин в стенах фундамента

      Как армировать ростверк

      Необходимость устройства опалубки

      Как сделать гидроизоляцию цоколя

  • Цоколь
    • ВсеКакой выбратьОтделкаУстройство

      Отделка фундамента камнем

      Выбор цокольной плитки для фасада

      Что такое цоколь

      Как закрыть винтовые сваи

  • Сваи

Особенности монолитного ростверка и его применение в строительстве

фундамент на буронабивных сваяхПроектирование и заливка фундамента является ключевым моментом в строительстве любого здания, в том числе и в возведении индивидуальных домов. Мы уже писали ранее о ленточном фундаменте, столбчатом, монолитном, а также уделяли внимание вопросу, как укрепить старый фундамент дома.

Данная статья будет посвящена свайным фундаментам, его конструкциям. В частности, мы разберем устройство ростверка и наиболее распространенные его конструкции, этапы работ по монтажу ростверка. В нашей статье вы найдете также схемы свайно-ростверкового фундамента и схему фундамента с монолитным ростверком.

Что такое ростверк? Его применение и основные виды

Итак, давайте разберемся, что такое ростверк. Как известно, это специальная дополнительная горизонтальная конструкция фундамента, основной функцией которой является равномерное распределение нагрузки на несущие элементы возводимого сооружения. Соединение свай является завершающим этапом в строительстве свайного фундамента. Грамотное размещение ростверка, выбор его поперечного сечения и армирования – задача специалистов. В данном случае нельзя полагаться на мнение окружающих, недостоверные источники и свои силы, если только вы не специалист в этой сфере. Однако пополнить свои знания перед строительством личного дома никому не повредит, а наоборот даже поможет впоследствии определиться с необходимым объемом работ и командой специалистов.

фундамент на буронабивных сваях
схема фундамента с монолитным ростверком

 

Горизонтальная часть фундамента может объединять сваи в жесткую систему, а также свободно опираться на них. Жесткое закрепление

опор с монолитным ростверком применяют, когда сваи забиваются в слабые грунты, при воздействии на опоры выдергивающих, динамических и горизонтальных нагрузок. Такое сопряжение осуществляется путем заделки головы сваи или выпусков арматуры в толщу горизонтальной части фундамента на длину их анкеровки, определяемой с помощью расчетов.

При свободном опирании (или шарнирном сопряжении) создается заделка головы сваи в толщу ж/б ленты на 5-10 см. Выпуски арматуры в таком варианте не заделывают. Такой способ применяется в случаях, когда нагрузка на опоры ориентирована по центру. Если вдавливающие нагрузки не велики и нет динамических нагрузок, то его просто опирают на сваи, поверхность головы которых предварительно выровнена цементным раствором. Описанные виды крепления вы можете видеть на рисунках, приведенных на сайте.

фундамент на буронабивных сваях
свайно-ростверковый фундамент

 

Существуют разные виды ростверка в зависимости от его размещения относительно поверхности грунта. Бывает низкий, повышенный и высокий тип конструкции. В зависимости от способа возведения выделяют также сборный и монолитный (в литературе можно встретить его другое название — монолитно-литой). В деревянном частном доме его роль выполняет нижний венец или обвязка. Как вы видите на рисунке, в качестве материала для горизонтальной части фундамента может быть выбран металл, дерево или железобетон. Самый распространённый материал — железобетон. Ж/б ростверки изготовляются как монолитными, так и сборными. Форма монолитного ростверка определяется конструктивным решением, геологическими условиями и числом опор. Чаще всего для индивидуальных домов малой этажности применяется ж/б лента.

фундамент на буронабивных сваях
типы растверков

 

Сборный

Используется при проектировании и строительстве крупногабаритных объектов, требующих быстрого возведения – промышленных зданий, с/х зданий, а также многоэтажек. Каким бывает сборный вид конструкции, вы можете видеть на рисунке. Представляет собой взрослый аналог конструктора «лего». Отлитые по специальной технологии детали (со шпоночными соединениями и замками) собираются затем строителями в единую конструкцию. Сборные элементы поэтапно устанавливают на поверхность выравнивающей подсыпки (песок, щебень). В процессе или по завершению сборки такой вид верхней части фундамента подвергается омоноличиванию. Следует отметить, что удовольствие это дорогое, требует также наличие тяжелой спецтехники, поэтому для строительства частных жилых домов не применим.

Монолитный ростверк, его устройство и план работ по заливке

Как уже отмечалось, это элемент свайного фундамента. Для примера на сайте приведена схема такого фундамента на буронабивных сваях. Применяется на строительных площадках, характеризующихся плотными глинистыми твердыми грунтами, а также слабо- и среднепучинистыми грунтами.

фундамент на буронабивных сваях
ростверок монолитный

Создание фундамента:

1.Буровыми агрегатами бурят скважины
2.Устанавливают пространственный каркас арматуры для каждой сваи
3.Производят бетонирование свай
4.Устраивают ростверк

Этапы работ по монтажу ростверка кратко можно изложить так:

  • Выставление опалубки
  • Армирование ленты. Объединяется арматура свай и ростверка с целью защемления в нем свай (для совместной работы).
  • Процесс укладки бетонной смеси.

Опалубка. Бывают случаи, когда перед ее монтажом выполняют срезку свай. Это делается для того, чтобы обнажить арматуру и затем отогнуть ее и приварить к арматуре ростверка. Срезку свай производят специальным оборудованием (отбойным молотком, огневыми способами или гидро-разрушителем). Далее необходимо тщательно промыть головы свай от шлака и строительной грязи. Опалубка применяется деревянная или инвентарная. До выставления опалубки может устраиваться бетонная подготовка из тощего бетона толщиной 80 мм, нанесенного на уплотненный слой щебня и гравия 100-200 мм. На сухих плотных грунтах возможно бетонирование ленты без предварительной подготовки (с песчаной подсыпкой). Деревянная опалубка сбивается из досок (например, 22х150 мм). При сборке доски должны плотно прилегать друг к другу (щели в стыках не должны превышать 2 мм). Закрепление досок целесообразнее начинать с нулевой отметки. На завершающем этапе на лицевую сторону опалубки необходимо нанести пленкообразующую смазку.

Армирование. На данном этапе не рекомендуется экономить. Не правильно рассчитанный фундамент (без достаточного количества арматуры) не выдержит нагрузок и со временем треснет. Точный расчет осуществляет специалист — конструктор. Армирование должно быть выполнено строго по проекту. Чаще всего применяют арматуру диаметром 10-12 мм для арм. пояса. В ленте укладывают 2 арм. пояса.

Заливка. Процесс заливки полностью идентичен этапам работ для ленточного фундамента. Бетонные смеси укладываются послойно. Верхний уровень смеси заливают на 50-70 мм ниже верхней границы опалубки. Марка бетона для монолитного ж/б ростверка должна быть не менее 150.

Виды ростверка

Высокий. Размещают выше поверхности грунта. Применяют при строительстве этакад, мостов, гидротехнических сооружений, жилых домов на пучинистых грунтах, в затапливаемых районах, для строительства набережных, пирсов и т.д.

В настоящее время широкое распространение в строительстве получила так называемая технология ТИСЕ. Суть технологии заключается в применении для строительства свай фундаментного бура с откидным плугом. В итоге получаются фундаментные сваи с расширением — опоры с повышенной несущей способностью. Применяют такую технологию для строительства индивидуального жилья в местности с наличием сейсмической активности, а также в местности, характеризующейся пучинистыми грунтами. Отличительной особенностью данной технологии также является наличие воздушной подушки под лентой-ростверком. Технология позволяет возводить несущую конструкцию своими руками. Этапы строительства по такой технологии приведены на рисунке. Фундаменты ТИСЕ имеют как положительные, так и отрицательные отзывы. Из недостатков отмечается сложность в создании расширения свай своими руками с применением бура, наличие мостиков холода и необходимость дополнительного утепления. В интернет-источниках можно встретить много советов по применению данной конструкции, однако при выборе фундамента в конкретном случае мы не рекомендуем руководствоваться подобными оценками.

Повышенный. Располагается на поверхности грунта. Реализация такого фундамента допустима в непучинистых грунтах. С целью исключения воздействия на него нагрузок при вспучивании, под лентой вынимают грунт и заполняют полученную полость грунтами, не склонными к вспучиваниям (например, песком). Из-под внутренней части будущего дома также удаляют грунт, способный вспучиваться и заменяют его керамзитом. Фундамент по описанной технологии не будет требовать дополнительного утепления.

Низкий или заглубленный. Горизонтальная часть фундамента, которая располагается ниже поверхности грунта. Сваи в таком виде фундамента располагаются полностью в толще грунта. Глубина заложения зависит от многих факторов, таких как наличие подвалов в будущем здании, расположения коммуникаций, климатических факторов, наличия грунтовых вод, геологии местности. Например, если строить приходится на пучинистых грунтах, то подошву ростверка закладывают не менее чем на 0,25 м ниже уровня промерзания.

Хочется отметить, что в настоящее время страницы интернета пестрят информацией по строительной тематике, хотя очень малое количество из них действительно стоит читать. Наша статья основана не на интернет-источниках, а на конкретной литературе и советах специалистов (при желании всем обратившимся мы можем посоветовать литературу и ответить вопросы). Свайные фундаменты с ростверком относят к одним из самых востребованных вариантов, поскольку позволяет проводить строительство с экономией времени и средств, но только при наличии грамотного планирования и профессионального подхода на начальных этапах подготовки к предстоящей стройке.

Заливка ростверка бетоном: армирование, изоляция

Свайный фундамент пользуется популярностью среди владельцев небольших дач. Бетонирование ростверков — один из методов улучшения технических параметров несущей конструкции строения. Применение свай позволяет вести строительство на участках с высоким уровнем расположения грунтовых вод. Кроме того, это сокращает время для сооружения объекта, при этом такие работы можно выполнить без использования тяжелой техники.

Особенности заливки

Чтобы создать монолитный железобетонный ростверк, следует пользоваться нормативно-проектной документацией. Все этапы строительных работ по возведению конкретного объекта, перечень необходимых материалов с указанием их технических характеристик и марок, предписания по выполнению требований техники безопасности, мероприятия по проведению контрольных замеров отражает в себе регламентирующий документ — технологическая карта. Соблюдение всех предписаний и норм при строительстве влечет за собой повышение качественных параметров сооружения, а также снижение материальных, трудовых и денежных затрат.

Ростверк строится для связывания свай, он распределяет нагрузки между элементами фундамента и одновременно выступает опорой для укладываемых стеновых материалов — кирпича или пеноблока.

Связующая конструкция из бетонного монолита для свай применяется для строительства в различных условиях:

Сваи с объединяющим поясом — наилучшее решение для строительства на неровном грунте или возле водоема.
  • Сооружения небольшого веса. Ростверк позволяет сэкономить бюджет на 30—50% по сравнению с использованием плит из бетона, фундамента ленточного типа для коттеджа из легких материалов.
  • На участках с неровностями и склонами. Допускается перепады поверхности на месте постройки свыше 150 см.
  • При высоком уровне нахождения в почве воды. Для строительства используют заливные сваи или проводится временная откачка жидкости из скважины для опоры.
  • Береговая линия, болотистая местность. Альтернативы свайно-ростверковому фундаменту нет.

Этапы работ

Подготовка места

По занимаемому положению относительно уровня земли ростверк бывает 3-х видов:

  • низкий;
  • повышенный;
  • высокий.
Первым этапом является подготовка рельефа под строительство.

Перед сооружением бетонной конструкции приступают к выравниванию строительной площадки, она должна быть плоской и горизонтальной. Если мероприятия выполняются на переувлажненном приусадебном участке, то для защиты «висящего» на опорах фундамента от воды прокладывают дренажную систему. Для этих целей вырывают по периметру выбранного под застройку участка канавы, которые направляются к стороне уклона земельного надела.

Далее приступают к разметке несущей основы будущего строения. Использую арматурные пруты, отмечают на грунту места посадки опор и внутренние и внешние углы сооружения. Чтобы ориентир был четкий, натягивают бечевку. При разметке допускаются погрешности в пределах 1 см. При промышленных методах строительства зданий на сваях для установки опор под фундамент используется специальная техника, которая забивает в места посадки конструкции из железобетона. Когда работы выполняются самостоятельно своими руками, то применяется для бурения земли строительный бур. Посадочные места выполняют с шагом в 150—200 см. Глубина лунок зависит от плотности земли и от границы промерзания почвы в местности, где проходит строительство. Обычно скважину делают на 0,3—0,5 м глубже этой отметки. Чтобы защитить сваю от воздействия влаги, в пробуренное отверстие помещают скрученную из рубероида трубку.

Опалубка ростверка

Ограничители из древесины необходимы для качественной заливки бетона.

Для качественного выполнения заливочных работ необходимо соорудить вспомогательную конструкцию — ростверковую опалубку. Чтобы ее сделать, используются такие материалы:

  • металлические щиты;
  • деревянная доска;
  • щиты из продуктов деревообрабатывающей промышленности: фанеры, ОСП, ДСП.

Для самостоятельного строительства часто используются опалубки из древесины, их просто изготовить и применяются они многократно. Этот материал доступный пользователю по стоимости. Металлические изделия применяются в профессиональном строительстве. Стоимость покупки и аренды высокая, поэтому применять такую конструкцию в кустарном строительстве нецелесообразно.

Опалубку собирают после обозначения контуров. На дистанции 0,5—0,8 м друг от друга забиваются в вертикальном положении брусья, которые соединяются между собой проволокой или длинным брусом. Далее монтируются поперечные планки, которые фиксируют дно конструкции. В тех местах, где опоры будут соприкасаться с ростверком, в досках прорезают щели. Потом саморезами прикрепляются боковые стенки опалубки. Полученный таким образом желоб устилается пленкой, которая не допускает протекания бетонной смеси. При сборке опалубки следует учесть будущие размеры конструкции — высота около 300 мм, ширина должна превышать диаметр фундаментной опоры на 100 мм.

Изоляция сооружения

Для обеспечения долговечности здания применяют гидроизоляцию фундамента.

Чтобы придать несущей конструкции прочности и надежности, защитить от воздействия влаги, необходим гидробарьер. Для этих целей используются такие материалы:

  • Обмазочные. Битумными мастиками бетон обрабатывают слоем в 30—50 мм.
  • Рулонные. Гудронной мастикой прикрепляется к поверхности сооружения рулонный рубероид.
  • Напыляемые. Специальным распылителем ростверк обрабатывают жидкой резиной.
  • Проникающие. Применяются гидроизоляционные смеси глубокого проникновения.

Армирование

Для укрепления ростверка выполняется 2-х рядное армирование. Чтобы раствор покрыл арматуру полностью, нижний уровень металлических прутов укладывают на брусья высотой в 30 мм. Прямоугольником из гладких арматурин соединяются нижний и верхний ярусы вязальной проволокой. Высота ростверка определяется расстоянием между рядами конструкции каркаса.

Ростверк применяют в качестве основы для забора с монолитной основой.

Заливка смеси

Для работ по бетонированию используют покупную или самостоятельно подготовленную смесь. Сначала заливают сваи. Через 5—7 дней после набора прочности основ приступают к заливке ростверка. Процесс начинают из заливания углов. Работу выполняют за один раз, чтобы бетон не расслаивался. Смесь тщательно трамбуют, чтобы из нее вышел воздух. Поверхность конструкции выравнивают правилом.

Сушка бетона

После заливки бетона в опалубки дожидаются, когда раствор схватится. В жаркую погоду, чтобы не допустить растрескивания монолита, ростверк увлажняется и накрывается полиэтиленовой пленкой. После затвердения железобетона осторожно демонтируют опалубку. К сооружению стен приступают через 4 недели, когда монолит затвердеет полностью.

Железобетонные спортивные сооружения с тонким корпусом

Несколько образцов спортивных куполов до монолитного метода

Kingdome — Сиэтл, Вашингтон

  • Архитектор: Naramore, Skilling and Praeger
  • Инженер: Джек Кристиансен
  • Описание: Футбол, футбол, бейсбольный стадион
  • Диаметр: 660 ’;
    Высота:
    250 ’
  • Вместимость: 59000 для бейсбола; 66000 на футбол
  • Владелец: King County, Вашингтон
  • Стоимость: 67 миллионов долларов * Дата открытия: 27 марта 1976 г.
  • Снесено: 26 марта 2000 г.

Бетонный многоцелевой стадион стоимостью 67 миллионов долларов, кресла Kingdome были разработаны для футбола и открылись футбольным матчем 9 апреля 1976 года.Первые бейсбольные распродажи в истории Kingdome произошли только в ночь открытия 1990 года, в 14-м сезоне команды, и всего трижды команда привлекла 2 миллиона болельщиков.

В Kingdome четыре потолочные плитки упали за несколько часов до того, как ворота должны были открыться для игры Mariners в 1994 году. Это вынудило Mariners сыграть свои последние 15 игр сезона, прежде чем забастовка закончилась, на выезде. Ремонт крыши обошелся в 70 миллионов долларов.

Kingdome принимала Матч всех звезд в 1979 году.Гейлорд Перри выиграл там 300-ю игру в своей карьере в 1982 году, и Рэнди Джонсон (1990) и Крис Босио (1993) не попали ни в одну игру. История бейсбола вошла в историю, когда Кен Гриффи-старший и Кен Гриффи-младший вместе начали игру в одном дальнем поле, что стало первым случаем, когда отец и сын вышли на поле вместе как игроки.

Ссылка: www.ballparks.com

Якима-Вэлли SunDome — Якима, Вашингтон

  • Инженер: Джек Кристиансен
  • Диаметр: 270 ’; Высота: 90 ’
  • Запущен: 1970-е — Используется до сих пор
  • Вместимость: 5602 для бейсбола; 6 698 — бокс; От 3 831 до 7926 на концерты; 4850 за родео; 7 782 по борьбе; 5686 для манежа

Помещение часто арендуют для других мероприятий, например, для конгрессов.Он арендует 3000 долларов или 10% билетов, в зависимости от того, что больше, за представление. Кроме того, SunDome вмещает 300 выставочных стендов 10 × 10 футов и 4 выставочных стенда.

Актовый зал Университета Иллинойса — Урбана, Иллинойс

  • Архитектор: Макс Абрамовиц
  • Инженер: Эдвард Коэн, генеральный директор Amman & Whitney Consulting Engineers
  • Описание: Диаметр 400’, ребристый, армированный, бетонный купол
  • Вместимость: 16000 постоянных мест
  • Завершено: Лето 2000

Актовый зал Университета Иллинойса буквально оживает после наступления темноты, с его огромным белым куполом, сияющим в ночном небе, яркость которого символична для суперзвезд, которые выступают под его уникальной крышей.От рок-шоу до Бродвея и семейных шоу до баскетбола Fighting Illini и многого другого — Assembly Hall принимал у себя ведущих представителей шоу-бизнеса, а также проводил многочисленные университетские и общественные мероприятия.

Исполнители и мероприятия, организованные в Актовом зале, включают The Rolling Stones, Гарт Брукс, Элвис Пресли, U2, Фрэнк Синатра, «Отверженные», Боб Хоуп, Михаил Барышников, Aerosmith, Реба Макинтайр, Тина Тернер, «Кошки», Билл Косби, Посвящение в университет Иллинойса, The Harlem Globetrotters, Брюс Спрингстин, «Улица Сезам в прямом эфире!» и бесчисленное множество других.

Актовый зал

открылся 2 марта 1963 года и продолжает привлекать внимание своим дизайном и строительством. Когда-то это был один из двух куполов в мире, поддерживаемых краями. Крыша поддерживается 614 милями стальной проволоки толщиной в четверть дюйма, обернутой у основания купола под интенсивным давлением.

Архитектор Макс Абрамовиц, выдающийся выпускник Иллинойского университета. Его фирма также спроектировала Здания Организации Объединенных Наций, большую часть Линкольн-центра исполнительских видов искусства и собственный Центр исполнительских искусств Краннерта при университете Иллинойса.

По вместимости Актовый зал находится в одном ряду с большими аренами крупных городов. В нем почти 16 000 постоянных мест, но когда переносные стулья размещаются на полу для круглого выступления, их потенциал может достигать 17 200, в зависимости от размера сцены. Самая большая арена Иллинойса за пределами United Center в Чикаго, Assembly Hall, продолжает представлять самых горячих и захватывающих исполнителей и события в мире!

Ссылка:
http: //www.uofiassemblyhall.com

Hershey Park Arena — Херши, Пенсильвания

  • Архитектор / Инженер: Антон Тедеско
  • Владелец: Hershey’s
  • Описание: Бочкообразный свод железобетонный. Первый тонкий корпус, построенный в США.
  • Ширина: 232 ’; Длина: 362 ’; Высота: 100 ’
  • Вместимость: 7228 постоянных мест
  • Начато: Начало 1936 г.
  • Завершено: 19 декабря 1936 г.

В 1996 году Томас К.Стивенс, операционный директор Арены, получил некоторые проекты и планы стадионов с монолитным куполом. Г-н Стивенс был впечатлен и написал это рекомендательное письмо, основываясь на своем опыте работы со старейшим в стране стадионом из тонкостенного бетона:

«Когда Hersheypark Arena была построена в 1936 году, она считалась одним из лучших зданий своего времени. Теперь, 60 лет спустя, он выдержал испытание временем. Арена представляет собой монолитную железобетонную конструкцию овальной формы, которая прослужит долго.Hersheypark Arena, рассчитанная на 7350 мест, была домом для хоккея с момента постройки. В этом уникальном сооружении на протяжении многих лет проходило множество мероприятий, с одной выдающейся особенностью — неплохое место в доме.

«Идея ледового комплекса« Монолитный купол »улучшила концепцию проекта. Проникновение воды в бетон и компенсационные швы — наша самая большая проблема при обслуживании зданий. Этих проблем не существует с этим дизайном. Любой, кто хочет построить ледовую арену, должен быть впечатлен дизайном, энергосбережением, безопасностью и уникальной открытостью этих конструкций.После постройки вы можете рассчитывать на то, что на долгие годы у вас будет отличный объект.

С уважением,
Thomas C. Stephens

Pallazzo Dello Sport (Большой дворец спорта) — Рим, Италия

  • Инженер: Пьер Луиджи Нерви
  • Описание: Диаметр 330 футов, ребристый, железобетонный купол
  • Стоимость: 2 миллиарда лир
  • Построен: с 1958 по 1960 год для летних Олимпийских игр 1960 года

Palazzo Dello Sport (Большой дворец спорта) — Рим, Италия

  • Инженер: Пьер Луиджи Нерви
  • Диаметр: 194 ’; Высота: 69 ’
  • Вместимость: 5,000
  • Стоимость: 265 миллионов лир
  • Построен: с 1956 по 1957 год для летних Олимпийских игр 1960 года

Thompson Arena, Дартмутский колледж — Ганновер, Нью-Гэмпшир

  • Архитектор / инженер: Пьер Луиджи Нерви
  • Описание: Высота 64 фута, железобетон, цилиндрический свод
  • Вместимость: 3500 мест с индивидуальной спинкой, 5 раздевалок, 2 тренировочных зала, сложное, подвесное табло
  • Стоимость: 4 доллара.4 миллиона
  • Строительство: 1973-1976

Rupert C. Thompson Arena — одно из лучших в стране многофункциональных спортивных сооружений. Строительство началось в 1973 году, и первый хоккейный матч был проведен в ноябре 1975 года, когда Дартмут и олимпийская сборная США завершили матч со счетом 3: 3.

Официальная церемония вручения награды за 4,4 миллиона долларов была проведена утром во время игры на зимнем карнавале в Дартмуте против Корнелла в 1976 году, когда команда Big Green одержала победу со счетом 9: 7.Самая большая публика в истории хоккея Дартмута была зафиксирована 12 января 1980 года, когда 5017 зрителей наблюдали за поражением Биг Грин от Йеля 7-3.

При строительстве Арены было задействовано 9 500 ярдов сборного и монолитного бетона, 600 тонн армированной стали и контрфорсы, которые являются уникальными конструктивными особенностями.

Помещение включает в себя пять просторных, покрытых коврами, раздевалок для университетских, субвузовских и приезжих команд, а также две полностью оборудованные тренировочные комнаты, офисы, зал William Smoyer ’67, где проводятся хоккейные приемы Friends of Dartmouth, а также складские помещения и площадки для заточки коньков.

Ссылка: http://www.dartmouth.edu/~mhockey/thompson.html

Leverone Field House, Дартмутский колледж — Ганновер, Нью-Гэмпшир

  • Архитектор / инженер: Пьер Луиджи Нерви
  • Строитель: Кэмпбелл и Олдрич
  • Описание: 91 800 квадратных метров, железобетонный свод
  • .
  • Характеристики: крытый трек; тренажерный зал; крытая тренировочная площадка для футбола, лакросса, футбола, гольфа, регби
  • Выполнено: 1962-1963

Norfolk SCOPE Arena & Conference Hall — Норфолк, Вирджиния

  • Архитектор / инженер: Пьер Луиджи Нерви
  • Диаметр: 440 ’; Высота: 110 ’
  • Вместимость: 85000 квадратных футов.12 600 мест для спортивных мероприятий; 13 800 мест для собраний; Ресторан на 150 мест
  • Стоимость: 28,1 миллиона долларов
  • Строительство: 1970-1972

Открытый в 1972 году, Norfolk Scope проводит множество мероприятий, включая Ringling Bros и Barnum and Bailey Circus, съезды, концерты и семейные шоу. Scope гордится тем, что является домом для Норфолкских адмиралов АХЛ и футбольной команды Norfolk Nighthawks Arena. Объем состоит из гибкой главной арены, модульных выставочных залов и конференц-залов, которые могут вместить как небольшие, так и большие группы для частных встреч, выставок или конференций.

Ссылка: http://www.norfolkcvb.com/meeting/scope.cfm

Waikiki Shell — Гонолулу, Гавайи

  • Вместимость: Мест 2400 с лужайкой еще для 6000
  • Строительство: 1952-1956

На фоне всемирно известной Даймонд-Хед и пляжа Вайкики через дорогу отель Waikiki Shell является уникальным местом для проведения концертов на открытом воздухе и других больших мероприятий. Отель Waikiki Shell находится в нескольких минутах ходьбы от отелей, что делает его идеальным местом для проведения конференций, встреч и приемов.

Тропический климат Гавайев делает Waikiki Shell идеальным местом для незабываемой вечеринки на лужайке после обеда или вечернего концерта. Организаторам мероприятий следует учесть, что в отеле Waikiki Shell есть недавно отремонтированная кухня для обслуживания мероприятий. Здесь есть две погрузочные площадки, раздевалки, большая сцена, великолепная акустика, профессиональное световое и звуковое оборудование, а также электрические службы для крупных телепрограмм.

Ссылка: www.blaisdellcenter.com

Kresge Auditorium, MIT — Кембридж, Массачусетс

  • Архитектор: Ээро Сааринен
  • Описание: Крытый павильон и школьная аудитория
  • Вместимость: 3943 места
  • Строительство: 1950-1955
  • Строительная система: Геодезический купол, медная кровля

Открытый амфитеатр был построен в 1940-х годах как оркестровая оболочка на берегу Зеленого озера.«Американская архитектура и строительство вряд ли будут прежними после завершения строительства нового центра Массачусетского технологического института», — заметил в 1955 году критик Architectural Forum. Но каким бы ренегатом он ни был, когда он был построен, необычный зал для представлений Ээро Саайнена скрупулезно соблюдал функции и архитектурные решения. словарный запас кампуса.

В 1950-х годах Массачусетский технологический институт был в разгаре послевоенного строительного бума, лишь немногим менее амбициозного, чем тот, который он предпринял полвека спустя. Сааринену было поручено спроектировать две постройки на обширной неурегулированной границе Западного кампуса, новую аудиторию и новую часовню.

Сааринен разработал трехугольный купол, чтобы объединить архитектурный ландшафт Института, копируя два фирменных купола Массачусетского технологического института, которые находятся у ворот в восточную половину кампуса. Возвышающийся на 50 футов над землей в своем апогее 1200-тонный купол Кресге составляет одну восьмую бетонной сферы, опираясь в трех точках на бетонные и стальные опоры. Конструктивно куполообразная крыша фактически свободно плавает от кирпичного основания аудитории, которую она защищает. Поскольку здесь нет колонн, каждое место в Kresge Auditorium имеет беспрепятственный вид на сцену.Нижний уровень включает в себя Маленький театр на 200 мест, зеленую комнату, раздевалку, холлы, офисы и зоны обслуживания.

Ссылки: www.greatbuildings.com, www.interlochen.k12.mi.us/arts_festival, http://web.mit.edu/evolving/projects/kresge

Комплекс Национального Конгресса Бразилиа — Центральная Бразилия

  • Архитектор: Оскар Нимейер
  • Описание: Вогнутый и выпуклый купол
  • Строительство: 1958
  • Видение: Построить город будущего

Этот правительственный объект является уникальным архитектурным памятником или мечтой о футуристическом городе.Бразилиа и сегодня остается одним из самых интересных мест в мире. Он включает в себя Дворец Конгресса (здание Капитолия), верхние части залов Национального сената и Палаты депутатов, а также различные офисы. Вокруг него две чаши, одна обращена вверх, а другая — вниз. Он красив и абстрактен, и быстро стал одним из самых узнаваемых символов города.

Ссылка: www.viagensimagens.com

Ангар для самолетов AFB PRIDE Ellsworth — Рапид-Сити, Южная Дакота

  • Архитектор: Антон Тедеско
  • Описание: Мега-утилитарное сооружение пролетом 300 футов
  • Строительство: 1947-1949

Ангар PRIDE воплощает в себе дух персонала базы; его аббревиатура PRIDE расшифровывается как «Профессиональные результаты в ежедневных усилиях».

Строительство ангара началось 6 июля 1947 года в рамках подготовки огромных бомбардировщиков B-36 Peacemaker. Завершенный 24 октября 1949 года, он считался одним из крупнейших в мире монолитных (без видимых внутренних опор) сооружений. Его внешний вид является историческим, напоминая о начале эпохи холодной войны и периоде значительного развития авиабазы ​​Эллсуорт.

Бетонный каркас, залитый поверх каркасной конструкции, имеет толщину 7 дюймов в основании и 5 дюймов в центре.Есть 13 ребер, каждое по 5 футов в высоту и на расстоянии около 20 футов друг от друга. Ребра, поддерживающие крышу, поддерживаются пьедесталами, которые расположены примерно на 2 фута под землей. Площадь здания составляет 125 649 квадратных футов, что достаточно для двух B-36 или шести B-29 Superfortress.

Ссылка: www.globalsecurity.org/wmd/facility/ellsworth.htm

Ангар для самолетов авиабазы ​​Лоринг — Известняк, Мэн

  • Архитектор: Антон Тедеско
  • Описание: Параболическая арочная конструкция, пролет 340 футов
  • Строительство: Начало 1948 г.

Высота конструкции у пружин 16 футов, а у макушки — 74 фута.Оболочка состоит из железобетонной плиты толщиной от 5 до 7 дюймов, усиленной ребром 20 дюймов 5 футов, утолщенным на глубину 7 футов возле упоров. Ребра жесткости расположены на расстоянии 25 футов друг от друга, и Строительный шов расположен в центре чередующихся ребер, разделяя общую длину 300 футов на 6 секций.

Ссылка: www.arche.pus.edu/thinshells/module

Warner Auditorium, Университет Андерсона — Андерсон, Индиана

  • Описание: Штаб-квартира Международной Церкви Бога Конвенция
  • Аудитория: Названа в честь Дэниела Уорнера
  • Вместимость: Самый большой зал 2207; Наименьшая комната 15; Банкетный зал 400

Университет Андерсона расположен недалеко от основных торговых и деловых районов, недалеко от муниципального аэропорта Андерсона, к северо-востоку от Индианаполиса и в нескольких часах езды от Чикаго.

Ссылка: www.madtourism.com/tm/anderson.html

Neal S. Blaisdell Center Arena — Гонолулу, Гавайи

  • Описание: Многофункциональная арена
  • Диаметр открытого пола: 190 ’
  • Высота потолка: 42 фута над центром, 60 футов над планкой лоджии
  • Вместимость: Зависит от события: сценические шоу с рассаживанием по кругу могут вместить до 8 800 человек; дополнительные мероприятия в суде могут вместить 7700 человек.

Арена — это круговой концертный зал с беспрепятственным обзором, подходящий для проведения концертов, спортивных мероприятий, встреч, собраний, потребительских шоу, семейных шоу и других специальных мероприятий.На верхнем уровне установлены постоянные мягкие театральные стулья. На нижнем уровне есть переносные мягкие сиденья и стояки для сидений, которые можно перенастроить или снять.

Ссылка: www.blaisdellcenter.com

,

Анализ продольного изгиба железобетонных куполов — таблица Excel

Теория устойчивости, использованная в таблице:

Все расчеты в этой таблице производятся в соответствии с теорией из книги Л. Коллара и Э. Дулацки «Устойчивость гильз для инженеров».

Первый фактор, который учитывают Коллар и Дулацска, состоит в том, что материалы оболочек эластичны максимум только до определенного предела; после этого они становятся пластичными («физическая нелинейность»). Из-за сложности проблем продольного изгиба оболочки было сделано всего несколько попыток теоретически оценить влияние пластического поведения.Следовательно, они используют простой приближенный метод, который корректирует результаты теории упругой устойчивости, принимая во внимание эффекты пластического поведения материала.

Ползучесть материалов также существенно снижает критическую нагрузку на оболочки. В связи с трудностями, аналогичными тем, которые связаны с пластичностью, они учитывают это лишь приблизительно.

Трещины, возникающие в бетоне, значительно снижают жесткость железобетонных оболочек по сравнению с участком без трещин, поэтому они также снижают интенсивность критической нагрузки.Коллар и Дулацка показывают, как можно учесть этот эффект жесткости трещин (вместе с эффектом жесткости арматуры).

Также кратко рассматривается экспериментальное определение критической нагрузки.

Наконец, исследуются все обстоятельства (поведение оболочки после потери устойчивости и т. Д.), Определяющие подходящую величину коэффициента запаса прочности.

Деформационные свойства материала железобетонных оболочек, необходимые для анализа продольного изгиба, не могут быть определены так же просто, как для других материалов, поскольку деформация зависит от трещин, арматуры и ползучести бетона, так что она становится нелинейной функцией нагрузки.

В целом железобетон отличается от упругого однородного материала по следующим параметрам:

  1. Зона сжатого бетона сползает;
  2. Бетон и арматура обладают упругопластическими свойствами;
  3. Зона растяжения трещин в бетоне, жесткость поперечного сечения падает, а положение, количество и качество арматуры играет важную роль.

О таблице:

Эту таблицу можно использовать как в английских единицах, так и в единицах СИ.

Ввод:

Я выделил синим цветом ячейки, требующие ввода. Их:

  • Количество слоев арматуры
  • Отношение эксцентриситета сжимающей силы, относящейся к начальному дефекту, к начальной амплитуде дефекта, c.

Примечание: c всегда будет 0,67 для куполов.

  • Переменная, a. Эта переменная отражает влияние точности метода эрекции.

Для железобетонных оболочек с жесткой опалубкой используйте a = 1, а для раздвижной опалубки — a = 6.

Выход:

Коэффициент безопасности k выделен желтым цветом в конце таблицы.

Примечание. Критические нагрузки нескольких возведенных крупных железобетонных куполов были определены в книге Коллара и Дулацки. Данные показали, что большинство конструкций имеют коэффициент запаса прочности больше двух.Два купола показали коэффициент безопасности несколько ниже, чем два, а один показал коэффициент безопасности ниже одного. Эта последняя структура фактически рухнула. В целом, по их утверждению, коэффициент запаса прочности от 2,5 до 3,5 представляется реалистичным для оболочек с уменьшающейся несущей способностью после продольного изгиба.

Ссылка на электронную таблицу:

Щелкните ссылку ниже, и вы сможете загрузить электронную таблицу. Я написал электронную таблицу в Open Office, но связанная версия сохранена в формате Excel.Его можно открыть в любой программе.

АНАЛИЗ ИЗГНЕТАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КУПОК — Таблица Excel, Нанетт Саут Кларк

Примечание. Это интеллектуальная собственность Nanette South Clark, которой бесплатно делятся. Обращайтесь к этой таблице с должным уважением.

Точность результатов, полученных с использованием этой таблицы, никоим образом не гарантируется.

Пожалуйста, проверьте все расчеты.Если вы обнаружите ошибку или у вас есть предложения по улучшению, напишите мне по адресу [email protected] Спасибо!

,

Железобетонные конструкции

  • Ресурс исследования
  • Проводить исследования
    • Искусство и гуманитарные науки
    • Бизнес
    • Инженерная технология
    • Иностранный язык
    • история
    • математический
    • Наука
    • Социальная наука
    Лучшие подкатегории
    • Продвинутая математика
    • Алгебра
    • Базовая математика
    • Исчисление
    • Геометрия
    • Линейная алгебра
    • Предалгебра
    • Предварительный расчет
    • Статистика и вероятность
    • Тригонометрия
    • другое →
    Лучшие подкатегории
    • Астрономия
    • Астрофизика
    • Биология
    • Химия
    • Науки о Земле
    • Наука об окружающей среде
    • Науки о здоровье
    • Физика
    • другое →
    Лучшие подкатегории
    • Антропология
    • Закон
    • Политология
    • Психология
    • Социология
    • другое →
    Лучшие подкатегории
    • Бухгалтерский учет
    • Экономика
    • Финансы
    • Менеджмент
    • другое →
    Лучшие подкатегории
    • Аэрокосмическая техника
    • Биоинженерия
    • Химическая инженерия
    • Гражданское строительство
    • Компьютерные науки
    • Электротехника
    • Промышленное проектирование
    • Машиностроение
    • Веб-дизайн
    • другое →
    Лучшие подкатегории
    • Архитектура
    • Связь
    • Английский
    • Гендерные исследования
    • Музыка
    • Исполнительское искусство
    • Философия
    • Религиоведение
    • Письмо
    • другое →
    Лучшие подкатегории
    • Древняя история
    • Европейская история
    • История США
    • Всемирная история
    • другое →
    Лучшие подкатегории
    • Хорватский
    • Чешский
    • Финский
.

Бетон и железобетон — Объясните это Stuff

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 17 ноября 2019 г.

Стоунхендж в Англии, Великая пирамида в Гизе, перуанская цитадель в Мачу-Пикчу — три чудесных примера того, как камень конструкции могут прослужить сотни и даже тысячи лет. Но хотя камень — один из самых старых и прочных строительных материалов, он не работать с ним очень просто.Это тяжело, тяжело транспортировать и обычно поставляется гигантскими кусками, которые должны быть кропотливо вырезано по форме. Было бы здорово, если бы был рецепт камня — вид липкой смеси для торта, которую мы могли сложить, где бы она ни была, просто нажав ее в формы для изготовления зданий и сооружений любой формы и размера? Что ж, такой «жидкий камень» действительно существует: мы его называем бетон . Хотя иногда он получает плохую репутацию, потому что многие люди связывают это с брутальной городской архитектурой середины 20-х гг. века, бетон — великий, невоспетый герой современности, материал Мир.От плотины Гувера до Сиднейского оперного театра вы найдете это в самых высоких небоскребах в мире, самый большой мосты, самые длинные шоссе, самые глубокие туннели и, вполне возможно, даже под полом в ваш собственный скромный маленький дом. Бетон — штука замечательная, но что это и как именно работает? Рассмотрим подробнее!

Фото: Бетон — сила практически любого современного здания и основная структура — но это не так уродливо, как многие думают. Это 12-арочный виадук Калсток, по которому проходит железная дорога через реку Тамар в Корнуолле, Англия.Хотя он выглядит элегантно, как старый камень, на самом деле он сделан из бетона. блоки, которые были собраны на месте и были завершены в 1908 году.

Что такое бетон?

Таблица: рецепт бетона: ингредиенты типичной смеси.

Слово «бетон» происходит от латинского слова concretus , означает расти вместе — и это именно то, что он делает, когда вы объедините три его ингредиента, а именно:

  1. Смесь крупных и мелких заполнителей (песок, гравий, камни, более крупные куски щебня, переработанное стекло, кусочки старого переработанного бетона и многое другое. ничего эквивалентного) — обычно 60–75 процентов.
  2. Цемент (обычное название силикатов и алюминатов кальция) — обычно 10–15 процентов.
  3. Вода — обычно 15–20 процентов.

Сложенные вместе и хорошо перемешанные, эти простые ингредиенты образуют композит — так мы называем гибрид материал, который в каком-то важном смысле лучше, чем материалы из что это сделано. В случае с бетоном «важно» то, что он прочный, жесткий и долговечный. Думая о бетоне как о композитный материал, цемент гидрат — фон, связующий материал (технически называемый «матрицей»), к которому добавляют песок и гравий дополнительная прочность («арматура»).

Фото: Бетонный композит: присмотритесь к этому бетону, и вы сможете ясно увидеть, как он работает: заполнитель более светлого цвета (камни различной формы и размера, который действует как арматура) скреплен цементом более темного цвета (матрица) , Однако не весь бетон выглядит таким грубым; Мне пришлось довольно тяжело осмотреться, чтобы найти этот пример на бетонном столбе возле моего дома.

Как образуется бетон из ингредиентов, не похожих на конечный продукт? Когда вы добавляете воду в цемент, кристаллы гидрата цемента (технически кальций-кремнезем-гидрат) начинают расти, которые плотно связывают песок и гравий.Это постепенное образование кристаллов, которое придает бетону прочность, а не простой факт, что он сохнет. Действительно, причина, по которой вы должны увлажнение бетона в течение нескольких дней по мере его схватывания — это «питание» химические реакции, гидратирующие цемент. Мягкая слякоть, которая стекает с вашего бетономешалка постепенно получается намного тверже, чем материалы из который он сформирован. «Жидкий камень» становится камнем по-настоящему — ну, искусственный камень, как минимум. И под «постепенно» я действительно имею в виду постепенно: бетон затвердевает в течение нескольких часов, затвердевает примерно через в месяц, но продолжает затвердевать и укрепляться не менее пяти лет после этого.

Интересный факт, от Недавние научные исследования бетона показывают, что «кристаллы» внутри него на самом деле вовсе не кристаллы: они неупорядочены и совершенно правильные, как и положено кристаллам, но на самом деле имеют некоторая случайная структура, которую можно найти в материалах, таких как стекло (научно известное как аморфное твердое тело). Бетон содержит довольно немного захваченного воздуха (до 5–10 процентов), потому что пространство вокруг открытой трехмерной структуры гидрата цемента кристаллы и песок и гравий между ними.И это в поворачивает, объясняет, почему бетон может гнуться и сгибаться, растягиваться и сжиматься (во всяком случае, немного).

Как и любой рецепт, вы можете несколько разнообразить смесь для бетона (подробнее вода, возможно, больше агрегатов, или даже химикаты разных видов) для производства бетона, который течет быстрее, тверже или больше быстро, погодостойкость, особый цвет или внешний вид. Например, добавление пигмента, называемого диоксидом титана, является простым способ сделать бетон ярким и белым — в миллионе миль от тускло-серая штука, из-за которой у бетонных парковок плохая репутация.Другой вариант — газобетон, немного похожий на очень твердый губка с массой крошечных воздушных карманов внутри. Это позволяет бетон расширяться и сжиматься в жаркую и холодную погоду без смертельно трескается, а также делает его отличной теплоизоляцией материал.

Фото: Когда бетон распыляется из шланга на высокой скорости, а не медленно, бетономешалка, это называется торкрет-бетон. Здесь вы можете увидеть тонкий слой торкретбетона, покрывающий стальная сетка из арматурных стержней (арматура).Изображение Дэвида Парсонса любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (US DOE / NREL).

Почему бетон — такой популярный строительный материал?

По крайней мере, в городах бетон везде, куда ни глянь — и это нетрудно понять почему. Легко сделать из дешевых и доступных ингредиенты, легко разливать по формам и превращать во все виды формы (потому что он начинает жизнь очень вязкой жидкостью), и оба огнестойкие и (относительно) водонепроницаемые.Но главная причина так широко используется в зданиях, потому что он чрезвычайно прочен в сжатие: вы можете сжать его или выдержать большой вес Это. Широко используется в стенах и фундаментах (вертикальные другими словами), потому что он отлично подходит для сопротивления весу, сложенному сверху. К сожалению, очень большой недостаток бетона в том, что он примерно в 10 раз слабее при растяжении чем в сжатии. Он легко трескается или ломается, если вы согнете или растянете его, если вы не укрепить его сталью внутри, так что это в горизонтальных балках мало толку.Хотя бетон выглядит тяжелым и монолитным, он на самом деле намного легче, чем вы могли подумать: он примерно в пятую часть плотности свинец, третий как плотный, как сталь, на 10 процентов менее плотный, чем алюминий, и только немного плотнее стекла.

Хотя бетон часто смешивают на месте и из него формы необходимы в то время, он также может поставляться в сборном «модули»; блоки, балки, секции стен, тротуары и облицовка все можно сделать таким образом. Гигантский, современный сегментные мосты, для например, часто быстро и недорого собирают из идентичных бетонные секции, которые были собраны на заводе и отправлены на окончательную расположение.Благодаря этому их строить быстрее и проще, чем если бы весь мост пришлось отлить на месте, что намного сложнее сделать в например, посреди реки или в неблагоприятных погодных условиях. Другой вариант — сделать бетонные конструкции, сочетающие в себе сборные профили с другими профилями, сформированными на месте.

Иллюстрации: Конкретные идеи: Томас Эдисон сразу понял великолепие бетона как материала для создания «мгновенных» построек. В первые годы 20-го века он разработал этот метод изготовления бетонных домов с одинарной заливкой, которые можно было выпускать серийно с небольшими затратами и в очень больших количествах.Бетон из пары смесителей (синий) подается в резервуар (красный), перемешивается (зеленый) и затем переносится шнековым шнеком (оранжевый) на вершину огромной трехмерной формы. Вылитый через форму, он формирует стены, пол и крышу здания — и даже некоторые детали (например, ванны) внутри! К сожалению, идея так и не прижилась. Иллюстрация из патента США 1 219 272: Процесс строительства бетонных зданий Томаса Эдисона, 13 марта 1917 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Железобетон

Как мы уже видели, бетон — это композитный материал — цементная матрица с заполнителями. для армирования — это хорошо работает на сжатие, но не на натяжение.Мы можем решить эту проблему, залив бетон вокруг прочной стали. арматурные стержни (связанные вместе в клетку). Когда бетон схватывается и затвердевает вокруг стержней, получаем новый композитный материал железобетон (также называемый железобетонным бетоном или RCC), который хорошо работает в либо растяжение, либо сжатие: бетон сопротивляется сжатию (обеспечивает прочность на сжатие), а сталь сопротивляется изгибу и растяжение (обеспечивает прочность на разрыв). По сути, усиленный бетон использует один композитный материал внутри другого: бетон становится матрицей, а стальные стержни или проволока обеспечивают армирование.

Стальные стержни (известные как арматура , сокращение от арматурный стержень) обычно изготавливаются из скрученных нитей с благородными или выступы на них, которые прочно закрепляют их внутри бетона без любой риск поскользнуться внутри него. Теоретически мы могли бы использовать все виды материалов для армирования бетона. Обычно мы используем сталь потому что он расширяется и сжимается от жары и холода примерно на столько же сам бетон, что означает, что он не потрескает бетон, который окружает его, как мог бы другой материал, если бы он более или менее расширился.Однако иногда используются и другие материалы, в том числе разные. пластиков.

Фото: «Жидкий камень» на вынос — заливка бетона из автобетоносмесителя. Строители из ВМС США укладывают мокрый бетон. с грузовика на арматуру (сетку из стальной арматуры). Когда бетон схватится, стальные стержни придадут ему дополнительную прочность: бетон плюс сталь равняется железобетону. Изображение лейтенанта Эдварда Миллера, любезно предоставлено ВМС США.

Предварительно напряженный бетон

Хотя железобетон, как правило, лучшая конструкция материал, чем обычный материал, он все еще хрупкий и склонен к трещина: при растяжении железобетон может разрушиться, несмотря на стальная арматура, пропускающая воду, которая затем заставляет бетон выйти из строя, а арматура заржаветь.Решение — поставить армированный бетон, находящийся в постоянном сжатии с помощью предварительного напряжения , (также называется предварительным натяжением). Поэтому вместо того, чтобы класть стальные прутья во влажную бетонные, как они есть, сначала натягиваем (натягиваем) их. Как бетон схватывается, тугие стержни тянутся внутрь, сжимая бетон и делая его более прочным. В качестве альтернативы арматура из железобетона может подвергаться стрессу после того, как он начинает затвердевать, что известно как пост-напряжение (Posttensioning). В любом случае, держать бетон в сжатии — это хитрый трюк, который помогает остановить растрескивание (и останавливает трещины от распространение, если они все же образуются).Еще одно преимущество в том, что можно использовать менее предварительно напряженный или предварительно напряженный бетон или меньше, более тонкие предметы для перевозки того же груза по сравнению с обычными, железобетон.

«Бетонный рак»

Трещины — последнее, что вы хотите видеть в здании или мосте, особенно относительно новый из бетона. Но если у нас есть бетонные конструкции, относящиеся к римским временам, почему некоторые из бетонных мостов, небоскребов и других построек всего несколько десятилетия назад, в конце 20 века, уже разваливались? Есть несколько объяснений.Старые, римского типа, пуццолановые бетон, сделанный из вулканического пепла, имеет тенденцию к растрескиванию меньше, чем больше современные формы бетона, и он использовался в основном при сжатии, поэтому даже если бы у трещин была возможность образоваться, они с меньшей вероятностью распространение. Железобетон, скорее всего, будет использоваться на растяжение, которое Вот почему внутри есть стальная арматура. Но, как мы уже видел, он все еще может треснуть, если он не был предварительно напряжен.

Современный бетон не выдерживает испытания, неофициально известного как рак бетона или конкретная болезнь , которая включает три взаимосвязанные проблемы.Во-первых, щелочи из цемента реагируют с кремнеземом в заполнители, из которых сделан бетон. Это делает новые кристаллы очень медленно растут внутри бетона, занимая больше комнаты, чем оригинальные «кристаллы», поэтому бетонная трещина отдельно от изнанки или отслаивание («скол») с поверхности, впуская воду извне. На что-то вроде автомобильного моста любая вода, попадающая в также может быть щелочным из-за используемых солей обработать дорогу зимой. Вторая проблема в том, что вода который попадает внутрь, в конечном итоге соприкасается со стальными арматурными стержнями внутри, вызывая они ржавеют и разлагаются, возможно, расширяясь и вызывая смертельный исход слабые места в конструкции.Грязные коричневые пятна, которые вы видите на бетон с «раком» часто возникает из-за просачивания ржавой воды через трещины. Третья проблема заключается в том, что вода, просочившаяся внутрь бетон через трещины зимой может промерзать, а значит, расширяться и вызывать дальнейшие трещины, через которые будет проходить еще больше воды. проникают, вызывая порочный круг вырождения и разложения.

Рисунок: Как железобетон разрушается: (1) Щелочи из цемента вступают в реакцию с кремнеземом в заполнителях, образуя более крупные кристаллы, которые раскалывают бетон отдельно от внутренней части (2).Вода течет по трещинам (3), ржавчину арматурного стержня (4), которая может разрушиться и вызвать еще большее растрескивание или «скалывание» по краям (5). В холодную погоду вода, попавшая в трещины, будет расширяться при замерзании (6), вызывая появление новых трещин (7). Трещин нет обязательно большие: у некоторых очень тонкие капилляры, что означает, что вода может перемещаться по ним вверх по простое капиллярное действие, а также дренаж через них под действием силы тяжести.

Воздействие бетона на окружающую среду

Растущая озабоченность по поводу окружающей среды и изменения климата в В частности, выделили еще одну серьезную проблему с бетоном: после транспорта и энергетики производство цемента занимает третье место крупнейший источник выбросов углекислого газа.Отчасти потому, что процесс производства цемента выделяет много углекислого газа, но также, очень важно из-за огромного количества цемента и бетон, используемый во всем мире. Углекислый газ выделяется двумя способами. разными способами (разделить между ними примерно пополам): во-первых, из-за энергии ископаемого топлива, используемой при производстве цемент; во-вторых, потому что цемент производится, когда карбонат кальция превращается в оксид кальция, выделяя при этом диоксид углерода. Бетон основан на цементе, поэтому он не является экологически безопасным. материал, который беспокоит архитекторов, в частности, потому что они быть очень экологически сознательным.

Фото: Ранний образец более зеленого бетона 1953 года: плотина Hungry Horse на реке Флэтхед, Монтана, США, был построен с использованием 120 000 метрических тонн переработанной летучей золы из мусоросжигательных заводов. Фотография любезно предоставлена ​​Бюро мелиорации США.

Поскольку при цементировании двуокись углерода выделяется производства, из этого следует, что есть два способа сделать больше экологически чистый бетон. Исторически сложилось так, что индустриальный Революция, большая часть энергии человечества получена от сжигания угля, который выделяет больше парниковых газов, чем другие виды топлива, и Традиционно цементные печи тоже работали на угле.Переключение их с уголь в природный газ является одним из решений, поскольку газ выделяет меньше углерода диоксид для заданного количества энергии. Изготовление цементных печей подробнее эффективный снижает общую потребность в энергии, что также снижает их выбросы углекислого газа. Другое решение — уменьшить количество цемента в бетонной смеси при использовании переработанных материалов, например летучая зола от мусоросжигательных заводов. Еще одна интересная перспектива — это разработка бетона без карбоната кальция. Вместо этого карбонат получают путем барботирования диоксида углерода из электростанция через морскую воду.Это общая экологическая выгода, так как он снижает выбросы вредных отходов CO2 от энергии растения и вместо этого превращает их в очень полезный бетон. Это вид улавливания и хранения углерода (CCS).

Еще один экологический недостаток бетона — использование в нем заполнители, которые должны быть добыты, часто из экологически чистых чувствительные районы, такие как долины рек. Использование переработанных заполнителей (включая переработанный бетон из старых снесенных зданий) возможное решение здесь.

Краткая история бетона

Ранняя история

  • ~ 7000 гг. До н. Э .: поселение эпохи неолита в В Ифтахеле в Галилее, Израиль, есть сырой «бетонный» пол, сделанный из обожженной известковой штукатурки.
  • ~ 5600 г. до н.э .: материал, похожий на бетон, используется в полах Мезолит (средний каменный век) сербские жилища на Лепенски Вир, в Сербии, на берегу реки Дунай.
  • ~ 3000 гг. До н. Э .: Египтяне используют неочищенные формы цемента и бетона в пирамиды.
  • ~ 200 г. до н. Э .: римляне использовали бетон, называемый пуццоланой (иногда называемый пуццолановым цементом), основанный на вулканическом пепле, полученном из Поццуоли, Неаполь.Он используется в знаковых римских постройках, таких как Колизей и Пантеон в Риме.
  • 400AD– ~ 1750CE: Фактически, конкретные Темные века: знания бетона полностью потеряно после падения Римской империи.

Повторное открытие

  • 1750-е годы: Джон Смитон, английский инженер, заново открывает искусство изготовление «гидравлического» цемента (затвердевающего с водой) с использованием Blue Камень лиас, глина и пуццолана, первоначально для Маяк Эддистон недалеко от Плимута, Англия.
  • 1824: англичанин Джозеф Аспидин разрабатывает портландцемент, который напоминает натуральный камень, добытый в Портленде в Дорсете, Англия. Портландцементу суждено стать ключевым ингредиентом бетона.
  • 1832–1834: Уильям Рейнджер патентует сборный железобетон.
  • 1867: француз Джозеф Монье патенты на железобетон для использования в садовых цветочных горшках, демонстрируя их на Парижской выставке тот же год.
  • ~ 1850-е гг .: французский строитель Франсуа Куанье начинает повсеместное использование бетон в зданиях, в том числе первый железобетонный дом в Париж, Франция.
  • 1884: Англичанин, архитектор из Америки. Эрнест Лесли Рэнсом патентует скрученную арматуру, которая обеспечивает лучшее сцепление с бетоном, поэтому делая его сильнее.
  • 1870: француз Франсуа Хеннебик разрабатывает новый эффективный процесс строительства зданий из железобетона, ведущий к его широкому распространению.
  • 1880-е: Предварительно напряженный бетон изобретен в Германии, но не коммерчески развита.

Современная эпоха

Фото: Запоминающееся современное использование железобетона.Это знаменитая Великая Мастерская Штаб-квартиры Джонсона архитектора Фрэнка Ллойда Райта в Расин, Висконсин. Крышу поддерживают удивительно тонкие железобетонные колонны. которые сужаются с 5,5 м (18 футов) вверху до всего 23 см (9 дюймов) внизу. В соответствии с Книга Джонатана Липмана о здании, Райт Идея пришла в голову, когда он увидел официанта, несущего поднос на руке. Фотография любезно предоставлена ​​архивом Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

  • 1891: первая улица в США с бетонным покрытием. находится в Беллефонтене, штат Огайо. Часть его остается на месте, чтобы этот день.
  • 1917: Томас Эдисон, плодовитый американский изобретатель, патентует идею для серийного бетонного дома, но идея не прижилась.
  • 1913 г .: Первая партия товарного бетона доставлена ​​на грузовике. на сайт в Балтиморе, штат Мэриленд.
  • 1915: цветной бетон изобретен инженером Линн из Чикаго. Мейсон Скофилд.
  • 1920-е годы: француз Эжен Фрейзенне превращает предварительно напряженный бетон в коммерчески успешный строительный материал.
  • 1936: Бетон используется для завершения могучей плотины Гувера, самая большая бетонная конструкция из когда-либо построенных до того момента.
  • 1956–1959: американский архитектор Фрэнк Ллойд Райт строит культовый Музей Гуггенхайма в Нью-Йорке из бетона.
  • 1962: финский архитектор Ээро Саринен строит знаменитая, напоминающая птицу бетонную крышу Летного центра Trans World Airlines (TWA) в нью-йоркском аэропорту имени Джона Ф.Кеннеди. Три года спустя он проектирует культовый бетонный небоскреб Нью-Йорка — здание CBS.
  • 1970-е годы: изобретен железобетон на основе пластиковых волокон.
  • 2010-е — Воздействие бетона на окружающую среду вызывает все большую озабоченность. Ученые и инженеры начинают обращать внимание на то, как изменение климата может драматически сократить срок службы бетонных зданий.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

Инженерное дело
Архитектура
  • Ээро Сааринен: Формируя будущее Ээро Сааринен и др.Издательство Йельского университета, 2006. Фотогид по строениям и зданиям, созданный одним из пионеров железобетонной архитектуры 20 века.
  • Бетонная архитектура Кэтрин Крофт. Гиббс Смит, 2004. Журнальный столик «Праздник бетона», включающий историю материала и фото-гид по знаковым бетонным зданиям и сооружениям.
  • Бетонная архитектура: тон, текстура, форма Дэвида Беннета. Birkhäuser, 2001. Подробный обзор 25 известных бетонных конструкций с упором на недавние проекты.

Статьи

  • Бетон, материал столетней давности, получает новый рецепт Джейн Марголис, The New York Times, 11 августа 2020 г. Обзор усилий по разработке более устойчивых форм бетона.
  • Guardian Concrete Week: увлекательный сборник статей об экологических и социальных проблемах жизни в мире из бетона.
  • Тим Боулер, Битва за обуздание нашего аппетита к бетону. BBC News, 24 октября 2018 г. Каково реальное воздействие бетона на окружающую среду и как его уменьшить?
  • Мэтт МакГрат объясняет, почему в Древнем Риме был бетон долговечности.BBC News, 4 июля 2017 г. Минеральный алюминиевый тоберморит, похоже, сделал римский бетон более прочным, чем наш современный аналог.
  • Эксперты предлагают приоритеты исследований для повышения «экологичности» бетона: NIST Tech Beat, 3 апреля 2013 г. Как мы можем снизить выбросы углекислого газа при производстве бетона?
  • Вековой рецепт бетона — вода, цемент, песок и камни, автор Сьюзан Хасслер. IEEE Spectrum, 18 июля 2011 г. Могут ли инженеры разработать более экологически чистый бетон?
  • Бетонная альтернатива может сделать здания более прочными. Автор Александр Джордж.Wired, 12 августа 2011 г. В связи с разрушительным землетрясением 2011 г. японские инженеры разработали новый прочный строительный материал, названный структурой CO2.
  • Ученые разрабатывают эко-бетон из рисовой шелухи: BBC News, 13 апреля 2010 г. Исследует новый тип экологически чистого бетона, который производит меньше выбросов углекислого газа при производстве.
  • Кто несет ответственность за все бетонные карбункулы ?: BBC News, 19 февраля 2009 г. Архитектор Ле Корбюзье отдавал предпочтение бетонным зданиям; В этой статье Гай Бут размышляет, следует ли нам любить или ненавидеть его работы.
  • Сканер, чтобы «заглянуть внутрь» бетона: BBC News, 25 октября 2005 г. Как обнаружить признаки коррозии глубоко внутри гигантских бетонных конструкций?

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд, 2006, 2018. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2006/2018) Бетон. Получено с https://www.explainthatstuff.com/steelconcrete.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

,
Железобетонный монолитный ростверк: что это такое? Монолитный ростверк. Фундамент свайно-ростверковый

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.