Основой основ любого здания является фундамент

Екатерина Усачева

В гражданском строительстве наиболее часто встречаются ленточные фундаменты. Сегодня их используют при возведении зданий любого типа, в том числе с тяжелыми стенами, цокольными этажами и подвалами. Начиная с 1987 года во многих субъектах Российской Федерации на ленточных фундаментах построены тысячи малоэтажных зданий со стенами из разных материалов — кирпича, блоков, панелей, деревянных щитов, бруса, бревна. Применение их позволило сократить расход бетона на 50-80%, а трудозатраты — на 40-70%. Длительные сроки эксплуатации зданий на ленточных фундаментах свидетельствуют об их надежности.
От конструкции фундамента и качества его выполнения во многом зависит прочность и долговечность здания. Конструкцию фундамента выбирают, учитывая несущую способность грунта основания, глубину залегания пласта, имеющего возможность воспринимать давление от здания, очертание здания в плане, а также величину нагрузки и схемы передачи ее на грунты основания.
Ранее мы знакомили вас с программой для проектирования фундаментов под колонны каркасных зданий «ФОК-ПК 2008», разработанной авторским коллективом в таком составе: В.А.Марчук, О.В.Ким, П.В. Марчук. В данной статье мы хотели бы представить вашему вниманию еще одну программу из этой серии — «ФОК-ПК Ленточные фундаменты».

Программа «ФОК-ПК Ленточные фундаменты» (версия 2006 года) предназначена для проектирования фундаментов под стены бескаркасных зданий на естественном и свайном основаниях и решает следующие задачи:

• проектирование монолитной фундаментной плиты по критерию минимума сметной стоимости;
• проверка плитной части фундаментов по заданию пользователя (может быть задана для части фундаментных лент) на естественном основании;
• подбор сборных фундаментных плит на естественном основании;
• расстановка свай для свайного ленточного фундамента;
• раскладка фундаментных блоков стенового элемента (цоколя);
• определение осадок с учетом влияния соседних фундаментов, нагрузок на полу и т.п.;
• проведение унификации фундаментных плит на естественном основании с целью сокращения числа их типоразмеров;
• подготовка по результатам проектирования чертежей ленточных фундаментов, свайного поля, раскладки фундаментных блоков, буронабивных свай и их каркасов, а также необходимых арматурных изделий. Чертежи готовятся в формате DXF.

Для эффективной работы с программой «ФОК-ПК Ленточные фундаменты» необходимо предварительно подготовить ряд проектных материалов. К ним относятся:

• описание конструкции здания и его подземной части:

- план и разрезы здания,

- планы и разрезы подземной части здания,

- требования к деформативности фундаментов;

• нагрузки от стен;
• дополнительные нагрузки на фундаменты, нагрузки на полу здания, подвалов, на грунте примыкающих территорий;
• материалы инженерно-геологических изысканий на площадке строительства.

Работу с программой начинаем с создания плана. В разделе «Конфигурация плана» по участкам описывается осевая схема ленточного фундамента с привязкой каждого участка к сетке разбивочных осей. При этом для каждого участка задаются его проекции на горизонтальную и вертикальную оси.

Такой подход позволяет задавать и проектировать ленточные фундаменты произвольной формы в плане. Для криволинейных участков ленточных фундаментов задается их линейная аппроксимация.

В случае свайного основания программа производит расстановку свай по следующему принципу. В узлах фундамента, то есть в местах пересечения или стыковки участков с разными отметками подошвы, обязательно ставится свая. Необходимое по расчету количество свай на каждом участке расставляется с учетом минимального и максимального расстояния между ними. Сначала делается попытка однорядного расположения свай, если это невозможно — программа подбирает оптимальное расположение свай: в «разбежку», двухрядное и т.д.

С учетом этого следует разбивать фундамент на участки, например длину участка не следует делать меньше минимально допустимого расстояния между сваями (рис. 1).

Рис. 1

При проектировании нового ленточного фундамента следует в режиме Новый ввести описание плана с данными по конфигурации 2-4 первых участков. Затем записать информацию в файл с именем нового фундамента и далее дополнять его в режиме Корректировка (рис. 2).

Рис. 2

При заполнении информации об участках плана можно использовать режим Перенос данных, который позволяет перенести информацию каждой таблицы из описания участка в состав информации о другом участке. Возможен перенос информации из всех таблиц одновременно (рис. 3).

Рис. 3

В режиме Проектирование ленточного фундамента обеспечивается возможность вести счет по любому из имеющихся фундаментов. Для этого указывается имя файла с исходными данными. Выбор можно проконтролировать, вызвав схему конфигурации плана.

Нагрузка на ленточный фундамент от здания задается в уровне верхнего обреза стенового элемента в виде ряда загружений, отражающих возможные схемы загружения здания. Кроме того, на фундамент могут быть заданы дополнительные постоянные и временные вертикальные и горизонтальные силы, приложенные в произвольных точках и на любых отметках. Учитываются нагрузки от подвала при любом его примыкании в плане к участкам фундамента и различная по интенсивности нагрузка на полу здания и подвала.

Для армирования конструкций используются сетки по ГОСТ 2379-85 или индивидуальные, если в ГОСТ нет необходимых сеток. Индивидуальные сетки проектируются по образцу ГОСТовских. Возможен вариант армирования отдельными стержнями.

Армирование плитной части фундамента осуществляется узкими сетками, стыковка арматуры которых обеспечивается либо наложением сеток в области стыка, либо отдельными накладными сетками.

Подбор сечения армирования плитной части осуществляется по прочности и раскрытию нормальных трещин.

Стеновой элемент сначала проверяется как бетонный и только в том случае, если прочность бетонного сечения недостаточна для восприятия нагрузок, подбирается необходимое армирование. Об этом есть соответствующая информация в результатах проектирования, но на чертежах армирование стеновых элементов не выполняется.

В программе реализован расчет ленточного фундамента по следующей двухэтапной схеме:

Рассчитывается погонный метр каждого участка на заданные нагрузки с определением необходимой ширины подошвы, ее высоты и армирования.

Расчет всего ленточного фундамента или его части как единого сечения с учетом его внецентренного загружения, влияния горизонтальных нагрузок, площади перекрытия подошвы участков в узлах пересечения и т.п.

Есть возможность отметить те участки, которые, по мнению пользователя, не должны участвовать в расчете ленточного фундамента как единого сечения в разделе «Участки, проектируемые отдельно».

В режиме Унификация плит подошвы ленточного фундамента на естественном основании можно просмотреть результаты, полученные при проектировании, и, если число полученных типоразмеров плитной части покажется недопустимо большим, провести замену размеров и армирования плитной части фундамента на естественном основании таким образом, чтобы число типоразмеров плитной части удовлетворяло требованиям пользователя (рис. 4).

Рис. 4

Просмотр результатов проектирования возможен двумя способами:

• в соответствующем режиме работы программы, когда по номеру участка вызываются результаты его проектирования. Этот режим используется в ситуации, когда по программе не получено решение или когда из-за плотности эскиза полученного решения трудно установить курсор на интересующем пользователя участке;
• после получения в окне эскиза плана подошв ленточного фундамента можно установить курсор мыши на интересующий пользователя участок фундамента и щелчком левой кнопки вызвать результаты на экран (рис. 5).

Рис. 5

Программа формирует графический материал, который является основой для выполнения рабочих чертежей по проектируемому объекту. При необходимости полученные файлы чертежей можно доработать до стопроцентной готовности средствами графической системы AutoCAD. Программа формирует следующие чертежи:

схема расположения элементов фундаментов. По желанию пользователя можно формировать два варианта схемы расположения элементов фундаментов: один с указанием неповторяющихся сечений, а второй с нанесением размеров и необходимых отметок, что очень удобно при большой насыщенности чертежа для улучшения его читаемости. Кроме схемы на этих чертежах изображаются сечения фундаментов. Если плитная часть фундаментов запроектирована монолитной с армированием отдельными стержнями и (или) устраиваются монолитные пояса в стеновых элементах, также армированные отдельными стержнями, формируется спецификация и ведомость расхода стали на арматурные изделия.

• если все сечения не разместились на листах схемы расположения элементов фундаментов, формируются чертежи, на которых изображаются остальные сечения фундаментов;
• если плитная часть фундаментов запроектирована монолитной с армированием сетками, формируется схема армирования плитной части. Сетки специфицируются, формируется ведомость расхода стали. При наличии индивидуальных сеток формируются чертежи сеток КЖИ;
• формируется схема раскладки плит ленточного фундамента со спецификацией железобетонных плит и блоков. При раскладке плит неизбежны монолитные участки. На этих чертежах изображаются сечения монолитных участков, которые армируются отдельными стержнями, отображенными в спецификации и ведомости расхода стали;
• в случае свайного основания формируются чертежи свайных полей;
• при использовании буронабивных свай формируются чертежи буронабивных свай и их каркасов;
• для стеновых элементов, запроектированных в сборном варианте, формируются развертки стен со спецификацией блоков;
• кроме разверток в сборных стеновых элементах по желанию пользователя устраиваются армированные швы или монолитные пояса. В первом случае при армировании швов сетками формируется схема армирования монолитных швов со спецификацией и ведомостью расхода стали. Для запроектированных индивидуальных сеток формируются чертежи сеток марки КЖИ (рис. 6).

Рис. 6

САПР и графика 10`2008