Фундаменты малоэтажных зданий

Фундамент (лат. fundamentum) – строительная несущая конструкция, часть здания, сооружения, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и распределяет их по основанию. Как правило, изготавливаются из бетона, камня или древесины. Камни и древесина подробно рассмотрены в пособии «Конструирование в дизайне среды». Далее представлен материал о бетоне как материале для строительных конструкций.

Бетоны

Бетон – искусственный каменный материал, получаемый в результате формирования и затвердевания бетонной смеси. Бетонной смесью называют перемешанную до однородного состояния пластичную смесь, состоящую из вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок. Есть виды бетонов, для получения которых не требуется вода (асфальтобетоны, полимербетоны и др.). Состав бетонной смеси подбирают таким образом, чтобы при данных условиях твердения бетон обладал заданными свойствами (прочностью, морозостойкостью, плотностью и др.). Бетон известен ещё с древних времен. В Древнем Риме построены купол Пантеона, акведуки, термы (бани) и др. с применением бетона. В современном мире бетон – основной строительный материал. Прочность бетона достигает 100 мПа., что в 7–10 раз выше прочности кирпича. Бетоны – главнейший строительный материал. В нём сочетаются очень важные для строительства свойства: большая сырьевая база (до 85% объёма бетона – заполнители), простота технологии и достаточно высокие физико-механические свойства.

Согласно ГОСТу 25192-82, классификация бетонов производится по основному назначению, виду вяжущего вещества, виду заполнителей, структуре и условиям твердения:

– по назначению различают бетоны обычные (для промышленных и гражданских зданий) и специальные – гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, а также бетоны специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.).

– по виду вяжущего вещества – цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, асфальтобетон, пластобетон (полимербетон) и др.

– по виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых или специальных заполнителях;

– по структуре различают бетоны плотной, поризованной, ячеистой или крупнопористой структуры;

– по условиям твердения – твердевшие в естественных условиях; в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении; в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).

Дополнительно к классификации ГОСТу 25192-82 используется следующая классификация.

По объёмной массе бетоны подразделяют на:

– особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м³) – баритовый, магнетитовый, лимонитовый;

– тяжёлый (плотность 2200–2500 кг/м³);

– облегчённые (плотность 1800–2200 кг/м³);

– легкий (плотность 500–1800 кг/м³) – керамзитобетон, пенобетон, газобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый;

– особо лёгкий (плотность менее 500 кг/м³).

По содержанию вяжущего вещества и заполнителей бетоны подраз­деляют на:

– тощие (с пониженным содержанием вяжущего вещества и повышенным содержанием крупного заполнителя);

– жирные (с повышенным содержанием вяжущего вещества и пониженным содержанием крупного заполнителя);

– товарные (c соотношением заполнителей и вяжущего вещества по стандартной рецептуре).

Основной показатель, которым характеризуется бетон – прочность на сжатие. По ней устанавливается класс бетона. Согласно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции» класс обозначается латинской буквой «B» и цифрами, показывающими выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа). Например, обозначение В25 означает, что бетон данного класса в 95% случаев выдерживает давление 25 МПа. Для расчёта показателя прочности необходимо учитывать и коэффициенты, например для класса В25 нормативная прочность на сжатие, применяемая в расчётах, – 18,5 МПа. Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, назначается при проектировании, исходя из возможных реальных сроков загрузки конструкции проектными нагрузками, способа возведения, условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 суток.

Наряду с классами прочность бетона также задаётся марками, обозначаемыми латинской буквой «М» и цифрами от 50 до 1000, означающими предел прочности на сжатие в кгс/см². ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия» устанавливает следующее соответствие между марками и классами при коэффициенте вариации прочности бетона 13,5%:

Таблица 2

Прочностные характеристики бетона

Для проверки прочности незатвердевшей смеси используются камеры нормального твердения, проверка прочности готовой конструкции осуществляется с помощью молотков Кашкарова, Физделя или Шмидта.

Железобетон

Бетон имеет один недостаток, присущий всем каменным как природным, так и искусственным материалам, он плохо сопротивляется изгибу и растяжению. Прочность бетона на растяжение составляет всего 1/10 – 1/15 его прочности на сжатие. Чтобы повысить прочность бетонных конструкций на растяжение и изгиб, в бетон укладывают стальную проволоку или стержни, называемые арматурой. Арматура в переводе с латинского означает «вооружение», т.е. стальная арматура как бы вооружает, укрепляет бетон. Армированный стальными стержнями бетон называют железобетоном. В 1802 г. при строительстве Царскосельского дворца российские зодчие использовали металлические стержни для армирования перекрытия, выполненного из известкового бетона. В 1829 г. английский инженер Фокс реализовал армированное металлом бетонное перекрытие.
В 1849 г. во Франции Ламбо построил лодку из армоцемента. В 1854 г. Уилкинсон в Англии получил патент на огнестойкое железобетонное перекрытие. В 1861 г. во Франции Куанье опубликовал книгу о 10-летнем опыте применения железобетона. Он же в 1864 г. построил церковь из железобетона. В 1865 г. Уилкинсон построил дом из железобетона. И только в 1867 г. Монье, которого часто считают «автором» железобетона, получил патент на кадки из армоцемента. В 1868 г. Монье построил железобетонный бассейн, а с 1873 по 1885 гг. получил патенты на железобетонный мост, железобетонные шпалы, железобетонные перекрытия, балки, своды и железобетонные трубы. В 1877 г. первая книга по железобетону опубликована Т. Хайэтом в США. С 1884 по 1887 гг. в Москве осуществлялось применение железобетона при устройстве плоских перекрытий, сводов, резервуаров. В это же время проводились испытания конструкций, были реализованы железобетонные перекрытия по металлическим балкам. В 1886 г. в США П. Джексон подал заявку на патент на использование преднапряжения арматуры при строительстве мостов. В 1888 г. патент на преднапряжение получен в Германии В. Дерингом, в 1896 г. в Австрии И. Манделем, в 1905–1907 гг. в Норвегии И. Лундом, в 1906 г. в Германии М. Кененом. В 1886 г. в Германии (фирма Вайс) под руководством проф. Баушингера проведены испытания плит и сводов. В 1886–1887 гг. М. Кенен в Германии разрабатывает способ расчёта железобетонных конструкций. В 1891 г. в России проф. Н.А. Белелюбский проводит широкомасштабные исследования железобетонных плит, балок, мостов. В этом же году выходит книга инж. Д.Ф. Жаринцева «Слово о бетонных постройках», а в 1893 г. – «Железобетонные сооружения». С 1892 по 1899 г. во Франции Ф. Геннебиком реализовано более 300 проектов с применением железобетона. В 1895 г. на 2 съезде зодчих в России выступает А.Ф. Лолейт, создавший впоследствии основные положения современной теории железобетона. В 1899 г. инженерный совет министерства официально разрешает применять железобетон в России. Первые нормы по проектированию и применению железобетонных конструкций появились в 1904 г. в Германии и Швеции, в 1906 г. во Франции, в 1908 г. в России. Развитие теории железобетона в России в первой половине ХХ в. связано с именами А.Ф. Лолейта, А.А. Гвоздева, В.В. Михайлова, М.С. Боришанского, А.П. Васильева, В.И. Мурашева, П.Л. Пастернака, Я.В. Столярова, О.Я. Берга и др.

С ХХ в. железобетон является наиболее распространённым материалом в строительстве.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: