Фундаменты под колонны многоэтажных каркасных зданий обычно проектируются монолитными ступенчатого типа, плитная часть которых имеет не более трех ступеней.
Отношение вылета ступени к ее толщине (или группы ступеней к их суммарной толщине) не превосходит 2.
Подошва фундамента, как правило, прямоугольной формы с отношением сторон от 1 до 0,6. При этом большая сторона всегда располагается в направлении большего момента.
Верх фундамента рекомендуется располагать на отметке - 0,15 м для обеспечения условий выполнения работ после завершения нулевого цикла. В связи с этим при значительной глубине заложения фундамента над плитной его частью устраивают монолитно связанный с плитой подколонник (рис. ниже).
а - монолитной; б - сборной; 1 - подколонник; 2 - плитная часть фундамента
Сопряжение фундамента с колонной выполняется монолитным под монолитные колонны и стаканного типа под сборные колонны.
Зазоры между колонной и стенками стакана принимают равными 75 мм по верху и 50 мм по низу стакана с каждой стороны колонны. Эти зазоры заполняются бетоном класса не ниже В 12,5.
Глубину стакана dp принимают на 50 мм больше глубины заделки колонны dc. Значение dc должно быть не менее большего размера сечения колонны /с, а также не менее:
30d- при 1-м случае сжатия колонны в сечении по обрезу фундамента;20d- при 2-м случае сжатия; здесь d - диаметр арматуры колонны.
При 1-м случае сжатия граничное значение dc = 30d можно уменьшить путем умножения его на отношение момента колонны в сечении по обрезу фундамента к предельному по прочности моменту колонны при заданном значении N, но принимать не менее 20d.
Толщину стенок по верху неармированного стакана принимают не менее 0,75 глубины стакана и не менее 200 мм.
Толщину стенок армированного стакана принимают не менее 150 мм.
Для связи с монолитной колонной из фундамента (подколонника) выпускают арматуру с площадью сечения, необходимой для восприятия расчетных усилий колонны у обреза фундамента. В пределах фундамента эту арматуру объединяют хомутами в каркас и запускают в колонну на длину не менее длины анкеровки lап.
Стыки выпусков с арматурой колонны можно выполнять внахлестку без сварки в соответствии с указаниями СП 52-101-2003.
Фундаменты армируют сварными сетками только по подошве. При этом, если меньшая сторона подошвы имеет размер Ь<3м,>3м применяют отдельные сетки с рабочей арматурой в одном направлении, укладываемые в двух плоскостях. При этом рабочая арматура каждой сетки располагается снизу. Сетки в каждой из плоскостей укладываются без нахлестки с расстоянием между крайними стержнями не более 200 мм (рис. ниже).
Минимальный защитный слой бетона для этой арматуры принимается: при наличие под фундаментом подготовки из тощего бетона - 40 мм, при отсутствии — 70 мм.
Если нормальное сечение подколонника как бетонного элемента не обеспечено по прочности, подколонник армируют плоскими сварными сетками при проценте армирования всей продольной арматуры не менее 0,2% (рис.ниже).
В железобетонных подколонниках, где по расчету сжатая арматура не требуется, а количество растянутой арматуры не превышает 0,3%, допускается устанавливать сетки только по граням подколонника, перпендикулярным плоскости действия большего из двух действующих на фундамент моментов. При этом толщина защитного слоя бетона должна быть не менее 50 мм и не менее двух диаметров арматуры.
При необходимости армирования стенок стакана в бетонных подколонниках следует устанавливать пространственный каркас в пределах стаканной части с заглублением ниже дна стакана на величину не менее 35 диаметров продольной арматуры. При этом площадь всей продольной арматуры принимается не менее 0,04% от площади подколонника вне стакана (рис. ниже).
Кроме того, при е0 > Iс/b в стаканной части подколонника следует устанавливать горизонтальные сварные сетки с расположением стержней у наружных и внутренних поверхностей стенок стакана. При этом вертикальная арматура размещается внутри сеток (рис. ниже). Диаметр стержней сеток принимается не менее 8 мм и не менее четверти диаметра продольной арматуры.
ros-pipe.ru
Основным типом фундаментов, устраиваемых под колонны, являются монолитные железобетонные фундаменты, включающие плитную часть ступенчатой формы и подколонник. Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (см. рис. 4.1, а), монолитных — соединением арматуры колонн с выпусками из фундамента (рис. 4.8, а), стальных — креплением башмака колонны к анкерным болтам, забетонированным в фундаменте (рис. 4.8, б).
Рис. 4.8. Соединение колонн с фундаментом
а — монолитной; б — стальной; 1 — арматурные сетки; 2 — анкерные болты
Размеры в плане подошвы (b, l), ступеней (b1, l1), подколонника (luc, buc) принимаются кратными 300 мм; высота ступеней (h2, h3) — кратной 150 мм; высота фундамента (hf) — кратной 300 мм, высота плитной части (h) — кратной 150 мм.
Высота плитной частифундамента h, мм | h2 | h3 | h4 |
300 | 300 | – | – |
450 | 450 | – | – |
600 | 300 | 300 | – |
750 | 300 | 450 | – |
900 | 300 | 300 | 300 |
1050 | 300 | 300 | 450 |
1200 | 300 | 450 | 450 |
1500 | 450 | 450 | 600 |
hf | 1500—12000 |
h | 300, 450, 600, 750, 900, 1050, 1200, 1500, 1800 |
h2, h3, h4 | 300, 450, 600 |
b | 1500—6600 |
l | 1500—8400 |
b1, b2 | 1500—6000 |
buc | 900—2400 |
luc | 900—3600 |
l1, l2 | 1500—7500 |
Высота ступеней принимается по табл. 4.22 в зависимости от высоты плитной части фундамента [1]. Вынос нижней ступени вычисляется по формуле c1 = kh2, где k — коэффициент, принимаемый по табл. 4.23.
Руководство по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий
Форма фундамента и подколонника в плане принимается: при центральной нагрузке — квадратной, размерами b×b и buc×buc; при внецентренной нагрузке — прямоугольной, размерами b×l и buc×luc, отношение b/l составляет 0,6–0,85.
Габариты фундаментов под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям КЭ-01-49 и КЭ-01-55, для одноэтажных промышленных зданий принимаются по серии 1.412-1/77. Буквы в марках фундаментов обозначают: Ф — фундамент; А, Б, В и AT, БТ и ВТ — тип подколонников для рядовых фундаментов и под температурные швы (табл. 4.24), а числа характеризуют типоразмер подошвы плитной части фундамента и его типоразмер по высоте.
Давление на грунт, МПа | Значения k при классе бетона | |||||||||||
В10 | В15 | В20 | В10 | В15 | В20 | В10 | В15 | В20 | В10 | В15 | В20 | |
0,15 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
0,2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2,9 | 3 | 3 | |
3 | ||||||||||||
0,25 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2,5 | 2,8 | 3 |
2,6 | 3 | |||||||||||
0,3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2,7 | 3 | 3 | 2,3 | 2,5 | 3 |
2,8 | 2,4 | 2,6 | ||||||||||
0,35 | 2,8 | 3 | 3 | 2,7 | 3 | 3 | 2,4 | 2,7 | 3 | 2,1 | 2,3 | 2,7 |
3 | 2,9 | 2,6 | 2,9 | 2,2 | 2,4 | 2,9 | ||||||
0,4 | 2,6 | 2,9 | 3 | 2,5 | 2,8 | 3 | 2,3 | 2,5 | 3 | 2 | 2,1 | 2,5 |
2,7 | 3 | 2,7 | 3 | 2,4 | 2,7 | 2,2 | 2,6 | |||||
0,45 | 2,4 | 2,7 | 3 | 2,3 | 2,6 | 3 | 2,1 | 2,3 | 2,8 | 1,9 | 2 | 2,3 |
2,5 | 2,8 | 2,5 | 2,7 | 2,2 | 2,5 | 3 | 2,1 | 2,5 | ||||
0,5 | 2,3 | 2,5 | 3 | 2,2 | 2,4 | 3 | 2 | 2,2 | 2,6 | 1,8 | 1,9 | 2,2 |
2,4 | 2,7 | 2,3 | 2,6 | 2,1 | 2,3 | 2,8 | 2 | 2,3 | ||||
0,55 | 2,2 | 2,4 | 2,8 | 2,1 | 2,3 | 2,7 | 1,9 | 2,1 | 2,5 | 1,7 | 1,8 | 2,1 |
2,3 | 2,5 | 3,8 | 2,2 | 2,4 | 2,9 | 2 | 2,2 | 2,6 | 1,9 | 2,2 |
Примечание. Над чертой указано значение без учета крановых и ветровых нагрузок, под чертой — с учетом этих нагрузок.
Размеры колонн, мм | Рядовой фундамент | Фундамент под температурный шов | Размеры стаканов, мм | Объем стакана, м3 | |||||||
lc | bc | тип подколон-ника | размеры, мм | тип подколон-ника | размеры, им | hg | lg | bg | |||
luc | buc | luc | buc | ||||||||
400 | 400 | А | 900 | 300 | AT | 2100 | 800900 | 500 | 500 | 0,220,25 | |
500600600 | 500400600 | Б | 1200 | 1200 | БТ | 1200 | 2100 | 800900800 | 600700700 | 600500600 | 0,310,340,41 |
800800 | 400500 | В | 1200 | 1200 | ВТ | 1500 | 2100 | 900900 | 900900 | 500600 | 0,440,52 |
По высоте приняты следующие размеры: тип 1 — 1,5 м; тип 2 — 1,8 м; тип 3 — 2,4 м; тип 4 — 3 м; тип 5 — 3,6 м и тип 6 — 4,2 м. В табл. 4.25 и 4.26 приводятся в качестве примера эскизы и размеры рядовых фундаментов и фундаментов под температурные швы. Эти фундаменты могут применяться при расчетном сопротивлении основания 0,15—0,6 МПа.
Все размеры фундаментов приняты кратными 300 мм. Применяется бетон класс В10 и В15. Армирование осуществляется плоскими сварными сетками из арматуры классов A-I, А-II и А-III. Защитный слой бетона принят толщиной 35 мм с одновременным устройством подготовки толщиной 100 мм из бетона В3,5.
Эскиз | Марка фундамента | Размеры, мм | Объем бетона, м3 | ||||||
l | b | l1 | b1 | h2 | h3 | hf | |||
ФА6-1ФА6-2ФА6-3ФА6-4ФА6-5ФА6-6 | 2400 | 2100 | 1500 | 1500 | 300 | 300 | 150018002400300036004200 | 2,93,23,64,14,65,1 | |
ФА7-1ФА7-2ФА7-3ФА7-4ФА7-5ФА7-6 | 2700 | 2100 | 1800 | 1500 | 300 | 300 | 150018002400300036004200 | 3,23,34,04,54,95,4 | |
ФА8-1ФА8-2ФА8-3ФА8-4ФА8-5ФА8-6 | 2700 | 2400 | 1800 | 1500 | 300 | 300 | 150018002400300036004200 | 3,53,74,24,75,25,7 | |
ФА9-1ФА9-2ФА9-3ФА9-4ФА9-5ФА9-6 | 3000 | 2400 | 2100 | 1500 | 300 | 300 | 150018002400300036004200 | 3,84,14,65,05,56,0 |
Эскиз | Марка фундамента | Размеры, мм | Объем бетона, м3 | |||||
b | l | b1 | h2 | h2 | hf | |||
ФАТ3-1ФАТ3-2ФАТ3-3ФАТ3-4ФАТ3-5ФАТ3-6 | 1800 | 2100 | – | 300 | – | 150018002400300036004200 | 3,44,05,16,27,48,5 | |
ФАТ6-1ФАТ6-2ФАТ6-3ФАТ6-4ФАТ6-5ФАТ6-6 | 2400 | 2100 | 1500 | 300 | 300 | 150018002400300036004200 | 4,24,75,97,08,19,3 | |
ФАТ7-1ФАТ7-2ФАТ7-3ФАТ7-4ФАТ7-5ФАТ7-6 | 2700 | 2100 | 1800 | 300 | 300 | 150018002400300036004200 | 4,55,16,27,48,59,6 |
Рис. 4.9. Фундамент с подбетонкой для опирании балок 1 — фундамент; 2 — подбетонка; 3 — колонна
Для опирания фундаментных балок предусмотрена подбетонка (рис. 4.9). Пример конструктивного решения фундамента приведен на рис. 4.10.
Габариты монолитных фундаментов под типовые колонны двухветвевого сечения, в частности для серии КЭ-01-52 одноэтажных промышленных зданий, принимаются по серии 1.412-2/77. Размеры подколонной части таких фундаментов приведены в табл. 4.27. Габариты плитной части имеют типоразмеры от 1 до 18, а также типоразмер 19, при котором размер подошвы составляет 6×5 м. По высоте фундаменты могут быть 1—6-го типа. Остальные параметры такие же, как и в серии 1.412-1/77.
Рис. 4.10. Фундамент стаканного типа под колонну
1—6 — арматурные сетки
Железобетонные фундаменты под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям ИИ-04, ИИ-20 и 1.420-6 для многоэтажных производственных зданий, принимаются по серии 1.412-3/79.
Размеры колонн, мм | Рядовой фундамент | Фундамент под температурный шов | Размеры стаканов, мм | Объем стакана, м3 | |||||||
lc | bc | тип подколон-ников | размеры, мм | тип подколон-ников | размеры, мм | hg | lg | bg | |||
luc | buc | luc | buc | ||||||||
300 | 300 | А | 900 | 900 | AT | 900 | 2100 | 450450 | 400 | 400 | 0,080,12 |
400 | 400 | 6501050 | 500 | 500 | 0,180,29 | ||||||
600 | 400 | Б | 1200 | 1200 | БТ | 1200 | 2100 | 6501050 | 700 | 500 | 0,250,40 |
Отличие в маркировке фундаментов по сравнению с другими сериями заключается в том, что после цифры, обозначающей типоразмер подошвы, приводится высота плитной части. Размеры подколонной части фундамента приведены в табл. 4.27. Габариты плитной части включают типоразмеры от 1 до 18 и типоразмер 19 (с размером подошвы 5,4×6 м). по высоте фундаменты могут быть 1—6-го типа. Остальные параметры такие же, как и в серии 1.412-1/77. Монолитные железобетонные фундаменты под железобетонные типовые фахверковые колонны прямоугольного сечения, в частности по шифрам 460-75, 13-74 и 1142-77, принимаются по серии 1.412.1-4. Размеры фундаментов приведены в табл. 4.28. Сопряжение колонны с фундаментом шарнирное. Фундаменты разработаны для давления 0,15- 0,6 МПа. Применяется бетон класса В10. Армирование осуществляется сварными сетками из арматуры классов A-I, А-II и А-III. Пример узла опирания колонны на фундамент дан на рис. 4.11.
Под колонны зданий применяются сборные фундаменты из одного или нескольких элементов. на рис. 4.12 приведены решения сборных фундаментов под колонны каркаса для многоэтажных общественных и производственных зданий из элементов серии 1.020-1. Элементы фундамента типа Ф применяются на естественном основании, типа ФС — для составных фундаментов (табл. 4.29). Толщина защитного слоя бетона нижней рабочей арматуры принимается 35 мм, а остальной арматуры — 30 мм. Глубина заделки колонны в фундамент должна быть не менее величин, приведенных в табл. 4.30.
Рис. 4.11. Узел опирания колонны на фундамент
1 — закладное изделие колонны; 2 — анкер; 3 — соединительный элемент
Рис. 4.12. Сборный фундамент под колонну
xn--h1aleim.xn--p1ai
Для легких каркасных сооружений (например, навес для машины, беседка и т.п.) использование ленточного фундамента нецелесообразно. Значительный шаг опор формирует местные точечные нагрузки, для восприятия которых лучше подходит столбчатый фундамент. В народе его называют «пятками». Этот тип фундаментов так же часто применяют для домов малой этажности в тех случаях, когда цокольная часть (подполье) выполняется вентилируемой путём возведения стен по балкам ростверка.
В связи с тем, что такой тип фундаментов наиболее приспособлен для точечных нагрузок, его размещают под стойками (колоннами) а так же в местах концентрации нагрузок – в углах и местах пересечения балок ростверка. При существенных пролётах (определяется расчётом) по длине балок выполняются дополнительные фундаменты, в противном случае понадобятся чрезмерно мощные балки.
Столбчатый фундамент в классическом варианте состоит из нижней части (подошвы) и верхней (подколонника, иногда говорят «стакан»). Подошва представляет собой, по сути, плитный фундамент небольшого размера. Подколонник – это просто столб, опертый на подошву. В том случае, если он внутри полый, его называют «стаканом». Полый вариант предназначен для зачеканки колонны (стойки) внутри стакана. На полнотелый подколонник стойка или балка ростверка опирается сверху посредством анкерных болтов или закладной детали.
Связь между подошвой и подколонником жёсткая, обеспечивается арматурными стержнями, заведенными в тело подошвы.
Общий вид столбчатого фундамента.
Для такого типа фундаментов применяется только горизонтальная гидроизоляция в уровне верха подколонника. Её выполняют обычно из двух слоёв рулонного гидроизолирующего материала – рубероид, плотная плёнка и т.п.
Монтаж выше располагаемых конструкций, осуществляется с помощью замоноличенных в подколоннике анкерных болтов, либо закладных деталей.
Общий вид закладной детали. Установки стальной стойки на неё выполняется сваркой.
Фундаментные болты. После замоноличивания болтов в теле фундамента крепление конструкций осуществляется с помощью гаек с шайбами.
Армирование подошв столбачатых фундаментов выполняется арматурными сетками. Расчёт армирования производится по схеме консоли, воспринимающей отпор грунта. В большинстве случаев частного строительства расчётные диаметры получаются незначительными, на уровне 5-6мм. При этом существуют общие нормативные рекомендации по армированию фундаментов, не допускающие применения для таких конструкций рабочей арматуры с диаметром менее 12мм. Поэтому для легких сооружений можно порекомендовать армирование подошвы столбчатого фундамента сетками из арматуры диаметром 12мм класса A-III (А400 по новой классификации) с ячейкой 200х200мм. Толщина подошвы обычно принимается как у фундаментной ленты, то есть 300мм.
Типология армирования подколонника идентичная колонне. Как минимум по одному арматурному стержню по углам, объединяемым в пространственный каркас хомутами, расположенными горизонтально. Для лёгких сооружений расчётом можно пренебречь, приняв четыре стержня диаметром 12мм класса A-III (А400) с поперечным армированием хомутами из диаметра 6мм А-I (А240) с шагом 400-600мм по высоте. Размеры поперечного сечения подколонника должны обеспечить возможность монтажа стойки (колонны). В частном строительстве широко применяется размер 400х400мм.
При незначительных нагрузках подколонную часть выполняют кирпичной кладкой. При этом весьма желательно заанкерить в подошву хотя бы один арматурный стержень (например, по центру столба-подколонника), который при выполнении кладки будет расположен в вертикальном кладочном шве.
Размеры подошвы столбчатого фундамента зависят от нагрузок и несущей способности грунта. В частном строительстве чаще всего можно встретить размеры в пределах 600х600…1500х1500мм.
Армирование столбчатого фундамента.
В некоторых случаях размеры в плане подколонника и подошвы могут совпадать. Кроме того, для упрощения выполнения работ по бетонированию подколонник не редко делают круглого сечения, используя для опалубки асбестоцементные или пластиковые трубы достаточно большого диаметра.
Столбчатые фундаменты с круглыми подколонниками и деревянным ростверком для дома с вентилируемым цоколем.
Глубина заложения для всех видов фундаментов принимается не менее глубины промерзания грунта. В случае столбчатых фундаментов в частном строительстве в виду незначительных нагрузок и небольших размеров в плане особо острым является вопрос возможности уменьшения глубины заложения такого фундамента. Действующие строительные нормы для не отапливаемых зданий (ссоружений) допускают уменьшение глубины заложения при строительстве на скальных грунтах, а также в случае исключения возможности морозного пучения.
При строительстве на обычных (не скальных) грунтах для исключения возможности пучения выполняется отрывка грунта на всю ту же пресловутую глубину промерзания. Далее производится засыпка с послойным уплотнением (толщина слоя обычно принимается равной 200мм) песком или песчано-гравийной смесью до желаемой отметки заглубления фундамента.
Чрезмерное уменьшение глубины заложения фундамента может быть опасным. Легкие сооружения в виде навесов могут быть опрокинуты шквальным ветром. К основным противоопрокидывающим мероприятиям относят именно заглубление фундамента – чем больше грунта обратной засыпке находится на верхней грани подошвы фундамента, тем устойчивее конструкция. Выбор класса и марки бетона для фундаментов приведен в этой статье.
Похожие материалы:
Качество и надежность дома во многом зависит от того, насколько …
Приступая к строительству дома, большинство людей понимают, что начинать нужно …
Опалубка формирует геометрические размеры будущего фундамента. В нее будет залит …
Фундамент – это основа, любого здания или сооружения. Он, как …
Доброго времени суток. В этой статье я хотел бы рассказать …
Мечтой большинства людей является собственная квартира либо индивидуальный дом, а …
rems-info.ru
Схематическое изображение геометрических размеров колонн
Фундамент под колонну промышленного здания строится с учетом механико-динамических свойств почвы. Габаритные размеры фундаментов промышленных строений проектируются так, чтобы среднее значение нагрузки на нижнюю плоскость основания была не выше расчетной нагрузки, а типовые показатели усадок отдельных элементов фундамента одного и того же строения были не выше допустимых показателей, которые регламентируются проектными нормативами.
По контуру фундамент промышленного строения в основном повторяет периметр той наземной части, которая над ним расположена. Поэтому многообразие оснований зависит от конструкционных особенностей и форм зданий и сооружений. В качестве монолитных массивов выполняются фундаменты крупных строений. Например, фундамент под памятник либо опору моста.
Фундаменты под колонны могут монтироваться как для отдельной колонны, а могут располагаться группами по несколько колонн. Такие группы имеют вид лент.
Основания для стен могут устраиваться в виде отдельно стоящих опор фундамента, которые перекрываются рандбалкой, либо подземных стен, повторяющих контур несущих стен. Это стеновые или как их еще называют ленточные фундаменты. По своей конфигурации они практически неотличимы от оснований, которые устраиваются под группу колонн.
Строительные материалы, применяемые при изготовлении фундаментов промышленных зданий и сооружений – это железобетон, камень, кирпич и бетон. В состав жестких оснований в основном входит бетон, кирпичная кладка.
Если типовые схемы указывают на присутствие в конструкции основания скалывающих либо растягивающих напряжений, то здесь необходимо применять железобетон. Из этого следует, что железобетон используется при обустройстве сборных конструкций и при обустройстве гибких основ.
Чертеж сопряжения фундамента с колонной
Под сборные столбы из железобетона используют монолитные либо сборные основания из железобетона.
Цельные основания из железобетона образованы несколькими ступенями и подколонником, в котором размещается стакан для опоры. Нижняя часть стакана находится на 5 см ниже основания столба. Это необходимо для того, чтобы после снятия опалубки при заливке бетонной смеси сбалансировать возможные нагрузки и огрехи в расчетах.
Сборные железобетонные основания могут изготавливаться из одного башмака либо из блок-стакана и одной или многих плит, расположенных снизу него.
Проектирование включает в себя разметку верхней части подколонника на уровне заданной разметки поверхности грунта. Основы бывают высотой 1,2−3 м, между ними создается шаг 0,3 м. Эти показатели соответствуют максимальной глубине закладки основы. Высота основания регулируется с учетом высоты подколонника, при том же размере степеней.
Если проектирование предусматривает увеличение глубины заложения фундамента, то под ним выполняют песчаную или бетонную подушку. Благодаря увеличению размера подколонника в строениях с подвальными помещениями, фундаменты располагаются ниже напольного покрытия.
Основания заливаются бетоном марок М150 и М200. Армирование выполняется металлической сеткой с размерами ячеек 200X200 мм, которая размещается в нижней его части. Сетка сваривается, и поверх нее укладывается защитный слой толщиной 0,35−0,7 м. В качестве прутьев используют горячекатаную сталь периодического профиля класса А-П. Армирование подколонников выполняется таким же способом, что и армирование столбов.
Проектирование фундаментов промышленных зданий на рыхлых почвах выполняется с последующим устройством бетонной подготовки, толщина которой достигает 10 см.
Чертеж железобетонного фундамента для металлического изделия
Под колонны из металла выполняют монолитные железобетонные основания.
Подколонники оборудуются анкерными болтами для фиксации колонного башмака. Их изготавливают сплошными, без стаканов. Верхнюю часть подколонника располагают так, чтобы металлический колонный башмак и верх анкерных болтов были скрыты.
Если проектирование предусмотрело заглубление металлических колонн более 4 м, то в этом случае применяют сборные железобетонные подколонники, которые производят так же, как и двухветвенные колонны. Эти элементы снизу фиксируются в стакане основания, а верхние их части крепятся с помощью анкерных болтов. Фундамент под смежные колонны монтируется общим даже тогда, когда они изготовлены из различного материала (железобетон и сталь).
Монтаж металлической опоры
Металлические колонны монтируются на основаниях, в которых заблаговременно встраивают анкерные болты для их крепления. После проектирования стандартное положение опор обеспечивается точным размещением анкерных болтов на местах фиксации. При этом точность установки обеспечивается серьезной подготовкой плоскости основания.
Опирание колонн выполняется так:
После выполнения этих работ, монтируются закладные элементы и составляющие опор. Верхнюю часть основания цементируют до уровня на 4−5 см ниже верхней плоскости опорных элементов. Опорная поверхность башмака изготавливается под прямым углом к оси самого столба.
Виды возводимых фундаментов
Под несущие стены промышленных зданий монтируются свайные, столбчатые и ленточные фундаменты.
Свайные фундаменты выполняют на рыхлых почвах, которые залегают на значительную глубину. Сваи разделяют на различные виды в зависимости от их назначения. Изготавливаются из древесины, стали, бетона и железобетона. Различают сваи цельные и сборные из железобетона.
Широкое распространение в строительстве получили сборные сваи. Их выпускают двух видов: цилиндрические трубчатые и квадратные сплошные.
Бетонные сваи в основном производятся цельными с различной глубиной заложения, нагрузками и различными сечениями. Металлические сваи производятся из труб, швеллеров и двутавров. Такие сваи редко применяются при обустройстве фундамента под стены из-за подверженности их коррозии, а также из-за дефицита стали. Деревянные сваи выпускаются из лиственницы, сосны. На верхний край колонны надевают бугель (стальное кольцо), а на нижний – металлический башмак. Это необходимо для того, чтобы защитить сваю от размолачивания при забивке.
Столбчатые основания под несущие стены промышленных строений выполняют при плотных основаниях и малых нагрузках. Снизу стен оснований столбы располагаются в месте стыкования, пересечения и в углах, а также в различных промежутках на расстоянии менее 3–6 м. Отдельно установленные колонны связываются друг с другом балками, которые воспринимают нагрузку, создаваемую стенами.
Снизу балок основания выполняется подсыпка из песка либо шлака толщиной 50−60 см. Это необходимо для избегания влияния предельных нагрузок и предупреждения деформаций, которые связаны с рыхлостью грунта.
Ленточные основания монтируют под самонесущие либо несущие стены, выполненные из кирпича и блоков. Такие основания бывают цельными и сборными. Сборные основания пользуются большей популярностью. Такие основания устраивают из бетонных и железобетонных блоков.
Ленточные основания выполняют из следующих компонентов:
Блоки стен имеют следующие размеры:
Также выпускают блоки доборные марки СПД, размеры которых отличаются лишь длиной (у них она 0,8 м). Они применяются для перевязки блоков в основании.
Блоки стен изготавливаются сплошными, с несквозными отверстиями, расположенными снизу. Изготавливаются из бетона марки М150.
Схематическое отображение составляющих фундамента
Блок-подушки применяются для увеличения размера подошвы основания. Имеют следующие размеры:
Блок-подушки толщиной 1−1,6 м помимо стандартных размеров могут изготавливаться меньшей длины, то есть доборными. Изготавливаются из бетона марок М150 и М200. В качестве рабочего материала для армирования применяют класса А-П горячекатаную сталь. Чтобы уберечь от дополнительных нагрузок, блок-подушки располагают на ровную поверхность либо подготовку, выполненную из песка.
Основания из блок-подушек бывают прерывистыми и сплошными. В отдельно стоящих основаниях такие подушки укладываются с образованием разрыва, величина которого варьирует от 20 см до 90 см. Подобная конструкция дает возможность уменьшить расход стройматериала, уменьшить нагрузку и позволяет в полнее использовать несущую способность почвы.
При строительстве промышленных строений на просадочных почвах под подушками основания устраивается армированный шов, толщина которого варьирует от 3 см до 5 см, а сверху него монтируется армированный пояс толщиной от 10 см до 15 см. Это позволяет уменьшить нагрузку, увеличить жесткость основания, предупредить возникновение трещин при неравномерной усадке строения.
Блоки стен устанавливаются на бетонную смесь сверху подушек фундамента. Из подушек возводят стены подвала. Основание и его стены состоят из многорядных стеновых блоков, которые укладываются с шовной перевязкой.
Фундаменты крупных строений из массивных железобетонных компонентов выполняют из панелей-стенок и панелей-подушек. Панели-стенки устанавливаются сверху панелей-подушек. Они бывают со сквозными отверстиями, ребристыми и сплошными. Смонтированные панели скрепляются между соседними, методом сваривания закладных металлических компонентов. Эти подушки укладываются по форме прерывистых либо непрерывных лент. Бывают сплошными и ребристыми.
Ленточные монолитные фундаменты устраиваются в основном из железобетона. Они обустраиваются внутри опалубки, в которой вмонтирована арматура (если речь идет о железобетонных фундаментах), и укладывают бетонную смесь.
Свайные фундаменты имеют ряд плюсов: они практически не дают усадки, сокращают время на проведение земляных работ, а также снижают затраты на строительство. Любое строение с применением свай может простоять больше 100 лет.
fundamentclub.ru
Фундамент — основание любого строительного стационарного сооружения. Типы фундаментов очень разнообразны, и столбчатый фундамент стаканного типа представляет особый интерес для строителей и-за сборной конструкции, состоящей из двух монолитных узлов. Подробнее фундаменты стаканного типа выглядят так: железобетонный цилиндр (стакан) промышленного изготовления опускается в скважину, а в стакан помещается бетонная колонна с армирующим каркасом внутри. Такими образом, фундамент собирается из готовых узлов и элементов, что намного ускоряет строительные работы, а монолитные конструкции обеспечивают двойную надежность основания.
Конструкция стаканного фундамента
Строители называют стакан «башмаком» из-за его оригинальной формы. Визуально это бетонный квадрат, выполненный в виде ступеней, которые располагаются по восходящей линии – широкий блок внизу, самый узкий – вверху. Размеры и объем квадратов рассчитываются для каждого основания отдельно, согласно проекту, свойств грунта и технических характеристик здания. Но все параметры фундаментов стаканного типа под колонны регламентированы гост 24476-80, а их минимальные размеры: 120 см, максимальные – 210 см. Для стаканов такого размера устанавливаются ж/б столбы с сечением 300 х 300 мм и 400 х 400 мм.
Принципиальное отличие, которое имеет монолитный фундамент стаканного типа по сравнению с ленточными и другими основаниями, заключается в его конструкции, и по чертежам это сразу видно. Бетонный фундамент стаканного типа представляет собой прерывистое основание, принимающее на себя нагрузки на локальных точечных участках конструкции, и распределяющее эту точечную нагрузку по площадям с наибольшим давлением на грунт.
Монолитный стаканный фундамент
Промышленный монтаж фундаментов стаканного типа под колонны (столбы) используется для сооружения широкомасштабных промышленных, но низких зданий. Основания ступенчатых сборных конструкций располагаются в заранее рассчитанных местах, испытывающих наибольшие нагрузки, и устанавливаются друг на друга в виде сужающихся к верху ступеней, внутрь которых помещаются железобетонные колонны.
В индивидуальном строительстве такие разновидности фундаментов не используются – согласно требований гост, малоэтажные дома и хозяйственные постройки должны возводиться на ленточных или монолитных основаниях, а в случаях со слабыми грунтами – на свайных или столбчатых. Точечный стаканный столбовой возводится для следующих объектов:
Чаще всего столбовой фундамент – это стаканное ж/б основание, выполненное в строгом соответствии с требованиями гост и ТУ. Свойства и параметры строительных материалов такого фундамента, места его обустройства отражены в соответствующей документации, разработанной проектными институтами. Также для распределения свойств оснований стаканного типа используется серия схожих по характеристикам конструкций фундаментов. Технически и документально серия содержит необходимые нормативные требования к основанию.
Какой именно будет конструкция, ее размеры и состав узлов – зависит от того, где и как будет эксплуатироваться объект, а также от его физических и технических параметров. Согласно гост стаканный фундамент можно закладывать для многоэтажных домов на плотном, непучинистом и стабильном грунте, с низким уровнем залегания грунтовых вод.
Промышленные стаканы-«башмаки»
Достоинства применения стаканного основания:
Сборка такого типа фундаментов нуждается в применении дополнительных средств механизации и спецтехники, поэтому план проекта сооружения должен отражать эту необходимость, например, обеспечивать подъездные пути и место для дислокации техники, наличие обслуживающего персонала и стоянки.
Спецтехника для сборки стаканного основания
Все строительные, измерительные, исследовательские и проектировочные операции необходимо проводить в соответствии с требованиями гост 24476-80 и техническими условиями, предъявляемыми к столбчатым основаниям из сборных железобетонных узлов и элементов. Рассчитывать прочность и состав материалов следует заранее, на заводе-производителе.
Для увеличения прочности и общего усиления конструкции стаканы, колонны и плиты армируются, и арматура при монтаже дополнительно связывается между собой при помощи сварки. Кроме предварительного армирование, прутья арматуры закладываются в конструкцию и при монтаже колонн – при бетонировании колонн в дне стакана.
Клинья под колонны
Монтаж столбчатого стаканного основания имеет совершенно другую технологию, непохожую на процесс строительства ленточного типа фундамента, и сборная конструкция из готовых узлов – главное отличие. Единственная конструкция, которая собирается и заливается бетоном непосредственно на месте – опалубка для гнездообразующего стакана. Колонна опускается в опалубку и заливается бетоном, образуя прочное монолитное армированное соединение.
В промышленных сооружениях применяется не только сборная конструкция, но и монолитный стаканный фундамент столбчатого типа. Такая конструкция намного мощнее сборной, она тоже состоит из бетонных плит-ступеней и может выдержать повышенную нагрузку от большого веса объекта. Размеры ступеней рассчитываются, исходя из габаритов будущего строения. Расположение колонн привязывается к координатным осям согласно проекту. Монолитные фундаменты стаканного исполнения могут более равномерно распределять высокие нагрузки и давление на фундамент.
3-D схема стаканного основания
Один из основных элементов сборного стаканного фундамента – фундаментная балка. Этот элемент располагается на бетонных столбах, которые, в свою очередь, упираются в подколонники (стаканы). На этих балках будут возводиться несущие стены сооружения. Еще один вариант монтажа фундаментных балок – на колонных консолях. Прочное соединение стаканного основания с фундаментной балкой получается при сплошном бетонировании и качественном армировании конструкции.
Для придания необходимой прочности всей сборной конструкции применяется заливка бетоном всех узлов и элементов. Все составные части сборного стаканного фундамента выполнены из тяжелых бетонов марки не ниже М200В2, и армированы сеткой или стержнями. Сборка этого типа фундамента возможна только после полного набора прочности всеми элементами конструкции.
rfund.ru
Продольную арматуру в подколоннике стаканного типа определяем из расчета на изгиб двух нормальных сечений: на уровне основания колонны, отстоящего от обреза фундамента на величину z= 0,45 м; на уровне основания подколонника, отстоящего от обреза фундамента на величинуz= 0,60 м. Величину продольной силыNв сечении на уровне основания колонны принимаем равной нулю, а на уровне основания подколонника равной ее значению на обрезефундамента (см. таб. 28).
Примечание: Наличие в данном случае продольной силы в нормальном сечении подколонника на уровне основания колонны увеличивает, как правило, его несущую способность на изгиб. При этом качество заделки колонны в стакане подколонника существенно влияет на величину передавемой продольной силы на подколонник. По этой причине в практических расчетах нормальное сечение подколонника стаканного типа на уровне основания колонны считается изгибаемым.
При армировании подколонника продольная арматура располагается в нормальном сечении симметрично. При этом площадь сечения растянутой и сжатой арматуры принимается одинаковой. Нормальное сечение на уровне основания колонны считается изгибаемым, а на уровне основания подколонника внецентренно сжатым.
Фундамент Ф-1.
Из таб. 28 находим расчетные усилия на обрезе фундамента: N= 2182,1 кН;М= 64,7 кНм;Q= 72,6 кН.
Сечение на уровне основания колонны.
При симметричном армировании высота сжатой зоны бетона в нормальном сечении x= 0. Изгибающий момент в расчетном сечении определяем по формуле:
Расчетное сечение арматуры определяем по формуле:
где h– высота сечения подколонника;a,a'– соответственно толщина защитного слоя бетона в растянутой и сжатой зоне (расстояние от центра сечения арматуры до соответствующей грани бетонного сечения).
Принимаем армирование 2Ф16 А-III,As=As'= 4,02 см2.
Сечение на уровне основания подколонника.
Изгибающий момент в расчетном сечении определяем по формуле:
Действие продльной силы и изгибающего момента заменяем действием продольной силы, приложенной с эксцентрицитетом e0относительно центра тяжести сечения:
При этом эксцентрицитет приложения силы относительно центра растянутой арматуры будет равен:
Определяем по формуле (25) нормативного документа /6/ предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:
Определяем высоту сжатой зоны бетона из уравнения (37) норм /6/ при условии, что Rs=RscиAs=As':
Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона:
Поскольку ξ= 0,279 <ξR= 0,604, проверку прочности сечения при заданном армировании выполняем по формуле (36) норм /6/.
Принятого армирования достаточно для обеспечения прочности внецентренно сжатого сечения подколонника.
Окончательно принимаем вертикальное армирование подколонника из четырех стержней Ф 16 А-III, расположенных в углах поперечного сечения. При этом As = As' = 4,02 см2.
Необходимую длину анкеровки продольной арматуры определяем по формуле (186) норм /6/:
Продольную арматуру следует довести до уровня подошвы фундамента. При этом длина анкеровки растянутой арматуры составит 0,65 м, что больше lan= 0,489 м.
По конструктивным соображениям /13, рис. 206/ расстояние между стержнями продольной арматуры должно быть не более 400 мм. Из этих соображений устанавливаем дополнительно 4 Ф10 А-IIIмежду рассчетными стержнями продольной арматуры.
Фундамент Ф-2.
Из таб. 28 находим расчетные усилия на обрезе фундамента: N= 3367,1 кН;М= 67,1 кНм;Q= 40,1 кН.
Сечение на уровне основания колонны.
При симметричном армировании высота сжатой зоны бетона в нормальном сечении x= 0. Изгибающий момент в расчетном сечении определяем по формуле:
Расчетное сечение арматуры определяем по формуле:
где h– высота сечения подколонника;a,a'– соответственно толщина защитного слоя бетона в растянутой и сжатой зоне (расстояние от центра сечения арматуры до соответствующей грани бетонного сечения).
Принимаем ближайшую по площади поперечного сечения арматуру 2Ф16 А-III,As=As'= 4,02 см2.
Сечение на уровне основания подколонника.
Изгибающий момент в расчетном сечении определяем по формуле:
Действие продльной силы и изгибающего момента заменяем действием продольной силы, приложенной с эксцентрицитетом e0относительно центра тяжести сечения:
При этом эксцентрицитет приложения силы относительно центра растянутой арматуры будет равен:
Поскольку характеристики материалов не изменились, предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона также не изменится и будет равно 0,604.
Определяем высоту сжатой зоны бетона из уравнения (37) норм /6/ при условии, что Rs=RscиAs=As':
Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона:
Поскольку ξ= 0,431 <ξR= 0,604, проверку прочности сечения при заданном армировании выполняем по формуле (36) норм /6/.
Принятого армирования достаточно для обеспечения прочности внецентренно сжатого сечения подколонника.
Окончательно принимаем вертикальное армирование подколонника из четырех стержней Ф 16 А-III, расположенных в углах поперечного сечения. При этом As = As' = 4,02 см2.
Поскольку характеристики материалов и диаметр рабочей арматуры не изменились, расчетная длина анкеровки растянутой арматуры также не изменилась и составляет 0,489 м.
Продольную арматуру следует довести до уровня подошвы фундамента. При этом длина анкеровки растянутой арматуры составит 0,65 м, что больше lan= 0,489 м.
По конструктивным соображениям /13, рис. 206/ расстояние между стержнями продольной арматуры должно быть не более 400 мм. Из этих соображений устанавливаем дополнительно 4 Ф10 А-IIIмежду рассчетными стержнями продольной арматуры.
studfiles.net
Дома с большой многоэтажностью каркасно-панельного типа чаще всего устанавливают на фундамент стаканного типа под колонны.
Другими словами на специальное столбчатое основание.
И у них имеются огромные отличие от монолитных фундаментов, которые используются для малоэтажных строений.
Неудивительно, что такое основание используют только при промышленном строительстве, ведь такая соборная конструкция будет практически невыполнима в бытовых условиях без специальных агрегатов.
Ведь по факту это заводская стаканная конструкция, которая ставится в котлован и уже в нее монтируются армированные колонны. А их также производят в заводских условиях.
В быту этот элемент строители именуют «башмаком», ведь и форма его непростая. По факту это несколько квадратных монолитов, которые по мере приближения к поверхности утончаются.
Размеры фундаментов для всех объектов идут сугубо индивидуальные и их расчет ведет специальное строительное бюро.
Но все они должны быть ориентированы на ГОСТ 24476-80. в нем прописано, что башмак может иметь минимальное значение нижнего квадрата в 120 см, а максимальное — 210 см.
В них устанавливают специальные колоны из железобетона, у которых сечение от 30 до 40 см.
Вот еще дополнение до статьи в видео:
Фундамент стаканного типа под колоны имеет свои преимущества:
Чаще всего такие остовы можно встретить при строительстве цехов для производства, больших хозяйственных построек, паркингов подземного типа.
Но чаще всего при возведении многоэтажных домов каркасного плана. Его формируют из двух основных элементов: плиты, которая является непосредственным остовом, и подколонников, так называемых, стаканов.
Важно! Такой фундамент может быть использован только в том случае, когда грунт относится к устойчивому типу, не имеет склонности к просадке и пучению.
Расчет по основанию ведется от того какая будет будущая нагрузка на остов и типа грунта, на котором будет возводиться строение. Главное отличие этого фундамента от других, наличие в нем присущих только ему элементов.
А они разнятся по высоте подколонника, количеству плит и способу состыковки башмака и колоны. Именно последний момент подвязан под материал, из которого произведена колонна.
Так, также металлические колоны имеют отличное от железобетонных колон крепление. Чаще всего железобетонные колоны садят на башмак с помощью раствора бетона с маркировкой 200 и 300.
Основные требования, которые озвучены в этом документе относительно фундамента стаканного типа под колонны, следующие:
Описанный выше способ крепления башмака и колонны применяется в основном на постсоветском пространстве. Заграницей технология немного разниться.
Так, венгры предпочитают делать такое соединение с помощью прутьев арматуры, впущенных в бетон.
Американцы используют сварку, чтобы соединить выпуски металлического стержня или крепят все на анкерные болты.
Между болтами и остовом закладывают плиту из стали, которая берет на себя функцию прокладки. А вот японцы за основу для колонны берут песчаную подушку, которая закреплена в железобетонной обойме, нужного размера.
Если речь идет о соборной конструкции для металлических колонн, то крепеж осуществляется только с помощью анкерных болтов. Болты сюда идут специальные, которые произвели на основе ГОСТа 24379.1-80.
Они должны полностью соответствовать расчетным параметрам. Допускаемое отклонение -/+ 0,02 см.
При монтаже на особом контроле находятся показатели совмещения осей стакана и разбивочной оси, отсутствия отклонения в песке для выравнивания и опорах.
Важно! Остов должен полностью лежать на основании подошвы всей площадью.
Технология монтажа имеет следующие этапы:
Монтируют ориентируясь только на оси, которые очерчены полосами на краях стакана. Их ставят сами строители перед началом работ любым красящим средством несмываемого типа.
Разбивочная ось должна обознаться с использованием струны, отвеса или проволоки и гвоздей. И именно совпадение оси на башмаке и разбивочной на колоне, свидетельствует о правильной установке.
Как видим конструкция более, чем монументальная. Это и неудивительно, ведь на ней будет к примеру стоять многоквартирный дом, в котором будут проживать сотни семей и их жизни зависят от того, насколько правильно был возведен фундамент.
Нередко бывает и так, что остов возвели сугубо по проекту, а вот уже в нем была ошибка. Итог в обоих случаях печальный.
Поэтому те, кто занимается такими серьезными и ответственными мероприятиями должны относится к своей работе с максимальной ответственностью.
sdelai-fundament.ru
ReadMeHouse
Энциклопедия строительства и ремонта