Foundation (engineering) - Foundation (engineering)
I ingeniørfag er et fundament elementet i en struktur som forbinder det med bakken og overfører laster fra strukturen til bakken. Fundamenter anses generelt som enten grunne eller dype . Foundation engineering er anvendelsen av jordmekanikk og bergmekanikk ( geoteknisk ingeniørfag ) i utformingen av grunnelementer i strukturer.
Hensikt
Fundamenter gir strukturens stabilitet fra bakken:
- Å fordele konstruksjonens vekt over et stort område for å unngå overbelastning av underliggende jord (muligens forårsake ulik bosetting).
- For å forankre strukturen mot naturkrefter inkludert jordskjelv, flom, frosthevinger, tornadoer og vind.
- For å gi en jevn overflate for konstruksjon.
- For å forankre strukturen dypt i bakken, øke stabiliteten og forhindre overbelastning.
- For å forhindre sidebevegelser av den støttede strukturen (i noen tilfeller).
Krav om et godt fundament
Design og konstruksjon av et godt utførende fundament må ha noen grunnleggende krav:
- Konstruksjonen og konstruksjonen av fundamentet er gjort slik at det både kan opprettholde og overføre de døde og de pålagte lastene til jorda. Denne overføringen må utføres uten å resultere i noen form for oppgjør som kan resultere i noen form for stabilitetsproblemer for strukturen.
- Differensielle bosetninger kan unngås ved å ha en stiv base for fundamentet. Disse problemene er mer uttalt i områder der de overlagrede lastene ikke er ensartede.
- Basert på jord og område anbefales det å ha et dypere fundament slik at det kan beskytte enhver form for skade eller nød. Disse er hovedsakelig forårsaket på grunn av problemet med krymping og hevelse på grunn av temperaturendringer.
- Plasseringen av det valgte fundamentet må være et område som ikke påvirkes eller påvirkes av fremtidige arbeider eller faktorer.
Historiske typer
.jpg)
Jordfast eller stolpe i bakkekonstruksjon
Bygninger og strukturer har en lang historie med å ha blitt bygget med tre i kontakt med bakken. Post i bakkekonstruksjon kan teknisk sett ikke ha grunnlag. Tømmerstabler ble brukt på mykt eller vått underlag, selv under stein- eller murvegger. I marin konstruksjon og brobygging kalles et kryss av tømmer eller stålbjelker i betong grill.
Padstones
Kanskje det enkleste grunnlaget er padstone, en enkelt stein som både sprer vekten på bakken og hever tømmeret fra bakken. Stenstein er en bestemt type padstones.
Steinfundamenter
Tørr stein og steiner lagt i mørtel for å bygge fundament er vanlige mange steder i verden. Tørrlagt steinfundament kan ha blitt malt med mørtel etter byggingen. Noen ganger er det øverste, synlige steinforløpet hugget, steinbrudd. I tillegg til bruk av mørtel, kan det også legges stein i en gabion . En ulempe er at hvis du bruker vanlige stålarmering, vil gabionen vare mye mindre lenge enn ved bruk av mørtel (på grunn av rust). Bruk av forvitrede stålarmering kan redusere denne ulempen noe.
Grusmasser for grus
Mursteingrøfter er en grunne grøft fylt med steinsprut eller steiner. Disse fundamentene strekker seg under frostlinjen og kan ha et avløpsrør som hjelper grunnvannet til å renne vekk. De er egnet for jord med en kapasitet på mer enn 10 tonn/m 2 (2000 pund per kvadratfot).
Galleri med grunne fundamenttyper
Tegning av Poteaux-en-Terre- post i bakketype veggkonstruksjon (dette eksemplet kalles teknisk pallisadekonstruksjon ) i Beauvais House i Ste Genevieve, Missouri
Et kornkammer på staddle steiner , en type padstone
Black Eagle Dam-tverrsnitt av byggeplaner for strukturen fra 1892
Davis House ruiner av tørrlagt stein, Gardiner, NY
En grunnleggende type steinsprutgrunnlag
Typisk boligbetongfundament, bortsett fra mangel på ankerbolter . Betongveggene er støttet på sammenhengende underlag. Det er også et betonggulv . Legg merke til det stående vannet i de franske avløpsgravene.
Moderne typer
Grunne grunnlag
Ofte kalt fotfester , er vanligvis innebygd omtrent en meter eller så i jord . En vanlig type er spredningsfoten som består av strimler eller pads av betong (eller andre materialer) som strekker seg under frostlinjen og overfører vekten fra vegger og søyler til jord eller berggrunn .
En annen vanlig type av grunne fundament er det skive-on-klasse fundament, hvor vekten av konstruksjonen overføres til jord gjennom en betongplate plassert på overflaten. Grunnlag på plater kan være forsterkede matteplater, som varierer fra 25 cm til flere meter tykke, avhengig av bygningens størrelse, eller etterspente plater, som vanligvis er minst 20 cm for hus, og tykkere for tyngre strukturer.
Dype fundamenter
Brukes til å overføre belastningen fra en struktur ned gjennom den øvre svakt lag av matjord til den sterkere lag av undergrunnen under. Det finnes forskjellige typer dype fotfester, inkludert slagdrevne peler, borede sjakter, caissons , spiralformede peler, geopirer og jordstabiliserte søyler. Navnekonvensjonene for forskjellige typer fotfester varierer mellom forskjellige ingeniører. Historisk sett var hauger av tre , senere stål , armert betong og forspent betong .
Monopil fundament
En type dyp fundament som bruker et enkelt, generelt stort konstruksjonselement innebygd i jorden for å støtte alle belastninger (vekt, vind, etc.) av en stor struktur over overflaten.
Mange monopilfundamenter har de siste årene blitt brukt til økonomisk konstruksjon av havbaserte vindmølleparker med fast bunn på undersjøiske steder på grunt vann . For eksempel gikk en enkelt vindpark utenfor kysten av England online i 2008 med over 100 turbiner, hver montert på en 4,74 meter diameter monopilfot i havdyp opp til 16 meter vann.
Design
Fundamenter er designet for å ha en tilstrekkelig lastekapasitet avhengig av hvilken type undergrunn/stein som støtter fundamentet av en geoteknisk ingeniør , og selve foten kan konstrueres strukturelt av en konstruksjonsingeniør . De viktigste designproblemene er bosetting og bæreevne . Når man vurderer oppgjør, vurderes normalt totaloppgjør og differensialoppgjør. Differensialoppgjør er når en del av en stiftelse bosetter seg mer enn en annen del. Dette kan forårsake problemer med strukturen som fundamentet støtter. Ekspansiv leirjord kan også forårsake problemer.