Ростверк: классификация, использование и преимущества

Возвести надежное и долговечное здание невозможно без качественного основания – фундамента. Современные разновидности позволяют без труда осуществлять строительные работы на всех типах почв. Особой популярностью пользуется свайный фундамент, так как имеет возможность выдерживать повышенные нагрузки, которые равномерно распределяются по всей его поверхности.

Способствует этому процессу ростверк – верхняя часть свайного фундамента. Именно она отвечает за равномерность распределения нагрузки, освобождая от нее несущие конструкции. В большинстве случаев ростверк представляет собой раму из железобетона, располагающуюся под несущими стенами.

Конструкция взводится в виде балок или плит, которые являются связующим звеном свай фундамента. Чаще всего ростверк можно встретить при составлении плана строительства малоэтажных зданий, например, частных загородных домов. В этих случаях чаще всего конструкция выполняется в виде прочной монолитной ленты.

Применяют свайный тип фундамента на слабых почвах, поскольку нагрузка, которая исходит  от дома, передается  в почву. Если не использовать сваи, что может произойти перекос фундамента, а вместе с ним и всей конструкции. Ростверк, снижая нагрузку, позволяет общей массе распределиться так, чтобы нагрузка ушла глубоко под землю, где почва достаточно плотная. Возводят ростверк и в районах, где отмечается глубокое промерзание почвы.

РАЗНОВИДНОСТИ РОСТВЕРКА

Специалисты разделяют эти элементы свайного фундамента на следующие подтипы:

• Монолитные;
• Сборные;
• Сборно – монолитны.

Разделение основывается на технологии изготовления и способах применения в процессе строительства. Так монолитный вариант  представляет собой сплошную ленту, изготовленную из бетона и арматуры, которая надежно соединяет всех концы свай. По технологии возведения этого элемента можно понять, что он очень схож с работами по созданию ленточного фундамента. Отличие состоит лишь в том, что ростверк – это сплошная монолитная плита.

Если проект предполагает создание ленточного свайного фундамента, то материалов потребуется немного. Этот вариант экономичнее, чем фундамент плиточного типа. Обвязка ростверком оголовков свай  проводится только по периметру будущего здания. Дополнительно может быть создана поперечная лента, но она применяется редко, когда площадь строения большая.

Ленточное основание под здание не требует значительных финансовых затрат для его создания. Отличие заливки монолитного плитного основания заключается не только в том что расходуется большое количество бетона, но и в больших физических нагрузках, которые испытывает человек, выполняя работу.

Для надежного крепления плиты потребуется качественная опалубка. Также ей потребуются боковые стены, крепкое основание, способное выдержать большие нагрузки, которая возникает под весом армированной плиты.

Процесс обвязки с использованием арматуры с захватом всех оголовок свайных опор потребует значительного запаса времени. Для того чтобы не потерять в надежности, прочности и долговечности основы под здание и применяется современная технология создания свайной основы с ростверком ленточного типа. Необходимо перед началом работы произвести расчеты показателей прочности – если они позволят, можно начинать монтаж.

Сборный вариант конструкции создается на основе балок из железобетона. Элемент набирается из конструкций особой конфигурации, предусматривающей замки, которые затем надежно соединяются, становясь монолитными. Отдельные элементы сборного ростверка укладывают сверху насыпи из песка, которая возводится заранее. После завершения всех основных работ песок убирается.

Сборно-монолитные разновидности – это не что иное, как комбинированные ростверки.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ

Размеры ростверка подбираются конструктивно. Ширина его обычно соответствует ширине цоколя или стены, но не может быть меньше 40 см. Также эти элементы классифицируются по уровню расположения под землей. Различают следующие типы конструкций по этому показателю:

• Высокий ростверк, располагающийся на железобетонных сваях;
• Низкий ростверк на железобетонных сваях;
• Заглубленный ростверк на железобетонных сваях.

В первом случае конструкция передает нагрузку от самого здания через сваи. Она уходит на глубину, где любые физические воздействия, включая сильное промерзание и, как следствие, пучение грунта полностью исчезают. Под строением, где используется  этот вариант конструкции, образуется естественная вентиляция. В период тепла эта особенность станет преимуществом, а зимой не допустит образования конденсата. Для того чтобы свести к минимуму негативное воздействие продувания, необходимо максимально усилить утепление пола на первом этаже здания.

В том случае если использована конструкция второго типа, то часть нагрузки от здания передается и ростверку. Именно поэтому его располагают над поверхностью земли, с учетом того чтобы между нижней гранью и поверхностью земли было еще не менее 10 см свободного пространства. Здесь потребуется дополнительно принять меры, чтобы предотвратить осыпание земли. Если этого не предпринять, то надежность всех конструкции со временем значительно уменьшится, вплоть до того, что ростверк оторвется от сваи.

Третий тип ростверка располагается в траншее, глубина которой составляет около 35 см. Этот вариант следует выбирать, когда планируется создание монолитного ростверка, так как часть траншеи можно засыпать опалубкой. Также этот вариант монтажа способствует дополнительному утеплению пола на первом этаже.

ЭТАПЫ МОНТАЖНЫХ РАБОТ

Перед началом строительных работ потребуется тщательно расчистить участок. Необходимо удалить верхний слой грунта, для того чтобы под фундаментом не росли растения, так как это приводит к разрушению. Следующий этап – возведение свайного поля. Осуществляется сборка и установка основного каркаса из арматуры. Конструкция должна состоять из 2-3 рядов прутьев, располагающихся горизонтально. Они соединяются прутьями, проходящими вертикально. Расстояние между вертикальными стойками составляет около 35 см.

Важно учитывать, что арматура, располагающаяся на углах, загибается  и расходится в разные стороны. Контур каркаса должен быть полностью замкнут по периметру. Возведение  опалубки под заливку монолитной плиты производится с установкой дополнительных опор. Бетон заливается в опалубку в самом конце работ по созданию монолитного ростверка.

Основные преимущества фундамента  с ростверком

Выбирая между различными вариантами оснований под здание, необходимо обратить особое внимание на характеристики и преимущества. Фундамент, который дополняется ростверком, гарантирует:

• Высокую надежность;
• Неизменное качество;
• Минимальные работы, связанные с уборкой грунта и подготовкой площадки;
• Низкий расход строительных материалов;
• Возможность проведения работ в любое время года.

Также учитываются и те факторы, что просадка грунта отсутствует, а теплопотери значительно уменьшаются за счет сокращения площади, обеспечивающей  контакт с промерзшей в зимнее время почвой. Стоимость работ снижается в среднем на 20%. Заказ ростверка на сваях позволит возвести надежное и качественное здание со значительной экономией денежных средств.

 

Остались вопросы?
Звоните по телефону +7 (3822) 23-70-10

Отправить заявку

Ростверк фундамента: виды и особенности

Классический ленточный тип — далеко не единственный вид фундамента, применяемый в современном строительстве. Одной из набирающих популярность его альтернатив является ростверк. Этот вид не уступает «классике» по большинству эксплуатационных характеристик. Более того, ростверк фундамента может быть использован на свайной основе, что позволяет сооружать его на неровной поверхности при различных видах почвы. В нашей статье пойдет речь о существующих типах ростверка, их особенностях и отличиях.

Общее описание

Ростверк фундамента — это свайное соединение разных типов. Его особенность заключается в специальном закреплении конструкции, обеспечивающем ее максимальную прочность и надежность. Специфика этой конструкции позволяет соорудить достаточно ровное основание, благодаря чему происходит равномерное распределение нагрузки на фундамент.

Виды ростверка и их характеристики

В современном строительстве применяют несколько видов ростверка. Их классифицируют по материалу, из которого сооружают фундамент. По этому критерию выделяют следующие виды:

Металлический ростверк

Эта разновидность характеризуется повышенной прочностью. Однако использовать такой ростверк рекомендуется исключительно с винтовыми сваями. Особенность металлического типа заключается в необходимости применения спецтехники. Соответственно, перед выбором следует учесть сравнительно высокие финансовые затраты.

Деревянный ростверк

По допустимым нагрузкам фундамент этого вида подходит для домов и срубов из дерева. Преимущества деревянного ростверка — экологичность и безопасность. При этом к недостаткам можно отнести дополнительные затраты на гидроизоляцию, обработку противовоспламеняющимися составами и антисептиками.

Железобетонный ростверк

В плане возможностей применения этот тип считается самым универсальным. Он подходит для любых построек с использованием свай. Единственным недостатком железобетонного ростверка является сравнительная дороговизна. По этой причине в малоэтажном строительстве чаще используют деревянные и металлические ростверки. Тем не менее, если бюджет позволяет, рекомендуется остановить выбор на фундаменте из армированного бетона.

Бетонный ростверк

Несмотря на существование этого типа, авторы статьи не советуют его применять. При отсутствии армирования бетон сильно подвержен деформации. Поэтому при сравнительно низкой себестоимости бетонный ростверк является самым ненадежным.

Заглубленный ростверк

Низкий ростверк

Высокий ростверк

Укладка ростверка

На практике применяют два способа укладки — монолитный и сборно-монолитный. Первый из них подходит для сооружения частных домов. Его цельная конструкция обеспечивает высокую надежность основания. Монолитный ростверк могут изготавливать из любых материалов. Сборно-монолитная конструкция более применима при деревянного ростверка. Сооружение других типов в этом случае является очень затратным.

Помимо перечисленных особенностей при укладке ростверка также следует учитывать глубину. По этому критерию выделяют низкий, высокий и заглубленный типы, где последний является самым распространенным.

Дизайн моста| Учебное пособие по анализу гриля для мостовых палуб для британских стандартов

Индекс

1. Геометрия

2. Свойства MMEMER

3. Cantilever Topaths

4. Основные опоры

5. Загрузка

6. DEAD Загрузка

7. Загрузка в реальном времени

8.Результаты

9.Примеры загрузки

---

1.Геометрия

Ростверки наиболее широко используются для расчета балочных и плитных настилов мостов. Настилы из сплошных плит обычно моделируются с использованием конечных элементов, однако для этого типа настила можно использовать ростверки с достаточно точными результатами.

 
Элементы продольного ростверка выполнены в виде основных балок, а поперечные элементы в виде плиты перекрытия и диафрагменных балок.

 
Шаг поперечных элементов ростверка выбирается примерно в 1,5 раза больше шага основных продольных элементов, но может варьироваться в пределах 2:1. Поперечные элементы требуются в положениях диафрагмы, и для достижения элемента в середине пролета должно быть нечетное количество элементов.

В случае косых настилов поперечные элементы должны располагаться ортогонально основным элементам (см. рис. 3) для достижения правильной величины моментов и прогибов. Однако такое расположение может быть непрактичным для малых углов перекоса (ниже 35

o ), и обычно используется косая сетка (см. рис. 2). Косая сетка имеет тенденцию немного завышать величину моментов и прогибов и поэтому считается безопасным решением. Свойства сечения поперечных стержней в косых сетках следует рассчитывать с использованием ортогонального шага; ширина поперечного элемента на рис. 2 составляет 1,641 м, а не 1,667 м.

 
2.Свойства элемента

Инерция изгиба и инерция кручения требуются для всех элементов модели ростверка. Сечения элементов, представляющих настил на рис. 1, показаны на рис. 4 и рис. 5 ниже.

Внутренний изгиб композитных секций можно рассчитать с помощью подходящей формы. Электронную таблицу Excel с использованием координатной геометрии можно загрузить, нажав здесь. Свойства стержня для ростверка рассчитываются для локальной оси стержня, как показано, и необходимо соблюдать осторожность, чтобы убедиться, что вы используете правильные обозначения. Если используется электронная таблица, то I

xx из электронной таблицы будет введено как I _y для показанной локальной оси стержня. Точно так же I _yy из электронной таблицы будет введено как I _z , а инерция кручения J будет введена как I _x .

Аппроксимация инерции кручения стержня получается путем разделения сечения на составляющие прямоугольники, как показано на рис.4.
Момент инерции кручения для прямоугольника определяется выражением J=k ₁ b ³ b _макс.
где:
b — длина короткой стороны
b _max длина длинной стороны

k ₁ = {1-0,63(b/b _max )(1-b ⁴ /12b ⁴ _max )}/3

Инерция кручения сечения является суммой инерций отдельных прямоугольников. Поскольку палубная плита используется как в продольных, так и в поперечных элементах, инерция этого прямоугольника уменьшается вдвое. Это относится только к инерции кручения, полный раздел используется для расчета инерции изгиба.

Калькулятор ниже можно использовать для проверки того, что инерция кручения продольного внутреннего элемента на рис. 4 составляет:
J=(0,5 * 1864 + 4042 + 4613)*10 ⁶ = 9587*10 ⁶ мм ⁴
Аналогично, инерция кручения поперечного внутреннего элемента (палубная плита 1641×185) на рис. 5 равна:
J=(0,5 * 3216)*10 ⁶ = 1608*10 ⁶ мм ⁴

 

3. Консольные пешеходные дорожки

Когда палуба консольно закреплена от края основных палубных балок, удобно дотянуть ростверк до парапетной балки, как показано на рис. 1, 2 и 3. Это упростит приложение нагрузки от тротуара и случайной нагрузки от колес .

Однако скручивающие эффекты в краевой балке могут быть значительно завышены в настиле балки и плиты, если элементы моделируются неправильно.
Большинство консольных эффектов должны вызывать изгиб плиты настила, а вторичные эффекты кручения должны вызываться в опорных краевых балках.
Если используется простой двумерный (2D) ростверк, то изгибающим эффектам консоли будет противостоять кручение в краевой балке. Это приведет к переоценке кручения краевой балки и недооценке изгиба палубы.
Некоторые программы ростверка позволяют смещать центриоиды стержней относительно 2D-плоскости (как показано на рис.

6). В качестве альтернативы можно использовать трехмерную модель, включив в модель жесткие вертикальные фиктивные элементы, хотя это решение усложняет геометрию.

 
4.Опоры подшипников

Большинство программ для ростверка позволяют моделировать опоры свободными, жесткими или подпружиненными. Пружинные опоры используются для моделирования упругой деформации подшипника или опорной конструкции. Резиновые подшипники деформируются под нагрузкой и оказывают значительное влияние на распределение нагрузки по палубе. Даже упругая деформация бетонных колонн может влиять на распределение нагрузки в сплошном перекрытии.
Простой линейно-лучевой анализ даст приблизительную величину реакции. Это позволит подобрать подходящую опору для модели ростверка. В качестве альтернативы можно выполнить расчет ростверка с жесткими вертикальными опорами и модифицировать его позже.
Используя расположение подшипников, показанное в нижней части веб-страницы «Выбор подшипников»:

• «Свободные и скользящие подшипники» будут зафиксированы или подпружинены в вертикальном направлении, а для направлений вращения применяются расцепители.
• «Фиксированный» подшипник будет зафиксирован или подпружинен во всех направлениях.

При использовании пружинных опор обычно приходится фиксировать один подшипник в вертикальном направлении для достижения стабильного решения.
Ростверк не анализирует нагрузку в плоскости, поэтому никакие продольные или поперечные ограничения не будут моделироваться.

 
5. Нагрузки

Все нагрузки пропорциональны элементам ростверка и стыкам (узлам) ростверка до расчета моментов, сдвигов и скручиваний. Во многих программах есть средства для применения патч-нагрузок и точечных нагрузок, которые не обязательно совпадают с соединениями или стержнями. Программа распределит эти нагрузки на стержни перед расчетом моментов, сдвигов и эффектов кручения.

Существует несколько способов распределения нагрузки на суставы, если в программе нет такой возможности. Показанная точечная нагрузка 48 кН, действующая в пределах сетки 600 квадратных, может быть пропорциональна паре противоположных элементов, а затем снова стыкам, как показано. Это распределение позволит достичь достаточно точных результатов.

Удобно прикладывать все нагрузки к конструкции как номинальные нагрузки. Коэффициенты нагрузки могут быть применены к комбинированным случаям, чтобы избежать ввода многочисленных вариантов нагрузки. Следовательно, загружения не должны быть слишком сложными. Например, конструкция проезжей части толщиной 150 мм рассматривается в BD21 как покрытие толщиной 100 мм с насыпью толщиной 50 мм и должна применяться как два варианта нагрузки, поскольку к насыпи применяются разные коэффициенты нагрузки, чем к покрытию.

 
6. Постоянная нагрузка

Постоянная нагрузка действует на основные лонжероны. Некоторые программы автоматически создают статическую нагрузку, применяя плотность к площади поперечного сечения стержня. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать двойного учета веса палубной плиты.
Суммарная статическая нагрузка (покрытие проезжей части, насыпь и покрытие тротуара и парапеты) вводится в виде равномерно распределенных нагрузок по длине продольных элементов ростверка. В некоторых программах есть возможность применять патч-нагрузки, которые можно использовать для наплавки при условии, что она имеет постоянную толщину.

 
7. Текущая нагрузка

Текущая нагрузка может состоять из нагрузки HA (udl + kel), нагрузки HB, пешеходной нагрузки, случайной нагрузки на колеса и ветровой нагрузки. Нагрузка на парапеты при столкновении учитывается только в том случае, если требуются парапеты с высокой степенью защиты. Горизонтальные нагрузки, такие как тяговое усилие, торможение и проскальзывание, обычно не учитываются, поскольку настил очень жесткий для сопротивления горизонтальным нагрузкам по сравнению с вертикальными нагрузками. Если настил не имеет очень высокого виража или крутого продольного уклона, компонент нагрузки в вертикальном направлении для проскальзывания и центробежных нагрузок будет пренебрежимо мал.

 
8.Результаты

Всегда рекомендуется проводить приблизительную проверку вывода по мере выполнения задания. Одна простая проверка состоит в том, чтобы получить общие реакции для каждого загружения, чтобы увидеть, согласуются ли они с оценкой общей нагрузки, приложенной в каждом загружении.
Кроме того, простой анализ линейной балки даст приблизительные моменты и сдвиги, которые можно сравнить с результатами для ростверка. Электронную таблицу Excel, использующую распределение момента для проведения анализа линейной балки, можно загрузить, нажав здесь.

Оптимизация высотных зданий — Peregrine

intfire (Интерфайр) 2 апреля 2021 г., 13:01 1

Здравствуйте, я новичок в Peregrine и пытаюсь оптимизировать высотную башню. Начал с небольших упражнений вроде лепки ростверка, но получаю ошибки и хотел задать несколько вопросов. Я знаю, что Peregrine — это инструмент, который можно использовать на этапе концептуального проектирования здания, и на его основе:

1. можно ли при моделировании ростверка иметь проемы (т. е. для лестниц, шахт лифтов и/или электромеханического подступенка)?
2. при моделировании поверхностей для оптимизации связей эти поверхности должны быть введены на внешних гранях здания или эти поверхности могут быть вставлены в кузнечика внутри плана этажа?
3. Есть ли примеры того, как я могу вставить UDL в свой ростверк?
   Спасибо

Дж. Мэггс (Джей Мэггс (LimitState)) 8 апреля 2021 г., 9:48 2

Hi Intfire

1. Да, можно делать проемы в ростверке. Просто убедитесь, что 2D-поверхность, описывающая область ростверка, имеет это отверстие, и созданный ростверк не будет использовать это пространство.
2. Эти поверхности не обязательно должны быть на внешних гранях
3. Самый простой способ добиться этого — использовать набор точечных нагрузок через равные промежутки времени в области ростверка, см. «Grillage_2PartTable» в файлах примеров. Компонент распределенной нагрузки запланирован для предстоящей Pro-версии Peregrine, но не включен в версию 4.0 TP.

Одно замечание по третьему пункту: При моделировании равномерно распределенных нагрузок вы часто сталкиваетесь с довольно неинтуитивным результатом, при котором увеличение количества точечных нагрузок увеличивает объем конечного решения, даже если общая сила остается постоянной. Это происходит потому, что каждая нагрузка требует определенной конструкции, чтобы противостоять ей, поэтому чем больше добавляется нагрузка, тем сложнее становится ростверк. Однако результаты будут выравниваться, поэтому просто используйте достаточное количество точечных нагрузок, чтобы получить реалистичное решение 9.0005

Надеюсь, это ответит на ваши вопросы!

С уважением,
Джек

intfire (Интерфайр) 14 апреля 2021 г. , 12:27 3

Здравствуйте,

Спасибо за разъяснение. Сделал изменения и получил решение, которое я пытаюсь оптимизировать (используя GO или оптимизацию), но попросите меня изменить количество суставов, так как оно больше 100. Как только я это сделаю, он вылетает и просит меня сообщить об ошибке Rhino. Я проверил руководство Peregrine и 100 соединений в команде GO по умолчанию, но там не сказано, что это можно изменить. Не могли бы вы посоветовать, могу ли я оптимизировать свой пример, который имеет более 100 суставов?
С уважением

Дж. Мэггс (Джей Мэггс (LimitState)) 14 апреля 2021 г., 13:15 4

Hi Intfire,

Максимальное количество стыков Ввод GO должен принимать любое целочисленное значение. Однако оптимизация геометрии не поддерживается для ростверков в Peregrine 4. 0TP — это всего лишь предварительная техническая версия.

Очевидно, что программа не должна давать сбоев, однако, если вы предоставите мне свой исходный файл, я изучу его в следующем выпуске.

С уважением,
Джек

intfire (Интерфайр) 14 апреля 2021 г., 13:42 5

Привет,

Оптимизация геометрии для любого целого числа до 100 суставов?

Как в высотном доме сделать оптимизацию без ростверка? В любом случае я отправил вам свои файлы вчера по следующему адресу электронной почты:

[email protected]

Как указано в моем вчерашнем электронном письме, я студент 4 ^-го -го курса Шеффилдского университета, работаю над проектом последнего года обучения с профессором Гилбертом по оптимизации высотного здания и получению экономии на материалах и т. д.

Я был бы признателен за вашу помощь, чтобы выйти из этого тупика. Решение дает мне объем 1,26 м3, но я не могу его оптимизировать, так как оно дает очень тонкие и легкие секции при странной планировке.

Пожалуйста, сообщите, если вам нужно повторно отправить код?

Антонис Спайроу

Дж. Мэггс (Джей Мэггс (LimitState)) 14 апреля 2021 г., 15:56 6

Привет, Intfire

Не беспокойтесь о повторной отправке письма, мой коллега переслал его мне.

Вы можете увеличить MaxJoints при оптимизации геометрии выше 100, но его нельзя использовать для задач, включающих области ростверка.

Можно попытаться смоделировать перекрытия высотного здания без использования ростверков, используя тонкую трехмерную область на каждом этаже, с точечными нагрузками, распределенными через равные промежутки времени.

1,26 м3 кажется маловато для объема материала в высотном здании.