Фундамент на железобетонных сваях: плюсы и минусы
Железобетонные сваи захватывают рынок малоэтажного строительства. Один внешний вид бетонных стержней внушает доверие. Не последнюю роль играют и ассоциации с «братьями большими», которые кладут в основу высотных домов. Тем не менее, некоторые считают такой фундамент самым надежным, другие – относятся с недоверием.
Однозначного ответа на вопрос «кто прав?» мы не найдем. Правда в том, что у железобетонных свай есть свои плюсы и минусы, как и у любого другого продукта. Поговорим об этом подробнее в этой статье.
На что обратить внимание
В основе конструкции железобетонной сваи лежит армированный высокопрочный бетон. Завод ККЗМ устанавливает фундаменты на ж/б сваях из бетона марки М300. Изделия соответствуют требованиям ГОСТ 19804-2012.
Опоры передают нагрузку от постройки на грунт.
Плюсы железобетонных свай
Сравнивать железобетонные сваи можно, пожалуй, только со сваями. И первое, в чем выигрывают бетонные опоры, – это несущая способность. В зависимости от размера сечения и типа грунта одна штука выдерживает нагрузку от 9 до 60 тонн. Например, в паре с мелкозаглубленным ростверком 600х400 мм можно смело строить трехэтажный кирпичный дом. Такой несущей способностью не могут похвастаться металлические сваи.
Еще одним преимуществом можно назвать материал, из которого их производят. Бетон практически не разрушается в почве. За счет этого срок эксплуатации превышает 100 лет. Кроме этого, такая разновидность свай обладает и такими преимуществами, как противодействие перепадам давления, огнеупорность и влагозащищенность, а также при установке практически невозможно смещение от проектной оси.
Смонтировать железобетонные сваи можно за один — два дня. Подробнее об этом…
Как монтировать?
Для монтажа железобетонных свай используется мини-сваебойная установка. Машина на гусеничном ходу самостоятельно передвигается по бездорожью, грязи и снегу. Благодаря регулировке ножек, установка может забивать сваи даже на небольших склонах. Эксплуатировать ее можно круглогодично при температуре от -25 до +40⁰.
С помощью такой установки можно забить до 40 железобетонных свай сечением 150х150 мм в одну рабочую смену. То есть фундамент для загородного дома реально установить за один день. Доставить машину до места строительства возможно с помощью эвакуатора.
Немного о минусах
К минусам железобетонных свай можно отнести отсутствие экономической целесообразности. Например, если сравнивать ж/б и винтовые сваи, то первые стоят дороже, имеют большую несущую способность, но на свайном поле располагаются так же, как и вторые. Во время монтажа их невозможно дорастить, так как стандартная длина составляет 3 метра. Если на участке большие перепады, то использовать мини-сваебойную машину не удастся, так как ее некуда будет установить. В этом плане выигрывают винтовые опоры. И наконец, если вы решили использовать свайный фундамент, то должны учитывать, что независимо от его вида, обустроить цокольный этаж будет проблематично, а порой невозможно.
Подведем итог
Что же можно строить на забивных сваях? Практически то же самое, что и на винтовых сваях: заборы, гаражи, ангары, дома из бруса, бревна, кирпича, газобетона и пеноблока, каркасно-щитовые здания, бани, беседки и промышленные постройки. Установить пирс или причал вряд ли получится. Что же касается малоэтажного строительства жилых и гостевых домов лучше всего подходят железобетонные сваи с сечением 150х150 мм и 200х200 мм длиной 3000 мм.
Совет: при выборе учитывайте тип строения и грунт. Если вы решили построить баню или на участке обводненный грунт, то идеально подойдут винтовые сваи. Если в проекте кирпичный дом, то лучше остановить свой выбор на железобетонных забивных сваях.
ЖБ-сваи для фундамента в Ярославле | забивные сваи с монтажом
Фундаменты на сваях использовались в домостроении с незапамятных времен, но по-настоящему звезда свайного строительства взошла с изобретением напряженного железобетона – наиболее прочного и массового материала для обустройства фундамента на ЖБ-сваях. До последнего времени забивные ЖБ-сваи для фундамента использовались в основном для строительства высотных зданий и в промышленном строительстве.
С созданием установки для забивки свай «Стройматик СГК-200» железобетонные мини-сваи длиной до 5 метров стали активно применять для строительства фундаментов малоэтажных частных домов и коттеджей, бань, гаражей.
Какие ЖБ сваи для фундамента использует компания «Стройматик-Ярославль»?Компания «Стройматик-Ярославль» использует только качественные сваи, приобретённые на крупных заводах ЖБИ. Все сваи на заводе проходят обязательную пропарку и отпускаются только со 100% прочностью и с отметкой ОТК (отдел технического контроля). Используем в работе ЖБ сваи 150х150х3000, 200х200х3000, 150х150х4000, 200х200х4000.
На каждую партию свай выдаётся технический паспорт!Технология забивки свай «Стройматик» позволяет быстро возводить фундамент на забивных ж/б сваях для малоэтажных домов. Сваи погружаются в почву методом забивки с помощью сваебойной установки «Стройматик СГК-200». Благодаря уникальной конструкции установка может использоваться в самых различных условиях, самостоятельно передвигаться по грязи, болотистым грунтам, снегу, преодолевать различные препятствия на пути к месту застройки, а также может эксплуатироваться круглогодично (от -20 до +40 градусов по Цельсию).
Чем отличается фундамент, установленный на ЖБ сваях, от обычных опорВ отличие от буронабивных или винтовых свайных опор, фундаменты на забивных жб сваях обладают целым набором весьма привлекательных характеристик:
- Благодаря усиленной конструкции железобетонный корпус сваи значительно прочнее буронабивной. Конструкция жб свайных опор разработана и оптимизирована под высокие статические и динамические нагрузки;
- Жб свая производится промышленным способом на заводе ЖБИ с использованием высокопрочного бетона и калиброванной арматуры. В отличие от самодельных буронабивных, технология производства жб свай позволяет контролировать качество и геометрию опоры;
- Коренное отличие от остальных видов опорного фундамента состоит в том, что сваи забиваются компактной мини-установкой «Стройматик СГК-200», человеческий фактор сведен к минимуму;
- Технология работает на любых типах грунта. Благодаря большой длине и относительно гладкой поверхности жб сваи могут легко устанавливаться в прибрежной зоне, на крутых склонах, в топких торфянистых болотах, в условиях мерзлоты, в местах, где винтовая свая и, тем более, буронабивная нормально работать не сможет.
- Наши ЖБ сваи, если сравнивать их с винтовыми, не подвержены коррозии, при забивке не разрыхляют грунт, выдерживают большие нагрузки.
Фундамент для каркасного дома или бани на забивных ж/б сваях
Закажите фундамент на забивных железобетонных сваях
Фундамент на забивных железобетонных сваях
Фундамент на забивных ж/б сваях — это железобетонная конструкция, служащая основанием для возведения здания. Необходимость в применении фундаментов на жб сваях возникает при проведении строительства на участках с проблемными грунтами, в условиях которых никакое другое основание не будет обладать требуемой несущей способностью и устойчивостью к эксплуатационным нагрузкам.
Фундаменты на забивных железобетонных сваях, среди всех видов оснований, отличаются максимальной несущей способностью — они не имеют ограничений по массогабаритным характеристикам возводимых зданий, на таких фундаментах могут строиться даже тяжелые многоэтажные сооружения из кирпича с железобетонными перекрытиями. Фундаменты на забивных ж/б сваях показывают превосходные показатели надежности, долговечности и обладают отличной несущей способностью.
В ряде случаев в верхней части основания возводимого здания и сооружения может находиться относительно слабый слой грунта, поэтому возникает необходимость в передаче давления от сооружения на более плотные грунты, залегающие на некоторой глубине. Именно в этих случаях часто устраивают фундаменты из ж/б свай, которые способны воспринимать большие нагрузки по сравнению с фундаментами неглубокого заложения и, кроме того, иногда являются более экономичными, так как при их возведении объем трудоемких земляных работ уменьшается.
Свайные фундаменты на забивных ж/б сваях могут использоваться для строительства домов на всех типах грунтов, за исключением скалистых, включая:
- плывуны и несвязные грунты, которые оказывают на фундамент здания сильные горизонтальные нагрузки;
- почва с высоким уровнем грунтовых вод и склонностью к морозному пучению, в результате которого происходит выталкивание и деформация ленточных и плитных фундаментов;
- низкоплотные грунты с недостаточной несущей способностью, в которых классические фундаменты проседают под весом здания.
Самый надежный вариант фундамента — фундамент на забивных ж/б сваях, состоящий свайных опор, с равномерным шагом расположенных под контурами и в местах пересечения внешних и внутренних стен здания, и ростверка — железобетонной обвязки, соединяющей отдельно стоящие сваи в единую систему.
Применение фундамента на забивных жб сваях
- Деревянные и каркасные дачные дома, бани, гаражи, беседки, надворные постройки
- Кирпичные дома
- Контейнеры и ангары
- Дома из газобетона и пеноблоков
- Малоэтажные коммерческие сооружения и павильоны
- Опорные стенки, причалы,
- Берегоукрепления и пирсы
- Промышленные здания
Преимущества фундамента на забивных ж/б сваях
Широкая востребованность фундаментов на забивных жб сваях обусловлена рядом преимуществ, которыми свайные основания обладают в сравнении с остальными видами фундаментов:
- Забивные сваи позволяют вести строительство в любых грунтовых условиях. Железобетонные опоры, погружаясь на глубину от 6 до 15 метров, проходят пласт верхней неустойчивой почвы и передают нагрузку, исходящую от здания, на глубинный слой грунта, который обладает высокими несущими характеристиками.
- Железобетонные свайные фундаменты обладают высокой надежностью, на них могут возводиться строения 1-го класса долговечности, сохраняющие свои эксплуатационные характеристики на протяжении 100 и более лет.
- Свайные фундаменты устойчивы к любым деформационным воздействиям в процессе использования. Благодаря армированию сваи без проблем переносят сгибающие нагрузки и выталкивающие силы пучения грунта.
- Обустройство фундамента на железобетонных сваях происходит в кратчайшие сроки. К примеру, погружение свайного поля, состоящего из 35–40 опор (среднее количество свай под возведение одноэтажного кирпичного здания) может быть выполнено за одну рабочую смену.
- Снижается объем земляных работ, так как не нужно копать котлованы или рыть траншеи.
- Уменьшается расход бетона и арматуры за счет уменьшения всего объема фундамента.
- Производить работы и возводить фундаменты на забивных ж/б сваях можно круглый год, не исключая зимний период.
Закажите фундамент на забивных железобетонных сваях
В строительстве издавна используются различные виды фундаментов, где применяются сваи разного типа. Фундамент на забивных жб сваях по праву считается одним из лучших вариантов фундамента по соотношению цены и качества. Это крайне универсальный фундамент, который может быть использован для строительства домов любой этажности на всех распространенных грунтах. Фундамент для дома – это основа Вашего дома, которая воспринимает огромную нагрузку. Прочность фундамента обуславливает долговечность здания.
Если вы планируете построить дом надёжный — лучшего варианта, чем возвести фундамент на забивных ж/б сваях, быть не может. Наша компания «Города» готова предоставить услуги по обустройству свайных фундаментов под ключ. Мы поставим на объект качественные железобетонные сваи (сделанные согласно ГОСТу), возведем надёжный фундамент на забивных ж/б сваях и оперативно проведем все работы в строгом соответствии со строительными нормами.
Фундамент на железобетонных сваях с оголовками
Одним из самых технологическим и универсальным видом свайных фундаментов для строительства домов по праву считается фундамент на забивных сваях. Забивные сваи обеспечивают, пожалуй, самую большую надежность в плане устойчивости. При проектировании свайного фундамента вычисляется общий вес дома, он делится между всеми сваями, поэтому известна нагрузка, которую должна выдерживать каждая свая.
Когда сваю забивают, на нее воздействуют с такой же нагрузкой, которую она должна выдерживать, и когда свая перестает заглубляться, это означает, что она уперлась в слой грунта, который выдерживает данную нагрузку. При этом не так уж важно, на какой глубине встретился этот слой и что он из себя представляет. Еще одна прелесть забивной сваи в том, что ее как раз таки забивают и при этом грунт под ней и вокруг нее уплотняется, что способствует большей устойчивости фундамента.
Для забивания свай используются огромные пневматические молоты, самостоятельно забить железобетонную сваю даже на глубину два-три метра не представляется возможным. По этой причине фундамент на забивных сваях нельзя рекомендовать для самостоятельного строительства.
Технические характеристики свай из железобетона
Габариты (длина и размеры сечения сваи) зависит от гранулометрических и гидрологических показателей грунта на стройплощадке. Для частного строительства обычно используются небольшие трех-четырех метровые опоры. Для свай под промышленный объект или многоэтажный дом длина может достигать 11 метров.
Помимо размеров, важным параметром ЖБ-свай является марка бетона, из которого они изготовлены. Чем выше класс бетона, тем более высокие нагрузки способны выдерживать опоры. Латинские буквы «F» и «W» в маркировке и числа, следующие за ними, указывают на морозоустойчивость и влагопрочность свай. Как правило, используется марка B7,5 и более.
Технология строительства свайного железобетонного фундамента
На первом этапе производится проектирование фундамента. Основываясь на инженерные изыскания (выясняются геодезические и геологические особенности подстилающего грунта), расчет нагрузок на свайное основание можем определить параметры свай: шаг свай под несущих стен, длина и размер сечений свай.
Далее производится разметка свайного поля: все точки погружения переносятся с чертежа на натуру, размечаются контуры стен здания и нулевой уровень для опор.
Следующим этапом производится погружение свай. Для этого используется копровая установка с механическим сваебойным молотом или вибромашина.
В завершение сваи срубаются под необходимый уровень оголовками.
После обустройства свайного поля формируется второй элемент фундамента – обвязка. В зависимости от выбранных материалов и его характеристик, производится монтаж оголовок и обвязки.
Оголовок свай: виды и особенности
В термин «оголовок» входит специальный отдельный конструктивный элемент для нее. В этом случае оголовок представляет собой отдельный металлический элемент, который монтируется на верхушку опоры. В большинстве случаев он состоит из трех частей: стакана, площадка и «косынок» (ребер жесткости). Размеры и форма стакана зависит от аналогичных параметров сваи: он должен насаживаться на нее плотно, не болтаясь. В площадке предусмотрены монтажные отверстия для закрепления элементов фундамента болтами или скобами.
Установка металлического оголовка на сваю производится, вручную используя механический или электрический ручной инструмент.
Отличия фундамента на ЖБ-сваях от других оснований и его преимущества
Фундамент на железобетонных сваях отличается в первую очередь долговечностью: минимальный срок службы такого основания составляет более 100 лет. Такими показателями не обладают ни металлические, ни тем более деревянные опоры. Железобетонные сваи можно использовать практически на любых грунтах, кроме скальных пород. При этом, при правильно подобранной длине, на устойчивость конструкции не будут влиять ни сыпучесть грунта, ни наклон участка.
По скорости возведения фундамент на ЖБ-сваях в разы превосходит монолитные основания, которые заливаются непосредственно на стройплощадке. Это преимущество ощущается еще сильнее, если ростверк тоже формируется из готовых элементов.
Экономия времени и средств на земляных работах. Если под зданием не предусмотрен котлован, то при строительстве фундамента на ЖБ-сваях требуется только расчистка участка.
Данный тип основания не требует времени на ожидание усадки и набора прочности. Возведение стен можно начинать сразу после формирования ростверка.
Погодные условия и температурный режим не влияют на возможность выполнения работ. Фундамент на железобетонных сваях может возводиться в любое время года.
Заключение
Что же можно строить на забивных сваях? Практически то же самое, что и на винтовых сваях: заборы, гаражи, ангары, дома из бруса, бревна, кирпича, газобетона и пеноблока, каркасно-щитовые здания, бани, беседки и промышленные постройки. Установить пирс или причал вряд ли получится. Что же касается малоэтажного строительства жилых и гостевых домов лучше всего подходят железобетонные сваи с сечением 150х150 мм 200х200 мм или 250х250 мм длиной 3-4 мм.
Форма обратной связи
Железобетонные сваи
Компания «Буроям» предлагает эффективное и долговечное решение для устройства фундамента – забивные железобетонные сваи. Их использование в малоэтажном строительстве обусловлено прочностью, скоростью монтажа и экономической целесообразностью.
Самые востребованные в Красноярске – забивные железобетонные сваи квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой. Для изготовления используется морозостойкий бетон, способный выдержать не менее 150 попеременных циклов оттаивания/замораживания. Класс по прочности – В20. В верхней части сваи, по которой бьет молот, расположена армирующая сетка в 4-5 слоев.
Типоразмеры согласно ГОСТ №19805:
20×20 | 3-6 |
25×25 | 4-6 |
30×30 | 3-12 |
35×35 | 4-16 |
40×40 | 4-18 |
Оптимальный по цене и прочности вариант для загородных домов – ж/б сваи сечением 20х20 см длиной 3-6 метров.
Для забивания железобетонных свай мы используем современные дизельмолоты и сваебойные машины, безотказно работающие в течение длительного времени при любых погодных условиях. Никаких задержек при строительстве фундамента! Сила удара регулируется в зависимости от типа почвы.
7 главных преимуществ забивных железобетонных свай
- Высокая несущая способность
- Быстрая установка – всего 1-2 дня против 7-10 дней, необходимых для строительства ленточного фундамента
- Внесезонность – не нужно откладывать начало строительства на теплое время года
- Возможность возведения на всех типах грунтов, характерных для районов интенсивного строительства Красноярского края
- Отсутствие земляных работ – участок остается чистым, отсутствуют затраты на вывоз грунта
- Гарантированный срок службы – не менее 100 лет (у винтовых, склонных к коррозии, – только 50 лет)
- Экономичность – свайный фундамент в 3 раза дешевле монолитного
Цена железобетонных свай и их монтажа рассчитывается индивидуально для каждого проекта. При заказе фундамента проектирование свайного поля – БЕСПЛАТНО. Отправьте заявку и получите точную информацию о стоимости и сроках проведения работу по строительству фундамента вашего дома.
Фундамент для каркасного дома или бани на забивных ж/б сваях
Особенности фундамента
- Срок службы около 100 лет
- Подходит для каркасного дома
- Монтаж за 1-3 дня
- Работаем круглый год
- Доступная цена
Узнать цену
Задать вопрос
О свайных фундаментах СвайМастер44 для каркасного дома
Компания Сваймастер44 осуществляет забивку железобетонных свай с помощью мобильной сваебойной установки за 1-3 дня. Фундаменты подходят для строительства для фундаментов деревянных, каменных, каркасных, железобетонных домов и построек.
Фундамент на железобетонных сваях универсальны. Они подходят для строительства домов из кирпича, блоков, бруса, бревна и деревянного каркаса. Для строительства каркасного дома осуществляется монтаж свай согласно свайному полю методом забивки. Если грунты обладают хорошей плотностью, то нет необходимости закладывать ж/б сваи очень часто, ведь они способны выдерживать большие нагрузки до 40 тонн на сваю.
После монтажа свай необходимо подготовить основание для монтажа обвязки брусом. Сваи выравниваются по высоте. Так как грунты обладают разной плотностью и если сваебойная установка почувствует излишнее усилие, которое может привести в разрушению сваи, то монтаж переходит на новое место. Далее монтируются металлические анкеры. К ним и будет закрепляться брус.
Теперь можно переходить к монтажу всего каркаса дома. Особенность свайных фундаментов в том, что они позволяют сократить сроки строительства до нескольких недель. Так как монтаж свайного поля для дома занимает всего 1-3 дня. А продолжать строительство можно сразу без замедления.
Типы грунтов для монтажа ж/б свайСвайные фундаменты на забивных ж/б сваях могут использоваться для строительства домов на всех типах грунтов, за исключением скалистых, включая:
- плывуны и несвязные грунты, которые оказывают на фундамент здания сильные горизонтальные нагрузки;
- почва с высоким уровнем грунтовых вод и склонностью к морозному пучению, в результате которого происходит выталкивание и деформация ленточных и плитных фундаментов;
- низкоплотные грунты с недостаточной несущей способностью, в которых классические фундаменты проседают под весом здания.
Самый надежный вариант фундамента — фундамент на забивных ж/б сваях, состоящий свайных опор, с равномерным шагом расположенных под контурами и в местах пересечения внешних и внутренних стен здания, и ростверка — железобетонной обвязки, соединяющей отдельно стоящие сваи в единую систему. Но для большинства видов домов частного малоэтажного строительства даже с большим запасом достаточно забивного свайного фундамента на жби сваях с монтажом анкеров, для последующей обвязки брусом или швеллером.
Применение фундамента на забивных жб сваях- Деревянные и каркасные дачные дома, бани, гаражи, беседки, надворные постройки,
- Кирпичные дома,
- Контейнеры и ангары,
- Дома из газобетона и пеноблоков,
- Малоэтажные коммерческие сооружения и павильоны,
- Опорные стенки, причалы,
- Берегоукрепления и пирсы,
- Промышленные здания.
Широкая востребованность фундаментов на забивных жб сваях обусловлена рядом преимуществ, которыми свайные основания обладают в сравнении с остальными видами фундаментов.
- Забивные сваи позволяют вести строительство в любых грунтовых условиях. Железобетонные опоры, погружаясь на глубину от 6 до 15 метров, проходят пласт верхней неустойчивой почвы и передают нагрузку, исходящую от здания, на глубинный слой грунта, который обладает высокими несущими характеристиками.
- Железобетонные свайные фундаменты обладают высокой надежностью, на них могут возводиться строения 1-го класса долговечности, сохраняющие свои эксплуатационные характеристики на протяжении 100 и более лет.
- Свайные фундаменты устойчивы к любым деформационным воздействиям в процессе использования. Благодаря армированию сваи без проблем переносят сгибающие нагрузки и выталкивающие силы пучения грунта.
- Обустройство фундамента на железобетонных сваях происходит в кратчайшие сроки. К примеру, погружение свайного поля, состоящего из 35–40 опор (среднее количество свай под возведение одноэтажного кирпичного здания) может быть выполнено за одну рабочую смену.
- Снижается объем земляных работ, так как не нужно копать котлованы или рыть траншеи.
- Уменьшается расход бетона и арматуры за счет уменьшения всего объема фундамента.
- Производить работы и возводить фундаменты на забивных ж/б сваях можно круглый год, не исключая зимний период.
Технология забивного фундамента широко применяется на самых различных типах грунтов: слабых, нестабильный, обводненных, на склонах и обычных нормальных грунтах. Все работы по проектированию и это касается фундаментов, должен заниматься специалист с соответствующим инженерным образованием и опытом работы. Но фундамент от компании Сваймастер44 подходит не только для тяжелых конструкций, но и для легких. В этом случае свай потребуется меньше и они с легкостью будут выдерживать нагрузку на всем протяжении эксплуатации постройки. Стоимость фундамента будет не высокой, а качество и надежность на хорошем уровне.
Железобетонные сваи не разрушаются от воздействия воды, точнее процессы проходят гораздо медленнее, по сравнению с металлическими винтовыми сваями.
Иногда требуется переместить здание, баню на новое место. Вместе со срубом можно перенести и фундамент. При этом осуществляется демонтаж ж/б сваи с помощью спецтехники и забивка на новом месте.
Форма сваи может быть округлой и квадратной. Квадратные 150х150 мм или 200х200 мм сваи используются во всех климатических зонах.
Закажите свайный фундамент для строительства дома и бани в компании Сваймастер44 по контактному телефону указанному на сайте или заполнив форму обратной связи.
Фундаменты на забивных сваях из железобетона: достоинства и недостатки
Железобетонные забивные сваи по праву считаются одним из самых популярных вариантов для обустройства фундаментного основания, так как они имеют отличное соотношение цены, качества и долговечности. Компания ЛИДЕР всегда готова предложить своим клиентам такой тип фундамента при заказе строительства дома из СИП панелей.
Забивные сваи изготавливаются в виде стержня из железобетона заданной марочной прочности, длина которого превышает 3 метра. В зависимости от того, какой тип грунта на участке, где будет производиться строительство, и типа строения находят широкое применение забивные сваи сечением 150×150 или 200×200 мм. Наличие заостренного конца позволяет существенно упростить процесс погружения сваи в грунт.
Достоинства забивных ж/б свай
Железобетонные забивные сваи пользуются заслуженной популярностью, так как имеют целый ряд неоспоримых достоинств относительно других типов фундаментного основания:
- монтировать сваи можно в любое время года, причем делать это можно независимо от погоды на улице;
- монтаж производится за один-три дня, но реальный срок зависит от того, какое количество свай необходимо забить, типа грунта и сложности проекта строения;
- срок службы свай превышает 100 лет;
- за счет использования железобетона в сваях полностью отсутствует коррозия, поэтому они могут применяться на участках, на которых возможна повышенная влажность;
- их можно использовать на участках с существенными высотными перепадами;
- конструкция свай позволяет сделать бетонный ростверк, позволяющий строить здания по самым сложным проектам;
- могут использоваться для домов из любого материала, построенных по различным технологиям;
- изготавливаются сваи только на специализированных производственных предприятиях с обязательным соблюдением стандартов и нормативов;
- нагрузка, которую способны выдержать забивные сваи, в три раза больше, чем у винтовых свай.
Недостатки забивных железобетонных свай
Если говорить о минусах забивных свай из железобетона, то явных недостатков не существует. В первую очередь, придется позаботиться о привлечении спецтехники, так как вручную их забить качественно невозможно. Не стоит забывать и о геологических изысканиях, правильных расчетах и покупке только качественных ж/б свай. Соблюдение этих простых правил позволит получить фундамент, который при не самых больших вложениях прослужит не один десяток лет.
Почему стоит выбрать фундамент на забивных сваях
Фундамент на забивных сваях – это один из оптимальных вариантов для строительства дома из СИП-панелей. Наша компания применяет подобный метод для создания фундаментного основания уже много лет, успешно реализовав не один десяток проектов.
Еще не так давно такие сваи использовались для строительства многоэтажных зданий и масштабных конструкций, причем для обустройства фундамента было необходимо привлекать крупногабаритную спецтехнику, во время работы которой возникала вибрация, способная нанести вред соседним строениям. Применение компактных установок для забивки свай позволило использовать такой тип фундамента для малоэтажного строительства, так как их можно завезти на небольшие участки, причем во время работы будет минимальная вибрация. Практика нашей компании показывает, что за одну смену можно забить 20-30 свай, но следует учитывать тип и состояние грунта, так как от этого зависит производительность работы наших сотрудников.
строительство | История, типы, примеры и факты
Строительство , также называемое строительство зданий , методы и промышленность, задействованные в сборке и возведении конструкций, в основном тех, которые используются для обеспечения укрытия.
Строительство — это древняя человеческая деятельность. Он начался с чисто функциональной потребности в контролируемой среде для смягчения воздействия климата. Построенные укрытия были одним из средств, с помощью которых люди могли адаптироваться к широкому разнообразию климата и стать глобальным видом.
Приюты для людей сначала были очень простыми и, возможно, просуществовали всего несколько дней или месяцев. Однако со временем даже временные постройки превратились в такие изысканные формы, как иглу. Постепенно стали появляться более прочные конструкции, особенно после появления сельского хозяйства, когда люди стали оставаться на одном месте в течение длительного времени. Первые приюты были жилищами, но позже другие функции, такие как хранение еды и церемонии, были размещены в отдельных зданиях. Некоторые структуры стали иметь как символическую, так и функциональную ценность, положив начало различию между архитектурой и зданием.
История строительства отмечена рядом тенденций. Во-первых, это увеличение прочности используемых материалов. Ранние строительные материалы, такие как листья, ветви и шкуры животных, были скоропортящимися. Позже стали использоваться более прочные натуральные материалы, такие как глина, камень и дерево, и, наконец, синтетические материалы, такие как кирпич, бетон, металлы и пластмассы. Другой — поиск зданий все большей высоты и размаха; это стало возможным благодаря разработке более прочных материалов и знанию того, как материалы ведут себя и как использовать их с большей выгодой.Третья важная тенденция касается степени контроля внутренней среды зданий: стало возможным более точное регулирование температуры воздуха, уровней света и звука, влажности, запахов, скорости воздуха и других факторов, влияющих на комфорт человека. Еще одна тенденция — это изменение энергии, доступной для процесса строительства, начиная с силы человеческих мышц и заканчивая мощной техникой, используемой сегодня.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишись сейчасВ настоящее время строительство сложное. Существует широкий спектр строительных продуктов и систем, предназначенных в первую очередь для групп типов зданий или рынков. Процесс проектирования зданий высокоорганизован и опирается на исследовательские учреждения, изучающие свойства и характеристики материалов, должностные лица кодекса, которые принимают и обеспечивают соблюдение стандартов безопасности, и профессионалов проектирования, которые определяют потребности пользователей и проектируют здание для удовлетворения этих потребностей. Процесс строительства также высоко организован; в нее входят производители строительных изделий и систем, мастера, которые собирают их на строительной площадке, подрядчики, которые нанимают и координируют работу мастеров, и консультанты, специализирующиеся в таких аспектах, как управление строительством, контроль качества и страхование.
Строительство сегодня является важной частью индустриальной культуры, проявлением ее разнообразия и сложности, а также мерилом его владения природными силами, которые могут создавать самые разнообразные застроенные среды для удовлетворения разнообразных потребностей общества. В данной статье сначала прослеживается история строительства, а затем рассматривается его развитие в настоящее время. Для рассмотрения эстетических соображений проектирования зданий, см. архитектура. Для дальнейшего изучения исторического развития, см. Искусство и архитектура, Анатолийский; искусство и архитектура, арабский; искусство и архитектура, египетский; искусство и архитектура, иранский; искусство и архитектура, месопотамский; искусство и архитектура, сиро-палестинский; архитектура, африканская; искусство и архитектура, Oceanic; архитектура, западная; искусство, Центральная Азия; искусство, восточноазиатские; искусство, исламское; искусство, индейцы; искусство, Южная Азия; искусство, Юго-Восточная Азия.
История строительства
Первобытное здание: каменный век
Охотники-собиратели позднего каменного века, которые перемещались по обширной территории в поисках пищи, построили самые ранние временные убежища, которые упоминаются в археологических записях. Раскопки в ряде мест в Европе, датируемых до 12000 г. до н.э., показывают круглые кольца из камней, которые, как полагают, составляли часть таких убежищ. Они могли укреплять грубые хижины, сделанные из деревянных шестов, или утяжелять стены палаток из шкур животных, предположительно поддерживаемых центральными шестами.
Палатка иллюстрирует основные элементы экологического контроля, которые важны для строительства. Палатка создает мембрану от дождя и снега; холодная вода на коже человека поглощает тепло тела. Мембрана также снижает скорость ветра; Воздух на коже человека также способствует потере тепла. Он контролирует теплопередачу, не пропуская горячие солнечные лучи и удерживая нагретый воздух в холодную погоду. Он также блокирует свет и обеспечивает визуальную конфиденциальность. Мембрану необходимо поддерживать против силы тяжести и ветра; структура необходима.Кожаные мембраны обладают высокой прочностью на растяжение (напряжения, создаваемые растягивающими силами), но необходимо добавить полюса, чтобы выдержать сжатие (напряжения, создаваемые силами уплотнения). Действительно, большая часть истории строительства — это поиск более сложных решений тех же основных проблем, для решения которых была поставлена палатка. Палатка используется по сей день. Палатка из козьей шерсти из Саудовской Аравии, монгольская юрта с ее разборным деревянным каркасом и войлочными покрытиями и вигвам американских индейцев с его множественными опорами и двойной мембраной — более изысканные и элегантные потомки грубых убежищ ранних охотников-собирателей.
Сельскохозяйственная революция, датированная примерно 10 000 годом до нашей эры, дала большой толчок строительству. Люди больше не путешествовали в поисках дичи и не преследовали свои стада, а оставались в одном месте, чтобы ухаживать за своими полями. Жилища стали более постоянными. Археологические данные скудны, но на Ближнем Востоке можно найти остатки целых деревень с круглыми жилищами, называемыми толои, стены которых сделаны из утрамбованной глины; все следы крыш исчезли. В Европе толои строили из камня, уложенного сухим способом, с куполообразными крышами; в Альпах до сих пор сохранились образцы (более поздней постройки) этих ульев.В более поздних средневосточных толоах появились прямоугольные вестибюли или вестибюли, присоединенные к главной круглой камере — первые образцы прямоугольной формы в плане в здании. Еще позже от круглой формы отказались в пользу прямоугольной, поскольку жилища были разделены на большее количество комнат, и больше жилищ было объединено в поселения. Толои ознаменовали важный шаг в поисках долговечности; они были началом строительства каменной кладки.
Свидетельства композитного строительства из глины и дерева, так называемого метода плетения и мазка, также можно найти в Европе и на Ближнем Востоке.Стены были сделаны из небольших саженцев или тростника, которые легко резать каменными орудиями. Они были вбиты в землю, связаны друг с другом с боков растительными волокнами, а затем покрыты влажной глиной для придания дополнительной жесткости и защиты от атмосферных воздействий. Крыши не сохранились, но постройки, вероятно, были покрыты грубой соломой или тростником. Встречаются как круглые, так и прямоугольные формы, обычно с центральными очагами.
Более тяжелые деревянные постройки также появились в культурах эпохи неолита (нового каменного века), хотя трудности с рубкой больших деревьев каменными орудиями ограничивали использование древесины больших размеров в каркасах.Эти рамы обычно были прямоугольными в плане, с центральным рядом колонн для поддержки гребня и соответствующими рядами колонн вдоль длинных стен; от конька к балкам стены проложены стропила. Боковая устойчивость каркаса была достигнута за счет закапывания колонн глубоко в землю; Затем шест и стропила были привязаны к колоннам с помощью растительных волокон. Обычным кровельным материалом была солома: высушенная трава или тростник, связанные вместе небольшими пучками, которые, в свою очередь, были привязаны внахлест к легким деревянным столбам, натянутым между стропилами.Горизонтальные соломенные крыши плохо пропускают дождь, но если их поставить под правильным углом, дождевая вода стекает раньше, чем успевает пропитаться. Первобытные строители вскоре определили уклон крыши, по которому будет проливаться вода, но не солома. В стенах этих каркасных домов использовалось множество типов заполнения, в том числе глина, плетень и мазня, кора деревьев (которую предпочитают американские лесные индейцы) и солома. В Полинезии и Индонезии, где такие дома все еще строятся, они поднимаются над землей на сваях для обеспечения безопасности и сухости; кровля часто делается из листьев, а стены в значительной степени открыты для движения воздуха для естественного охлаждения.Другой вариант рамы был найден в Египте и на Ближнем Востоке, где пучки тростника заменили древесиной.
Бетонная свая — обзор
ВВЕДЕНИЕ
Известно, что арматурные стержни в таких конструкциях, как бетонные сваи, мосты и туннели, ржавеют из-за соленого ветра и кислотных дождей. Поскольку это воздействие ослабляет прочность конструкций, потребовалась неразрушающая оценка повреждений (NDE).
NDE также требуется для высокотемпературных материалов, изначально имевших немагнитные свойства, используемых на химических и атомных электростанциях, поскольку они часто страдают от повреждений из-за ползучести.В этом случае повреждения, в результате которых возможно разрушение материалов, изменяют их магнитные свойства. Этот последний эффект, называемый мартенситным превращением, увеличивает магнитную проницаемость. Считается, что NDE для этих материалов станет возможным, если у нас будет метод, названный здесь «компьютерная томография проницаемости (CPT)», который может идентифицировать распределение проницаемости по магнитным данным, измеренным на поверхности материалов. Ожидается, что CPT будет разработан на основе традиционной компьютерной томографии импеданса (CIT).
CIT определяет распределение проводимости в материалах и выход на основе электростатических потенциалов и токов, измеренных на электродах, расположенных на граничной поверхности (см., Например, [1,2,3]). В одном из наиболее стандартных подходов CIT, называемом методом Векслера [4], распределение проводимости итеративно модифицируется так, что плотность тока в области, вычисляемая из поверхностного потенциала, становится идентичной плотности тока из поверхностного тока. Доказано, что этим методом однозначно определяется проводимость [5, 6] при условии, что существуют верхняя и нижняя границы проводимости.
Мы разработали CPT на основе метода Векслера. В этом методе статические магнитные поля, создаваемые парами катушек, накладываются на двумерную область, включающую немагнитные и магнитные материалы. Результирующие магнитные поля, которые имеют вклад от внешнего магнитного поля, а также намагниченности в магнитном материале, измеряются на поверхности домена. Проницаемость внутри области восстанавливается по граничным данным.
Фундаменты свайные | Ground Sun
По мере того, как жилищное строительство на заброшенных территориях Великобритании продолжается, отрасли пришлось приспосабливаться и меняться, чтобы учесть характеристики таких участков.
Поскольку жилищная застройка на заброшенных территориях Великобритании продолжается быстрыми темпами, отрасли пришлось адаптироваться и меняться, чтобы учесть характеристики таких участков. И хотя в течение последних двадцати лет эти разработки становились все более общими, проблемы, связанные с ростом затрат на утилизацию выкопанного материала и жизнеспособность существующих свайных фундаментов, продолжают оставаться ключевыми проблемами для многих строителей домов, подрядчиков и архитекторов. Более того, эти вызовы становятся все более актуальными для тех, кто строит малоэтажное жилье.С этой целью в данной статье рассматривается ландшафт свайных фундаментов , исследуются их преимущества и объясняется, где они могут служить подходящим вариантом в строительных проектах.
Давайте разберемся с заблуждениями, связанными с свайными фундаментами
Промышленность считает, что свайные фундаменты, как правило, требуют меньше материала для строительства по сравнению с традиционными траншеями, и поэтому они могут обеспечить снижение затрат, а также сроки строительства и устойчивость.Однако, несмотря на эти преимущества, конкретные критерии использования свайных фундаментов могут показаться несколько неясными. Этот недостаток понимания, а также отсутствие ресурсов и информации, чтобы прояснить такое плохое понимание, является особой проблемой, на решении которой сосредоточился фонд NHBC, например, их недавняя публикация об эффективном проектировании свайных фундаментов для малоэтажных зданий. показано. Таким образом, в этой статье со следующими разделами мы стремимся устранить путаницу, которая окружает правильные подходы к проектированию и выбору свайных фундаментов, особенно в отношении строительства малоэтажного жилья.
Преимущества свайных фундаментов
«Прямая экономия»: время и деньги
Давайте начнем со многих преимуществ свайных фундаментов. В качестве ключевого вывода в отчете были выделены некоторые преимущества, которые противоречат предыдущему восприятию, ключевым примером является то, что отдельные критерии проектирования не требуются при строительстве малоэтажного жилья.
Наиболее важным фактором, влияющим на фундамент конструкции, является возможное повреждение построенной конструкции.На данный момент само собой разумеется, что трещины и трещины недопустимы в строительстве, и главное внимание всегда следует уделять предотвращению потенциального дифференциального движения (независимо от выбора фундамента).
Более того, если избегать дифференциального движения, свайный фундамент дает еще одно преимущество в виде меньшего количества материала, необходимого для строительства (что, как следствие, позволяет избежать обширных выемок грунта). Это само по себе затем служит для ускорения строительства, при этом избегая высоких затрат, связанных с удалением отходов.Эти выгоды мы будем называть «прямой экономией» для строителя дома, однако необходимо учитывать дополнительные выгоды, каждая из которых подпадает под понятие «косвенная экономия».
«Косвенная экономия»: предотвращение глубоких земляных работ, озабоченность Агентства по охране окружающей среды и устойчивость
Давайте начнем с одного из наиболее значительных косвенных сбережений, которые может обеспечить свайный фундамент, а именно полного отказа от глубоких земляных работ. Это может служить не только для предотвращения опасений и опасений по поводу здоровья и безопасности, но и для решения конкретных проблем Агентства по охране окружающей среды, таких как возможность проникновения загрязненных грунтовых вод в подземные источники воды (что, как правило, является прямым результатом сбоев, вызванных фундамент здания).
Этот конкретный момент становится все более актуальным при строительстве на заброшенных участках, поскольку загрязнение может представлять реальный риск и всегда должно приниматься во внимание профессиональным строителем. С этой целью выбор правильного свайного фундамента может обеспечить реальное решение для минимизации риска для окружающей среды.
Более того, когда мы рассматриваем постоянно актуальный вопрос устойчивости, мы обнаруживаем из исследования в рамках отчета, что свайные фундаменты приводят к значительно более низкому содержанию углерода, чем при альтернативных вариантах.Это означает, что меньший объем отходов и меньшая потребность в земляных работах не только обходятся дешевле, но и позволяют избежать штрафных санкций за традиционные фундаменты для засыпки траншеи налогом на свалки 1996 года.
Выйдя за пределы стадии строительства
Заглянув за стадию строительства, мы обнаружим, что свайные фундаменты помогают обеспечить соответствие домов строгим требованиям схемы экологически безопасных домов.
Эта схема, в которой используются независимые оценщики, была принята по всей Великобритании за счет увеличения числа местных властей, стремящихся сделать жилье в Великобритании более экологичным.В спецификациях схемы поощряются «геотермальные сваи», в которых используется свайный фундамент вместе с наземным теплообменником с замкнутым контуром. Эта система затем извлекает выгоду из подземных температурных различий для обогрева зданий, расположенных над ними.
Это еще один способ, с помощью которого свайные фундаменты представляют собой эффективное и рентабельное решение для освоения старых месторождений, и все это имеет впечатляющие экологические характеристики.
Где и когда используются свайные фундаменты в строительстве и проектировании
Строительство и проектирование — это сложные области в лучшие времена, но часто проекты оказываются особенно сложными, и вам необходимо переоценить и предложить решения, которые вы можете не думал раньше.
Фундаменты на винтовых сваях часто являются одним из таких решений, предлагаемых в качестве альтернативы традиционным свайным фундаментам, когда обычно невозможно обеспечить устойчивость вашего здания. У фундаментов на винтовых сваях есть ряд преимуществ и множество причин, по которым на самом деле это должен быть предпочтительный для инженеров метод подкрепления зданий и создания фундаментов для небоскребов и других больших зданий.
Здесь мы рассмотрим некоторые из самых больших преимуществ использования фундамента на винтовых сваях; техника, которая использовалась веками, но недавно была разработана, чтобы стать краеугольным камнем строительного мира.
Плохая почва и свайные фундаменты
Одно из самых больших преимуществ использования фундаментов на винтовых сваях заключается в том, что их можно использовать, когда земля и почва плохого качества и обычно считаются слишком слабыми, чтобы удерживать прочный фундамент. Спиральные ребра, которые придают винтовой свае винтовой вид, могут регулироваться и реконфигурироваться в зависимости от типа грунта и почвы, в которой они устанавливаются. Это означает, что их можно использовать в более слабых почвах в качестве завинчивания, при котором они установлены, чтобы уплотнить окружающую почву, и можно использовать более высокий крутящий момент, чтобы опустить их в землю, что означает, что более слабая почва не является проблемой.Хотя при установке фундамента на винтовых сваях затирка обычно не требуется, это вариант, если почва находится в очень плохом состоянии, чтобы заполнить оставшиеся зазоры.
Согласование с ограниченным доступом
Другой распространенный сценарий, который потребует использования фундаментов на винтовых сваях вместо традиционных забивных свай, — это ограниченный доступ на площадку или не так много места на самой площадке. Для забивных свайных фундаментов требуется кран и сваебойщик; оба из которых являются крупными механизмами.Фундамент на винтовых сваях может быть установлен просто с помощью низкоскоростного двигателя с кем-то, кто будет им управлять, поэтому их намного проще установить на небольших площадках, где невозможно установить кран. Отсутствие необходимости в тяжелой технике также помогает сократить расходы.
Экономия денег с помощью свай
Использование винтовых свайных фундаментов, несомненно, намного дешевле, чем традиционные забивные свайные фундаменты. Как упоминалось выше, вам не нужно платить за крупную технику и обученных рабочих для ее эксплуатации, но вы также экономите деньги на расходах на очистку участка после установки фундамента.Поскольку фундамент на винтовых сваях сжимает грунт, в котором они установлены, вам не нужно выкапывать или удалять грунт перед установкой. Это означает, что меньше уборки и отходов.
Использование в аварийных ситуациях
Большим преимуществом фундаментов на винтовых сваях является то, что они могут выдерживать вес сразу после установки. Поскольку не используется ни бетон, ни раствор, времени на высыхание ждать не приходится. Это означает, что фундамент может сразу выдерживать нагрузку, что делает эти типы фундаментов идеальными для использования в чрезвычайных ситуациях.Когда графики строительства очень короткие, а остальная часть проекта зависит от того, насколько быстро свайный фундамент может быть установлен и готов к весу; Фундамент на винтовых сваях — единственный вариант.
Экологические преимущества свайного фундамента
Мы живем в эпоху, когда экологическая ответственность стоит на первом месте в списке приоритетов каждого. Строительство часто оказывает большое влияние на окружающую среду, поэтому необходимо предпринять любые шаги, которые можно предпринять для минимизации этого воздействия.Фундаменты на винтовых сваях были разработаны таким образом, чтобы их можно было снимать при необходимости и повторно использовать в других местах, что делает их гораздо более экологически безопасным вариантом, чем традиционные забивные свайные фундаменты. Они также создают меньше шума и вибрации во время установки, а также создают меньше отходов и не нуждаются в тяжелой технике, как их альтернатива. Подрядчики, использующие винтовые сваи, будут иметь гораздо меньший углеродный след в этом проекте, чем если бы они использовали стандартные свайные фундаменты.
Время
Любой руководитель проекта скажет вам, насколько важна отделка в соответствии с графиком, поскольку превышение срока по графику строительства в конечном итоге будет стоить гораздо больше денег. Фундаменты на винтовых сваях не только быстрее устанавливаются физически, но и, поскольку они могут сразу выдерживать вес, не нуждаются в тяжелой технике и, что наиболее важно, могут быть установлены в любых погодных условиях, использование этого типа свайного фундамента с большей вероятностью приведет к завершению строительства вовремя.
Свайные фундаменты все чаще используются в инженерии — но что это такое и почему вы их считаете
Фундаменты здания чрезвычайно важны в строительстве по вполне очевидным причинам.Если ваш фундамент плохой или неправильный, вы рискуете всей устойчивостью своего здания, а это просто неприемлемо.
Строители знают, что чем больше или тяжелее здание, тем глубже должен быть фундамент. Существуют различные типы фундаментов, которые вы можете использовать в зависимости от размера здания, которое будет построено выше. Свайный фундамент — это очень прочный и надежный тип фундамента, который уже довольно давно используется в строительстве благодаря своей известной надежности.
В этой статье мы рассмотрим, что такое свайный фундамент и почему вы можете рассмотреть возможность их использования в своем строительном проекте.
Глубокие фундаменты и почему инженеры-строители захотят их использовать
Фундаменты в основном переносят вес нагрузки над ними на землю внизу. Они гарантируют, что здание наверху останется устойчивым и заземленным. Глубокие фундаменты способны выдерживать гораздо больший вес, чем мелкие фундаменты, и используются для высоких или больших зданий, таких как небоскребы.Инженеры также могут решить использовать глубокие фундаменты, если почва, на которой они строят, недостаточно устойчива, чтобы выдержать вес здания. Более твердая почва может быть найдена на большей глубине, поэтому для ее достижения необходимо вырыть глубокий фундамент. Другой причиной использования глубоких фундаментов могут быть ограничения площадки, такие как линии границ, которые ограничивают ширину основания здания, а это означает, что необходимы более глубокие фундаменты для равномерного распределения веса здания.
Что такое свайный фундамент?
Свайные фундаменты также называются забивными, поскольку они закладываются в землю.Свайные фундаменты — это столбы, которые могут быть сделаны из дерева, бетона или стали, которые с силой вбиваются в почву, чтобы иметь возможность распределять энергию и силу, которые они несут от здания наверху, к окружающей почве. Деревянные сваи традиционно делаются из ствола одного дерева, что может ограничивать глубину, на которую их можно забивать, но исторически они сращивались, если требовалась большая длина. Итальянский город Венеция известен тем, что построен на деревянных сваях, вбитых в морское дно.
Бетонные сваи забиваются заранее на уровне земли, а затем забиваются в землю, как стальные и Н-образные сваи. Эти типы свайных фундаментов закладываются в землю с помощью сваебойной машины, которая многократно ударяет по свае с грузом; забивая его в землю. Окружающий грунт можно выкапывать или перемещать по мере того, как сваю забивают в землю.
После размещения в земле стальные сваи увенчиваются бетонным колпаком. Этот колпак устанавливается на вершину всех используемых свай, так что вес построенного на нем здания будет равномерно распределен по всем сваям в земле.Толстое бетонное основание служит прочным, ровным и прочным основанием для колонны.
Зачем нужен свайный фундамент?
В процессе бурения или забивания свайного фундамента в землю грунт перемещается на окружающую территорию. Это создает ограниченное пространство для сваи, а трение, создаваемое сваей на месте, помогает стали передавать энергию веса, которую она поддерживает, в окружающую землю. Это трение, создаваемое между сваей и почвой, фактически увеличивает несущую способность самой сваи.Таким образом, использование свайных фундаментов позволяет инженерам проектировать все более высокие и большие здания без необходимости в большой площади основания, поскольку фундаменты будут способны выдерживать вес большой колонны, расположенной выше. То, как сваи часто забиваются или ввинчиваются в грунт, также рассматривается как серьезное испытание на их долговечность и прочность из-за жестокого способа их установки.
Существует ряд типов свайных фундаментов, которые были разработаны для различных типов установок.Например; в больших одинарных сваях, известных как монопольные фундаменты, используется один большой свайный фундамент для поддержки ветряных турбин, а фундаменты с винтовой сваей имеют форму винта, а не гладкую цилиндрическую стальную сваю, и ввинчиваются в землю. Эти типы свай распределяют весовую нагрузку и размер почвы соответственно.
Свайные фундаменты повсеместно используются инженерами, стремящимися создать здания, которые выдержат испытание временем.
Типы свайных фундаментовВ зависимости от конструкции свай фундаменты называются пробуренными или забиваемыми.
1. Фундамент с забивными винтами или фундамент из сборных свай
Фундамент из забивных свай — это тип, при котором сборные сваи доставляются на площадку, а затем забиваются в землю для создания фундамента. По этой причине забивные сваи изготавливаются из различных подходящих материалов, таких как сталь, железобетон, древесина или бетон.
2. Пробуренный свайный фундамент или забивка свай
Когда дело доходит до буронабивных свайных фундаментов, сваи будут забиты в желаемое положение.Обсадную трубу обычно забивают в землю или землю и заполняют бетоном и арматурой, чтобы добраться до монолитной сваи. Другой метод предполагает использование шнека с полым штоком, который просверливает землю. Затем в этот шнек накачивается такой материал, как бетон, для наращивания сваи.
Методы бурения и забивки, используемые для строительства свай, имеют свои преимущества и недостатки. Вот список некоторых из них.
Преимущества фундамента из сборных или забивных свай
• Сборные сваи уже готовы к использованию.Это может сэкономить много времени на строительной площадке.
• Сборные сваи обычно проходят испытания на качество и прочность. Это означает, что любые обнаруженные недостатки можно устранить заранее.
• Сборные сваи можно забивать даже под водой, что делает их пригодными для большинства мест.
Недостатки сборных или забивных свай
• Сборные сваи подвержены повреждениям во время забивки.
• Дополнительные затраты на погрузочно-разгрузочные работы, транспортировку и затраты возникают при использовании сборных свай.
• В большинстве случаев сборную сваю необходимо изменить по длине, когда она прибывает на площадку. Это тоже требует дополнительных затрат и усилий.
Преимущества монолитного или буронабивного фундамента
• Этот тип свай не требует дополнительных затрат, связанных с транспортировкой.
• Сваи имеют точную длину, что означает, что они готовы к заливке на месте.
• Вы можете расширять просверленные сваи, чтобы максимально увеличить их несущую способность.Недорастворенная свая всегда имеет большее основание, что означает, что она может выдерживать большую несущую способность.
Недостатки монолитной или буронабивной сваи
• Качество сваи не определено, арматура внутри сваи может сместиться в процессе заливки.
• Свежий бетон подвержен повреждениям из-за коррозионных элементов, находящихся внутри почвы.
• Забивка свай занимает много времени, что замедляет темпы строительства.
• Вы не можете бросить эти груды под воду.
• Прилегающие стенки сваи могут прогибаться во время заливки, что приводит к более слабой конструкции свай.
Фрикционные и несущие сваи
Сваи также могут быть классифицированы как фрикционные или несущие по способу передачи нагрузок. Несущая свая достигает твердого слоя земли и поэтому действует как датчик нагрузки. Фрикционные сваи — это плавающие сваи, которые не могут достичь более твердых поверхностей.Эти нагрузки воспринимаются трением, возникающим между почвой и поверхностью сваи.
В чем разница между свайным фундаментом и винтовым свайным фундаментом?
Свайные фундаменты позволяют инженерам проектировать высокие и тяжелые здания, не беспокоясь о том, раскачиваются они или опрокидываются, поскольку фундамент достаточно прочен, чтобы выдержать вес.
Существует ряд типов свайных фундаментов, некоторые из которых имеют определенные функции, позволяющие строителям и инженерам строить различные проекты в разных местах.Хотя винтовые сваи очень похожи на стандартные свайные фундаменты, различия в них предлагают ряд преимуществ как инженерам, так и строителям.
Форма фундамента
Фундаменты с винтовой сваей, часто называемые винтовой сваей, имеют винтовые ребра, прикрепленные к оцинкованной стальной трубе, что придает свае вид традиционных винтовых свай. Стандартные свайные фундаменты обычно имеют цилиндрическую форму с гладкой поверхностью, чтобы их можно было легко вбивать в землю.Физическая природа винтовой или гелиакальной сваи позволяет ввинчивать ее в землю; минимизация воздействия их установки. Форма винтовой сваи уплотняет окружающую почву при ее установке, а не смещает ее. Это означает, что после установки требуется меньше очистки площадки, а также создается повышенная сила трения, которая, в свою очередь, увеличивает несущую способность фундамента.
Установка свайного фундамента
Как уже упоминалось выше, процесс установки свайного фундамента на стандартный свайный фундамент и установка винтового свайного фундамента сильно различаются.Забивка свай создает сильный шум и вибрацию, которые могут быть очень разрушительными, особенно если вы работаете в рабочей среде, например, в общественном здании. Для установки фундамента на винтовых сваях также требуется менее тяжелая техника, поскольку вам не нужен кран или сваебойный станок на месте, поскольку все, что требуется, — это низкоскоростной двигатель с высоким крутящим моментом с одним оператором. Фундаменты на винтовых сваях устанавливаются быстрее, их также можно установить под углом до 45 градусов, и они могут быть немедленно подвергнуты нагрузке, так как вам не нужно ждать, пока цемент или раствор затвердеет перед облицовкой.
Универсальность
В то время как стандартные свайные фундаменты спроектированы таким образом, чтобы оставаться на месте и поддерживать здание в течение всего времени его эксплуатации, фундамент с винтовых свай можно снять в любой момент. Благодаря своей форме и характеру установки, фундаменты из винтовых свай при необходимости могут быть сняты, а затем использованы в другом месте. Фундаменты на винтовых сваях также можно отрегулировать на любую глубину, поэтому, если почва, в которой вы работаете, имеет разное качество на разной глубине, вам просто нужно прикрутить ее настолько, насколько вам нужно, и срезанная свая на поверхности уменьшит отходы.Винтовой свайный фундамент можно использовать на самых разных почвах, даже на бедных или слабых почвах. Спиральные пластины можно отрегулировать, а конфигурацию изменить, чтобы увеличить несущую способность фундамента или получить дополнительную тягу на более слабых типах почвы. Фундаменты на винтовых сваях также можно устанавливать в любую погоду, в дождь или при яркой погоде, так как буровая установка направлена прямо в землю и нет необходимости в сухих условиях для схватывания бетона или раствора. Эти типы фундаментов также могут быть установлены на объектах, где доступ может быть ограничен, а пространство — слишком дорого.Если вы работаете в ограниченном пространстве, то меньшее оборудование, необходимое для установки фундамента на винтовых сваях, значительно упростит работу.
Стоимость фундамента
Для любого инженера, подрядчика или руководителя проекта соблюдение бюджета имеет важное значение. Фундаменты на винтовых сваях часто оказываются более финансово выгодным вариантом для строительных компаний по разным причинам. Так как земляных работ или беспорядка на площадке не создается, деньги экономятся на уборке после установки.По сравнению с забивными свайными фундаментами также экономятся деньги на тяжелой технике и операторах, поскольку краны и буровые установки дороги, но низкоскоростные двигатели намного дешевле в аренде и эксплуатации. Тот факт, что фундаменты на винтовых сваях устанавливаются быстрее, также сэкономит вам деньги на проект, а это в сочетании с отсутствием задержек из-за неблагоприятных погодных условий означает, что фундаменты с винтовой сваей с гораздо большей вероятностью помогут завершить ваш проект вовремя.
Хотя могут быть строительные работы, при которых традиционный свайный фундамент является лучшим решением; однако фундаменты на винтовых сваях являются более дешевым и быстрым решением для многих небольших площадок и предприятий, которые следят за новейшими разработками в области закладки фундамента, чтобы не отставать от графика и не выходить за рамки бюджета.
Если вы хотите обсудить свайные фундаменты и их преимущества, свяжитесь с нами.
Инвестиция на покупку мобильной сваебойной установки на путях для установки бетонных свай
Описание проекта
Сваебойная установка на гусеничном ходу.
Бизнес для устройства железобетонных свай для малоэтажного строительства, с коротким сроком окупаемости, низкой конкуренцией.
В основе бизнес-идеи лежит инновационная технология забивки свай в жилых районах с минимальным повреждением территорий. Он реализован на базе уникального сваебойного устройства на гусеничном ходу. Аналогов этой технологии на данный момент в мире нет. Оборудованные фундаменты железобетонные сваи на сегодняшний день являются лучшим вариантом по соотношению цена / качество и скорости монтажа практически в любом регионе.
· Маржа более 210%
· Точка безубыточности в течение 1-2 недель с начала деятельности
· Ежемесячный стабильный доход
· Возврат инвестиций через 8 месяцев
· Низкие затраты на техническое обслуживание
· Высокие темпы роста рынка
· Доля малоэтажного строительства в последние годы стабильно растет
· Широкая целевая аудитория: частный сектор, строительные компании, производители панельного домостроения.
Сфера применения и сегменты рынка:
— Деревянный каркас,
камень, бетон,
Металлоконструкции
— Частный городской и загородный дом
— Малоэтажные многоквартирные дома
— Малоэтажные коммерческие постройки и павильоны
— Загородные дома, бани, гаражи, хозяйственные постройки
— Опорные стены, опоры, берегоукрепление, опоры
Готов к долгосрочному взаимовыгодному сотрудничеству.
Дополнительная информация
Подробная информация о проекте доступна инвесторам после авторизации.
Авторизация ЗарегистрироватьсяПодробная информация о проекте доступна инвесторам после авторизации.
Авторизация ЗарегистрироватьсяСейсмический анализ малоэтажных самоцентрирующихся предварительно напряженных бетонных каркасов с учетом взаимодействия грунт-конструкция
В этом исследовании представлено сейсмическое поведение малоэтажных самоцентрирующихся (SC) предварительно напряженных бетонных каркасов с учетом взаимодействия грунт-конструкция (SSI). .Для этого типичный 4-этажный бетонный каркас SC с гибким фундаментом и без него анализируется посредством нелинейного динамического анализа. Для анализа выбираются наборы движения грунта с двумя уровнями опасности. Также изучается обычный железобетонный (RC) каркас, и сравниваются структурные требования RC и SC-каркаса с точки зрения пиковых и остаточных сносов, сдвига основания, остаточной осадки и поворота фундамента. Результаты анализа показывают, что учет взаимодействия грунта и конструкции обычно увеличивает требования к пиковому и остаточному сносу и снижает требования к сдвигу основания и вращению соединения по сравнению с фиксированными базовыми условиями.Для случаев с гибким основанием и без него было обнаружено, что рама SC имеет сравнимые пиковые смещения этажей с рамой RC и обладает внутренним потенциалом значительного уменьшения остаточных сносов. Результаты сейсмического анализа каркасов с гибкими основаниями показывают, что каркасы RC и SC могут испытывать повреждение фундамента из-за чрезмерных остаточных поворотов фундамента после максимального рассматриваемого землетрясения (MCE).
1. Введение
Среди различных стихийных бедствий землетрясения представляют собой одно из самых разрушительных бедствий, которое может нанести огромный ущерб гражданской инфраструктуре.Недавние катастрофические землетрясения высветили ограничения традиционных положений строительных норм и правил, согласно которым структурные элементы сейсмостойких систем должны уступать, а затем рассеивать энергию при сильных землетрясениях. Основываясь на этом механизме диссипации энергии, разумно ожидать значительных остаточных деформаций и распределенных структурных повреждений в обычных сейсмических структурных системах после сильного землетрясения. Полевые исследования после недавних сейсмических событий показали, что многие сейсмически поврежденные строительные конструкции пришлось снести из-за неприемлемых затрат на ремонт, даже если они не испытали серьезных структурных повреждений или обрушения [1, 2].
Обеспокоенность проблемами, связанными с обычными сейсмоустойчивыми структурными системами, привела к разработке многих инновационных сейсмостойких структурных систем с более высокими уровнями характеристик. За последние несколько десятилетий было проведено множество исследований по разработке различных самоцентрирующихся (SC) сейсмоустойчивых систем, в которых структурные повреждения и остаточная деформация после землетрясения сведены к минимуму [3–10]. Среди различных самоцентрирующихся систем самоцентрирующиеся бетонные рамы могут использоваться в качестве альтернативы обычным железобетонным (RC) рамам.В ранних версиях бетонных рам SC используется несвязанная сталь PT для соединения сборной балки и колонны и обеспечения способности самоцентрирования [11], а на границе раздела между балкой и колонной допускается открытие / закрытие зазора. Чтобы смягчить требования к сейсмически индуцированному смещению, первые исследовательские усилия увеличивают способность к рассеиванию энергии бетонных рам SC за счет использования податливых устройств [12–14] в соединениях балки SC. Однако податливые устройства могут быть повреждены или их нелегко заменить после сильных землетрясений.Поэтому Морген и Курама [15] разработали легко заменяемые фрикционные устройства, которые расположены на верхней и нижней поверхностях концов балок. Song et al. [16, 17] предложили новую бетонную раму SC, в которой используются несвязанные PT-арматуры для обеспечения возможности самоцентрирования и устройства трения стенки (WFD) на болтах для рассеивания энергии при землетрясениях. Эти WFD устанавливаются на перемычках балок и, таким образом, не создают помех плите перекрытия, по сравнению с соединениями балка-колонна SC в Моргене и Кураме [15].Кроме того, на концах балок используются стальные оболочки для защиты бетона на стыках балок и колонн от повреждений.
Несколько исследовательских работ численно оценили нелинейное поведение самоцентрирующихся конкретных моментных рам. Cheok et al. [18] выполнили параметрическое исследование сейсмического отклика гибридных сборных несвязанных бетонных рам с последующим натяжением (UPT) [12] и пришли к выводу, что гибридные каркасы могут иметь сопоставимые или лучшие характеристики, чем обычные монолитные монолитные железобетонные каркасы. .Аналогичный вывод был сделан Моргеном и Курамой [19] путем сравнительной оценки рам UPT с системами с демпфированием трения и обычных рам RC. Совсем недавно Song et al. [20] изучали поведение бетонных рам SC с устройствами трения стенки (WFD), и были оценены как структурные, так и сейсмические требования.
Стоит отметить, что предыдущие исследования самоцентрирующихся рам проводились в предположении жесткого фундамента, и обычно гибкость грунта под конструкцией рамы не принималась во внимание.Несмотря на то, что взаимодействие грунт-конструкция (SSI) оказывает значительное влияние на сейсмические отклики конструкций [21–25], мало исследований проводится для изучения влияния SSI на самоцентрирующиеся бетонные каркасы. Поэтому на примере малоэтажного 4-этажного каркасного здания в данной статье аналитически исследуется сейсмическое поведение самоцентрирующихся бетонных каркасов с учетом SSI. Рама SC и обычная рама RC (как с неподвижным основанием, так и с гибким основанием) разработаны и сравнительно оценены посредством нелинейного динамического анализа при трех уровнях опасности землетрясений.
2. Самоцентрирующаяся бетонная рама с фрикционными устройствами по полотну (WFD)
Типичная бетонная рама SC с фрикционными устройствами по полотну (WFD) [16] проиллюстрирована на Рисунке 1, где сборные бетонные балки соединяются с колоннами с использованием горизонтального -ориентированные несвязанные арматуры PT, которые обеспечивают самоцентрирующуюся способность рамы при сейсмической нагрузке. Стальные кожухи изготавливаются в заводских условиях на концах балки, а грани колонн вооружаются стальными пластинами, чтобы предотвратить повреждение бетона на стыках балки и колонны.WFD используются на концах балки для рассеивания сейсмической энергии, когда соединительный зазор открывается и закрывается. WFD состоит из двух стальных каналов (рис. 1 (b)), прикрепленных к колонне с помощью стальных соединительных пластин и высокопрочных болтов. Стенки стальных каналов скреплены латунными фрикционными пластинами и прижимаются к стальной оболочке с помощью фрикционных болтов, которые могут создавать нормальные силы на поверхностях трения. Круглые отверстия в стальной оболочке и балке, показанные на рисунке 1 (b), могут выдерживать движение фрикционных болтов во время открытия / закрытия зазора в соединении балка-колонна.
3. Проектирование системы каркас-фундамент
Прототип RC-каркаса для 4-этажного здания с 3 х 3 пролетами, расположенного в Лос-Анджелесе, Калифорния, выбран для анализа в качестве основы для проектирования каркаса SC. Прототип RC-каркаса разработан Haselton и Deierlein [26] как гибкий каркас в соответствии с ICC-2003 [27], ASCE 7-02 [28] и ACI 318-02 [29], и предполагается, что он находится в участок с жесткой почвой. Сейсмический расчет пластичного RC-каркаса основан на нанесенной на карту опасности с использованием S s = 1.5 г и S 1 = 0,6 г (g — ускорение свободного падения). На рис. 2 (а) показан вид в плане прототипа здания. Видно, что система сопротивления поперечной нагрузке прототипной конструкции состоит из четырех идентичных рам в каждом основном направлении. В этом исследовании изучается сейсмический отклик одного из внутренних кадров, как показано на вертикальном виде кадра (рис. 2 (b)). Высота первого этажа и других этажей кадра составляет 4,6 м и 4,0 м соответственно.Расчетная статическая нагрузка составляет 8,38 кН / м 2 , а расчетная временная нагрузка составляет 2,39 кН / м 2 . В таблице 1 приведены основные конструктивные параметры рамы RC.
|
Для облегчения сравнительной оценки размеры сечения балки / колонны и детали армирования элементов колонны каркаса SC считаются идентичными параметрам прототипа RC-каркаса. .Согласно предложению Song et al., Коэффициент усиления балок в каркасе SC составляет 0,5%. [16]. Предполагается, что конструкция соединения M IGO представляет собой среднее значение положительной и отрицательной прочности на изгиб на концах балки железобетонной рамы. M IGO создается моментом из-за начальной силы PT, возникающей в балке M T0 , а момент из-за силы трения, возникающей в WFD, M Ff , выглядит следующим образом : где T 0 и F f представляют собой начальную равнодействующую силу PT и равнодействующую силу трения, соответственно. d 0 — расстояние от точки поворота соединения до центра тяжести сечения балки, а r — расстояние от точки поворота соединения до результирующей силы трения. Значения T 0 и F f можно определить в соответствии с уравнением (1), а коэффициент гистерезисного рассеяния энергии соединения, β E , можно выразить следующим образом:
В данном исследовании β E = 0.48 используется в уравнении (2). В таблице 1 также приведены расчетные параметры бетонной рамы SC, такие как начальная результирующая сила PT, T 0 , результирующая сила трения в WFD, F f и площадь поперечного сечения Тросы PT, A p , которые можно рассчитать, используя T0 и f pi , где f pi = 0,50 f py = конструкция начальное напряжение арматуры РТ и f py = 1675 МПа = расчетный предел текучести арматуры РТ.
В этом исследовании рассматриваются четыре случая, в том числе рама RC с фиксированными основаниями (RC-FB) и гибкими основаниями (RC-SSI), а также рамы SC с фиксированными основаниями (SC-FB) и гибкие основания (SC -SSI). Как показано на Рисунке 2 (b), квадратные изолированные опоры предназначены для систем фундаментов RC и SC. Предполагается, что опоры опираются на плотный илистый песок на строительной площадке прототипа, а свойства грунта: удельный вес γ = 18 кН / м 3 , угол трения ϕ = 18 °, а сцепление c = 5 кПа.Фундаменты спроектированы в соответствии с теорией несущей способности Мейерхофа [30], а коэффициент запаса прочности по вертикали принят равным 3. В результате внутренние опоры спроектированы как 1,9 м × 1,9 м × 0,5 м, а внешние опоры имеют размер спроектирован как 1,5 м × 1,5 м × 0,5 м, при этом глубина заделки составляет 0,5 м как для внутреннего, так и для внешнего основания.
4. Аналитические модели
4.1. Моделирование кадров RC и SC
Двумерные численные модели кадров RC и SC построены с использованием программного обеспечения с открытым исходным кодом OpenSees [31] для выполнения модального и нелинейного динамического анализа.Для рамы RC каждая балка моделируется с использованием линейного упругого элемента балки-колонны (элемент elasticBeamColumn в OpenSees) с шарнирным элементом с сосредоточенной пластичностью (вращающийся элемент zeroLength в OpenSees) на любом конце балки. Шарнирный элемент с сосредоточенной пластичностью был разработан Ibarra et al. [32] и включает гистерезисную модель, определяемую трилинейной кривой основной цепи и соответствующими гистерезисными правилами, которые могут учитывать ухудшение прочности и жесткости. Параметры моделирования шарнирного элемента с сосредоточенной пластичностью были откалиброваны в соответствии с экспериментальными результатами RC-балок с пластичной детализацией [33] и использовались несколькими исследователями для оценки характеристик пластичных RC-каркасов [34, 35].Согласно Haselton и Deierlein [26], упругий вращающийся элемент нулевой длины используется для моделирования сдвиговых деформаций в зоне панели железобетонной рамы. Из-за наличия осевых нагрузок в колонне, колонна моделируется с помощью основанного на силе нелинейного элемента балка-колонна (элемент forceBeamColumn в OpenSees), который может учитывать взаимодействие осевой нагрузки и изгибающего момента. Элемент forceBeamColumn также может улавливать распределенную пластичность с помощью волоконных секций в точках интеграции вдоль элемента.Эти волокна представляют собой поперечные сечения структурных элементов и состоят из ряда сетчатых волокон. Каждому волокну соответствует одноосное соотношение напряжения и деформации конкретного материала, такого как бетон и стальная арматура. Зависимость силы от деформации секции волокна определяется путем интегрирования зависимости напряжения от деформации по секции. В этом исследовании стальная арматура моделируется с использованием одноосной модели Джуффре – Менеготто – Пинто (материал Steel02 в OpenSees), а бетон моделируется с помощью одноосной модели Кента – Скотта – Парка (материал Concrete01 в OpenSees) [36].
Аналитическая модель для рамы SC с WFD построена с использованием модели соединения балки и колонны SC, предложенной Song et al. [16] (Рисунок 3 (а)). Элементы балки и колонны каркаса SC моделируются с помощью элементов forceBeamColumn в OpenSees. Граница раздела между балкой и колонной моделируется с использованием пар жестких элементов упругой балки-колонны, которые основаны на элементе упругой балки-колонны в OpenSees с очень большой осевой жесткостью и жесткостью на изгиб. Чтобы смоделировать поведение при открытии и закрытии соединительного зазора, два контактных элемента нулевой длины, работающие только на сжатие, используются в верхней и нижней точках вращения, как показано на рисунке 3 (а).Стальной канал моделируется с помощью элемента elasticbeamcolumn в OpenSees. Один конец канального элемента соединяется с боковым узлом зоны панели, а другой узел соединяется с узлом элемента балки с помощью элемента сечения нулевой длины в OpenSees, который имеет свойства двунаправленной пластичности и используется для моделирования результирующей силы трения. в стальном канале. Зона панели балка-колонна моделируется с использованием восьми жестких элементов упругой балки-колонны, представляющих границы зоны панели, а вращающийся элемент нулевой длины с билинейной зависимостью упругого момента от вращения используется для моделирования деформации сдвига в зоне панели.Кроме того, арматура ПТ моделируется с помощью элемента фермы с начальной деформацией. Сравнение момента соединения балки и колонны SC по отношению к относительному вращению отношения эксперимента и численного моделирования показано на рисунке 3 (б). Более подробную информацию о модели подключения SC можно найти в [16].
4.2. Моделирование SSI
Система грунт-структура каркаса моделируется с использованием модели «Балка на нелинейном фундаменте Винклера» (BNWF) [37] (рисунок 4 (a)), которая включает в себя серию элементов нулевой длины в вертикальном направлении ( qz пружины) под фундаментом и два элемента нулевой длины в горизонтальном направлении ( пикселей и tx пружины).Пружины zeroLength q-z используются для имитации вертикального и раскачивающего поведения фундамента. Пружинные элементы zeroLength p-x и t-x используются для имитации бокового пассивного поведения грунта и поведения трения под фундаментом соответственно. Как видно на рисунке 4 (b), соотношение сила-смещение пружины qz определяется с использованием одноосного материала QzSimple2 в OpenSees, который демонстрирует асимметричное гистерезисное поведение с большой сжимающей способностью и малой прочностью на растяжение (5% от сжимающая способность), учитывая небольшую прочность грунта на растяжение.Одноосный материал PxSimple1 с гистерезисным откликом защемления (рис. 4 (c)) назначается пружинному элементу p-x для учета потенциального разрыва заделанного мелкого фундамента при сейсмической нагрузке. Как видно на рис. 4 (d), одноосный материал TxSimple1 используется для определения определяющих отношений пружинного элемента t-x для учета фрикционного поведения при скольжении фундамента. Вышеупомянутые три одноосные модели материала для пружинных элементов нулевой длины были первоначально предложены Boulanger et al.[38] и позже подтверждены экспериментальными результатами неглубоких фундаментов Райчоудхури и Хатчинсоном [39].
Для достижения желаемой жесткости при качании вертикальные пружины под опорой в модели BNWF расположены неравномерно. В соответствии с предложениями Хардена и Хатчинсона [37] и ATC-40 [40], расстояние между вертикальными пружинами в среднем сегменте (80% длины опоры) предполагается равным 2% от длины опоры, в то время как расстояние на двух концевых сегментах принимается равным 1% от длины основания.Интенсивность жесткости концевого сегмента в пять раз больше, чем у среднего сегмента.
По результатам модального анализа первые периоды колебаний кадров RC-FB и SC-FB составляют 0,630 с и 0,629 с соответственно. Когда рассматривается SSI, первые периоды вибрации увеличиваются до 0,738 с и 0,742 с для кадров RC-SSI и SC-SSI, соответственно, что указывает на эффект удлинения периода SSI. Нелинейный динамический анализ кадров RC и SC выполняется с коэффициентом демпфирования Рэлея 5% для первой и третьей мод колебаний.Каждый анализ проводится с использованием фактической записи землетрясения и дополнительной временной диаграммы нулевого ускорения (20 с) для точного расчета остаточных смещений.
5. Движение грунта при землетрясении
Набор из десяти записей землетрясений (таблица 2) используется для нелинейного динамического анализа. Эти записи землетрясений представляют собой движения грунта по дальним разломам, зарегистрированные на участках с жестким грунтом, и масштабируются до уровней опасности проектного землетрясения (DBE) и максимального рассматриваемого землетрясения (MCE), соответственно.На рис. 5 (а) показан спектр отклика с 5% затуханием ( м ) масштабированных движений грунта и расчетный спектр ASCE 7-02 DBE [28], а также спектры одного стандартного отклонения ( σ ) движения земли. На рисунке 5 (b) сравниваются расчетные спектры DBE и отдельные спектры землетрясений, масштабированные до DBE. Видно, что средний спектр выбранных записей землетрясений очень хорошо соответствует расчетному спектру реакции DBE.
|
6. Оценка сейсмических характеристик
На рис. 6 показаны временные характеристики сноса кровли для рам RC и SC с различными базовыми условиями в масштабах LP89slc. DBE и MCE.Видно, что для обоих случаев с фиксированным основанием и с гибким основанием максимальные уклоны крыш для рам RC и SC одинаковы на DBE и MCE.
Например, при записи LP89slc на уровне DBE максимальные уклоны крыши для рам RC-FB и SC-FB составляют 0,872% и 0,871% соответственно, а максимальные уклоны крыши для RC-SSI и SC- Кадры SSI составляют 1,30% и 1,20% соответственно. Кроме того, пиковые уклоны крыш конструкций с гибкими основаниями (т. Е. Рам RC-SSI и SC-SSI) выше, чем у конструкций с неподвижными основаниями (т.е.е., кадры RC-FB и SC-FB). Остаточные прорывы на крыше у рам SC меньше, чем у рам RC, особенно для случаев с гибким фундаментом. Когда учитывается взаимодействие грунта и конструкции (SSI), остаточный снос кровли железобетонного каркаса значительно увеличивается. Однако инкрементный эффект SSI на остаточный дрейф кадра SC намного меньше. Например, под записью LP89slc уровня DBE остаточные коэффициенты сноса крыши для кадров RC-FB и RC-SSI равны 0.07% и 0,26%, соответственно, и составляют 0,05% и 0,07% для кадров SC-FB и SC-SSI, соответственно, как видно на рисунках 6 (a) и 6 (b). Аналогичные наблюдения можно увидеть для остаточных коэффициентов сноса кровли RC и SC кадров под записью LP89slc на уровне MCE, как показано на рисунках 6 (c) и 6 (d).
Для изучения влияния взаимодействия грунт-конструкция (SSI) на локальное поведение каркасов КА, относительное вращение концевого момента балки ( M — θ r ) откликается соединением, расположенным в Слева от отсека 1, этажа 3 кадров SC-FB и SC-SSI показаны на рисунке 7.Ответы на локальные соединения, показанные на рисунке 7, получены под записью LP89slc, масштабированной до DBE и MCE. Обнаружено, что соединение рамки SC-SSI испытывает меньшее вращение и, таким образом, рассеивает меньше энергии землетрясения, чем соединение рамки SC-FB. Например, при движении грунта LP89slc уровня DBE максимальное вращение и рассеиваемая энергия для соединения кадра SC-FB составляют 0,0046 рад и 4,6 кН · м, соответственно, в то время как значения для соединения кадра SC-SSI равны 0.0025 рад и 2,0 кН · м соответственно. Это явление можно объяснить тем, что при рассмотрении взаимодействия грунт-конструкция (SSI) основания рамы SC будут испытывать вращательные и скользящие деформации, и, таким образом, требования к деформации надстройки снижаются. Аналогичное наблюдение можно сделать при движении грунта LP89slc на уровне MCE, как показано на рисунке 7 (b).
На рис. 8 показано распределение средних значений дрейфа пикового уровня по высоте каждой конструкции в соответствии с записями уровня DBE и MCE.Выяснилось, что пик сноса этажей во всех случаях приходится на первый этаж. Наибольшие значения дрейфа пикового сюжета кадра RC-FB под записями уровня DBE и MCE составляют 1,28% и 2,25% соответственно, в то время как значения кадра SC-FB немного больше, т. Е. 1,44% и 2,50 %, соответственно. По сравнению с кадром RC-FB, наибольшие значения дрейфа пикового сюжета кадра RC-SSI увеличиваются на 67,19% и 60% при возбуждении на уровне DBE и MCE, соответственно; и увеличение для кадра SC-SSI составляет 36.81% и 37,6% соответственно. Кроме того, видно, что наибольшие значения дрейфа пикового сюжета кадра RC-SSI немного больше, чем у кадра SC-SSI при возбуждении на уровне DBE и MCE.
На рисунке 9 показано распределение средних значений остаточного сноса этажей по высоте здания. Наибольшие значения остаточного смещения сюжета для кадров RC и SC увеличиваются, когда учитывается SSI, а наибольший остаточный дрейф сюжета во всех случаях приходится на первый сюжет, что аналогично тенденциям на рисунке 8.При возбуждении как на уровне DBE, так и на уровне MCE, кадры RC-SSI и SC-SSI создают почти равномерные остаточные смещения этажей со второго по четвертый этажи. Под воздействием возбуждений на уровне DBE и MCE фреймы RC-FB и RC-SSI испытывают незначительные остаточные дрейфы в большинстве историй. Наибольшие значения коэффициентов остаточного дрейфа сюжета для кадров RC-FB и RC-SSI составляют 0,18% и 0,26%, соответственно, в рамках DBE и 0,45% и 0,61%, соответственно, в рамках MCE. По сравнению с рамами RC, рамы SC (с гибкими базовыми условиями и без них) испытывают значительно меньшие остаточные смещения этажей.Наибольшие остаточные дрейфы сюжетов для кадров SC-FB и SC-SSI составляют 0,11% и 0,14% соответственно для DBE и 0,29% и 0,32% соответственно для MCE.
На рисунке 10 показаны графики нормализованного базового сдвига требуемого базового сдвига для модели SSI, V SSI , деленного на базовый сдвиг фиксированной базовой модели, V FB ) рам RC-SSI и SC-SSI. Видно, что SSI имеет тенденцию к снижению требований к базовому сдвигу, и уменьшение базового сдвига рамы RC-SSI более выражено, чем у рамы SC-SSI.Для кадра RC-SSI средние значения V SSI / V FB уменьшаются на 31,15% и 29,45% при возбуждении на уровне DBE и MCE, соответственно; и они составляют 11,66% и 7,80% для кадра SC-SSI.
Нелинейное поведение фундамента оценивается с использованием остаточной осадки фундамента и остаточного вращения фундамента, которые рассматриваются как критерии повреждения фундамента. В таблице 3 представлены критерии классификации повреждений фундаментов, обобщенные Накано и др.[41]. Остаточные осадки и повороты фундамента могут быть оценены с помощью модели BNWF с приемлемой точностью согласно калибровке модели с использованием экспериментальных результатов [42]. На рисунке 11 показаны остаточные осадки фундамента кадров RC-SSI и SC-SSI при возбуждении на уровне DBE и MCE. Видно, что рамы RC-SSI и SC-SSI не испытывают повреждений фундамента из-за остаточной осадки фундамента, поскольку все остаточные осадки фундамента ниже 0.05 м, что является предельным значением для отсутствия повреждений. По сравнению с кадром RC-SSI, остаточные урегулирования кадра SC-SSI во всех случаях намного ниже. При воздействии возбуждений на уровне DBE и MCE средние остаточные осадки кадра RC-SSI составляют 0,021 м и 0,032 м, соответственно, тогда как средние остаточные осадки кадра SC-SSI значительно ниже, т. Е. 0,005 м. и 0,007 м соответственно.
|
На рис. 12 показаны остаточные повороты основания рам RC-SSI и SC-SSI при возбуждении на уровне DBE и MCE.Средний остаточный поворот фундамента рамы RC-SSI ниже предельного значения отсутствия повреждений при DBE. Однако при использовании MCE средний остаточный поворот основания рамы RC-SSI составляет 0,007 рад, что превышает допустимый предел отсутствия повреждений. Для уровня опасности MCE шесть движений грунта вызывают остаточные повороты фундамента, превышающие предельное значение отсутствия повреждений, а одно движение грунта вызывает остаточное вращение фундамента, превышающее предельное значение легкого повреждения. В общем, остаточные повороты основания у рамы SC-SSI меньше, чем у рамы RC-SSI.При возбуждении как на уровне DBE, так и на уровне MCE остаточные повороты основания рамы SC-SSI ниже предельного значения отсутствия повреждений на среднем уровне. Однако существует четыре записи о землетрясениях с уровнем опасности MCE, которые приводят к остаточному вращению фундамента более чем на 1/150 рад, что указывает на то, что система фундамента претерпевает незначительные повреждения.
7. Резюме и выводы
В этом исследовании оценивается влияние SSI на производительность самоцентрирующихся (SC) бетонных каркасов при возбуждении на уровне DBE и MCE.С помощью нелинейного динамического анализа сравнительно исследуются сейсмические характеристики набора 4-этажных бетонных каркасов SC и RC с гибким фундаментом и без него. По результатам анализа можно подытожить следующие выводы: (1) Результаты сейсмического анализа показывают, что для кадров SC и RC (с фиксированными и гибкими базовыми условиями) требования к дрейфу пикового уровня схожи. В частности, кадр SC-FB имеет немного меньшие требования к максимальному смещению сюжета, чем кадр RC-FB при возбуждении на уровне DBE и MCE.Когда учитывается SSI, требования к пиковому смещению сюжета для кадров RC-SSI и SC-SSI увеличиваются, а для кадра SC-SSI требования к пиковому смещению сюжета немного выше, чем для кадра RC-SSI. Благодаря возможности повторного центрирования, для кадров SC требуется значительно меньший остаточный дрейф, чем для кадров RC. По сравнению с их аналогами с фиксированным базовым кадром, пиковые остаточные отношения дрейфа кадра RC-SSI увеличиваются на 44,4% до 0,26% рад и на 35,6% до 0,61% рад при возбуждении на уровне DBE и MCE, соответственно; и пиковые отношения остаточного дрейфа кадра SC-SSI увеличиваются на 27.От 3% до 0,14% рад и от 10,3% до 0,32% рад на уровнях возбуждения DBE и MCE, соответственно. (3) По сравнению с их аналогами с фиксированной базовой рамой, базовые требования к сдвигу для кадров RC-SSI и SC-SSI может уменьшиться до 30% и 10%, соответственно, из-за эффекта SSI. (4) Когда рассматривается взаимодействие грунта и конструкции, обнаруживается, что соединение рамы SC-SSI выдерживает меньшее вращение и рассеивает меньше энергии, чем соединение кадра SC-FB. (5) Как правило, остаточные деформации основания кадра SC-SSI меньше, чем у кадра RC-SSI.Остаточные осадки фундаментов каркасов RC-SSI и SC-SSI находятся в пределах допустимого предела отсутствия повреждений при всех землетрясениях. В среднем остаточные повороты основания рамы SC-SSI ниже предельного значения отсутствия повреждений при возбуждении на уровне DBE и MCE, в то время как остаточное вращение основания рамы RC-SSI под MCE больше допустимого предела без повреждений.
Стоит отметить, что выводы, сделанные в этом исследовании, ограничены контекстом выбранных рамок и основ.Для получения более обобщенных результатов для самоцентрирующихся предварительно напряженных бетонных рам необходимы дальнейшие исследования с учетом более высоких конструкций, различных оснований и типов грунта.
Доступность данных
Данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.
Благодарности
Авторы хотели бы поблагодарить Национальный фонд естественных наук Китая за поддержку в рамках гранта No.51708172, Фонд естественных наук провинции Цзянсу в рамках гранта № BK20170890, и проект, финансируемый Китайским фондом постдокторантуры в рамках гранта № 2019М651674.
Как построить High End High Rise
Итак, вы хотите построить многоэтажку. Может быть, у вас есть пара сотен миллионов долларов, прожигающих дыру в вашем кармане, и акр или два свободной земли в Какаако, и вы задаетесь вопросом: как я могу принять участие? Прямо сейчас полдюжины высоток возводятся по всему городу, а еще одна горстка готовится начать строительство.Итак, на случай, если вы подумываете добавить свою собственную гигантскую башню кондоминиума к горизонту Гонолулу, мы облегчили вам задачу, составив это пошаговое руководство.
Очевидным подходом было бы проследить строительство одного высотного здания от начала до конца. К сожалению, на строительство типичного многоэтажного дома уходит почти три года, и это не считая многих лет, которые обычно требуются для получения разрешения или проектирования. Но мы не хотели, чтобы вы так долго ждали.
Оказывается, в рамках развития Ward Village у компании Howard Hughes Corp. сейчас возводятся три высотных здания, все в пределах пары кварталов друг от друга, и все они находятся на разных этапах строительства. Waiea почти завершена; У Анахи осталось около шести месяцев; и Эо только выходит из-под земли. Это дало нам удобный способ визуализировать процесс строительства высотки, разделив его на три этапа. Попутно мы сосредоточимся на частях конструкции, которые подчеркивают, насколько вам придется зависеть от удаленных, часто невидимых партнеров, чтобы построить свой высотный дом.
Перед тем, как начать сборку, необходимо подготовить сайт. Если повезет, вы начнете с чистой земли. Скорее всего, вам нужно снести старые конструкции и удалить тротуар или старые бетонные плиты. Даже в этом случае вы, вероятно, еще не закончили. Большая часть Какаако была построена на низких болотах. Например, владение Эо находилось всего в нескольких футах над уровнем грунтовых вод. Чтобы немного поднять высоту, генеральный подрядчик Layton Construction отвезла грузовиком тысячи тонн гравийной насыпи, а затем потратила недели на уплотнение земли, чтобы она выдержала огромный вес здания.Это также позволяет погрузить экскаватор в траншею, чтобы вы могли подавать коммунальные услуги с улицы.
Однако в некотором смысле строительство начинается с того, что ученый-почвовед пробуривает в земле испытательные ямы. Это очень важно, потому что ваш небоскреб будет располагаться на множестве узких бетонных свай, которые уходят на глубину до 90 футов под поверхностью. Это булыжники, отлитые из авгура, то есть они просверливаются в земле с помощью мощного авгура, а затем полученные отверстия закачиваются бетоном по мере удаления авгура.Пока бетон еще влажный, в яму опускают клетку из арматурных стержней — арматуру. Как только бетон застынет, у вас будет свая.
Именно трение земли о шероховатую поверхность этих свай на самом деле удерживает ваш небоскреб на месте. Вот почему вам нужно так много. Вот почему так важен инженер-грунт. Изучая почву под зданием, она вычисляет, какое трение оно вызовет. Это определяет, насколько глубоко вы должны просверлить отверстия для ваших свай.В некоторых местах он может достигать 60 футов; в других — почти 100 футов.
Чем глубже вам нужно копать, тем больше времени потребуется и тем больше бетона и стали вы должны использовать. Все это стоит больших денег.
После того, как сваи уложены, они связываются вместе крышками свай и профильными балками. «Балки с уклоном» — неправильное название, потому что в конечном итоге они оказываются ниже уклона. Траншеи выкапываются, чтобы обнажить верхушки свай, затем облицовываются фанерой или стальной опалубкой и заполняются бетоном и арматурой. Когда бетон схватится, опалубку снимают и траншеи засыпают гравием и землей.
Заглушки свай похожи, но они связывают вместе сваи, которые были сгруппированы для поддержки основных несущих элементов, таких как шахта лифта или несущие колонны. После того, как опорные балки и заглушки свай будут на месте, можно залить плиту, чтобы связать всю конструкцию вместе.
Поздравляю, ваш высотный дом вырос из-под земли.
Слева: Большая часть Какаако находится недалеко от уровня моря. Во время прилива участки, вырытые для установки крышек свай и опорных балок, могут быть заполнены соленой водой.Справа, сверху вниз: 1. Проходка траншеи показывает, какой объем заполнен. 2. Групы свай, выставленные на заглушку сваи. 3. Открытая арматура, готовая для следующего курса форм и бетона. 4. Строительство высотки начинается с рытья. Шарнирно-сочлененная стрела, которая подает бетон на верхнюю часть здания, управляется дистанционным управлением.Поздравляю, ваша высотка выросла из-под земли. Так начинается ритм строительства. Этаж за этажом возводится опалубка на огрызках стен и несущих колоннах.Изготовляются арматурные сепараторы и опускаются на место. Коммуникации проходят через трубопроводы и воздуховоды. Затем идет раствор бетона. Полы заливаются, опалубка заполняется, а стены постепенно поднимаются, всегда с зубчатым рядом арматурных стержней, выступающих сверху, готовых к установке следующего ряда опалубки и бетона. Фактически, именно здесь становится ясно, что, хотя ваш высотный дом может в конечном итоге выглядеть так, как будто он сделан из стекла и стали, в глубине души он представляет собой колосс из железобетона.
1. Бункеры засыпного бетона поднимаются краном.2. Стрела бетононасоса поворачивается на собственной башне.
3. Пока новый бетон не затвердеет, пол поддерживается лесом подпорок.
Одной из ярких черт большинства современных высотных зданий является инженерная отделка этажей. Они могут выглядеть как простые плиты, но технологии эволюционировали, чтобы сделать их тоньше, поэтому вам нужно меньше бетона, и у вас будет больше места для потолка и больше площади для продажи. Вы собираетесь использовать тот же метод, что и в Анахе, чтобы укрепить пол: пост-натяжение.
Бетон тяжелый, и при заливке большой плиты он имеет тенденцию провисать посередине. Это создает напряжение в бетоне, и, хотя бетон очень хорошо справляется с давлением, он плохо переносит растяжение. (Вот почему бетон всегда армируют сталью.) Чтобы устранить провисание, сотни мощных кабелей проходят через каналы в полу и заливаются бетоном. Когда бетон достаточно твердый, кабели натягиваются с помощью домкратов, а концы крепятся к краям пола.Эффект похож на батут: пост-растяжение приводит к сжатию бетона, а не к растяжению. Раньше бетон становился достаточно твердым за 14 дней. Полы из современного бетона готовы за два-три дня, что значительно ускоряет строительство.
Одной из ключевых особенностей высотного строительства является возможность закачки бетона на верхние этажи. Для этого требуется массивный насос и гигантская шарнирно-сочлененная стрела для доставки бетона в каждую точку пола.Насос может оставаться на земле, но стрела прикреплена к насосу с помощью трубы большого диаметра, которая поднимается вверх внутри того, что в конечном итоге станет шахтой лифта. Это потому, что стрела должна подниматься, чтобы не отставать от строительства. Чтобы приспособиться к этому восходящему движению, он установлен на самоподъемной платформе, которая также входит в шахту лифта. Это массивная машина — 40 футов в длину, 12 футов в ширину и три этажа — которая использует гидравлику для подъема по рельсам, временно прикрепленным к стенам шахты лифта.Строительная бригада часто оснащает нижние этажи этой штуковины микроволновой печью и ванными комнатами, используя ее как временную столовую, — говорит Ларри Шренк, директор по строительству на Гавайях Говарда Хьюза. «На действительно больших небоскребах они даже поставили сэндвич-магазин в Subway, чтобы экипажу не приходилось спускаться».
После заливки последнего этажа платформа разбирается и опускается на землю краном.
Крыша гаража Анахи служит площадкой для удобств и полностью водонепроницаема.В конечном итоге в нем разместится клубный дом для членов клуба, а также бассейн и другие водопроводные сооружения. Один конец бассейна будет стеклянным и будет нависать над территорией.Итак, ваш высокий рост завершился.
Последний этаж (который на самом деле является крышей) залит. Все окна закрыты. Пришло время сделать пространство пригодным для жизни. В некотором смысле это часть процесса, которая больше всего напоминает строительство домов на одну семью.
Для обрамления внутренних стен стальные шпильки прикреплены болтами к кронштейнам, прикрепленным к потолку и полу.Сантехники и электрики прибегают к коммунальным услугам. Затем идут армии гипсокартона. К шпилькам прикручивается гипсокартон. Его несколько раз замуровали и отшлифовали, затем загрунтовали и покрасили. Воздуховод подключен к системе HVAC. Уложены паркетные полы, закончена облицовка плиткой. Плотники вешают шкафы на кухню, чтобы можно было установить и подключить бытовую технику. Все это хорошо знакомо любому, кто хоть раз видел, как строится дом.
Но отличия все же есть.Например, в некоторых пентхаусах Waiea есть частный бассейн на веранде. Для этого нужны каменщики для бассейнов и специальная сантехника. Другой пример — пол. Несмотря на интенсивные усилия подрядчиков по бетонированию полов, даже когда они заливают пол, они редко бывают ровными. «Вы не можете себе представить, как это будет снежным комом, если у вас есть пол, который даже на дюйм выше уровня», — говорит Ларри Шенк из Говарда Хьюза. «Вы можете увидеть это в каждой комнате. Линии, где стены или шкафы встречаются с полом, будут подниматься и опускаться.”
Вверху: многие провода проходят через забетонированные в полу воздуховоды.В центре: Для выравнивания полов часто требуется дополнительный бетон. Внизу: элитные здания требуют высококачественной мебели и удобств.
Это неприемлемо, особенно если вы строите элитную квартиру, такую как Вайя. Чтобы решить эту проблему, после того, как стены возведены, группы проходят сквозь них и заполняют низкие места легко растекающимся слоем строительного раствора. Высокие точки вырублены. Это происходит по всему зданию, потому что вы не можете укладывать паркет или плитку, пока полы не будут абсолютно ровными.«Мы буквально тратим миллионы долларов на то, чтобы вернуть вещи в квартиру», — говорит Шенк.
Иногда есть особые соображения. Говард Хьюз хочет, чтобы Ward Village стал крупнейшим в стране сообществом, имеющим сертификат LEED. Это накладывает ограничения на процесс строительства. Например, воздуховоды и воздуходувки для системы кондиционирования устанавливаются довольно рано в процессе отделки, но все они должны быть герметизированы пластиком. Если бы воздуховоды и решетки оставались открытыми, они, вероятно, были бы заполнены пылью во время установки гипсокартона.Но ваша система кондиционирования должна быть защищена от пыли, если вы хотите получить статус LEED. Таким образом, пластик не может оторваться от воздуховода, пока строительство не будет почти завершено.
Покупатели дорогих квартир в кондоминиумах часто меняют свою отделку. Модельные блоки дают им некоторые варианты дизайна и показывают вид.И еще одно: если вы строите роскошное высотное здание, такое как Waiea или Anaha, ваши покупатели часто хотят иметь нестандартную отделку. Это означает, что вы будете работать с поставщиками-бутиками и вам понадобится способ отслеживать и хранить продукты, которые они вам присылают.Другими словами, вы стремитесь координировать свои действия с большим количеством цепочек поставок. И вы должны убедиться, что нужные продукты попадают в нужные единицы. Чтобы это произошло, у каждого подразделения есть своя «библия», висящая на двери. Эта папка может занимать несколько страниц и содержать спецификации для всех видов отделки в этом устройстве.
Когда вы строите свой собственный высотный дом, у вас также есть «Библия», хотя и в переносном смысле. Он содержит планы зданий и архитектурные чертежи; спецификации и списки поставок; и графики с их анализом критического пути и диаграммами Ганта.В настоящее время вся эта информация находится в цифровом виде и зачисляется в такие программы, как AutoCad или Revit. Однако если бы вы распечатали их все, они бы составили тысячи и тысячи страниц. К сожалению, более короткого способа объяснить, как построить высотное здание, не существует. Поэтому мы хотели бы завершить наш небольшой путеводитель предупреждением, которое вы часто видите на продуктах: «Требуется некоторая сборка».Пожалуйста, прочтите инструкции перед тем, как начать.
Бетонный мир
Ваш бетон — часть огромной международной индустрии.
По объему это самое продаваемое искусственное вещество на Земле, но оно имеет обманчиво простой состав: гравий, песок и цемент. Гравий и песок обеспечивают прочность; цемент связывает их. Производство цемента включает обжиг смеси измельченного известняка и глины при температуре 1450 ° C для получения негашеной извести, которую смешивают с несколькими другими ингредиентами для получения твердого вещества, называемого клинкером. Затем клинкер смешивают с небольшим количеством гипса и измельчают в порошок: знаменитый портландцемент.Хотя Hawaiian Cement — одна из немногих местных компаний, занимающихся смешиванием и продажей бетона, это единственный источник цемента на островах. Весь его цемент от Asia Cement. Этот огромный тайваньский конгломерат доставляет до 10 судов в год в глубоководный порт Калаэлоа. В прошлом году на цемент ушло 23 миллиона долларов.
Hawaiian Cement имеет довольно сложную систему для обработки всего этого цемента. Когда он разгружает балкер, мелкодисперсный порошок перемещается пневматически, всасывается, как жидкость, из трюма корабля и перекачивается в пару резервуаров для хранения в форме полусферы, которые возвышаются над доками.Оттуда компьютеризированная подвесная пневматическая система позволяет водителям компании загружать грузовики самостоятельно. В периоды бума через производственный объект в Калаэлоа ежедневно проезжает до 90 грузовиков.
Конечно, по весу бетон в основном состоит из щебня — щебня и песка.
Гавайи, несмотря на свои знаменитые пляжи, испытывают нехватку песка. Компания Hawaiian Cement должна импортировать ее из Британской Колумбии, где ее добывают в древних дюнах под еловыми и пихтовыми лесами. Примерно три раза в год балкер привозит около 40 000 метрических тонн песка; настолько много, что на доставку всего этого из Калаэлоа на завод в Халаве уходит 50 грузовиков за пять дней.
В меньших количествах Hawaiian Cement импортирует другие ингредиенты. Некоторые химические вещества могут быть добавлены в бетон, чтобы улучшить его текучесть, ускорить или замедлить отверждение. Некоторые федеральные контракты требуют использования летучей золы, побочного продукта сжигания угля, в качестве заменителя цемента в бетоне. Все эти продукты производятся где-то еще, что увеличивает количество людей, участвующих в строительстве вашего многоэтажного дома.
Единственным местным ингредиентом в вашем бетоне будет гравий. Компания Hawaiian Cement на своем предприятии в Халаве добывает и сортирует миллионы тонн гравия в год.Поскольку заполнитель — это то, что придает бетону большую часть его прочности, этот местный базальт в конечном итоге поддерживает ваше высотное здание. И в заведомо грязной отрасли (во всем мире на производство цемента приходится 7 процентов парниковых газов, производимых человеком), Hawaiian Cement работает на удивление экологически чистым производством. Бетон, например, требует много воды — как для смешивания, так и для пылеподавления, — но Hawaiian Cement перерабатывает непитьевую воду для орошения с близлежащей фермы. Они также тщательно следят за ручьем Халава, чтобы убедиться, что сток с гравийного двора не влияет на pH воды.Они даже принимают старый бетон, дробя его, чтобы переработать заполнитель.
Бетон подлежит испытанию. Чтобы построить высотное здание, требуется до 50 000 кубических ярдов бетона. Это означает смешивание тысяч партий бетона. Из-за тонких неровностей цемента не бывает двух одинаковых партий. Но ваш бетон должен соответствовать строгим инженерным стандартам. Для соблюдения графика строительства особенно важно, чтобы бетон быстро затвердел.
«Это требует тестирования», — говорит Гэвин Шираки, менеджер по продажам подразделения бетона и заполнителей Hawaiian Cement.«У подрядчика есть сторонняя лаборатория, которая ежедневно проверяет бетон», — говорит Шираки. Компания Hawaiian Cement проводит аналогичные испытания. Для каждой партии бетона отбирается несколько проб, которые формируют четырехдюймовые цилиндры. Затем эти цилиндры периодически измельчаются в мощном прессе, чтобы измерить их прочность. Только когда бетон достигнет заданной твердости, вы сможете снять опалубку и опоры и перейти на следующий этаж. Прежде чем вы завершите свой высотный дом, тысячи этих маленьких бетонных цилиндров будут раздавлены. Похоже, все стеклоДоминантой высотки часто является стеклянный фасад.
Окна поднимаются краном на этаж выше, затем используется небольшая стрела, чтобы опустить их на место. Стекольщики в ремнях безопасности направляют стекло на алюминиевые кронштейны, встроенные в бетон.Фактически, иногда это все, что можно увидеть с навесной стеной. Неудивительно, что это делает стекло одной из самых крупных статей бюджета проекта.«Контракт на стекло для Анахи составляет около 30 миллионов долларов. Это более 10 процентов от общей стоимости строительства », — говорит Ларри Шенк.
Итак, если вы хотите понять, почему строительство многоэтажного дома так дорого и сложно, лучше всего начать со стекла.
Когда вы строите дом на одну семью, большинство ключевых элементов доступны в вашем местном хозяйственном магазине. Фактически, дом, вероятно, был спроектирован с учетом спецификаций стандартных окон, дверей и оборудования. Это не тот случай, когда вы строите высотное здание.Каждая высотка уникальна, и все сделано для того, чтобы соответствовать ей. Особенно стекло. Как отмечает Шенк: «Ни одно из наружных стекол Anaha не является стандартным. Это все обычай «.
Все эти настройки означают, что для строительства высотного здания вам придется иметь дело с сложной узкоспециализированной цепочкой поставок.
Прежде всего, техническое название современного листового стекла или оконного стекла — «флоат-стекло». Термин относится к производственному процессу. На протяжении большей части 20-го века листовое стекло изготавливали путем расплющивания капли расплавленного кварцевого песка и нескольких других ингредиентов между парой стальных роликов.Этот метод был дешевым и давал относительно гладкую поверхность, но полученные стекла все равно нужно было отполировать с обеих сторон, чтобы они были действительно прозрачными. Это было трудоемко и дорого. Затем, в конце 1950-х годов, англичанин по имени Аластер Пилкингтон разработал более быстрый и дешевый подход. Вместо использования металлических роликов расплавленное стекло было равномерно вылито на ванну с расплавленным оловом, где из-за разницы в плотности двух материалов оно плавало, как масло на воде. Поскольку стекло равномерно покрыло оловянную ванну, оно было идеально гладким с обеих сторон.Толщиной можно было управлять, изменяя скорость заливки расплавленного стекла на олово и время охлаждения.
По словам Денниса Джина, старшего менеджера проекта AGA, подрядчика по производству стекла для Anaha, флоат-стекло для здания производится калифорнийской компанией Guardian Glass на ее заводе в Кингсбурге. Guardian добавляет к необработанному стеклу тонированное светоотражающее покрытие, чтобы сделать его более энергоэффективным. Иногда он также добавляет спандрели, чтобы сделать его непрозрачным.Затем они отправляют стекло следующей компании в цепочке поставок: Northwestern Industries в Юме, штат Аризона.
В NWI стекло разрезают по размеру и из него изготавливают отдельные оконные блоки. Каждая единица состоит из двух стекол толщиной четверть дюйма с промежутком в полдюйма между ними и закрытых по краям полимерным уплотнением. Иногда для дополнительной изоляции в пространство впрыскивается аргон. Эти готовые изделия затем доставляются грузовиками на завод AGA в Ливерморе, Калифорния, где они устанавливаются в изготовленные на заказ алюминиевые рамы, упаковываются в специальные ящики, называемые «койками», и отправляются в контейнерах на Гавайи.
Это самая простая часть.
Ключевой особенностью дизайна Anaha является изогнутое стекло во всех четырех углах каждого этажа. Если ваш небоскреб будет использовать изогнутое стекло, это добавит еще один шаг в цепочку поставок. Вместо Yuma сырое стекло отправляется с завода Guardian на предприятие Standard Bent Glass, специализирующееся на производстве стекла в Питтсбурге. Там каждое стекло нагревается до тех пор, пока оно не станет достаточно пластичным, чтобы загибаться на специальные формы. Только после того, как стекло будет соответствовать правильному радиусу, они могут изготавливать отдельные блоки с двойным остеклением.Затем они устанавливаются в их специальные алюминиевые рамы, упаковываются в ящики и отправляются в Гонолулу.
Доставить здесь стакан — это только половина дела. Его еще нужно установить. Местные стекольщики AGA отвечают за изготовление изготовленных на заказ монтажных кронштейнов и молдингов, которые удерживают окна на месте. Также устанавливают каждое окно. В случае навесных стен — таких, где вся поверхность здания сделана из стекла — окна привинчиваются к алюминиевым скобам, которые были встроены в край каждого этажа при заливке бетона.В этой системе вес стекла полностью ложится на кронштейны. В случае «оконного стекла» стекло опирается на пол или стену; скобки просто удерживают его на месте.
Вся конструкция невероятно сложна. «Для Анахи, — говорит Джин, — каждая стеклянная панель состоит из 147 различных частей: кронштейнов, болтов, шурупов, стекла и т. Д.» Может быть, более важно то, что почти каждая из этих 5000 с лишним панелей уникальна.
У Onyx есть свои специалистыЕсли вы хотите построить небоскреб высокого класса, вы должны использовать высококачественную отделку.
У каждого из них своя собственная цепочка поставок, часто щупальца которой охватывают весь земной шар. Например, дизайнеры Waiea хотели использовать подходящие к книге плиты из розового оникса для облицовки стен душевых в нескольких пентхаусах. Однако оказалось, что источников розового оникса не так уж и много. Гигантские плиты в Вайе были добыты из старого семейного карьера в Иране. Но путешествие из гор Персии в Какаако окольным путем. Брюс Кумов, чья компания BMK Construction отвечает за оникс, проводит нас через этот процесс.Все начинается с человека по имени Рауль Лучано, швейцарского эксперта по камню, который действует как своего рода сторонний инспектор и консультант по контролю качества. «Этот парень лучший, — говорит Кумове. «Он сделал камень в новом Всемирном торговом центре в Нью-Йорке и камень для музея Гетти. Он занимается этим бизнесом 35 лет и имеет офисы в Лондоне, Нью-Йорке, Лос-Анджелесе и Хьюстоне. Это все, что он делает ».
Лучано должен был убедиться, что Вайя получил оникс, который подходит для подбора книг.Это означает, что нужно взять толстую пластину и разрезать ее на две более тонкие пластины, а затем открыть их, как книгу, так, чтобы прожилки в ониксе симметрично исходили от центральной линии. Оникс добывают гигантскими блоками — в данном случае с гранями в девять футов — поэтому трудно определить цвет изнутри. «Лучано вручную выбрал, какие блоки использовать, чтобы они отражались должным образом», — говорит Кумов.
Несмотря на то, что в иранском карьере добывали лучший розовый оникс, отделка камня не соответствовала стандартам Вайеа.«Когда Лучано выбрал блоки, — говорит Кумов, — их поместили на 40-футовые полуприцепы. Они были настолько большими, что, если повезет, можно было бы проехать три квартала до трейлера ». Затем блоки были доставлены грузовиками через Турцию и Восточную Европу в Италию. Чтобы доставить камень из карьера в Иране в Италию, потребовалось шесть месяцев.
Обработка мрамора заняла еще восемь месяцев. Большие блоки разрезали на плиты с помощью многопильного станка. Это гигантское промышленное устройство со стойкой с равномерно расположенными пильными полотнами вверху и гидравлическим подъемником внизу.Он работает, устанавливая оникс на подъемник и неумолимо поднимая его через косую стойку пильных полотен, разрезая камень так же чисто, как нарезанный хлеб. Затем плиты тщательно пронумеровываются, чтобы соседние плиты можно было использовать для сопоставления книг.
Резка оникса — медленный, но не единственный трудоемкий процесс, — говорит Кумове. «Оникс — очень нестойкий и хрупкий материал. Он очень легко трескается, потому что в нем много полостей. Таким образом, после того, как они разрезают плиты по размеру книги, они должны заполнить полости эпоксидной смолой и отполировать ее.Они также наносят слой эпоксидной смолы и сетку на тыльную сторону плит. Вот почему оникс такой дорогой камень: с ним так сложно работать. Также много потерь. Вы можете получить 20 плит из блока, но 50 процентов могут оказаться отходами. И для того, чтобы все это произошло, требуется много времени ».
Даже после того, как оникс упакован и отправлен, международная природа каменной промышленности не прекращается. «Немногие люди понимают, как обращаться с ониксом, подобранным по книге», — говорит Кумов.«Для этого нужны опытные каменщики по мрамору. Чтобы работа была сделана правильно, у нас есть специальная бригада, которую мы создали специально для работы с этими плитами. Большинство из них украинцы ».
ХОРЕОГРАФИЯ РАБОЧИХ
Строительство высотного здания требует тесной координации между рабочими. По часовой стрелке сверху: 1. Бетонщик подает сигнал оператору стрелы. 2. Для временного лифта требуется оператор. 3. Оператор стрелы контролирует заливку бетона. 4. Металлическая опалубка придает бетону окончательную форму.
Работа вашего генерального подрядчика заключается в организации всех строительных работ. Каждому субподрядчику нужно место и время для размещения и погрузки. Они должны иметь возможность работать без вмешательства других субподрядчиков. Они должны иметь возможность получать припасы, когда и где они им нужны, поэтому им нужно немного времени на кран.
И не только подводные лодки нуждаются в координации. Как подрядчик, вы должны иметь дело с перемещением инженерных сетей, остановками движения и временными сооружениями для защиты пешеходов.Вы также должны уважать потребности своих соседей, некоторые из которых также могут быть арендаторами.
Например, чтобы магазины Pier 1 и Nordstrom Rack по-прежнему имели доступ к своей погрузочной платформе, Говард Хьюз спроектировал Анаху таким образом, чтобы на нижнем уровне имелся достаточный вертикальный зазор, чтобы полуприцеп мог въехать под здание и сделать три -точка поворота.
По мере затвердевания каждого вновь залитого пола работа стремительно набирает обороты на этажах ниже. Каждый этаж разделен на отдельные зоны, и бригады перемещаются по ним, чтобы выполнять свою работу в надлежащем порядке.Проходит набор для разметки профилей ненесущих стен и постоянной мебели на полу. Другие банды грубые в сантехнике и электричестве. Еще одна банда устанавливает окна. И вся эта работа достигает крещендо после того, как стекло помещается внутрь. Как только пол станет устойчивым к погодным условиям, можно начинать отделку.
Сваи из сборного железобетона
Сборные железобетонные сваи — это вытесняющие сваи, которые являются одной из самых экономичных свайных систем по стоимости в расчете на один линейный фут в расчете на поддерживаемую нагрузку.
GeoStructures поставляет сборные железобетонные сваи на основе проекта с допустимой грузоподъемностью от 125 до более 750 тысяч фунтов на сваю или по мере необходимости для вашего проекта.
ПРЕИМУЩЕСТВА ДИЗАЙН-СТРОИТЕЛЬСТВА
■ Подрядчик / проектировщик обязуется работать с сваями
■ Оптимальное соотношение цены и качества благодаря множеству вариантов конструкции
■ Все сваи — не единственный ответ — можно комбинировать с опциями улучшения грунта
ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ЧАСТНЫХ БЕТОННЫХ СВАЙ
■ Фундаменты зданий — тяжелые нагрузки и мягкие грунты
■ Высокие здания, подверженные сейсмической нагрузке
■ Промышленные здания со значительными горизонтальными или изгибающими напряжениями
■ Фундаменты резервуаров
■ Набережная и стеновая опора МСЭ
■ Склады с большой нагрузкой на пол
■ Электростанции
ПРЕИМУЩЕСТВА ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ БЕТОННЫХ СВАЙ
■ Минимальная добыча — отлично подходит для участков Браунфилд
■ Объем сваи подтвержден для каждой сваи
■ Процесс проектирования / сборки — обеспечивает максимальную ценность за счет эффективного проектирования
■ Механические соединения обеспечивают более быструю установку и минимальное количество отходов
НАИЛУЧШИЕ ГЕОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ
■ Условия тяжелых нагрузок и жесткие критерии осадки
■ Глубокие мягкие или органические почвы поверх плотных песков или коренных пород
■ Мягкие или рыхлые почвы глубиной более 30 футов
УЧЕТ ВИБРАЦИИ ПРИ УСТАНОВКЕ
Поскольку используются гидравлические молоты , сваи можно устанавливать очень близко к зданиям и железнодорожным путям.