Фундаменты под колонны
Выбор фундамента под колонну и расчёты
Основой для любой новой постройки является именно опора. Каким бы строение ни было, большим или маленьким, в любом случае стройка начинается с укладки основы. Учитывая вид конструкции, которую планируется построить, выбирается тип основания. Обычно жилые помещения делаются бескаркасными, а вот каркасными только промышленные. Именно в каркасных конструкциях присутствуют несущие элементы, которые делаются в виде столпов. Как и под все застройки, фундамент под колонну закладывается обязательно.
Какими бывают столпы?
По виду материала, который был применен в изготовлении столпов, различают:
- Металлические.
- Железобетонные.
Учитывая то, какой вид будет устанавливаться при постройке помещения, выбирают определенный тип основы.
Колонна заборная
Типы фундаментов под колонны:
- Ленточный.
- Сплошной.
- Свайный.
- Столбчатый.
Каждый из видов имеет свои особенности. Поэтому при выборе учитываются все нюансы. Взвешиваются плюсы и минусы каждого типа.
Столбчатое основание
Столбчатые фундаменты под колонны бывают:
- Бетонными.
- Кирпичными.
- Деревянными.
- Блочными.
- Сделанными с помощью труб.
Такой фундамент под колонну применяют в определенных случаях. Например, если есть необходимость передачи нагрузки каждой конструкции по отдельности на почву. Также если несущий слой лежит на глубине около 5 м.
Стаканные основания
Колонна в фундаменте
Стаканные фундаменты под колонны считаются разновидностью столбчатых опор. Особенностью его является то, что он не делается на месте, а доставляется уже готовым. В постройке применение опоры такого типа имеет свои преимущества:
- Надежность и прочность.
- Быстрая установка. Опалубка для колонн не требуется.
- Никакого влияния погодных условий на установку.
- Точность значительно выше, чем постройка опоры любым другим способом.
Ленточный тип
Ленточные фундаменты считаются легкими в исполнении. Они используются при строениях небольших помещений. Такую опору очень легко смастерить своими руками. Важно детально изучить особенности его укладки. Он может пригодиться тем, кто задается вопросом: как сделать колонну своими руками. В таком случае использование именно ленточного основания будет самым лучшим вариантом.
Для такого вида основания понадобится щебень, песок, гравий. Закладка делается слоями, которые в толщине около 15-20 см. Армирование производят бетоном.
Монтаж железобетонных столпов
Фундаменты под железобетонные колонны укладываются с учетом всех плюсов и минусов определенного типа. Для такого вида наилучшим образом подходит стаканное основание. Оно по своим характеристикам отличается прочностью и надежностью. Основания могут быть двух видов: монолитным или сборным.
Монтаж колонны
Выстраивать ступени начинают тогда, когда основание достегает 35 см в высоту. Сборное основание может быть с наклонной или горизонтальной поверхностью. Монолитный фундамент под колонну имеет горизонтальную поверхность.
Первым этапом является вырывание котлована. На самое дно передаются оси будущего строения. Потом по главным осям прикрепляется проект. Эти крепления делаются кольцами. Важно знать, что сборный тип можно смонтировать только в пределах получившейся конструкции, которая была закреплена изначально.
Используя отвесы, необходимо определить фиксированные строительные оси. Потом опустить в короб. Опускаются с помощью проволоки. После хорошо и надежно закрепляются полученные конструкции.
Последующей работой является монтаж подставки под используемую конструкцию. Она фиксируется пониже пометок на полученном коробе. Это делается для того, чтобы в дальнейшей работе была возможность доливать бетон. Возможно, получится так, что основание вышло ниже проектной отметки, то уже при самой установке конструкции подлаживается подкладка из металла необходимой толщины. Материал прокладки выбирают, учитывая размеры конструкции.
Очень важно фиксацию осей выполнить правильно. Это проводится непосредственно перед укладкой опоры. Если объект, который строится, не очень большой, то крепление производится от осей. Они крепятся стунами. Сама основа укладывается в запланированном положении с использованием отвеса.
Основание под колонну
Когда укладывается фундамент под колонны стаканного типа, то на последнем этапе наносятся пометки. Эти отметки проводятся по краям стакана. Также нужно сделать отметки на углах, и если есть какие-то отклонения от необходимых размеров, то нужно отметить их.
Установка металлических столпов
Фундаменты под стальные колонны укладываются в несколько этапов:
- Подготовка основы.
- Расчеты, которые учитывают геодезические особенности.
- Проектирование планируемого помещения.
- Выбор материала, который будет использоваться.
Использование анкеров при укладке опор
Фундамент под металлическую колонну укладывается с применением анкерных болтов. Эти анкера укладывают прямо в саму опору. Укладка должна происходить под строгим контролем и с точной разбивкой. Допустимое отклонение около 2 мм.
Все анкера устанавливаются на осях и крепятся на самом верху опалубки. Важным этапом является контроль над установкой таких болтов. Должна контролироваться высота положения. Для этого используют шаблон или кондуктор. Он помогает правильно установить все болты. Шаблон – специальная рама, которая сделана из металла или дерева. В ней находятся специальные гнезда для прикрепления болтов. Также на ней находятся специальные риски, с помощью которых она крепится на опалубке к осям по всей опоре.
Для того чтобы было сохранено вертикальное положение болтов, их выверяют и приваривают к арматуре. Потом заливается бетон. Обязательно необходимо провести контроль устойчивости болтов и самой опалубки и выполнить схему высотного положения. Возможно, что при работе возникли ошибки. Поэтому размеры снимать после каждого этапа просто необходимо! Исправить их нужно до застывания самого бетона. В ином случае это будет уже сложно выполнить.
Не так давно анкерные болты начали помещать в колодцы, которые оставляют в конструкции и заделываются уже после всей установки. Анкера больших размеров и со значительным весом укладывают в опорах под очень высокие постройки (их используют под колонны промышленных зданий). Чтобы их удержать, делают некие приспособления. При установке таких устройств используют каркасы, которые используют для поддержки шаблонов с анкерными устройствами в необходимом положении при заливании бетонной смеси, и шаблоны, которые используют для прикрепления анкеров.
Устройство анкера очень сложное в установке. Крепления производятся с высокой точностью и делаются очень надежно. При укладке именно замеры и разметка считается самой сложной задачей. Для надежности и большей точности изготавливают специальные шаблоны, которые называют кондукторами. Это по своей сути такие приспособления в виде рам, которые делают из металлических отрезков. На этой раме точно проведены оси, сделаны отверстия для разметки будущих креплений. Если в работе будут использовать легкие болты, то такой кондуктор можно изготовить из дерева.
Расчет металлической колонны должен быть точным. Такие сооружения являются очень крепкими, и в случае, если есть ошибки или отклонения от необходимых размеров, исправить их очень сложно.
Необходимые расчеты перед началом укладки опоры
Проектирование фундаментов под колонны производит специалист. Перед тем как приступить к расчету, ему необходимо владеть определенной информацией:
- Глубину, на которой находятся грунтовые воды. Нужно учитывать, что этот параметр колеблется в зависимости от сезона;
- Расчет по нагрузкам ветра и снега. Этот показатель на различных ландшафтах разнится;
- Температурный режим в регионе зимой. Важно знать, как глубоко промерзает земля. Это очень влияет на устойчивость будущего здания. Такие данные можно найти в специальных справочниках;
- Особенности почвы, на которой будет выполняться постройка. Отдельные фундаменты под колонны имеют свои нюансы;
- Нужно знать приблизительный вес здания, которое будет построено. Оно производит определенное давление на почву. При этом учитывается и то, что будет находиться внутри самого здания;
- Массу самого основания, которое должно закладываться. При этом учитывается вес используемых материалов;
- Если опалубка круглых колонн, то нужно учитывать особенности ее применения.
4.3.3. Отдельные фундаменты под колонны (ч. 1)
Библиотека / Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения / Глава 4. Конструкции фундаментов мелкого заложения
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 болтыРазмеры 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.
ТАБЛИЦА 4.22. ВЫСОТА СТУПЕНЕЙ ФУНДАМЕНТОВ, 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 |
Модульные размеры фундамента следующие:
| 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 предприятийФорма 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.
ТАБЛИЦА 4.23. КОЭФФИЦИЕНТ k
| 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 | 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.
ТАБЛИЦА 4.24. РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТОВ
| 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 | 900 | 2100 | 800900 | 500 | 500 | 0,220,25 |
| 500600 600 | 500400 600 | Б | 1200 | 1200 | БТ | 1200 | 2100 | 800900 800 | 600700 700 | 600500 600 | 0,310,34 0,41 |
| 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.
ТАБЛИЦА 4.25. РАЗМЕРЫ РЯДОВЫХ ФУНДАМЕНТОВ
| Эскиз | Марка фундамента | Размеры, мм | Объем бетона, м3 | ||||||
| l | b | l1 | b1 | h2 | h3 | hf | |||
| ФА6-1ФА6-2ФА6-3ФА6-4ФА6-5 ФА6-6 | 2400 | 2100 | 1500 | 1500 | 300 | 300 | 15001800240030003600 4200 | 2,93,23,64,14,6 5,1 | |
| ФА7-1ФА7-2ФА7-3ФА7-4ФА7-5 ФА7-6 | 2700 | 2100 | 1800 | 1500 | 300 | 300 | 15001800240030003600 4200 | 3,23,34,04,54,9 5,4 | |
| ФА8-1ФА8-2ФА8-3ФА8-4ФА8-5 ФА8-6 | 2700 | 2400 | 1800 | 1500 | 300 | 300 | 15001800240030003600 4200 | 3,53,74,24,75,2 5,7 | |
| ФА9-1ФА9-2ФА9-3ФА9-4ФА9-5 ФА9-6 | 3000 | 2400 | 2100 | 1500 | 300 | 300 | 15001800240030003600 4200 | 3,84,14,65,05,5 6,0 |
ТАБЛИЦА 4.26. РАЗМЕРЫ ФУНДАМЕНТОВ ПОД ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШВЫ
| Эскиз | Марка фундамента | Размеры, мм | Объем бетона, м3 | |||||
| b | l | b1 | h2 | h2 | hf | |||
| ФАТ3-1ФАТ3-2ФАТ3-3ФАТ3-4ФАТ3-5 ФАТ3-6 | 1800 | 2100 | – | 300 | – | 15001800240030003600 4200 | 3,44,05,16,27,4 8,5 | |
| ФАТ6-1ФАТ6-2ФАТ6-3ФАТ6-4ФАТ6-5 ФАТ6-6 | 2400 | 2100 | 1500 | 300 | 300 | 15001800240030003600 4200 | 4,24,75,97,08,1 9,3 | |
| ФАТ7-1ФАТ7-2ФАТ7-3ФАТ7-4ФАТ7-5 ФАТ7-6 | 2700 | 2100 | 1800 | 300 | 300 | 15001800240030003600 4200 | 4,55,16,27,48,5 9,6 |
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 колоннуЖелезобетонные 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.
ТАБЛИЦА 4.27. ТИПЫ И РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННИКОВ
| 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 колоннуЛенточный фундамент под колонны - Фундамент своими руками
Ленточный фундамент, благодаря своим конструктивным и техническим особенностям (непрерывная равномерно загруженная лента), является наилучшим видом основания под самонесущие и несущие стены здания. Однако нередко его используют для передачи на грунт линейно распределенной нагрузки от равномерной сетки (ряда) колонн. В последнем случае ленточный фундамент устраивается в виде пересекающихся – под сетку колонн, или одиночных лент – под колонны, расположенные в ряд.
Применение, виды и особенности ленточного фундамента под колонны
Равномерная передача и распределение нагрузки ленточными фундаментами на грунт крайне важно, если на строительной площадке (приусадебном участке):
- обнаружены неоднородные по сжимаемости грунты;
- имеются слабые (несущая способность) грунты или просадочные с прослойками.
Основание под колонны в виде скрещивающихся лент также закладывается, если площади подошв отдельно взятых фундаментов слишком велики или смыкаются сторонами.
Под ряды колонн в большинстве случае выполняют основание в монолитном железобетоне, хотя это может быть и сборная конструкция. Выбор типа основания зависит от сооружения и несущей способности грунта. Однако специалисты нашей компании рекомендуют использовать именно монолитную конструкцию, поскольку она в значительной степени превосходит своими технико-экономическими показателями сборную разновидность.
Вариант основания в монолитном железобетоне состоит из перекрестных балок таврового поперечного сечения, которые включают в себя подушки (плита трапецеидальной формы в сечении) и вертикальные ребра (прямоугольник в сечении). Глубина залегания перекрестных лент та же, как и при установке стандартных ленточных фундаментов, а вот высота консоли должна быть от 200 мм. Размеры основных элементов (ребра, плита) и степень их армирования рассчитываются по стандарту (как изгибаемые объекты).
Если речь идет о сборном варианте, тогда фундамент будет представлять собой отдельные блоки (плиты), которые будут соединены друг с другом сплошными (монолитными) стыками. Главное преимущество ленточных фундаментов под колонны заключается в том, что они придают возводимому сооружению значительно большую жесткость конструкции, а также заботятся о выравнивании его усадки.
Ленточный фундамент под колонны Ленточный фундамент под колонныИсточник: www.oooprojekt.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.
Виды оснований под сборные колонны из железобетона
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.
Читайте также: Какой лучше фундамент свайный или ленточныйЕсли 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.
Основания под металлические колонны
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 металлических колонн
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:
- На поверхность основания, которое смонтировано до нужной отметке опорной подошвы, без последующей доливки цементной смеси. Применяется для опор с фрезерованными башмачными подошвами.
- На заблаговременно выверенные места, устанавливаются и заполняются бетонной смесью металлические плиты. Основание бетонируется до уровня на 5−8 см ниже той отметки подошвы опоры, которая обозначена при проектировании.
- После чего выполняют установку опорных колонн, объединяя осевые отметки разбивочных осей на элементах, вмонтированных в фундамент, с их отметками. Установочные винты регулируют положение отдельной опоры по высоте с учетом того, что верхняя поверхность плиты будет располагаться на заданной отметке опорной плоскости башмака. Опорные плоскости столбов должны заблаговременно быть простроганы.
- Основание бетонируется до уровня на 0,25−0,3 м ниже отметки поверхности башмака, отмеченной при его проектировании.
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.
Какие виды фундаментов выполняются под стены
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:
- блок-подушек марки Ф;
- блоков стеновых прямоугольной формы марки СП.
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.
Читайте также: Как правильно залить ленточный фундаментБлоки стен изготавливаются сплошными, с несквозными отверстиями, расположенными снизу. Изготавливаются из бетона марки М150.
Применение и виды блок-подушек
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.
Размеры фундамента под колонны: типовые схемы, виды, нагрузки Зависимость размеров фундамента под колонны от расчетной нагрузки. Виды и проектирование под колонны промышленных зданий. Схемы и чертежи устройства оснований, проектирование.Источник: fundamentclub.ru
В случае, если требуемые по расчету подошвы фундаментов соседних колонн близко подходят друг к другу, применяют ленточные фундаменты под рядами колонн в виде отдельных лент или в виде перекрестных лент (рис. ниже). Также применяют ленточные фундаменты при неоднородных грунтах или резко различных нагрузках, поскольку они выравнивают осадки основания. Фундаменты под колонны связевых панелей также часто делают ленточными, поскольку такие фундаменты увеличивают жесткость основания панели, что существенно уменьшает деформативность всего каркаса. Еще больше можно увеличить жесткость основания связевой панели, распространив ленточный фундамент на соседние с панелью колонны (рис. ниже).
Ленточные монолитные фундаменты под колонны
а – отдельные ленты; б – перекрестные ленты
Обычно ленточные фундаменты имеют постоянное тавровое сечение с полкой понизу.
Выступы полки тавра работают как консоли, защемленные в ребре. Полку назначают толщиной не менее половины вылета консоли.
Фундаментная лента рассчитывается и конструируется так же, как монолитная неразрезная балка, в которой опорами служат колонны, а нагрузкой – давление грунта на подошву.
Пример ленточного фундамента под связевой панелью
Эпюру давления грунта рекомендуется определять, принимая основание как линейно деформируемое полупространство.
Расчет производится смешанным способом. Для этого непрерывную связь балки с основанием представляют в виде системы абсолютно жестких стержней, усилия в которых принимают равными равнодействующей давления грунта, равномерно распределенного по площади подошвы, соответ-
ствующей каждому стержню (рис. ниже). Обычно расстояния между стержнями с принимают одинаковыми, а число стержней (участков разбивки) равным 9-11.
К расчету ленточного фундамента как балки на линейно-деформируемом полупространстве
а – расчетная схема; б
основная система; в – перемещения ленты под действием силы х = 1; г – то же, поверхности основания; д – перемещения ленты под действием внешних нагрузок Р,
Основную систему получают, отделив балку от основания, заменив при этом стержни силами х. х„ и введя опору в точке приложения равнодействующей внешних сил от колонн. Неизвестными при этом являются силы х. ,хn и осадка фиктивной опоры y. Система уравнений имеет вид
где п – число участков; ΣP – сумма сил в колоннах, приложенных к ленте.
Коэффициент δki, представляет собой сумму смещений балки Vki и основания Yki в точке k от действия единичной силы, приложенной в точке i. Поскольку фиктивная опора, помещенная в точке приложения равнодействующих сил Pj, не может поворачиваться, эту опору представляют как жесткую заделку, и значения Vki определяют как прогибы консоли. При постоянной жесткости балки EI значение Vk, равно
Осадку основания Yki от единичной силы определяют по формуле
Читайте также: Подвал в доме с ленточным фундаментомгде Ей и μо – модуль деформации и коэффициент Пуассона грунта, определяемые согласно СНиП 2.02.01-83 прил. 1 и 2; с – расстояние между стержнями; Fu – функция осадки основания в точке к при действии единичной силы в точке i.
Значения функции Fki, вычисленные на основе теории упругости, приведены в табл. ниже, где х/с – число участков от точки к до точки i; b – ширина подошвы.
Значения Fki
Значения Fki при b/с
Δip – прогиб балки как консоли в точке i от всех внешних сил Pj.
Окончательно усилия в балке определяются как для консоли при действии вычисленных сил х, и внешних сил Pj. Давление на грунт определяют путем деления х, на bс. Это давление при действии полных нормативных нагрузок не должно превышать расчетное сопротивление грунта R.
В первом приближении жесткость балки принимается как для сплошного бетонного сечения, т.е. равной EbI. Если после 1-го расчета полученные моменты не превышают момент трещинообразования Мст этот расчет считается окончательным. Если в некоторых участках балки момент превышает Мсгс, то в этих участках жесткость определяют с учетом трещин согласно СП 52-101-2003, и расчет повторяется с учетом этих жесткостей при определении Vkl. Расчет производится до тех пор, пока вновь полученные максимальные моменты будут отличаться от моментов из предыдущего расчета менее чем на 10%.
Ленточные фундаменты на естественном основании под колонны Ленточные фундаменты на естественном основании под колонныИсточник: ros-pipe.ru
Фундаменты под колонны и стены промышленных зданий делают из железобетона, бетона, бутобетона и бутовой кладки. В зависимости от конструктивной схемы здания, величины и характера нагрузок, вида и качества грунтов основания фундаменты бывают ленточные, столбчатые, свайные и сплошные.
Ленточные фундаменты применяют преимущественно под несущими стенами и выполняют аналогично ленточным фундаментам гражданских зданий. При частом расположении колонн и больших нагрузках (более 200 Т на колонну) ленточные фундаменты встречаются и в каркасных промышленных зданиях (рис. 204). Наиболее распространенным видом фундаментов промышленных зданий, имеющих каркасную схему, являются столбчатые фундаменты.
При относительно небольших нагрузках от колонн каркаса (до 100 Т) и нормативном давлении на .грунт, равном 1,5—2,0 кПсм2, применяют столбчатые фундаменты из сборных железобетонных блоков стаканного типа. При нагрузках более 100 Т применяют сборные железобетонные фундаменты из нескольких сборных элементов или монолитные ступенчатые фундаменты из железобетона. Основные типы столбчатых фундаментов промышленных зданий показаны на рис. 205.
Размеры подошвы фундамента, его высота и конструкция зависят от величины воспринимаемых фундаментом нагрузок и свойств грунта основания под фундаментом.
Монолитные ступенчатые фундаменты выполняют с двумя—тремя ступенями высотой по 30 см при высоте фундамента до 100 см и по 60 см при высоте фундамента более 100 см. Конструкция сопряжения монолитных фундаментов с колоннами каркаса зависит от материала и конструкции колонн.
Рис. 204. Ленточный фундамент под колонны каркаса:
а — план фундамента; б — детали; 1 – колонны; 2 —фундамент
Рис. 205. Столбчатые фундаменты колонн:
а — жесткий фундамент с подколонником; б — монолитные железобетонные фундаменты монолитных колонн; в — сборные железобетонные фундаменты стаканного типа; г — то же, для двухветвевых колонн; д — составной фундамент; 1 — колонна; 2 — стальная арматура; 3 — подколонник; 4 — фундамент с уступами; 5 — бетонная подготовка; 6 — пирамидальный фундамент; 7 — фундамент стаканного типа; 8 — бетон или раствор; 9 — железобетонные плиты
При сборных железобетонных колоннах применяют фундаменты со стаканами для колонн. Глубина
стакана должна быть не менее большей стороны колонны, а размеры верха и дна — больше размеров соответствующих сторон колонны на сумму двух зазоров, необходимых для монтажа. Зазор между плоскостью колонны и внутренней гранью стакана принимается равным 75 мм в каждую сторону от колонны для верха стакана и по 50 мм — для дна стакана.
Толщина стенок стакана в его верхней части должна быть не менее 250 мм, а толщина дна, во избежание продавливания фундамента — не менее 200 мм.
Зазор между колонной и стенками стакана при монтаже колонн заполняют бетоном не ниже М150 на мелком гравии.
При колоннах из двух ветвей (двухветвевые колонны) каждая ветвь должна иметь сопряжение с фундаментом. Для сборных железобетонных двухветвевых колонн применяют двухстаканные железобетонные блоки (рис. 205, г) или одностаканные, но отдельно под каждую ветвь колонны.
Сопряжение монолитных железобетонных фундаментов с монолитными колоннами достигается сваркой арматуры колонны с арматурными стержнями (выпусками), замоноличенными в фундамент (рис. 205, б).
Стальные колонны крепят к фундаментам анкерными болтами, которые замоноличивают в фундамент.
Фундаменты под стены и колонны Ленточный фундамент под колонны Фундаменты под колонны и стены промышленных зданий делают из железобетона, бетона, бутобетона и бутовой кладки. В зависимости от конструктивной схемыИсточник: www.remontlib.ru
Поделитесь статьей в соц. сетях:2.2.2 Фундаменты, их типы. Правила конструирования и подбора фундаментов
Основным материалом для изготовления фундаментов является железобетон.
По конструкции фундаменты бывают:
– ленточные - их устраивают под несущие стены бескаркасных зданий и зданий с неполным каркасом. Чаще их выполняют из сборных элементов аналогично гражданским зданиям;
– свайные фундаменты применяют при слабых грунтах, высоком уровне грунтовых вод. Конструктивные решения аналогичны гражданским зданиям. Основными элементами являются сваи (стойки или висячие) и ростверк, который одновременно является и подколонником;
– сплошные - применяют под тяжелое оборудование и при слабых грунтах;
– столбчатые (отдельно стоящие) - наиболее характерны для каркасных промышленных зданий.
Типы фундаментов промышленных зданий
а – монолитный; б – сборный составной; в – свайный; г – сборный ребристый; д – сборный пустотелый; е – с подколонником пенькового типа
По способу устройства железобетонные столбчатые фундаменты бывают:
а) сборные, состоящие из подколонника и опорной фундаментной плиты (одной или нескольких);
б) монолитные из бетона класса С12/15 являются наиболее распространенными, поэтому будут рассмотрены подробно.
По виду подколонника фундаменты бывают:
а) с подколонником пенькового типа. Их устраивают под стальные колонны, а также под фахверковые колонны, если отметка их низа -0,100 м;
б) с подколонником стаканного типа, когда в подколоннике предусмотрено уширенное отверстие - стакан, имеющий форму усеченной пирамиды (колонну устанавливают в стакан и жестко защемляют в нем монолитным бетоном класса С12/15). Дно стакана располагают на 50мм ниже проектной отметки низа колонн с тем, чтобы подливкой раствора под колонну компенсировать возможные неточности размеров высоты колонн, допускаемые при их изготовлении, и выровнять верх всех колонн, а также неточности в изготовлении фундамента и его заложении. Зазоры между колонной и стаканом равны: по верху - 75 мм, по дну - 50 мм. Толщина стенок стакана должна быть не менее 175 мм. Верхнюю плоскость фундамента (обрез) располагают на отметке - 0,150 м ниже уровня чистого пола. Это дает возможность осуществлять монтаж конструкций наземной части здания после того, как произведена обратная засыпка котлованов, устроена подготовка под полы и проложены все коммуникации. Другими словами это позволяет завершить работы нулевого цикла (возведение подземной части здания) до монтажа колонн.
Монолитные фундаменты выполняют по бетонной подготовке из тощего бетона класса С8/10 толщиной 100 мм, размеры подготовки на плане превышают размеры подошвы фундамент на 100 мм в каждую сторону.
А. Подбор монолитного столбчатого фундамента с подколонником стаканного типа
Опалубочные размеры фундаментов унифицированы и принимаются по каталогу по серии 1.412 - 1/77, вып.- 1, 2, 3 кратными модулю 300 мм. Высота фундаментов: 1,5; 1,8; 2,4; 3,0; 3,6; 4,2 м. Применяют несколько типоразмеров фундаментов, отличающихся не только высотой, но и размерами подколонников и подошв, количеством уступов.
Б. Подбор монолитного столбчатого фундамента с подколонником пенькового типа
Под железобетонные фахверковые колонны следует проектировать фундаменты с подколонниками пенькового типа по серии 1.412.1 - 4, если отметка низа колонн, устанавливаемых на эти фундаменты, равна - 0,100 м. Размеры сплошного подколонника, из которого выпущены анкерные болты, согласно серии 900x900 мм.
В. Подбор монолитного столбчатого фундамента, располагаемого в температурном шве
Фундаменты в температурных швах под каждую пару колонн, а в местах пересечения швов и под все четыре колонны делают общие, но под каждую колонну - свой стакан. Исключение может быть только в том случае, когда смежные части здания должны быть разделены осадочным швом (неодинаковые грунтовые условия, резко отличающиеся нагрузки и др.) и фундаменты делают независимыми.
Привязка фундаментов к координационным осям здания определяется привязкой колонн. По отношению к колоннам фундаменты располагают симметрично.
Конструктивное решение фундаментов под колонны основного каркаса в углах здания и возле крайних поперечных осей имеет особенности. Для опирания на обрезы этих фундаментов приколонных фахверковых металлических стоек в процессе изготовления фундаментов в них закладывают анкерные болты и выполняют по обрезам набетонки толщиной 50 мм (до отметки - 0,100).
Количество ступеней в фундаменте зависит от нагрузки и применяется:
– под колонны крайнего ряда – двухступенчатые;
– под колонны среднего ряда – трехступенчатые;
– под фахверковые колонны – одноступенчатые.
