International Journal of Applied Exercise Physiology


International Journal of Applied Exercise Physiology


Download 24.32 Mb.
Pdf просмотр
bet9/176
Sana05.12.2019
Hajmi24.32 Mb.
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   176

International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



60 

 

 

 



 

Picture 4. Armature frame 

After installing the reinforcement of the installation layer, the working reinforcement is fastened and a 

solid  spatial  framework  is  created.  To  facilitate  the  entire  structure  while  maintaining  the  quality 

characteristics of the structure, fiberglass, instead of steel, should be used as the working reinforcement. 

Reinforcement  is  made  from  the  bottom  up  in  such  a  way  as  to  transfer  most  of  the  load  directly  to  the 

foundation, reducing the impact on the pneumatic wall and the insulation layer. Then, the frame is molded 

by spraying the concrete mixture (shotcreting method) (see Pic. 5) 

The splash of concrete is produced by grippers in the direction of the bottom-up, from the "basket" placed on 

the boom of the crane or loader. The concrete thus applied, after setting,  together with  the reinforcement, 

forms  a  high-strength  framework  of  the  structure,  capable  of  receiving  the  calculated  loads  with  a  large 

margin of safety and stability. 

 

Picture 5 – shotcreting  



If  hemispheres,  besides  their  own  weight,  must  take  increased  external  loads,  additional 

reinforcement should be provided. When concrete takes about 75-80% of the design strength, the air supply 

stops,  the  inflator  can  be  turned  off  and  the  main  opening  is  opened  for  the  removal  (removal)  of  the 

construction equipment of unused materials. 

After  the  termination  of  the  application  of  the  concrete  mixture,  the  necessary  apertures  are  cut  out,  their 

filling is carried out - the concrete dome is ready (Picture 6). 

Pneumatic formwork plays the role of permanent formwork and performs the function of the top layer of the 

coating. Based on this, the color and quality of the reinforced polyester vinyl fabric should be chosen, taking 

into account the requirements for masking and architectural design of the structures. 

 

 



International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



61 

 

 

 



 

Picture 6. - Dome in section 

Thus,  we  get  a  solid  reinforced  concrete  structure,  suitable  for  use  in  northern  latitudes,  as  well  as 

providing reliable protection during military operations. The database for a closed system of vital activity, in 

which all processes are performed, does not leave the premises.  

 

 



 

 

 



 

 

 



Picture 7. - Possible forms of dome structures 

The  main  advantage  of  dome  houses  is  high  mobility  and  at  the  same  time  sufficient  reliability  to 

build such houses even in rather harsh climate.  In the process of building spherical houses, as a rule, light, 

environmentally friendly and durable materials are preferable. In addition, they should be easily mounted 

and at the same time fully fulfill their role. The reviews about the domed houses are mostly positive.  

Owners like the original shape, comfort and spaciousness of these buildings. Energy savings, low costs for 

the construction of spherical buildings are also often mentioned in the comments of their owners.  

Projects of dome houses is an original idea worthy of attention. At an affordable cost, this design is very easy 

to build, resistant to any external factors and in no way inferior to the houses of the traditional form. 


International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



62 

 

 

 



References 

1.  Ievlev Vadim, The embodiment of the domed house or My home dome, 2013. – 21 p. 

2.  Source  of  the  description  of  the  technology  of  construction  of  buildings  using  pneumatic  formwork. 

[URL]: http: //www.btstroy.ru/ UDC 504.06 

3.  Eremenok P.L. Architecture and building structures. - M.: Publishing house of literature on construction, 

2015 - 432 p. 

4.  Dome houses pros and cons [Electronic resource]. - Access mode: http://kupolnie-doma.ru 

5.  Telichenko  V.I.  The  technology  of  construction  of  buildings and  structures:  a  textbook  for  construction 

universities /  V.I. Telichenko, A.A. Lapidus,  O.M. Terentev.  - 4th ed., Stehr.  -  Moscow: Higher School, 

2018. - 446 p. 

6.  The technology of construction production. Course and diploma projects: Textbook for universities / S.K. 

Khamzin, A.K. Karasayev. - SPb, 2015. – 216 p. 

7.  Construction  of  the  domed  house  -  pros  and  cons  [Electronic  resource].  -  Access  mode: 

http://samostroyechka.ru 

8.  Lepnitsky M.E. Domes Calculation and design. - L.: Stroyizdat, 2013 - 128 p. 

 

 



 

 

 



 

International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



63 

 

 

 



Innovative Materials for Reinforced Concrete Foundations 

Tokarev Dmitriy Vadimovich

1



Kirina Lyubov Olegovna

2



Shukurov Suleyman Arif oglu

3



Shumbutov Alexander Dmitrievich

4



Roman Tsalobanov

5



Gorodnichev Anton Vyacheslavovich

6



Ismailov Magomed Sharipovich.

7



Malsagov Umar Mikailovich

8

 and 

Gusev Vitaliy 

Gennad’evich

9

 

 Moscow State University of Civil Engineering (MGSU) National Research University 

Abstract 

Currently, most people are in a different search: in the search for information, materials or resources. 

The  main  criteria  for  finding  a  specific  query  are  a  cost-effective  offer,  environmental  safety  in  use  and 

maximum saving  of personal time. A global environmental catastrophe  hangs over the  modern world. To 

prevent it, it is necessary to apply measures. 

This article discusses the main types of foundations, as well as innovations in this area. 



Key  words:  reinforced  concrete  foundation;  isolated  foundation;  strip  foundation;  solid  foundation;  self-

healing elastic concrete. 



Introduction 

The foundation is a structure buried in the ground that transfers loads and impacts from a building to 

the basement [1]. In the construction as a basis, it began to be used in the ancient times. Simultaneously with 

the development of the foundation, there was a process of development of the construction itself. Structures 

built on a good basis, have great durability, for example, the pyramid of Cheops has survived until our time. 

Its age is about 4.5 thousand years; weight is about 6 million tons, and the average load on the base is 12 kg / 

cm2.   

The first mentions, recommendations for the construction of foundations appeared in Rome. Roman 



architect and mechanic Vitruvius (I century BC) is known for his treatise “On Architecture” (De archiectura), 

which is very valuable for the history of science, engineering and architecture. As well as recommendations 

for the construction of foundations found in the ancient annals of our country. But these are only references 

and  recommendations,  at  that  time  there  was  no  theoretical  basis  for  calculating  the  basement  and 

foundations.  

Only  in  the  XVIII  century,  the  first  theoretical  development  of  science  in  foundation  engineering 

appeared. In 1773, the French scientist Charles Augustin Coulon presented his work “On the application of 

the  maximum  and  minimum  rules  to  some  maximum  rules  to  certain  statistical  issues  related  to 

architecture”  to  the  French  Academy  of  Sciences.  There  the  theory  of  calculating  the  resistance  of  soils  to 

shear and the formula for calculating the pressure of the soil on the retaining wall were derived.  Later also 

the  French  scientist  Jacques  Triget  in  1841  proposed  one  of  the  methods  for  the  construction  of  caisson 

foundations. 

And  in  the  XIX  century  such  material  as  concrete  was  discovered  which  serves  as  the  main  link  in  the 

construction of foundations. And in 1899, our scientist Anton Emilievich Straus suggested using the stuffed 

piles, he also proposed to lower the armature into the wells and then fill it with concrete. Thus, the Straus 

first  introduced  reinforced  concrete  piles,  and  another  Russian  scientist,  Alexander  N.  Lentovsky,  used 

reinforced concrete to construct reinforced concrete caissons. All foundations are divided into  three types: 

isolated, tape and solid.  



Isolated prefabricated foundation 

The most common among all types of foundations are isolated foundations. This is due to the fact that 

they  are  simple  in  construction  and  economical.  It  is  recommended  to  perform  this  type  of  foundation 

symmetrically with respect to the plane of action of moments, which is the axis of the column.  

Thus, they have a square  plan on central loading, and in cramped conditions and on  off-center loading, a 

rectangular shape is allowed, but with an aspect ratio of not more than 3: 1.  They are arranged under each 



International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



64 

 

 

 



column, regardless of its type (built-up column or monolithic), provided they are rarely located and there is 

a relatively small load on them.  

There are two types of isolated foundations: prefabricated and monolithic. In turn, prefabricated foundations 

are  divided  into  solid  and  composite.  They  are  classified  by  the  size  of  the  columns.  Solid  prefabricated 

basket-type foundations are small, they are usually performed with one step with bevels on the surface of 

the steps of heavy concrete, starting with class B15 and ending with B25. 

Despite the fact that this type of foundations is small, they have a rather large mass. For this reason, various 

designs of ribbed foundations were created, but due to the complexity of their manufacture they did not find 

wide  application  in  production.  In  order  for  the  foundations  not  to  "move"  on  the  ground,  a  sand-gravel 

compacted cushion 100 mm thick is made.  

With such base preparation, it is allowed to use a protective layer thickness of 35 mm, while without 

this  preparation  it is  necessary  to  use  at  least  70  mm.  When  reinforcing  the  diameter  of  the  rods  must  be 

taken not less than 10 mm, and their pitch is in the range from 100 to 200 mm inclusively. When connecting 

the  prefabricated  columns  and  the  foundation,  they  use  the  method  of  embedding  the  columns in  special 

sockets. 

The embedding depth of a rectangular section is assumed to be not less than the larger cross-sectional size of 

the column, and for two-bay, half the cross-sectional size of the larger side of the entire column and at least 

one-and-a-half size of the larger side of the cross section of the column branch is allowed.  

The  nest  is  made  in  the  form  of  a  trapezoidal  parallelepiped.  In  this  case,  the  wide  part  is located  on  the 

surface of the glass, and the narrow part is at a distance of at least 200 mm from the base. Between the sides 

of the column and glass, the foundation is arranged in such a way that it is at least 50 mm in the lower part 

and 75 in the upper part.  

After the installation of the column in the nest is made, the gaps must be filled with concrete of a class 

not less than B12,5 on the fine aggregate to prevent the appearance of voids. 

These conditions help to create a more reliable design through its rigidity. If at the preliminary calculations 

of loads on the ground large sizes of the foundation cushion are obtained, then prefabricated foundations are 

used.  

Usually they are made of several blocks, it is more expedient from two parts - a shoe and a plate. Compared 



with the previous one, this type of foundation consumes significantly more materials.  

The  mass of  prefabricated  elements can  reach  tens of  tons.  At  significant  moments  and  horizontal  thrusts 

blocks are interconnected by means of welded outlets, anchors, as well as embedded parts.  

Isolated monolithic foundations 

Monolithic  isolated  foundations  are  arranged  both  for  prefabricated  and  monolithic  frames  of 

buildings and structures. In most cases, this type of foundation is performed directly on the construction site. 

To do this, at the bottom of the pit, it is necessary to mark the axes of future columns in a place that has been 

prepared  and  equipped  in  advance.  Next,  they  install  the  formwork  or  assemble  a  removable  formwork 

design,  which  greatly  simplifies  the  work,  because  it  does  not  require  additional  checks  for  correct 

installation. 

After  the  installation  for  the  lower  tiers  has  been  held  and,  accordingly,  the  check,  they  proceed  the 

installation of the socket (sub-column). With a complex form of the column, the foundation is additionally 

reinforced with a metal mesh or welded reinforcement framework. 

To  simplify  the  work  of  designers  and  builders,  standard  designs  are  designed  for  standardized 

dimensions, which are 300 mm taps with a sole area from 1.5 × 1.5 to 6.0 × 5.4 m, height 1.5; 1.8; 2.4; 3.0; 3.6; 

and 4.2 m of monolithic foundations consist of an elongated sub-column, which is reinforced with a spatial 

frame, a base plate, where the overhang size refers to thickness as 1: 2, it is also reinforced, but with a double 

welded mesh.  

Monolithic foundations are divided by form into two types: pyramidal and stepped. The height of the 

foundation must be taken in such a way that it is not required to be reinforced with clamps and bends. All 

pressure on the base of the foundation is distributed along the pyramid, the angles of which are equal to 45 

°. This is what should be guided by when choosing the size of the steps. 


International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



65 

 

 

 



Various  columns  can  also  be  installed  on  the  monolithic  foundation.  In  order  to  rigidly  connect  the 

foundation and the column, from the basement they release the fittings calculated for the column at the edge 

of the foundation. The length of the release must be chosen in accordance with existing requirements.  

Joints are installed only above the level and they distinguish several types of them. The reinforcement can be 

connected  to  overlap  without  welding,  connected  to  the  outlet  in  one  place  for  columns  centrally  and 

eccentrically  compressed  at  low  eccentricities.  If  the  column  is  eccentrically  compressed  with  greater 

eccentricity (not less than two levels on each side of the column) and the section there are three rods, first the 

middle one is connected.  

 For ease of installation and welding in the connection fittings arc welding is used.  

Currently,  the  use  of  pile  foundations,  which  also  belong  to  the  type  of  monolithic  reinforced  concrete 

isolated  foundation,  is  widespread.  All  piles  of  the  building  (structure)  are  united  by  a  grillage,  which  is 

represented by a rigid  slab. This is done in order to transfer the pressure from  the pores to the piles. The 

forces directed from the center of the support are transmitted directly to the pile, but in flight, other forces 

that act on the compressed zone of the grillage must balance them, and thus all pressure will be transferred 

to the piles. 

In this regard, we adopted the following reinforcement scheme: reinforcing belts are placed in the lower part 

of the grillage, which hold back the spread of the force F1; the clamps surrounding them take the F2 forces 

and are anchored in the concrete of the compressed zone, the reinforced spans are placed in the center of the 

lower part of the grillage.  

Thanks to separate foundations, people have the opportunity to get in a short time a solid construction of 

their home, place of work or leisure.  

Strip foundations 

Strip  foundations  are  foundations  that  are  most  common  in  construction.  This  foundation  is  a 

reinforced concrete strip, which is arranged under the rows of columns or under load-bearing walls. Under 

the load-bearing walls, strip foundations are most often assembled.  

They  are  used  at  high  loads  from  overlying  structures  or  with  weak  soils.  This  design  is  created  from 

prefabricated  foundation  blocks  that  transfer  loads  from  the  building  to  foundation  pads,  which  in  turn 

transfer  the  load  to  the  foundation.  Foundation  blocks  and  foundation  cushions  are  made  in  specialized 

reinforced concrete plants. In some cases, lightweight foundation cushions are used. Their distinctive feature 

is cut corners. Such cushions are applied  to save 10% of the material used in their manufacture. 

If the load on the base is insignificant, then foundation blocks can be used as a support  part. For brick or 

block walls, wall foundation blocks are used. They are made with only two types of heights: 0.3 and 0.6 m. 

Before the installation of prefabricated strip foundations, sand preparing is performed. Its thickness ranges 

from 10 to 20 cm. After this, foundation cushions are laid, between which a gap of 20 mm is left. It is not 

always possible to perform the tape without gaps between the prefabricated elements. 

In such cases, monolithic reinforced concrete inserts are used, the height and dimensions of the cross section 

of which are similar to the adjacent precast elements. 

On top of the foundation slabs, the foundation blocks on the cement-sand mortar are laid down. The 

width  of  the  blocks  is  chosen  according  to  the  width  of  the  walls  of  the  building  or  structure,  while  it  is 

allowed to carry out the overhangs of the elevated walls up to 13 cm. The number of rows of blocks in height 

is  determined  depending  on  the  depth  of  the  foundation.  When  laying  the  foundation  blocks,  they  are 

ligated along the wall and at the junction of the longitudinal and transverse walls. 

To  provide  dressings,  monolithic  concrete  inserts  and  additional  blocks  are  used.  The  seams  between  the 

foundation blocks must be reinforced with reinforcement. A reinforced concrete belt 15–20 cm thick should 

be arranged over the last row of blocks.  

Under  the  rows  of  columns,  tape  foundations  are  arranged  in  the  form  of  cross-strips  of  the 

longitudinal or transverse direction. They can be performed as prefabricated foundation or monolithic one.  

In  most  cases,  the  foundations  of  T-section  with  a  flange  to  the  bottom  are  used.  There  are  cases  when 

foundations  with  the  same  cross  section  are  used,  but  with  a  flange  on  top,  for  example,  in  soils  of  high 



International Journal of Applied Exercise Physiology    

www.ijaep.com

                                          VOL. 8 (2.1)

 

 



                 

 

 



66 

 

 

 



connectivity. The flanges are assigned such thickness that it does not require reinforcing them with bends 

and transverse rods. 

If the overhang of the flange is of great length, then its section is made with a thickening towards the rib. The 

reinforcement  of  the  ribs  is  performed  in  the  same  way  as  the  reinforcement  of  multi-span  beams.  The 

longitudinal working reinforcement is determined by the calculation of the normal section for the effect of 

bending  moments,  and  the  transverse  rods  and  bends-  by  the  calculation  of  the  inclined  sections  for  the 

action of transverse forces.  

When  constructing  foundations,  it  is  very  important  to  take  into  account  the  possibility  of  uneven 

loading  of  the  foundation  during  the  construction  of  the  structure.  Therefore,  in  the  ribs  a  continuous 

longitudinal upper and lower reinforcement is established.  

Tapes  are  reinforced  with  welded  or  knitted  frames.  Upper  longitudinal  bars  are  reinforced  along  their 

entire  length  with  welded  meshes  in  the  horizontal  direction.  In  the  calculated  cross  section  of  the 

reinforcement of the tape include the longitudinal bars of the frames and grids. No  more than 30% of the 

working rods can be distributed over the entire width of the flange.  

When the flanges are reinforced with welded and knitted nets, the wide welded meshes should be laid in 

such a way that the longitudinal bars serve as the reinforcement of the tapes, and the transverse ones - the 

reinforcement of the flange. When reinforcing the narrow mesh is laid in 2 rows. According to the rules of 

joining  welded  meshes,  all  meshes  are  laid  without  an  overlap,  with  the  exception  of  the  upper, 

longitudinally joined overlap without welding.  

If the flange overhangs are large, up to 750 mm, half of the working reinforcement may not be brought 

to the outer edge by the distance calculated by a special formula. 

Continuous foundations along with pile foundations are deservedly considered the most versatile, since they 

can be used both for lightweight structures and for loaded ones, evenly distributing pressure over the entire 

perimeter of the base. Despite the simplicity of the design, it is quite durable. 

Solid foundations 

In contrast to continuous foundations, solid ones are very uneconomical in terms of the consumption 

of building materials and, accordingly, cost. Solid foundations are made of reinforced concrete or girder less 

slabs to the entire area of buildings and structures. They are used at significant loads, as well as when there 

is a need for a device to protect the basement from the penetration of groundwater.  

Slab-beamless, slab-beam and box-shaped foundations are distinguished. The choice of the type and size of a 

solid  foundation  directly  depends  on  the  resultant  of  the  main  loads  of  a  building  or  structure.  It  is  very 

important that this load passes through the center of the sole. 

The  base  plate  without  a  beam  is  reinforced  with  welded  meshes  with  working  reinforcement  in  one 

direction, which is joined by an overlap without welding. 

The  reinforcement  of  the  non-working  direction  is  connected  without  an  overlap.  The  grids  are 

stacked on each other in not more than four rows. In ribbed base plates, the reinforcement occurs similarly to 

the reinforcement of the ribbed slab, that is, with welded meshes and frameworks. 

Double longitudinal and transverse meshes are placed in the body of the slab, the maximum stress zone of 

which is additionally reinforced with a double transverse mesh. The armature, grouped into grids of three 

working  rods,  is  applied  at  local  bends  and  is  installed  above  the  grids  so  that  gaps  remain  that  provide 

access to the lower reinforcement.    

In  the  fins  of  the  slab  space  frames  are  placed,  which  are  made  of  flat  frames  and  transverse  rods. 

They are joined by welding. The frames in the ribs are connected to the reinforcement of the plate with pins.  

Foundations  perceive  static  and  dynamic  loads.  Impacts  from  various  machines  and  mechanisms  can  be 

attributed to dynamic loads. Depending on the type of main movement, all machines and mechanisms are 

divided into two groups – batch type and acyclic (table). 

Table 1 - Classification of machines with dynamic loads 

The group of 

machines 

Type of the main motion  

Sample 

Batch-type 



Equable  rotation  and  related  electrical 

machinery, 

electric 

motors, 

1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   176


Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2019
ma'muriyatiga murojaat qiling