Промышленное строительство Технология Проектирование
В данной статье описываются особенности создания фундаментов в сейсмических зонах, а также разъясняются требования к свайным основаниям в условиях сейсмического воздействия.
Содержание статьи:
1. Расчет фундаментов в сейсмических районах
2. Свайные фундаменты в условиях сейсмического воздействия
Сейсмические районы – это зоны, в которых продолжаются горообразовательные процессы. С инженерной точки зрения это районы с силой землетрясения 6 баллов и выше.
Каждая точка земли в таком районе испытывает последовательное воздействие волн разного вида, поэтому колебания грунта при землетрясениях носят сложный пространственный характер. Из-за этого сейсмические силы могут иметь любое направление, быть переменными по скорости и величине.
Здания и сооружения, расположенные в сейсмических районах, подвергаются воздействию особых факторов, которые приводят к появлению дополнительных усилий в конструкциях и изменению условий их работы. Поэтому для обеспечения их надежности при проектировании и строительстве нужно учитывать силу землетрясения, которую обычно оценивают по общему разрушительному эффекту. Это касается как надземных построек, так и фундаментов.
1. Расчет фундаментов в сейсмических районах
Фундаментные конструкции и их основания рассчитываются на основное и особое сочетание нагрузок. В последнее обязательно включается сейсмическая нагрузка, которую получают при динамическом расчете всего здания на колебания и прикладывают в точках расположения масс элементов конструкций.
Динамический расчет учитывает:
-
массу отдельных элементов здания;
-
сейсмичность района;
-
формы собственных колебаний;
-
особенности колебания сооружения;
-
тип грунта;
-
конструктивное решение сооружения;
-
характер допустимых повреждений и дефектов.
Когда сейсмические нагрузки получены, выполняется статический расчет конструкций здания в предположении совместного действия сейсмической и статической нагрузки.
Отдельные категории грунтов требуют предварительного искусственного улучшения до начала строительства. Так, водонасыщенные пески разжижаются во время землетрясения и влекут провальную осадку зданий, поэтому их нужно предварительно уплотнять вибрированием).
Глубина заложения фундамента увеличивается для зданий повышенной этажности (строительство дополнительных подземных этажей).
Из-за растяжения и сжатия грунтов во время землетрясения части фундаментных конструкций могут смещаться относительно друг друга, потому в случае с бетоном рекомендуется строительство сплошных плитных фундаментов или непрерывных фундаментов из перекрестных лент. Для свайных фундаментов, подвергающихся аналогичному воздействию, в СП 24.13330.2011 также предусмотрен ряд рекомендаций.
2. Свайные фундаменты в условиях сейсмического воздействия
При проектировании свайных фундаментов (в том числе из винтовых свай), запланированных к эксплуатации в условиях сейсмического воздействия, необходимо учитывать требования раздела 12 «Особенности проектирования свайных фундаментов в сейсмических районах» СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты» к сейсмостойкому строительству.
Согласно нормативному документу:
-
заглубление свай при строительстве в подобных районах должно быть не менее 4 м.
-
ростверк под несущими стенами здания в пределах одного отсека должен быть непрерывным и расположен в одном уровне;
-
верхние концы свай должны быть жестко заделаны в ростверк.
Устройство безростверковых свайных оснований недопустимо.
Влияние сейсмических воздействий на работу свайных фундаментов учитывают с помощью понижающих коэффициентов условий работы.
В случае с фундаментом из винтовых свай, увеличение горизонтальных усилий при землетрясении, может быть нивелировано, если использовать модификации свай с двумя и более лопастями (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»).
Такие конструкции демонстрируют лучшее восприятие всех типов воздействий, благодаря рассчитанным на основании данных о грунтах расстоянию между лопастями, конфигурации, шагу и углу наклона лопастей. Моделирование винтовой сваи выполняется в системах автоматизированного проектирования, которые базируются на методе конечных элементов (МКЭ).
Была ли информация для Вас полезной?
Можно ли делать фундамент без арматуры?
Можно строить фундамент без арматуры, однако это зависит от типа фундамента, назначения здания, типа почвы и других факторов. В большинстве случаев арматура используется для укрепления бетонного фундамента и придания ему дополнительной прочности, особенно в условиях, где фундамент может подвергаться нагрузкам из-за термического расширения, сжатия, сдвига или растяжения.
Рассмотрим несколько ключевых моментов:
-
Ленточный фундамент: Чаще всего для ленточных фундаментов используется арматура, потому что они несут весь вес здания. Армирование обеспечивает дополнительную прочность и уменьшает вероятность трещин в бетоне.
-
Столбчатый фундамент: В зависимости от нагрузки и размера столбов, они могут быть выполнены без арматуры, но это редкость.
-
Плитный фундамент: Такой тип фундамента часто армируется из-за большой площади и необходимости равномерно распределять нагрузку.
-
Мелкие строения: Если речь идет о небольших временных или легких строениях (например, сарай или небольшой деревянный сарай), то может быть решено обойтись без армирования фундамента.
-
Почва: На неустойчивых, сыпучих или глинистых почвах армирование фундамента становится критически важным, чтобы предотвратить оседание или деформацию фундамента.
-
Сейсмическая активность: В районах с высокой сейсмической активностью армирование фундаментов становится еще более важным, чтобы обеспечить устойчивость строений к землетрясениям.
В заключение: хотя теоретически можно строить фундамент без арматуры, это не рекомендуется для большинства стандартных строений. Армирование значительно увеличивает прочность и долговечность фундамента, что, в свою очередь, уменьшает риск будущих проблем со строением.
