Монолитный железобетонный фундамент под колонны

Виды бетонных оснований под колонну

Фундамент под колонну может быть либо сборным, либо монолитным.

• Сборный тип производится на заводах железобетонных изделий по специальным стандартам – это так называемые «стаканы». Монтаж их производится уже в готовом для дальнейшей эксплуатации виде.
• Монолитный фундамент отливают из бетона прямо на месте установки будущей колонны. Изготавливается он с учётом целого ряда нюансов – прежде всего, типа грунта и предполагаемой нагрузки.

Особенность конструкции с использованием колонн состоит в том, что каждая опора «работает» индивидуально. Поэтому, при неправильном устройстве основания, возможно проседание или перекос отдельных колонн, что чревато разрушением всей постройки.

Каркас для заливки монолитного основания колонны

По типу устройства монолитные фундаменты под колонны (как их ещё называют в архитектуре – «столпы»), бывают:

Читайте также: Механизация процесса уплотнения асфальтобетонной смеси катком

1. Ленточными.
2. Сплошными.
3. Столбчатыми.
4. Свайными.

Рассмотрим подробнее разные виды монолитных железобетонных фундаментов для столбчатых опор.

Столбчатый фундамент

Как видно из названия, он имеет форму заглублённого в землю столба. Изготавливается в основном из железобетона, и предназначен для установки несущих опор на слабых и болотистых грунтах. Может также применяться и на твёрдых почвах как наименее затратный вариант – на его устройство уходит гораздо меньше материала и времени.

В малоэтажном частном строительстве столбчатые основания могут выполняться из металлических и асбоцементных труб, кирпича или готовых бетонных блоков.

Ленточный фундамент

Конструкция ленточного основания под размещение колонн
Ленточное основание под каркасное здание применяется в том случае, если проектом предусмотрено заполнение пространства между колоннами капитальными стенами из кирпича, шлакоблока, газобетона и т.д. Конструктивно он представляет бетонную полосу, залитую по периметру будущего здания, а также под внутренними капитальными стенами. Главным отличием ленточного основания под столбчатые опоры от обычного ленточного фундамента – это усиление в местах монтажа будущих колонн.

Сплошное основание

Представляет собой монолитную бетонную плиту, залитую по всей площади будущей постройки. Монтаж опор при этом производится по периметру плиты. В точках их установки производится усиление металлического каркаса, или углубление бетонного основания.

Применяется такой тип фундамента, как сплошная железобетонная плита, в основном при возведении складских помещений, ангаров, заводских корпусов.

Свайные основания

Монтаж опор на сваях производится в основном там, где из-за характеристик грунта невозможно устройство других типов фундамента. Например, при строительстве зданий на насыпных грунтах и в болотистой местности с высоким уровнем грунтовых вод.

В зависимости от размеров здания могут применяться сваи различной величины и конструкции. Для возведения лёгких построек вполне достаточно будет винтовых или буронабивных свай, которые без труда можно смонтировать своими руками.

Лист 1.04. Железобетонные подколонники под стальные колонны в фундаментах глубокого заложения

Стр 1 из 23Следующая ⇒

ВВЕДЕНИЕ

Современное индустриальное строительное производство ведется на базе развитой сети заво­дов-изготовителей, направляющих на строительные площадки подготовленные к монтажу укрупненные элементы зданий массой до 50 т, в соответствии с грузоподъемностью монтажных кранов.

Значительная часть промышленных зданий и сооружений возводится по типовым проектам. Ти­пизация заключается в постоянном отборе наибо­лее универсальных для данного периода объемно-планировочных и конструктивных решений, дающих наибольший экономический эффект в строитель­стве и эксплуатации зданий. Типизируются здания отраслевого назначения, ограниченные определен­ной производственной мощностью, и секции зданий универсального назначения, ограниченные опреде­ленными производственными площадями и обслу­живающими их транспортными средствами.

Современные типовые здания и сооружения отличаются от своих предшественников тем, что они унифицированы — подготовлены для возведе­ния методами строительной индустрии. Унифика­ция проводится путем применения наиболее эконо­мичных и универсальных элементов зданий, ото­бранных в соответствии с возможностями заводов-изготовителей, простотой перевозки, монтажа и тому подобными критериями.

Несущий каркас промышленных зданий, как правило, воспринимает значительные усилия, возникающие в связи с перекрытием больших площадей, необходимых для расстановки крупно­габаритных машин, а также в связи со значитель­ными, а порой и динамическими, нагрузками, вы­зываемыми технологическим процессом. Поэтому несущие каркасы промышленных зданий выпол­няются в виде рамных схем из особопрочных ма­териалов — стали и железобетона.

От внешней среды помещения зданий изоли­руются ограждениями — стенами и крышами, в состав которых для Отапливаемых зданий вхо­дят эффективные теплоизолирующие заполнители, В стенах устраиваются дверные, оконные и ворот­ные проемы, в крышах —фонари. Они служат для связи, освещения и проветривания помещений.

Особо эффективны конструкции, совмещающие несущие и ограждающие функции (оболочки и т. п.).

Читайте также: Кровли крыш гаража: материалы для перекрытия

Внутренние конструкции — полы, пе­регородки, этажерки, служебные лестницы— обра­зуют отдельные помещения зданий, площадки для установки и обслуживания аппаратов и обеспе­чивают доступ к ним.

Конструкции изготовляемых отечественными заводами унифицированных изделий для всех пе­речисленных частей здания постоянно развиваются и совершенствуются. Они производятся на основе

единой номенклатуры унифицированных изделий, утверждаемой комитетами по делам строитель­ства — Госстроями союзных республик или СССР.

Сборные железобетонные элементы успешно применяются в несущих каркасах одноэтажных зданий высотой до 18 м, с опорными кранами гру­зоподъемностью до 30 т и с пролетами до 24 м и в многоэтажных зданиях при нагрузках на пере­крытие до 2,5 тс/м2. В ограждающих конструк­циях они используются преимущественно в виде легкобетонных и железобетонных стеновых пане­лей, ребристых плит междуэтажных перекрытий и крыш. Особая область применения сборного желе­зобетона — пространственные конструкции, пере­крывающие крупнопролетные здания.

Монолитный железобетон применяется преиму­щественно в столбовых фундаментах промышлен­ных зданий, так как здесь он экономически целе­сообразен. Основные преимущества железобетон­ных конструкций — долговечность, несгораемость и экономия стали.

В связи с успехами металлургической промыш­ленности в годы десятой пятилетки стальные кон­струкции стали шире применяться в строительстве. В настоящее время они используются в несущих каркасах одноэтажных зданий высотой более 14,4 м, с опорными кранами грузоподъемностью 50 т и более, с пролетами 30 м и более и с осо­быми условиями эксплуатации, а в многоэтажных зданиях — при нагрузках на перекрытие более 2,5 тс/м2.

В ограждающих конструкциях начал приме­няться стальной профилированный настил. Времен­но, в связи с дефицитностью, листовой стали, он используется там, где дает наибольший экономи­ческий эффект, например в труднодоступных райо­нах. Основные преимущества стальных конструк­ций — прочность, легкость, простота резки, сварки и крепления.

В ряде случаев экономически целесообразно подкрановые балки для кранов любой грузоподъ­емности и фермы выполнять в металле и устанав­ливать по сборным железобетонным колоннам. Для упрощения конструктивных узлов продольные связи и другие мелкие элементы почти всегда вы­полняются из стального проката. Стальные окон­ные панели применяются в зданиях тяжелого ре­жима работы (избыточные тепловыделения, осо­бый температурно-влажностный режим и т. п.) и повышенной капитальности, а стальные фонарные фермы, панели и переплеты в связи с их относи­тельной конструктивной простотой — во всех зда­ниях с верхним освещением.

В настоящее время для несущих строительных конструкций применяются высокопрочные стали, а для ограждающих все шире — легкие металлы

(алюминиевые переплеты) и пластические массы. Повышение индустриализации производства метал­лических конструкций достигается путем их ти­пизации.

Выбор того или иного материала должен проис­ходить на основе экономического анализа стоимо­сти сооружения с учетом местных материальных ресурсов.

Быстрое развитие строительной науки и техники в нашей стране непрерывно выявляет новые ма­териалы и методы конструирования.

В третьем издании книга дополнена материала­ми по сборным железобетонным фундаментам под стальные колонны, стальным фермам из круглых труб, колоннам из центрифугированного железобе­тона, пространственным структурным плитам из армоцементных элементов и стальных стержневых систем, трехслойным железобетонным и стальным панелям для отапливаемых зданий, стальным оконным панелям с алюминиевыми переплетами, стальным конвейерным галереям-оболочкам. Пере­работаны чертежи железобетонных колонн для бескрановых зданий, ограждений из волнистых асбестоцементных листов светоаэрационных и аэрационных фонарей и утепленных конвейерных галерей.

Приведенные ниже типовые и эксперименталь­ные решения строительных конструкций промыш­ленных зданий, хотя и не могут претендовать на исчерпывающую полноту, позволяют ориентиро­ваться в основном направлении их развития. В этих же целях показываются и применявшиеся ранее типовые решения там, где они не являются основными. Например, на отдельных листах главы 6 «Стены» и главы 8 «Крыши и фонари» сохране­ны элементы стального каркаса зданий, выполнен­ные по предыдущим типовым сериям.

По объемно-планировочному решению промыш­ленные здания подразделяются на одно- и мно­гоэтажные, сплошной и павильонной застройки. В связи с относительной дешевиз­ной, возможностью применять разреженную сетку колонн и передавать непосредственно на основание нагрузки от оборудования наибольшее распростра­нение получили одноэтажные здания. Многоэтаж­ные здания возводятся для производства с огра­ниченными технологическими нагрузками, с верти­кальными технологическими процессами и в усло­виях естественной городской застройки.

Читайте также: Нужно ли поливать фундамент водой после заливки – насколько важен уход за бетоно

Многоэтажные здания и здания сплошной за­стройки позволяют более компактно организовать технологический процесс. Здания павильонной за­стройки имеют преимущество в отношении естест­венного освещения и аэрации.

Здания сплошной застройки в зависимости от наличия и расположения внутренних колонн под­разделяются на многопролетные ячейко­вые и зальные.

Пролетом называется внутренний объем, огра­ниченный двумя рядами колонн и торцовыми стен­ками. Пролет может оборудоваться подвесными балочными кранами грузоподъемностью от 1 до 5 т или опорными мостовыми кранами грузоподъемно­стью от 10 до 500 т. Пролетом называется также расстояние между опорами основных конструкций покрытия. Расстояние между опорами вдоль их ряда именуется шагом.

Пролеты определяют направленность технологических потоков и располагаются, как правило, в одном, а для отдельных производств — в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Переход технологического потока в соседний пролет вызы­вает ряд эксплуатационных и конструктивных затруднений из-за отсутствия транспортной связи и часто появляющейся необходимости местного увеличения шага колонн.

В ячейковых зданиях колонны располагаются в вершинах близкого к квадрату прямоугольника. Ячейковые здания оборудуются подвесными одно-балочными кранами, проходящими в разных уровнях и в обоих направлениях, и позволяют сво­бодно маневрировать направлениями технологиче­ских потоков. Таким зданиям присуща гибкость планировки и, в известной мере, универсальность.

Зальные здания большой глубины с пролетами до 100 м (сборочные цехи самолетостроительных заводов, экспериментальные корпуса ускорителей ядерных частиц и т. п.) обеспечивают маневрен­ность крупногабаритных машин и эксперименталь­ной аппаратуры. Они оборудуются подвесными и напольными средствами транспорта.

Здания павильонной застройки подразделяются на одно-двухпролетные, павильонные и зальные. Одно-двухпролетные здания применяются для це­хов с избыточным тепловыделением. Павильонными именуются высокие бескрановые здания со встро­енными этажерками для оборудования. Павильон­ные здания позволяют совмещать процессы, проте­кавшие ранее в одно- и многоэтажных зданиях, и относительно просто реконструировать их при последующих изменениях технологии. Павильон­ные здания распространены в химической промыш­ленности и начинают применяться в других отрас­лях. Зальные здания небольшой глубины — ангары оборудуются раскрывающимися торцовыми стена­ми, позволяющими оставлять за пределами поме­щения хвостовую часть крупногабаритных самоле­тов и других подобных машин.

Лист 0.01. Сетки колонн и схемы перекрытия промышлен­ных зданий общего назначения

Покрытия одноэтажных пролетных зданий вы­полняются в основном из унифицированных пло­ских элементов — плит, балок, ферм, последова­тельно передающих друг другу собранную нагрузку. Плоские конструкции перекрывают пролеты до 36 м при шаге до 18 м. Шаг крайних и средних колонн и опирающихся на них стропильных конструкций может быть 6-метровым, 12-метровым и комбинированным — 6-метровым для крайних колонн и стропильных конструкций и 12; 18-метровым — для средних колонн.

В связи с массовым производством унифициро­ванных 6-метровых стеновых и оконных панелей в крайних рядах колонн предпочтителен 6-метровый шаг. В целях эффективного и маневренного ис­пользования производственных площадей в сред­них рядах колонн наиболее распространен 12-мет­ровый шаг. Вот почему в большинстве случаев эко­номичным является комбинированный шаг, соче­тающий разреженную сетку колонн с возможно­стью подвески однобалочных кранов.

18-метровый шаг средних колонн применяется в экспериментальном порядке.

6-метровый шаг средних колонн применяется преимущественно в невысоких двухпролетных зда­ниях, где его увеличение усложняет конструкцию, не давая экономического эффекта.

12-метровый шаг крайних колонн сочетается с 12-метровым шагом стропильных ферм. Это исклю­чает подстропильные конструкции, но требует в ряде случаев применения фахверковых колонн и в продольных стенах для крепления распространен­ных в производстве 6-метровых стеновых и окон­ных панелей. 12-метровый шаг крайних и средних колонн экономичен в высоких зданиях с опорными кранами большой грузоподъемности.

Выбор шага крайних и средних колонн и стро­пильных конструкций в пределах, допускаемых унифицированными габаритными схемами, произ­водится на основе экономического сопоставления вариантов.

Вместе с тем начинают внедряться и простран­ственные конструкции — цилиндрические оболочки, структурные плиты и т. д., перекрывающие те же пролеты с меньшей затратой материалов.

Для покрытия ячейковых зданий наряду с плоскими элементами применяются шеды — склад­чатые конструкции с фонарями односторонней ориентации, цилиндрические оболочки и т. д., пе­рекрывающие ячейку до 36 X 36 м.

Пролеты зальных зданий до 100 м пере­крываются облегченными фермами из высоко-прочных сплавов, вантовыми конструкциями, же­лезобетонными арками и оболочками двоякой кривизны.

В зданиях с искусственными освещением и кли­матом межферменное пространство по гигиениче­ским и санитарно-техническим соображениям же­лательно отделить подвесным потолком, над кото­рым, в так называемом техническом чердаке, размещаются воздуховоды, электропроводки и т. д.

Многоэтажные здания сплошной застройки с близкой к квадрату сеткой колонн, которая может быть разрежена в верхнем этаже, представляют в основном ячейковый тип. При балочных между­этажных перекрытиях с нагрузкой до 1,5 тс/м2 и более сетка колонн соответственно принимается 6X9 и 6X6 м. Остовы многоэтажных зданий производственного и конторско-бытового назначе­ния с балками, опирающимися на скрытые в подрезках консоли, и настилом из плит с круг­лыми пустотами применяются при нагрузке до 1,25 тс/м2. Покрытия безбалочного типа с плоским потол­ком, применяемые по гигиеническим соображениям в пищевой промышленности (холодильники и т. п.), возводятся с сеткой колонн 6X6. Покрытия верхних этажей с разреженной сеткой колонн ана­логичны по своей конструкции покрытиям одно­этажных пролетных или ячейковых зданий. Приме­нение шпренгельных конструкций и монолитных кессонированных плит в зданиях, возводимых ме­тодом подъема этажей, позволяет увеличить сетку колонн до 12 X 12 м.

Многоэтажные здания павильонной застройки выполняются в основном двух-трехпролетными с укрупненным пролетом в верхнем этаже. Увели­чение пролетов нижних производственных этажей до 18 м может быть достигнуто применением ферм.

В межферменном пространстве размещаются тех­нические этажи, используемые для пропуска раз­личных коммуникаций, и подсобные, складские и бытовые помещения. Располагаясь над каждым производственным этажом, технические этажи об­разуют в большинстве производств излишек вспо­могательной площади. Рациональнее размещать технические этажи через два производственных этажа, тогда перекрытие нижнего из них осущест­вляется по внутренним колоннам, опирающимся на фермы.

ЛИСТ 0.02. Основные параметры одноэтажных одно- и мно­гопролетных зданий и кранового оборудования

Широкое распространение заводских изделий из стали и сборного железобетона ограниченной номенклатуры, предназначенных в основном для сборки одно- и многопролетных промышленных зданий, основывается на единой модульной систе­ме, правила которой в кратком изложении сводят­ся к следующему.

Рекомендуется проектировать промышленные здания прямоугольного очертания, без перепадов высот, с пролетами одного направления. Перепады высот от 1,8 м и более допускаются при значи­тельной площади пониженной части. Пролеты двух взаимно перпендикулярных направлений применя­ются, если в этом случае есть существенные тех-нологические преимущества.

Читайте также: Механизм твердения бетона при отрицательных температурах. Критическая прочность бетона

Модульная система основывается на планиро­вочном модуле 0,5 м и высотном — 0,6 м. Все элементы ограждения зданий — стеновые и окон­ные панели, ворота, включая обрамляющую раму, плиты покрытий и перекрытий и т. д. — кратны по основным номинальным размерам* этим модулям или их дробной части.

Сетка колонн, образуемая их разбивочными осями, кратна укрупненным планировочным мо­дулям: в направлении шага — 6 м; в направлении пролета — 6 м для одноэтажных и 1,5 м — для многоэтажных зданий.

Колонны крайнего продольного ряда и у про­дольных деформационных швов совмещаются на­ружными гранями с продольными осями (нулевая привязка) или смещаются на 250 и 500 мм. нару­жу здания (привязки «250», «500»).

Колонны крайнего поперечного ряда (торцо­вые) и у поперечных деформационных швов сме­щаются с разбивочных осей на 500 мм внутрь тем­пературного отсека здания.

Колонны средних продольных и поперечных ря­дов совмещаются осями сечений с сеткой разбивоч­ных осей.

Нулевая привязка крайних продольных рядов применяется для многоэтажных и одноэтажных бескрановых зданий и в зданиях с кранами грузо­подъемностью до 30 т при шаге крайних колонн 6 м и высоте от пола до низа стропильных конст­рукций не более 14,4 м. Нулевая привязка исклю­чает применение в покрытии доборных элементов.

Привязка «250» применяется при любой из указанных ниже характеристик — грузоподъем­ность кранов 50 т, шаг крайних колонн 12 м, вы­сота здания 16,2 и 18 м.

* Номинальные- размеры в отличие от конструктивных включают зазоры между элементами

Расстояние от продольной оси колонн до оси катков крана назначается 750 мм для кранов грузо­подъемностью до 50 т и 1000 мм — для кранов боль­шей грузоподъемности.

Возрастание суммарного расстояния от наруж­ной грани колонн до оси катков крана или между осями катков кранов в соседних пролетах по мере повышения их грузоподъемности позволяет разме­щать «шейку» колонны и «хвост» крана. Расстоя­ние между ними допускается до 60 мм.

При интенсивном использовании кранов (сред­ний и тяжелый режимы работы) и в зданиях тя­желого режима работы (см. СНиП II-В. 3—62, приложение VI) возникает необходимость устрой­ства проходов для осмотра и ремонта крановых путей. В этом случае применяется привязка «500», а расстояние от оси колонн до оси катков крана принимается 1000 мм для кранов грузоподъемно­стью до 50 т и 1500 мм — для кранов большей грузоподъемности.

Крановый габарит здания — высота от головки рельса до низа стропильных конструкций — вклю­чает в себя высоту крана и допускаемое прибли­жение 100 мм для кранов легкого, среднего и тя­желого режимов работы и 250 мм — для кранов весьма тяжелого режима работы.

Классификация кранов по режиму работы при­ведена в «Правилах устройства и безопасной экс­плуатации грузоподъемных кранов».

Для ограничения усилий, возникающих в кон­струкциях от перепада температур, здание разре­зается деформационными швами на отсеки. Раз­меры отсеков зависят от материала каркаса, теп­лового режима здания и климатических условий. Эти размеры определяются расчетом. Для отапли-ваемых зданий с железобетонным каркасом из унифицированных элементов расстояния между поперечными деформационными швами прини­маются до 174 м, а между продольными — до 144 м.

Конструктивно поперечные деформационные швы выполняются на двух колоннах, смещенных на 0,5 м с оси шва внутрь каждого отсека.

В зданиях сплошной застройки продольные де­формационные швы выполняются при железобетон­ном каркасе на двух колоннах. Размер вставки между продольными осями этих колонн принима­ется 0,5; 1,0 и 1,5 м так, чтобы за вычетом при­вязок расстояние между колоннами в свету было не менее 0,5 м.

Перепады высот, как правило, совмещаются с деформационными швами.

Глава 1

ФУНДАМЕНТЫ

ЛИСТЫ 1.01 ; 1.02. Монолитные железобетонные фунда­менты со ступенчатой плитной частью

Типовые столбовые монолитные железобетон­ные фундаменты под колонны промышленных зда­ний состоят из подколонника и одно-, двух- или трехступенчатой плитной части. Фундаменты за­проектированы в шести вариантах по высоте (1,5 м и от 1,8 до 4,2 м с интервалами 0,6 м).

Обрез фундамента располагается на отметке —0,15 м под железобетонные и на отметке —0,7; —1,0 м под стальные колонны. Таким образом, заглубляются развитые базы стальных колонн.

При вскрытии основания целиковый грунт, не­посредственно воспринимающий нагрузку, вырав­нивается и накрывается бетонной подготовкой тол­щиной 100 мм из бетона марки 50. На бетонную подготовку ложится подошва фундамента.

Высота ступеней плитной части 0,3 и 0,45 м. В связи с применяемой для устройства форм ин­вентарной щитовой опалубкой все размеры сече­ний в плане кратны 0,3 м. Площадь сечения подколонников принята в шести вариантах от 0,9 X 0,9 м.В последующих вариантах ширина сечения (в направлении шага колонн) принимает­ся 1,2 м, а высота (в направлении пролета между колоннами) изменяется от 1,2 до 2,7 м. Площадь сечения подошвы изменяется от 1,5X1,5 м (пло—щадь 2,25 м2) до 7,2X6,6 (площадь 47,5 м2). Она выбирается в связи с нагрузкой, передаваемой колонной, и допускаемым удельным давлением грунта.

Зазор между гранями колонн и стенами стака-/на принят по верху 75 мм и по низу 50 мм, а между низом колонн и дном стакана 50 мм Небольшой уклон стенок стакана упрощает распа­лубку. Минимальная толщина стенки стакана по верху 175 мм обеспечивает ее прочность при мон­тажных и постоянных нагрузках. Заливка стаканов после установки колонн производится бетоном марки 200 на мелком гравии.

Сечение подколонников под базы стальных колонн выбирается исходя из размещения анкер­ных болтов так, чтобы расстояние от оси болта до грани подколонника было не менее 150 мм.

В зависимости от вылета граней подошвы фун­дамента по отношению к подколоннику форма плитной части принимается одно-, двух- или трех­ступенчатой, так чтобы при высоте ступеней до 0,45 м вылет всей плитной части и отдельных сту­пеней ограничивался уклоном 1 : 2 при опорных кранах грузоподъемностью до 50 т и 1 : 1,5 при опорных кранах большей грузоподъемности.

Для каждой комбинации площади сечений по­дошвы и подколонника принят один типоразмер плитной части. При очертании подошвы фундамен­та, близком к 1,5 квадратам и более, уступы ступеней в направлении шага колонн совмещаются. Всего под рядовые колонны одноэтажных зданий предусмотрен 651 типоразмер, а под рядовые ко­лонны многоэтажных зданий — 288 типоразмеров опалубки. Причем в последнем случае 226 типораз­меров отличаются от фундаментов под колонны одноэтажных зданий только глубиной стакана.

В зависимости от схемы армирования в каждом типоразмере опалубки может быть выполнено несколько фундаментов различной несущей способ­ности. Таким образом, в целом стандартом преду­сматривается более двух тысяч вариантов фунда­ментов, практически охватывающих возможные сочетания нагрузки, собираемой колонной, и допу­скаемого удельного давления грунта.

Для опирания фундаментных балок рекомендуется устройство приливов площадью сечения 0,3X0,6 м с обрезом на отметке —0,45 м (при высоте балок 0,4 м, для шага колонн 6 м) , и с обрезом на отметке —0,65 м (при высоте балок 0,6 м — для шага колонн 12 м).

Фундаменты армируются типовыми арматурны­ми сетками (горизонтальный элемент) и плоскими каркасами (вертикальный элемент). Сетки и пло­ские каркасы изготавливаются из арматуры перио­дического профиля на автоматических линиях с применением контактной точечной электросварки во всех местах пересечений стержней.

На высоте защитного слоя (35—50 мм от по­дошвы фундамента) укладываются два ряда сеток плитной части, располагаемых в перекрестном нап­равлении. Рабочая арматура сеток расположена с интервалом 0,2 м. Ширина сеток 1; 1,4; 1,6 м за­дана с учетом размещения их целого числа при любой предусмотренной стандартом конфигурации подошвы фундамента. Длина сеток (от 1,45 до 7,15 м с интервалом через 0,3 м) на 50 мм короче ширины или высоты сечения подошвы фунда­мента.

В центре фундамента на сетке плитной части устанавливается объемный каркас подколонника, свариваемый из четырех плоских каркасов. Рас­пределительная арматура плоских каркасов не до­ходит до их верха примерно на глубину стакана, с тем чтобы можно было образовать его обойму, нанизывая на рабочие стержни каркаса ряд сеток подколонника. В подколонниках пенькового типа под стальные колонны эти сетки, кроме периметральных, имеют и ряд внутренних стержней.

Высота и ширина плоских каркасов и размеры в плане сеток подколонника назначаются исходя из его сечения и принятой высоты фундаментов.

Сборка каркасов подколонника, как правило, производится на поточных линиях в арматурном цехе или на полигоне в зоне действия монтажного крана. Жесткость собранных каркасов при транс­портировке обеспечивается съемными диагональ­ными связями.

В связи с необходимостью графически отразить различие между монолитным и сборным, конструк­тивным и легким бетоном на рассматриваемых листах и далее, согласно примечанию 3б к § 2 ГОСТ 2.306—68, сборные железобетонные элемен­ты в отличие от монолитного бетона обозначены в разрезах без вкрапления точек, из конструктивно­го бетона — с вкраплением треугольников, из лег­кого бетона — с вкраплением овалов.

Лист 1.03. Опалубка монолитных железобетонных фунда­ментов

Инвентарная опалубка монолитных железо­бетонных фундаментов может рассматриваться как строительная конструкция здания, поскольку ее устройство входит в построечную трудоемкость, а она сама по себе является достаточно сложным и металлоемким сооружением. |В данной книге рас­смотрены конструкции опалубки для фундаментов со ступенчатой и пирамидальной плитной частью. Последняя позволяет уменьшить объем бетона, но несколько увеличивает металлоемкость форм.|

Читайте также: Крыша к дому из пеноблоков. Крыша своими руками в частном доме

Комплект опалубки со ступенчатой плитной частью состоит из: плоских щитов девяти типораз­меров, образующих опалубные панели ступеней Элитной части и подколонника; П-образных щитов двух типоразмеров для последующего бетонирова­ния опор под фундаментные балки; стяжек двух типоразмеров, диагональных опорных балок, связывающих между собой опалубочные панели ступеней; набора пуансонов, образующих стаканы; подмостей при бетонировании формы. Щиты для образования панелей подколонника выполняются из стального листа толщиной 2 мм с окаймлением и ребрами жесткости из уголков 63X40X5 мм и имеют размеры: (0,75; 0,9 и 1,2) X 0,75 м и (0,9 и 1,2) X 1,2 м. Аналогичные щиты для ступеней плитной части имеют размеры (0,3 и 1,5) X (0,3 и 0,45) м. Плоские панели каж­дой ступени собираются путем скрепления щитов болтами. Болты снабжены удлиненными шайбами так, чтобы полка окаймляющего уголка не мешала подтягиванию гайки. Собранные опалубочные па­нели соединяются в трех углах через промежуточ­ный уголок винтами. Четвертый угол соединяется винтовым замком, позволяющим уточнить размеры формы.

Объемные формы отдельных ступеней связаны между собой и с формой подколонника диагонально расположенными опорными балками, касательными к углам вышележащих форм. При посредстве этих балок вся опалубка фундамента может быть со­брана до его бетонирования. При раздельном бето­нировании ступеней и подколонника диагональные опорные балки могут быть исключены.

Укрупнительная сборка опалубочных панелей подколонника производится из отдельных щитов на выровненной монтажной площадке. Щиты укла­дываются рабочей поверхностью вниз. К горизон­тальным или вертикальным ребрам щитов посред­ством пальцев крепятся откидные шпильки и про­пускаются в зазор между швеллерами, составляю­щими стяжку. Гайками стяжки подтягиваются к щитам и сплачивают панель опалубки. Опалубоч­ные панели подколонника соединяются между со­бой в пространственный блок на месте бетонирова­ния аналогично опалубочным панелям ступеней.

Пуансон для образования стакана посредством опорных балок крепится к опалубке подколонника. Так как верхняя грань опалубки может превышать обрез фундамента, предусмотрена возможность ре­гулирования положения пуансона по высоте. После распалубки фундаментов под крайние и торцовые колонны производятся крепление П-образных щи­тов к подколеннику и бетонирование опор под фундаментные балки.

Блочная опалубка фундамента с пирамидаль­ной плитной частью состоит из нижней рамы, тра­пециевидных панелей плитной части и прямоуголь­ных панелей подколонника. Размеры щитов, образующих панели, назначаются в связи с конкретными размерами фундамента, проектируе­мого индивидуально. Щиты состоят из стальных листов толщиной 3 мм с окаймлением и ребрами жесткости из полос площадью сечения 70 X 5 мм. При сборке формы щиты болтами скрепляются между собой и с нижней рамой.

Жесткость формы обеспечивается обвязками из швеллеров, связанных в углах шарнирами или зам­ками, позволяющими производить обжатие, и рас­косами из прокатных уголков, соединяющими ниж­нюю раму с блочной опалубкой подколонника.

Если есть возможность использования крано­вого оборудования грузоподъемностью около 10 т, объемные блоки опалубки можно собирать на мон­тажной площадке вокруг арматурного каркаса и устанавливать вместе с ним.

Глава 2

Глава 3

Глава 4

Глава 5

МНОГОЭТАЖНЫЕ ЗДАНИЯ

Лист 5.01. Многоэтажное здание под полезную нагрузку на перекрытие до 2,5 тс/м 2

ЛИСТ 5.02. Элементы и монтажные узлы железобетонного каркаса здания под полезную нагрузку на перекрытие до 2,5 тс/м2

Лист 5.03. Лестничная клетка здания под полезную нагруз­ку на перекрытие до 2,5 тс/м2

Расходы основных материалов и трудоемкость монтажа на 1 м2 производственной площади мно­гоэтажного здания с сеткой колонн 6 X 9 м при статической полезной нагрузке перекрытия до 1,5 тс/м2 в 1,5—2 раза больше, чем на 1 м2 площади одноэтажного здания с сеткой колонн 12 X 24 м при неограниченной по характеру и ве­личине полезной нагрузке пола.

Вместе с тем многоэтажные промышленные зда­ния по совокупности всех затрат экономичнее одноэтажных: при потребности в значительных производственных площадях (от 10000 м2) — вследствие компактного размещения технологиче­ского процесса; при расположении производства в городской черте — благодаря максимальному ис­пользованию стесненных участков; при развиваю­щихся по вертикали технологических процессах — за счет исключения излишних коммуникаций, обслуживающих площадок и т. п.

Многоэтажные производственные здания рас­пространены в легкой, пищевой, химической и электротехнической промышленности, в точном приборостроении и аналогичных, связанных с об­работкой негрузоемких деталей, производствах.

Основным потребностям указанных отраслей промышленности удовлетворяют спроектированные на основе межотраслевой унификации многоэтаж­ные производственные здания из сборных железо­бетонных элементов с сеткой колонн 6 X 9 м, при нагрузках на перекрытие до 1,5 тс/м2 и 6Х X 6 м — до 2,5 тс/м2, с высотой этажей от 3,6 до 7,2 м, количеством этажей от двух до пяти и количеством пролетов от двух и более.

Каркасы этих зданий могут применяться и как этажерки под технологическую аппаратуру в зданиях павильонного типа и на открытых пло­щадках.

Административно-вспомогательные и производ­ственные здания с полезной нагрузкой на пере­крытие до 1,25 тс/м2, с сеткой колонн до 6 X X 6 м и высотой до 12 этажей спроектированы на основе использования унифицированных железобе­тонных элементов, применяемых в многоэтажных общественных зданиях (см. листы 5.04—5.06).

Дальнейшее совершенствование конструкции в направлении увеличения пролета и шага колонн отражается в ряде экспериментальных строи­тельств и проектов.

К их числу принадлежат здания, возводимые методом подъема этажей, с монолитными кессони-рованными плитами перекрытий и сеткой колонн 9 X 9 м (см. лист 5.07); перекрытия производст­венных этажей фермами пролетом до 18 м с расположением в межферменном пространстве обслу­живающих помещений (см. лист 5.08); перекрытия из железобетонных элементов со стальными шпренгелями пролетом до 12 м и здания с безба­лочными перекрытиями, применяемые в пищевой промышленности. Унифицированные габаритные схемы много­этажных промышленных зданий с полезной на­грузкой на перекрытие до 2,5 тс/м2 предусматри­вают сетку колонн 6Х6 и 6Х9 м и высоту эта­жей 3,6; 4,8 и 6 м. Дополнительные высоты: 7,2 м для первого этажа и верхнего этажа пролетом до 18 м, оборудованного подвесным краном, и 8,4 и 10,8 м для верхнего этажа пролетом до 18 м, обо­рудованного опорным краном грузоподъемностью 10 т при пролете нижних этажей 6 м. Допускае­мые нагрузки на перекрытие при пролете 6м — от 1 до 2,5 тс/м2, при пролете 9м — от 0,5 до 1,5 тс/м2, рекомендуемое число этажей при про­лете 6м — от 3 до 5, при пролете 9 м — от 3 до 4. Ширина зданий — от 2 до 10 шестиметровых или 7 девятиметровых пролетов.

Каркас здания состоит из ряда многоярусных рам с жесткими узлами. В поперечном направле­нии рамные узлы образуют стыки ригелей с ко­лоннами, осуществляемые посредством ванной сварки выпусков арматуры, сварки закладных де­талей колонны и ригеля и замоноличивания всего узла. В продольном направлении устойчивость здания обеспечивается стальными связями, уста­новленными в середине температурного отсека по каждому продольному ряду колонн.

Жесткость здания в продольном направлении может быть обеспечена дополнительными продоль­ными монолитными или сборными ригелями. Моно­литные ригели устраиваются на месте межколон­ных плит. Сборные продольные ригели устанавли­вают на стальных столиках, привариваемых к закладным деталям колонн в уровне железобетон­ных консолей.

Колонны монтируются в основном из элементов высотой в два этажа. Разрезка колонн на два этажа вместо принятой ранее на один этаж позволяет вести монтажные работы без замоноли­чивания стыков на высоту до четырех этажей и исключает перерывы в работе, связанные с поэтажным замоноличиванием каркаса. Площадь сечения колонн 0,4 X 0,4 м для верхних и 0,4 X X 0,6 м — для нижних этажей. Все консоли име­ют одинаковый вынос. Для удобства монтажных работ стыки колонн расположены на 1 м (0,6 м при плитах, опирающихся по верху ригелей) выше верха плит перекрытия.

Высота всех ригелей 0,8 м. Ригели пролетом 9 м предварительно-напряженные. Полки ригелей высотой 0,4 м могут воспринять сосредоточенные нагрузки до 15 тс. При больших нагрузках от крупноразмерного провисающего оборудования плиты устанавливаются по верху ригелей прямо­угольного сечения. Ширина основных плит 1,5 м, межколонных 0,75 м. Длина плит, укладываемых

по верху ригелей, 6 м, а на полки ригелей — 5,55 м и у торцов и деформационных швов — 5,05 м. Высота продольных ребер плит 0,4 м.

Плиты под нагрузки свыше 1,5 тс/м2 предва­рительно-напряженные. Неразрезность настила в расчет не принимается. Она дает экономический эффект при нагрузках до 1,5 тс/м2, но необходи­мое при этом замоноличивание стыков плит усложняет производство работ и снижает общий уровень сборности здания.

Конструкции верхних этажей с пролетами 12 и 18 м, оборудованными подвесным или опорным кранами, аналогичны одноэтажным зданиям.

Каркасы этажерок и средства обеспечения их жесткости идентичны принятым для многоэтаж­ных зданий (см. лист 9.10).

Встроенная лестничная клетка предназначена для многоэтажного здания из унифицированных элементов с минимальной сеткой разбивочных осей 6X6 м. Шахта лестничной клетки не нару­шает пространственной устойчивости каркаса, встраиваясь между элементами многоярусных рам — колоннами, ригелями и межколонными пли­тами перекрытий.

Лестничная клетка примыкает к наружной сте­не. Образующие ее поперечные панельные внут­ренние стены связаны в продольном направлении гнутыми лестничными маршами и замкнутым по­этажным балочным каркасом, опирающимся на полки ригелей.

Лестничные марши с высотой подъема 1,2 м кратны предусмотренным высотам этажей. При нечетном количестве маршей в пределах этажа поэтажные входные двери размещаются в обоих рядах площадок.

За лестничной клеткой размещается шахта для подъемников. В зданиях с сеткой колонн 6Х Х9. м сечение шахты может быть увеличено для установки лифтов грузоподъемностью до 5 т.

1Следующая ⇒


Расчёт основания

Перед расчетом количества колонн всегда необходимо рассчитать вес будущего здания
Перед тем, как приступить к работе, следует составить проект будущей конструкции. Для этого нужно произвести расчёт предполагаемой нагрузки на основание здания. Исходя из этого, можно определить необходимое число опор, их размер, структуру армирования каркаса, выбрать, какой тип фундамента будет наиболее предпочтительным.

При выборе того или иного вида основания также обязательно учитываются особенности грунта, на котором будет производиться строительство. В зависимости от массы постройки и от типа грунта определяется глубина закладки основания.

При проектировании фундамента нужно учитывать следующие нюансы:

1. Более плотный грунт может выдержать большие нагрузки.
2. Чем больше площадь основания, тем большую массу оно может принимать на себя.
3. В случае высокого уровня подпочвенных вод, нижняя точка фундамента должна находиться ниже уровня промерзания грунта.

При составлении проекта будущей постройки нужно стремиться к тому, чтобы вся её масса более или менее равномерно распределялась на все опоры. Кроме того, необходимо учитывать особенности почвы в каждой отдельной точке заложения опор. Все они должны находиться в однородном слое грунта, с аналогичными характеристиками.

Если же добиться этого невозможно, то в местах со слабым грунтом придётся предусмотреть устройство подушки из гравия или щебня, либо вносить корректировки в конструкцию фундамента.

Как выбрать оптимальное устройство фундамента под опоры

1. Столбчатый фундамент целесообразно использовать, когда допустимые нагрузки на почву незначительны;
2. На одну стойку расчетная нагрузка составляет до 100 тонн;
3. При выборе допустимого сечения стойки, отклонения от нормы не допускаются;
4. Можно также использовать отдельно стоящее основание под каждую колонну отдельно, но такую конструкцию часто используют при реставрационных работах.

Ленточный фундамент можно использовать при строительстве промышленных и частных зданий общего назначения. Причем высота здания будет зависеть от нагрузок на основании и особенностей почвы. Также стоит учесть, что свайный фундамент передает нагрузку на конкретную его часть, которая расположена над землей.

Этапы устройства основания

При разметке участка желательно использовать геодезическое оборудование
После того, как будут закончены работы над проектом будущего здания, следует приступать непосредственно к строительным работам. Прежде всего, производится перенесение проектных чертежей на местность.

Участок строительства разбивается с помощью осевых линий – тонкой проволоки или шпагата, натянутых на колышки.

Эти колышки устанавливаются таким образом, чтобы осевые линии, пересекаясь между собой, образовывали периметр будущего здания. Затем производятся земляные работы. Их характер и объём полностью зависят от типа запроектированного фундамента.

Для равномерного распределения веса здания на опоры, необходимо максимально точно рассчитать на местности точки заложения оснований под столбы.

Монолитный фундамент под опоры, как уже говорилось выше, может быть нескольких видов, в зависимости от применяемой технологии.

Ниже рассмотрим особенности устройства монолитных фундаментов для колонн, производимых по различным технологиям.

Столбчатое монолитное основание

Для устройства столбчатого монолитного фундамента достаточно выкопать яму нужной глубины под заливку монолитного стакана, либо для установки готового «стакана». На дне также сооружается песчано-гравийная подушка. Перед заливкой монолитного столбчатого фундамента вымеряется точка установки колонны и сооружается опалубка.

Внутрь нее помещается каркас с закладной или с выступающими вверх штырями для крепления будущей опоры. Конструктивно столбчатое основание может быть исполнено как в виде монолитной плиты, так и в виде ступенчатой пирамиды из двух-трёх уступов. В последнем случае каждая ступень заливается по отдельности, начиная с самой нижней.

Посмотрите видео, как производится установка колонны в стакан.

Ленточное монолитное основание

В этом случае выкапывается траншея по всему периметру постройки, а также там, где будут проходить внутренние несущие стены. В точках монтажа колонн делаются расширения или углубления в грунте, если проектом предусматривается установка или заливка в этих местах бетонных «стаканов».

Конструкция ленточного основания под колонны

В случае если общая масса строящегося здания не такая уж и большая, можно обойтись без подобного усиления конструкции. Достаточно будет в точках монтажа несущих опор лишь усилить каркас с помощью более толстой арматуры, выпуска вертикальных стержней или установки металлических пластин – «закладных».

По всему периметру траншеи, на дно засыпается подушка из крупного песка, гравия или щебня, а затем укладывается объёмный каркас. Он собирается и монтируется таким образом, чтобы возвышаться над уровнем траншеи на определённую высоту (не менее 30-40 см), необходимую для защиты стен здания от потоков талой и дождевой воды. Выступающая часть каркаса забирается в опалубку.

В точках установки железобетонных колонн из каркаса выпускаются вертикальные штыри из арматуры (или анкера), скрепляемые с горизонтальными нитями фундамента посредством L-образных перемычек.

Сплошное монолитное основание

Для заливки сплошной железобетонной плиты необходимо снять верхний слой почвы на всей площади будущей постройки. Затем площадка выравнивается в горизонтальной плоскости и засыпается щебнем, песком или гравием. Поверх песчано-гравийной подушки укладывается объёмный каркас, в точках монтажа опор также делается усиление каркаса, выпускаются стержни (анкерные болты) либо монтируется металлическая закладная пластина.

Рекомендуем посмотреть видео о том, как производится монтаж колонны на готовое основание.

Свайные монолитные основания

По типу устройства такие основания могут быть нескольких типов, но к монолитным фундаментам под колонны можно отнести, пожалуй, только буронабивную технологию. В местах монтажа будущих колонн с помощью бура делается отверстие, куда устанавливается опалубка.

Чаще всего в этой роли выступает металлическая, пластиковая или асбоцементная труба, внутрь которой вставляется арматура и заливается бетон. По верхнему краю монолитных свай также устанавливается либо закладная, либо анкерные болты.

Устанавливать закладные, анкера или выпуски арматуры под будущую колонну лучше до заливки монолита. В этом случае возможно скрепить данные детали с каркасом, что делает связь колонны с основанием более прочной. Кроме того, это отнимет гораздо меньше сил и времени.

Поскольку от правильного выбора фундамента зависит надёжность здания и долговечность его эксплуатации, подходить к расчётам нужно очень ответственно. Наилучшим вариантом будет обратиться к специалистам, которые смогут составить проект с учётом всех мельчайших нюансов.

Устройство фундамента стаканного типа

Фундамент стаканного типа представляет собой сборную конструкцию из железобетонных блоков заводского производства. Такое блоки состоят из двух частей — базовой опорной плиты и выходящего из нее подколонника (башмака) пирамидальной формы с полостью в центральной части, в котором фиксируется ЖБ колона.

Рис 1.1: Железобетонные блоки для стаканного фундамента

Важно ! Стаканные блоки, в зависимости от места монтажа колонны, могут иметь центральную и боковую нагрузку. Опорная плита в блоках, предназначенных для центральной нагрузки, имеет квадратное сечение, для боковой нагрузки используются прямоугольные плиты, обладающие соотношением сторон не меньше 0.6.

Сечение башмака зависит от размеров устанавливаемой в него колонны. Стандартные изделия выпускаются под колонны сечением 300 и 400 мм, их габариты увеличиваются с шагом в 100 мм. Минимальная толщина нижней стенки башмака составляет 20 сантиметров.
Рис 1.2: Блоки с квадратными и прямоугольными плитами
Изготовление фундаментов стаканного типа регулируется требованиями ГОСТ № 24476-80 «Сборные фундаменты из железобетона». Данный нормативный документ выдвигает к стаканным основаниям следующие требования:

• Все элементы сборной конструкции должны изготавливаться из бетона марки М200, который соответствует группе водонепроницаемости В2 (впитывание влаги не более 5% от собственного объема);
• Подошва и подколонник подлежат обязательному армированию. Для укрепления плиты используется арматурная сетка серии 1.410-3, для укрепления подколонников — горячекатаная арматура класса А2 и А3.

Важно ! В дополнение к стержневому армированию подколонники также укрепляются арматурной сеткой, из которой формируется объемный каркас, расположенный по четырем стенкам башмака на всю их высоту. Армокаркас при укреплении стаканного фундамента утапливается вглубь бетона минимум на 5 сантиметров.

Рис 1.3: Схема армирования стаканного фундамента

Какими бывают столпы?

По виду материала, который был применен в изготовлении столпов, различают:

1. Металлические.
2. Железобетонные.

Учитывая то, какой вид будет устанавливаться при постройке помещения, выбирают определенный тип основы.

Колонна заборная

Типы фундаментов под колонны:

1. Ленточный.
2. Сплошной.
3. Свайный.
4. Столбчатый.

Каждый из видов имеет свои особенности. Поэтому при выборе учитываются все нюансы. Взвешиваются плюсы и минусы каждого типа.

Фундамент стаканного типа технология монтажа

Блоки стаканного фундамента отличаются большим весом — от 1.3 до 5.8 тонн, что требует применения крановой техники для их монтажа. Помимо стрелового крана и его машиниста в укладке стаканного фундамента должны быть задействованы два монтажника.

Согласно действующим нормативам, продолжительность установки одного стаканного блока весом в полторы тонны должна составлять 27 минут.

• Этап №1 — подготовительные и земляные работы

Участок, на котором будет устанавливаться стаканный фундамент очищается от строительного мусора и поверхностной растительности. Если в проекте предусмотрен монтаж блоков на дне котлована, выполняется разработка грунта с помощью экскаватора.

При мелкозаглубленной установке блоков котлован вырабатывается на глубину, равную высоте опорной плиты стаканного блока. Котлован может быть обустроен для каждого блока отдельно, либо в виде сплошной линии, повторяющей контуры стен здания.

Рис 1.6: Стаканный блок помещенный в отдельный котлован
При необходимости создания уплотняющей подсыпки длина и ширина котлована должна быть на 30 сантиметров больше аналогичных размеров опорной плиты. После выемки грунта производится зачистка котлована, выравнивание и уплотнение его дна.

• Этап №2 — обустройство уплотнения

Уплотняющая подсыпка под стаканный фундамент обустраивается из песка и мелкофракционного щебня. Необходимость в ней возникает в условиях низкоплотных грунтов, которые склонны к усадкам под весом здания и фундаментной конструкции.

Важно! Уплотняющий слой должен на 30 сантиметров выступать за пределы опорной плиты, в противном случае не будет обеспечено равномерное опирание блока на подготовку, что чревато перекосом железобетонной конструкции.

Рис 1.7: Схема монтажа стаканного фундамента стреловым краном
Толщина уплотнения варьируется в зависимости от веса стаканного блока, однако при любых условиях толщина слоя песка и щебня должна быть идентичной.

Первым слоем выступает щебень — он равномерно распределяется и выравнивается на дне котлована. Щебень уплотняется с помощью ручной трамбовки либо навесного оборудования стрелового крана. Поверх щебня насыпается слой песка, который поливается водой со шланга и уплотняется аналогичным образом.

• Этап №3 — разметка базисных осей

На дне котлована выполняется разметка места монтажа стаканного блока. Оси разбивки закрепляются на обносочных досках с помощью бечевки либо проволоки диаметром 2 миллиметра. В местах пересечения осей устанавливается отвес (массой не мене 0.5 кг) и центральная точка расположения опорной плиты переносится на землю.

Рис. 1.8: Схема разбивки осей стаканного фундамента
С помощью размерного шаблона устанавливаемой плиты на грунт переносятся боковые контуры положения блока, которые размечаются с помощью арматурных колышек и натянутой между ними бечевки