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Ein vollständiger Leitfaden zum Bau von Fundamenten: Definition, Typen, und Verwendungen

Inhaltsverzeichnis

Definition von Fundament

Fundamente übertragen Kräfte von Tragwerken auf eine externe Quelle, typischerweise der Boden. Der Boden hat im Wesentlichen unendliche Stabilität, Dies macht es zu einem großartigen Ort, um die Lasten Ihrer Struktur zu übertragen.

In einem Strukturmodell, Stiftungen werden oft als dargestellt Unterstützt, oder Randbedingungen. Sie fungieren als Endpunkt für einen Lastpfad.

Stiftungen dienen mehreren Zwecken, einschließlich:

  • Kurzfristig, stabilisieren und stützen die Konstruktion.
  • Auf lange Sicht, widerstehen unterschiedlichen Setzungen und erhöhen die Lebensdauer der Struktur.
  • Verteilen Sie Lasten von Stützen auf eine größere Fläche.
  • Verteilen Sie ungleichmäßige Strukturlasten neu.
  • Schützen Sie die Struktur vor Bodenerosion unter dem Fundament.
  • Unterstützen Sie die seitliche Stabilität gegen seitliche Belastungen wie Wind und Erdbeben.

Der Boden, auf dem das Fundament sitzt, oder hineingestapelt wird, ist ein kritischer Aspekt bei der Konstruktion eines Fundaments und muss analysiert und auf seine Stabilität überprüft werden. Verschiedene Bodenarten wie Ton verhalten sich ganz anders als andere wie Sand. Diese Verhaltensunterschiede werden durch physikalische Größen wie Bodenkohäsion und Reibungswinkel ausgedrückt.

Arten von Stiftungen

Allgemein, Gründungssysteme werden in Flach- und Tiefgründungen eingeteilt. Flachfundamente werden fast immer gegen die Erde gegossen. Das Gelände ist relativ ausgegraben seicht Tiefe, unter der Bodenerhöhung. Sie sind einfacher zu konstruieren, billiger, und, deshalb, normalerweise eine beliebtere Designoption für kleinere Strukturen.

Zahl 1: Gründungssysteme

Unterschied zwischen „Fußböden’ und „Stiftungen’

Die Begriffe Fundament und Fundament werden häufig miteinander verwechselt.

Eine Gründung’ ist ein allgemeiner Begriff, der verwendet wird, um einen Teil einer Struktur zu bezeichnen, der die Last vom Oberbau auf den tragenden Boden überträgt. Es kann entweder als flaches oder tiefes Fundament klassifiziert werden.

Ein ‚Fuß‘’ ist ein Teil eines Fundaments in Kontakt mit dem Boden. Typischerweise, Fundamente sind nur mit Flachgründungen verbunden. Siehe Diagramm Foundation Systems oben. Alle Fundamente gelten als Fundamente, aber nicht alle Fundamente sind Fundamente.

Unterschied zwischen tiefen und flachen Fundamenten

Flachfundamente kommen vor allem dann zum Einsatz, wenn die Last in einen an a liegenden Tragboden abgetragen werden soll seicht Tiefe (so wenig wie 1 Meter bzw 3 Füße). Tiefgründungen kommen zum Einsatz, wenn die Last in tiefe Schichten abgetragen wird (von 20-65 Meter bzw 60-200 Füße).

Tiefgründungen findet man eher an Standorten mit ungünstigen Bodenverhältnissen. Beispielsweise, Die meisten Meeresprojekte verwenden tiefe Fundamente für zusätzliche Stabilität. Der Prozess der Errichtung einer Tiefgründung ist komplexer und kostspieliger. Es erfordert schwerere Ausrüstung, Facharbeiter, und richtiges Zeitmanagement. Tiefgründungen können in den Boden gerammt oder gegen die Erde gegossen werden, Boden ist viel schwieriger auszuheben, und der Bodendruck nimmt zu, wenn Sie tiefer gehen. Ein tiefes Fundament bietet seitlichen Halt, widersetzt sich der Hebung, und unterstützt größere Lasten. Es beruht sowohl auf Endlager- als auch Mantelreibung.

Im Vergleich, Flachfundamente sind billiger, weniger Arbeit erfordern, Ausrüstung, und Materialien. Sie verlassen sich hauptsächlich auf die Endlagerung auf dem Boden. Die Verstärkung in flachen Fundamenten trägt dazu bei, einem Umkippen und Biegen des Fundaments zu widerstehen.

Flache Fundamente

Isolierte Fundamente

Isolierte Fundamente, auch bekannt als Spreiz- oder Polsterfundamente, sind die einfachste und gebräuchlichste Art der Gründung. Jedes Fundament stützt seine Säule, von der es die Last aufnimmt, und verteilt sie auf den Boden, auf dem es lastet. Einzelfundamente sind fast immer quadratisch oder rechteckig. Dadurch sind sie einfacher zu analysieren und zu konstruieren. Die Abmessungen des Fundaments werden basierend auf den Belastungen der Stütze geschätzt, die sichere Tragfähigkeit, und übermäßige Bodensetzung.

Figur-isolierte-Stiftung, Arten von Fundamenten, Fundament

Zahl 2: Isolierter Fuß

Wandfundamente

Wandfundamente, auch Streifenfundamente genannt, tragen das Gewicht von tragenden und nicht tragenden Wänden. Ähnlich wie isolierte Fundamente, desto größer die Trittfläche, desto größer ist die Fähigkeit des Fundaments, Setzungen zu begrenzen. Streifenfundamente sind nützlich, um tragende Wände zu stützen, da sie nicht nur toten Lasten der Struktur standhalten, aber auch andere Auslegungslasten. Dies ist besonders nützlich, wenn tragende Wände gestützt werden.
Dies ist besonders nützlich, wenn tragende Wände gestützt werden, Arten von Fundamenten, Fundament

Zahl 3: Wandfundament

Kombinierte Fundamente

Dies ist besonders nützlich, wenn tragende Wände gestützt werden, das kombinierter Fuß wird konstruiert, wenn Stützen strukturelle Lasten tragen. Dies wird verwendet, wenn zwei oder mehr Säulen so nahe beieinander liegen, dass sich ihre isolierten Fundamente überlappen. Der Bau von kombinierten Fundamenten kann wirtschaftlicher sein, wenn die Fundamentmaterialien verwendet werden (Beton) sind billiger als die Arbeit, um zwei getrennte Fundamente zu bilden. Kombinierte Fundamente können rechteckig sein, trapezförmig, oder T-förmig, abhängig von der Größe und Position der Säulen, die vom Fundament getragen werden.

Figur-kombinierte-Stiftung, Arten von Fundamenten, Fundament

Zahl 4: Kombiniertes Fundament

Riemenfundamente

Riemenfüße, auch als freitragende Fundamente bekannt, sind zwei isolierte Fundamente, die mit einem Gurtbalken verbunden sind.

Gurtbalken verbinden üblicherweise zwei Fundamente, die Säulen tragen, die erheblichen seitlichen Kräften standhalten. Der zentrale Gurtbalken trägt dazu bei, die Auswirkungen der seitlichen Belastung zu reduzieren, ohne zusätzlichen Schwerkraftdruck auf den Boden auszuüben, was auftreten würde, wenn ein kombiniertes Fundament verwendet würde.
Figur-Strap-Foundation, Arten von Fundamenten, Fundament

Zahl 5: Strap-Stiftung

Mat-Stiftung

Wie der Name andeutet, ein mattes Fundament, auch bekannt als Floßfundament, ist eine Art Fundament, das sich über die gesamte Fläche des Gebäudes erstreckt und schwere Lasten von Säulen oder Wänden trägt, ähnlich einer Platte auf dem Boden. Es wird am häufigsten beim Kellerbau verwendet, bei dem die gesamte Kellerbodenplatte als Fundament fungiert. Mattenfundament wird gewählt, wenn das Gebäude von schwachem Boden getragen wird. Dadurch werden Gebäudelasten auf eine extrem große Fläche verteilt. Dies verhindert unterschiedliche Setzungen, die bei isolierten Fundamenten vorherrschen würden. Dies ist am geeignetsten und wirtschaftlichsten zu verwenden, wenn die Grundfläche des Gebäudes relativ klein ist oder Säulen nahe beieinander stehen, Begrenzung der Materialkosten. Umgekehrt, Es ist nicht wünschenswert, Mattenfundamente zu errichten, wenn sich das Grundwasser über der tragenden Oberfläche des Bodens befindet.
figure-mat-foundation, Arten von Fundamenten, Fundament

Zahl 6: Matten- oder Floßfundament

D.eep-Stiftungen

Pfahlgründung

Der Zweck jedes Fundamenttyps besteht darin, Lasten oder Kräfte vom Oberbau auf den Boden ohne übermäßige Setzungen zu übertragen. Pfahlgründungen werden häufig für Projekte verwendet, die auf schwachen oder gesättigten Bodentiefen liegen, bei denen die Aushubtiefe für flache Gründungen nicht machbar ist. Pfähle variieren im Durchmesser, sind aber viel tiefer als breit. Die Belastung des Oberbaus wird von den Pfählen durch die schwach komprimierbaren Bodenschichten auf steifere Böden oder hartes Gestein übertragen. Sie können aus Stahl hergestellt werden, Bauholz, vor Ort gegossen, oder Betonfertigteilen. Ortbetonpfähle werden hergestellt, indem ein Bohrloch in der Erde mit einem langen Drehbohrer ausgehöhlt und dieses Bohrloch mit Stahlarmierung und Beton gefüllt wird. Wenn sich die Bohrlochwände nicht selbst tragen können, Stahlauskleidungen können die Form des Bohrlochs beibehalten. Fertigpfähle werden mit einem an schweren Maschinen befestigten Rammhammer senkrecht oder schräg zur Senkrechten in den Boden gerammt. Manchmal, Pfähle werden mit einer Pfahlkappe an ihrer obersten Erhebung zusammengegossen, Grundsätzlich, ein isolierter Stand, um eine Pfahlgruppe zu erstellen, die eine große Säule tragen kann (Siehe Abbildung 7)

Vorteile der Verwendung von Pfahlgründungen:

  1. Pfähle können in einer kontrollierten Umgebung gemäß jeder erforderlichen Spezifikation oder Konstruktionsanforderung vorgegossen werden.
  2. Fertigpfähle werden zur Baustelle geliefert und können sofort installiert werden, was zu einem schnelleren Arbeitsfortschritt führt.
  3. Ortbetonpfähle können große und hohe Strukturen wie Wolkenkratzer tragen, wo ein flaches Fundament nicht ausreichen würde.
  4. Rammpfähle können auch dort verwendet werden, wo es aufgrund von unter Druck stehendem Grundwasserspiegel nicht ratsam ist, Löcher zu bohren.
  5. Pfahlgründungen können dort eingesetzt werden, wo die Bodenverhältnisse andere Gründungsarten unmöglich machen.

Nachteile der Verwendung von Pfahlgründungen:

  1. Betonpfähle müssen ausreichend verstärkt werden, um den Belastungen standzuhalten, wenn sie in den Boden gerammt werden
  2. Planung und Ausrüstung sind für die ordnungsgemäße Handhabung und das Rammen von Pfählen in den Boden unerlässlich
  3. Das Anheben des Bodens oder ein bereits gerammter Pfahl kann auftauchen, wenn ein Pfahl in den Boden mit geringer oder schlechter Drainagequalität gerammt wird.
  4. Das Rammen von Pfählen erzeugt Vibrationen, die Integrität benachbarter Strukturen beeinträchtigen.

Figur-Stapel-Fundament, Arten von Fundamenten, Fundament

Zahl 7: Pfahlgründungen und Pfahlkappe

Seebrücke (Kasten) Stiftung

Pfeiler- oder Caisson-Fundamente ähneln einem Einzelpfahl-Fundament, haben jedoch einen größeren „Pfahl“-Säulendurchmesser. Caisson-Fundamente werden auch anders installiert. Im Gegensatz zur Pfahlgründung, Pfeilerfundamente werden durch Ausheben oder Ausbaggern des Bodens unter der Erde und Füllen mit Beton und Stahlbewehrung errichtet. Caissons können auch in das Grundgestein gebohrt werden oder auf Erdschichten ruhen, aber ein „glockenförmiger“ Querschnitt ist erforderlich, um die Last über eine größere Fläche zu verteilen (wie in Abbildung gezeigt 8). Wegen der Anwesenheit von Wasser, Pfeilerfundamente sind auf Endlager angewiesen, um den Belastungen des Oberbaus standzuhalten, im Gegensatz zur Pfahlgründung, die Lasten durch Kopflager und Mantelreibung überträgt. Typischerweise, Pfahlgründungen werden errichtet, wenn in erreichbarer Tiefe keine festen Schichten vorhanden sind, und Pfeilerfundamente werden häufig verwendet, wenn die oberste Bodenschicht aus zersetzten Steinen oder steifem Ton besteht.

Figur-Caisson-Fundament, Arten von Fundamenten

Zahl 8: Pier oder Caisson Foundation mit Pile Cap

Kostenloser Betonfundamentrechner

Ich hoffe, dieses Tutorial hat Ihnen geholfen, mehr über die verschiedenen Arten von Fundamenten zu erfahren, die im Hochbau verwendet werden. Schauen Sie sich unsere an Kostenloser Betonfundamentrechner, eine vereinfachte Version von SkyCiv Foundation Design-Software, oder melden Sie sich noch heute an, um mit der SkyCiv-Software zu beginnen!

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