Podstawa - Definicja, aspekty, rodzaje i obciążenie (2024)

Fundament jest częścią systemu podkonstrukcji, który utrzymuje ciężar własny i wszystkie obciążenia siłowe konstrukcji nośnej, a następnie przenosi je na znajdującą się pod nim warstwę gleby i skał. Obciążenie kolumny działające na ten fundament musi być rozłożone na wystarczająco dużej powierzchni, aby grunt mógł bezpiecznie utrzymać obciążenie.

Co jest podstawą?

Fundament jest częścią systemu inżynieryjnego, który przenosi obciążenie przenoszone przez fundament i jego ciężar własny na glebę i skały poniżej. Należy wziąć pod uwagę konstrukcję fundamentów budynku i zapewnić stabilność budynku w stosunku do jego własnego ciężaru, obciążeń i sił zewnętrznych, takich jak napór wiatru, trzęsienia ziemi i inne, a także nie powinno występować miejscowe osiadanie fundamentów ani nawet osiadanie fundamentów powyżej pewnego limitu.

Projekt fundamentu uważa się za prawidłowy, jeżeli obciążenie przenoszone przez fundament na grunt nie przekracza wytrzymałości gruntu. Jeśli wytrzymałość gleby zostanie przekroczona, nastąpi nadmierne osiadanie lub zapadnięcie się gleby. Jeżeli naprężenie ściskające przekracza dopuszczalne ciśnienie, można zastosować fundament palowy w celu wsparcia naprężenia ściskającego w ścianach i słupach konstrukcji budynku.

Definicja fundamentu

Poniżej znajdują się definicje fundamentów, które zostały zebrane z różnych źródeł:

• Fundament to jedna z konstrukcji budynku znajdująca się w dolnej części konstrukcji, fundament pełni w budynku ważną rolę, gdzie fundament przenosi wszystkie obciążenia konstrukcji od góry do warstwy gruntu znajdującej się na dole (poniżej).
• Fundament to część konstrukcji budynku, która odpowiada za postawienie budynku i przeniesienie obciążenia konstrukcji nośnej (konstrukcji górnej/nadbudowa) do podstawy podłogi, która jest wystarczająco mocna, aby ją utrzymać.
• Fundament to najniższy element konstrukcyjny budynku, który przenosi obciążenie budynku na grunt lub skałę znajdującą się pod nim.

Aspekty wyboru rodzaju fundamentu

Planowanie fundamentów powinno opierać się na kilku aspektach, takich jak: funkcja budynku, rodzaj gruntu, głębokość twardego gruntu podpierającego fundament, a także wygląd fundamentu.koszt(budżetowy). Wyjaśnienie każdego aspektu wyboru podstawy jest następujące:

1. Stan gruntu fundamentowego:Stan gruntu pod fundamentem jest ściśle powiązany z wyborem rodzaju fundamentu. Dzieje się tak, ponieważ każdy rodzaj fundamentu ma inny kształt i mechanizm rozkładu obciążenia w zależności od warunków gruntowych. Uwzględniane czynniki glebowe obejmują rodzaj gleby, parametry gleby, nośność, głębokość twardej gleby itp.

2. Ograniczenia wynikające z konstrukcji na nim:Warunki obciążenia konstrukcji nośnej mogą obejmować całkowite obciążenie konstrukcji nośnej, kierunek siły obciążającej, obciążenia pionowe i poziome oraz rozkład obciążenia i właściwości dynamiczne konstrukcji.

3. Ograniczenie stanu otaczającego środowiska:Ograniczenia środowiskowe, o których mowa w tym miejscu, to warunki środowiskowe wokół projektu. Mając na uwadze, że realizując inwestycję należy zwrócić uwagę na warunki otaczającego środowiska, należy się spodziewać, że w trakcie realizacji robót otaczające środowisko lub istniejąca już w sąsiedztwie zabudowa nie zostanie naruszona i zagrożona.

4. Koszt i czas pracy:Należy wziąć pod uwagę czynnik kosztowy i czas realizacji robót, ponieważ jest on uwzględniony w zarządzaniu budową budynku i jest ściśle powiązany z osiągnięciem odpowiednich i ekonomicznych warunków.

Rodzaje fundamentów

O kształcie fundamentu decyduje ciężar budynku i stan gruntu wokół budynku, natomiast o głębokości fundamentu decyduje położenie stałego gruntu podtrzymującego fundament. Ogólnie fundamenty dzieli się na dwa typy: fundamenty płytkie i fundamenty głębokie.

Fundamenty płytkie to fundamenty, które mogą przyjmować jedynie stosunkowo niewielkie obciążenia i bezpośrednio przyjmować obciążenia konstrukcyjne. Głęboki fundament to fundament, który może przyjąć duże obciążenie konstrukcyjne i przenieść obciążenie konstrukcyjne na twardą glebę lub skałę, która jest bardzo głęboka. Wyjaśnienie każdej klasyfikacji podstawowej jest następujące:

Płytki fundament

Płytki fundament to podstawa, która bezpośrednio podtrzymuje obciążenie. Podkład ten stosuje się, gdy warstwa gruntu nośnego u podstawy fundamentu znajduje się stosunkowo daleko od powierzchni gruntu/nośność gruntu u podstawy budynku jest słaba. Jeżeli głębokość podstawy fundamentu od gruntu jest mniejsza lub równa szerokości fundamentu (D = B), wówczas nazywa się to płytkim fundamentem.

System fundamentowy stosuje się w dobrej warstwie podłoża, która nie jest głęboka i pozwala przezwyciężyć zaburzenia wód gruntowych lub rzecznych, dzięki czemu fundament można wykonać w stanie suchym, co zapewnia lepszą jakość fundamentu i jest bardziej ekonomiczne.

Rodzaje płytkich fundamentów

Rodzaje płytkich fundamentów obejmują:

• kamień rzeczny

Podstawę pasa kamieni rzecznych należy wykonać z dobrej jakości kamienia rzecznego, który nie pęka i nie kruszy się. Stosowana zaprawa składa się z co najmniej 1 części cementu i 6 części piasku (1:6), a wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach musi wynosić co najmniej 30 kg/cm2.

• Płyta cementowa (podstawa płyty)

Płyta fundamentowa przenosi obciążenie konstrukcyjne, dlatego wskazano, że jest wykonana ze zbrojonego betonu o jakości minimum K175. Fundamenty stóp służą do przenoszenia pojedynczych obciążeń punktowych, takich jak słupy konstrukcyjne. Podstawa tej podkładki może być wykonana w kształcie koła, kwadratu.

Ten rodzaj fundamentu składa się z warstwy żelbetu o jednakowej grubości, ale fundament płytowy może być również wykonany w sposób schodkowy, jeśli fundament ten ma rozłożyć obciążenie ciężkich słupów.

• Podstawa płyty ciągłej

Fundament ten musi być również wykonany ze zbrojonego betonu o jakości minimum K175. Formą tego fundamentu jest rozwinięcie fundamentu płytowego, ponieważ fundamenty płytowe są zbyt blisko siebie, więc zachodzą na siebie, lepiej jest, aby słupy były połączone ze sobą poprzez ciągły fundament płytowy.

• Wklęsły fundament

Fundamenty zagłębione stosuje się, gdy dobre podłoże jest dość głębokie, a w glebie występują zmiany, które utrudniają wykonanie fundamentu. Fundamenty wykopowe można stosować także w przypadku, gdy istnieje niebezpieczeństwo wruszenia gruntu pod fundamentem przez prądy wodne, dno wykopu musi znajdować się ściśle na warstwie twardego gruntu.

• Cóż, fundament

Podmurówkę studniową stosuje się wtedy, gdy dobre podłoże jest dość głębokie, a w gruncie występują zaburzenia utrudniające wykonanie fundamentu. Fundamenty wykopowe można stosować także wtedy, gdy istnieje ryzyko erozji gruntu pod fundamentem przez płynącą wodę; Dno dołu powinno być mocno oparte na warstwie twardej gleby.

• Fundament tratwy

Fundament tratwy to fundament z płyt betonowych, który jest tak szeroki jak znajdujący się na nim budynek lub nazywany jest bardzo szerokim lokalnym fundamentem płytowym. Podstawę tę stosuje się do podparcia budynku położonego na miękkim podłożu lub stosuje się, gdy rozmieszczenie słupów jest tak wąskie we wszystkich kierunkach, że przy zastosowaniu fundamentu palmowego boki są do siebie dociskane.

Głęboki fundament

Fundament głęboki to fundament, który przenosi obciążenie budynku na podłoże lub twardy grunt znajdujący się z dala od powierzchni. Jeżeli głębokość fundamentu od powierzchni gruntu jest większa niż pięciokrotność szerokości fundamentu (D > 5B), wówczas nazywa się to fundamentem głębokim.

Fundamenty głębokie stosuje się wtedy, gdy grunt pod fundamentem nie ma wystarczającej nośności, aby utrzymać działające na niego obciążenie lub gdy grunt pod spodem jest bardzo głęboki.

Rodzaje głębokich fundamentów

Rodzaje głębokich fundamentów obejmują również:

Podstawa palowa

Fundament palowy to rodzaj głębokiego fundamentu powszechnie spotykanego w budownictwie lądowym i morskim. Ten typ fundamentu stosuje się, gdy konstrukcja tego typu ma bezpośredni kontakt z bagnami, wodą, a także glebą o niskiej nośności. ma na celu utrzymanie obciążenia, a następnie kontynuowanie.

Obciążenie przechodzi przez pala, w zależności od rodzaju przenoszenia obciążenia, istnieją takie, które przenoszą obciążenie z podporami na końcach, są też takie, które przenoszą obciążenie przez poszycie samego pala (pal cierny).

W zależności od rodzaju użytego materiału fundament palowy dzieli się na kilka typów, są one następujące:

pale drewniane:Drewniane paliki to kołki wykonane z drewna, które zazwyczaj można zabrać ze sobą do lasu i są dobrej jakości. Zwykle drewno jest konserwowane, aby nie ulegało łatwemu zużyciu, a końce były zaostrzone, aby po posadzeniu mogło łatwo przeniknąć przez warstwę gleby, a niektórzy dali buty na te kołki, aby w przypadku napotkania twardych skał te kołki mogły nadal wnikać w skały.

Pale betonowe:Pale te są wykonane z betonu i zwykle są w stanie wykończonym, gdzie warunki początkowe są odlewane w centralnym miejscu, a następnie wysyłane na plac budowy. Zwykle te pale prefabrykowane są wykonane ze zbrojeniem, zwykle przystosowane do naprężeń zginających podczas procesu dystrybucji .

Pale stalowe:Oprócz drewna i betonu istnieją również pale stalowe, które doskonale nadają się do stosowania w fundamentach lub twardych gruntach na określonej głębokości, pale stalowe mają zwykle kształt skrzynkowy, a niektóre mają kształt rurki, ale są to zwykle stosowany w postaci rur i pali. Ten stalowy pal może również wytrzymać wpływ samego procesu wbijania, a w tym palu proces łączenia jest również dość łatwy.

Stos kompozytowy:Ten pal to najnowszy rodzaj pala, gdzie ten pal łączy w sobie pale drewniane, betonowe i stalowe, np. materiał drewniany lub betonowy znajduje się na górnej powierzchni, a materiał stalowy kładzie się na dolnej powierzchni fundamentu. , ten typ baterii zaczyna być porzucany, ponieważ koszt jest dość drogi.

Podstawa pali wiertniczych

Fundamenty na palach wiertniczych są formą głębokich fundamentów wykonywanych na powierzchni gruntu. Fundament układa się na wymaganą głębokość poprzez wykonanie otworów za pomocą systemu wiercenia lub pogłębiania gleby. Po uzyskaniu odpowiedniej głębokości w wywiercone otwory fundamentowe wlewa się beton.

Pale wiertnicze, zwane także fundamentami wykopowymi, są często stosowane również w dużych i domowych konstrukcjach, które mają nośność twardego gruntu na znacznej głębokości nad powierzchnią gruntu, więc nie ma możliwości wykopania ani wykorzystania tego typu płytkich fundamentów, cóż fundamenty lub pale odwiertowe, w przeciwieństwie do pali, w których fundament jest wzmocniony betonem wprowadzanym do obudowy lub do wywierconego gruntu.

Teoria obciążenia fundamentu

Obciążenie jest pierwszą rzeczą braną pod uwagę przy planowaniu i analizie budynku. Generalnie obciążenia konstrukcji budynku dzieli się na dwa rodzaje w zależności od kierunku pracy, a mianowicie obciążenia pionowe i poziome. Do obciążeń pionowych działających na konstrukcję budynku zalicza się obciążenia własne (D) i obciążenia użytkowe (L), natomiast obciążenia poziome to obciążenia wiatrem i obciążenia sejsmiczne. Wyjaśnienie każdego obciążenia fundamentu jest następujące:

Ciężar własny

Ciężar własny to ciężar wszystkich stałych części budynku w postaci głównych elementów konstrukcji budynku i elementów architektonicznych. Obciążenie własne można uzyskać, mnożąc objętość komponentów przez ich ciężar właściwy. Obciążenie własne obejmuje wszystkie części elementów konstrukcyjnych, które są stałe, w tym wszystkie elementy dodatkowe.

Ciężar własny to całkowity ciężar zainstalowanych materiałów konstrukcyjnych budynku, w tym ścian, podłóg, dachów, sufitów, schodów, stałych ścianek działowych, opasek, okładzin budynku i innych elementów architektonicznych i konstrukcyjnych, a także zainstalowanego sprzętu, w tym ciężar kran. Poniższa tabela przedstawia różne masy materiałów budowlanych i elementów konstrukcyjnych.

Obciążenie na żywo

Obciążenia użytkowe to obciążenia generowane przez użytkowników i mieszkańców budynków lub innych konstrukcji, które nie obejmują obciążeń konstrukcyjnych i obciążeń środowiskowych, takich jak obciążenia wiatrem, obciążenia deszczem, obciążenia sejsmiczne, obciążenia powodziowe lub obciążenia własne. Wielkość obciążenia użytkowego każdej kondygnacji budynku ustalana jest w zależności od przewidzianej funkcji budynku, co można zobaczyć w poniższej tabeli.

obciążenie sejsmiczne

Obciążenie sejsmiczne to obciążenie środowiskowe powstające w wyniku sił bocznych działających na budynek. Jeśli chodzi o wpływ trzęsienia ziemi na konstrukcję, obciążenie trzęsieniem ziemi definiuje się tutaj jako siły działające na konstrukcję spowodowane ruchem gruntu w wyniku trzęsienia ziemi.

Analizę obciążeń sejsmicznych fundamentów oblicza się w oparciu o procedury planowania odp*rności sejsmicznej konstrukcji nadających się do zbudowania i nienadających się do zbudowania. Podczas planowania fundament musi być w stanie utrzymać i skompensować wahania występujące w konstrukcji w wyniku ruchów gruntu.