Фундаментные балки применяют под наружные и внутренние стены при отдельно стоящих фундаментах для колонн. Фундаментные балки обеспечивают сборность, упрощают ввод в здание подземных коммуникаций. В зданиях со стенами из кирпича и блоков, а также при наличии кирпичной цокольной части панельных стен фундаментные баки несут нагрузку от вышележащих конструкций. При выполнении стен из навесных панелей в связи с большей жесткостью панелей в своей плоскости фундаментные балки нагрузки не несут. Однако их применение значительно облегчает производство работ нулевого цикла и повышает долговечность нижней части панельных стен.

Длина фундаментных балок зависит от шага колонн и глубины заложения фундаментов под них. При небольшом заглублении фундаментов, обусловленном промерзанием грунта, фундаментные балки опираются на бетонные столбики между стаканными ступенями смежных фундаментов. При глубоком заложении фундаментов, определяемом габаритами внутрицеховых подземных коммуникаций, наличием подвальных помещений или фундаментов под технологическое оборудование, фундаментные балки опирают на бетонные столбики или консоли колонн каркаса. Длина балок в этом случае определяется расстоянием между осями колонн.

Фундаментные балки применяют при шаге колонн 6 и 12 м. Для изготовления фундаментных балок используют бетон классов В15…В30. Балки для шага колонн 12 м армируются предварительно напряженной арматурой, для шага колонн 6 м применяется обычное армирование.

Обвязочные балки в основном предназначены для восприятия нагрузки от навесной стены. Но их устраивают также в местах изменения высоты в параллельных пролетах здания, в местах примыкания продольных пролетов к поперечным, а также при высоких самонесущих стенах, когда по условиям прочности и устойчивости необходимо в верхнюю зону стены ввести промежуточную балку. В последнем случае обвязочную балку устанавливают над оконным проемом и она служит одновременно перемычкой.

Обвязочные балки изготавливают обычно прямоугольной формы с выступом в нижней зоне для укладки утеплителя (кирпича или бетонных камней).

При расчете балок должны рассматриваться три случая загружения: в период возведения стен летом, в эксплуатационной стадии и при возведении стен зимой методом замораживания.

Стеновые ограждения.

Стены промышленных зданий выполняют из мелких искусственных или естественных камней, блоков и крупных стеновых панелей. Стоимость панельных и кирпичных стен практически одинакова. Однако применение панельных стен повышает уровень индустриализации, обеспечивает снижение суммарных трудозатрат при возведении стен в 1,3…1,5 раза, анна строительной площадке – в 4...4,8 раза. Собственный вес 1м панельной стены меньше кирпичной в 2,5…3,5 раза. Эти обстоятельства определяют при строительстве промышленных зданий преимущественное применение стен из крупных сборных панелей.

Панели могут быть сплошного сечения (однослойные) из ячеистых бетонов, сплошного сечения из легких бетонов, трехслойные железобетонные, состоящие из двух слоев железобетона (либо одного слоя железобетона и одного фактурного слоя – из цементного раствора), между которыми находится слой утеплителя.

Панели выполняют с обычным армированием без предварительного напряжения и предварительно напряженными. Предварительно напряженные панели армируют стрежневой либо проволочной напрягаемой арматурой, располагаемой в продольных ребрах.

Существуют два основных конструктивных решения панельных стен: навесные с опиранием на колонны (через столики, расположенные в швах между панелями) либо на другие элементы крепления, работающие на вертикальные и горизонтальные нагрузки, и самонесущие с передачей их веса на фундаменты через нижерасположенные панели, закрепляемые к колоннам только в горизонтальном направлении. Цокольная панель опирается на фундаменты через фундаментную балку. Фундаментные балки применяются и при навесных утепленных панельных стенах.

Фундаменты.

Под фундаментами понимают конструкции, заглубленные в грунт и предназначенные для передачи нагрузок от вышележащих частей зданий на грунтовое основание. Их стоимость составляет 4...6 % от общей стоимости сооружения, поэтому тщательной проработкой конструкции фундамента можно достичь существенного экономического эффекта.

Фундаменты могут быть бетонными, бутовыми (каменными) и железобетонными. Наибольшее распространение в промышленном и гражданском строительстве получили железобетонные фундаменты, так как они применимы в строительстве как на обычных, так и слабых неоднородных грунтах. Кроме того, в отличие от бетонных и каменных
фундаментов, они одинаково хорошо работают как на сжатие, так и на изгиб.

По конструктивному решению на естественном основании различают фундаменты:

· Отдельные (под отдельные колонны);

· Ленточные (под рядами колонн или под стенами);

· сплошные(под всем сооружением).

Кроме того, фундаменты могут быть свайными, когда группа свай, объединенных в верхней части распределительной плитой (ростверком), образует свайный фундамент.

Ленточные фундаменты.

Ленточные фундаменты устраивают, когда столбчатые фундаменты под отдельные колонны близко подходят друг к другу, что обычно имеет место при значительных сосредоточенных усилиях и слабых грунтах, а также при различных по величине продольных усилиях на колонны. Ленточные фундаменты существенно выравнивают возможные неравномерные осадки основания. Если несущая способность ленточных фундаментов недостаточна, имеет место большая неравно­мерность нагрузки или возможна передача интенсивного давления не только сверху, но и снизу (например, в защитных сооружениях гражданской обороны), то устраивают сплошные фундаменты.

По конструкции ленточные фундаменты могут быть под несущие стены и под ряды колонн. Фундаменты под несущие стены устраивают преимущественно сборными. Они состоят из блоков подушек и фундаментных блоков. Блоки-подушки могут быть постоянной и переменной толщины, сплошными, ребристыми и пустотными. Укладывают их вплотную или с зазорами. Фундаментные блоки обычно имеют прямоугольную форму. Их армирование принимают по конструктивным соображениям.

Рассчитывают только блоки-подушки, выступы которых работают как консоли, загруженные реактивным давлением труда. Давление от массы подушки и грунта на ней не учитывают. Требуемую ширину подушки определяют по формуле:

b_f = N /( R ₀ l )

где l – длина участка, на котором производят расчет;

N – расчетное значение нормальной силы.

Армируют подушки сварными сетками, стержневой предварительно напряженной арматурой или предварительно напряженными элементами. При вылете консоли подушки с> 750 мм половину рабочей арматуры рекомендуется обрывать на расстоянии а = 0,5 l_cn -20 dот конца консоли подушки ленты.

Ленточные фундаменты под ряды колонн могут быть сборными и монолитными. Их возводят в виде отдельных лент продольного или поперечного (относительно ряда колонн) направления. Сечения лент принимают тавровой формы постоянной высоты, с полкой по низу, по верху или в виде перекрёстных лент.

Отдельные ленточные фундаменты работают в продольномнаправлении на изгиб как многопролетные балки, подвергаемые действиюсосредоточенных сил от колонн и распределенного отпора грунта снизу. Ребра армируют по аналогии с многопролетными балками. Сечение продольной арматуры определяют в результате расчета прочности нормальных сечений на действие изгибающих моментов;поперечной арматуры — расчетом прочности наклонного сечения на действие поперечных сил. Для повышения жесткости ленточных фундаментовпри проектировании размеров их поперечного сечения принимаютнизкие проценты армирования, но не ниже минимальных, рекомендуемых нормами для изгибаемых элементов. При конструировании необходимопредусмотреть возможность неравномерного загружения при возведении фундамента, вызывающую неравномерную осадку основания. С этой целью в ребрах устанавливают непрерывную верхнюю и нижнюю продольную арматуру в количестве μ = 0,2...0,4% с каждой стороны.

Ленты армируют сварными или вязаными каркасами и сетками. Плоских сварных каркасов в поперечном сечени должно быть менее двух, трех или четырех соответственно при ширине ребра b ≤ 400 мм, b=800 мм или b>800 мм. Верхние продольные стержни сварных каркасов рекомендуется на всем протяжении в горизонтальном направлении укреплять сварными сетками (корытообразными или с крюками на концах в поперечном направлении), а также вдоль ребра с помощью поперечных стержней, устанавливаемых с шагом не более 20d (d — диаметр продольных стержней).

При армировании ребер вязаными каркасами количество вертикальных ветвей хомутов в поперечном направлении должно быть не менее четырех или шести соответственно при b= 400...800 мм или b>800 мм. Хомуты должны быть замкнутыми диаметром не менее 8 мм, установленные с шагом не более 15d.

Расстояние в свету между продольными стержнями принимают по общим правилам для изгибаемых элементов; в крупных фундаментах с цельюиспользования более крупного заполнителя эти расстояния следует принимать не менее 100 мм. Часть нижних продольных стержней (до 30%) может быть расположена по всей ширине полок ленты.

Сплошные фундаменты.

Сплошную фундаментную плиту под все здание применяют в том случае, когда отдельные фундаментные плиты ил ленточные ростверки становятся недостаточными, при необходимости перераспределения усилий между более или менее податливыми местами, благодаря чему исключается резкая неравномерность в осадках отдельных частей зданий, при слабых или неоднородных грунтах.

Сплошные фундаментные плиты выполняют гладкими, ребристыми, безбалочными и коробчатыми. Конфигурацию и размеры в плане сплошной фундаментной плиты устанавливают так, чтобы равнодействующая основных нагрузок от сооружения проходила примерно в центре тяжести всей плиты. Если внешние нагрузки на сплошном фундаменте распределены неравномерно, редко, то рассчитывают как плиту на упругом основании с учетом податливости грунта.

Расчет сплошной фундаментной плиты ведут приближенным способом по методу предельного равновесия, основанным на распределении давления на грунт под подошвой всей плиты по закону плоскости. Плиту рассматривают как перевернутое жб плоское перекрытие, нагруженное равномерно распределенным реактивным давлением грунта. Сечение плиты и арматуры подбирают по аналогии с плоскими перекрытиями. В тех случаях, когда имеется опасность коррозии арматуры (высокий уровень грунтовых вод), сечение подбирают с учетом ограниченного раскрытия трещин при эксплуатационных нагрузках.

Сплошные фундаментные плиты армируют сварными сетками и каркасами по аналогии с безбалочными междуэтажными перекрытиями или плитами, опертыми по контуру. Рабочую арматуру сеток принимают одного направления. Сетки укладывают одну на другую не более чем в четырех плоскостях без нахлестки в нерабочем направлении. Общую площадь рабочей арматуры стыкуемых сеток в одном сечении принимают не более 50 % от общей площади рабочей арматуры сеток данного направления. Плитно-балочные сплошные фундаменты армируют сварными сетками и каркасами по аналогии с балочными междуэтажными перекрытиями.

В плитно-балочных фундаментах ребра могут выступать вверх и вниз. Наиболее часто применяют плиты с ребрами, обращенными вверх. Они оказываются более выгодными, так как в работу ребер таких фундаментов включается полка плиты. В обоих вариантах продольные и поперечные балки располагают таким образом, чтобы места их пересечений находились под продольными осями колонн.

Сплошные фундаменты часто устраивают при значительных нагрузках верхнего строения здания и сооружения при слабых грунтах. Минимальная глубина заложения таких фундаментов составляет H_o,min = 2,5…3,0 м.