Размеры столбчатого фундамента под колонну – Размеры фундамента под колонны: типовые схемы, виды, нагрузки

Содержание

Размеры фундамента под колонны: типовые схемы, виды, нагрузки

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.

Если проектирование предусматривает увеличение глубины заложения фундамента, то под ним выполняют песчаную или бетонную подушку. Благодаря увеличению размера подколонника в строениях с подвальными помещениями, фундаменты располагаются ниже напольного покрытия.

Основания заливаются бетоном марок М150 и М200. Армирование выполняется металлической сеткой с размерами ячеек 200X200 мм, которая размещается в нижней его части. Сетка сваривается, и поверх нее укладывается защитный слой толщиной 0,35−0,7 м. В качестве прутьев используют горячекатаную сталь периодического профиля класса А-П. Армирование подколонников выполняется таким же способом, что и армирование столбов.

Проектирование фундаментов промышленных зданий на рыхлых почвах выполняется с последующим устройством бетонной подготовки, толщина которой достигает 10 см.

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:

  1. На поверхность основания, которое смонтировано до нужной отметке опорной подошвы, без последующей доливки цементной смеси. Применяется для опор с фрезерованными башмачными подошвами.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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:

  • высота – 0,6 м;
  • длина – 2,4 м;
  • толщина – 0,3-0,6 м.

Также выпускают блоки доборные марки СПД, размеры которых отличаются лишь длиной (у них она 0,8 м). Они применяются для перевязки блоков в основании.

Блоки стен изготавливаются сплошными, с несквозными отверстиями, расположенными снизу. Изготавливаются из бетона марки М150.

Применение и виды блок-подушек

Схематическое отображение составляющих фундамента

Блок-подушки применяются для увеличения размера подошвы основания. Имеют следующие размеры:

  • длина – 1,2-2,4 м;
  • толщина – 0,3-0,4 м;
  • ширина – 1-2,4 м.

Блок-подушки толщиной 1−1,6 м помимо стандартных размеров могут изготавливаться меньшей длины, то есть доборными. Изготавливаются из бетона марок М150 и М200. В качестве рабочего материала для армирования применяют класса А-П горячекатаную сталь. Чтобы уберечь от дополнительных нагрузок, блок-подушки располагают на ровную поверхность либо подготовку, выполненную из песка.

Основания из блок-подушек бывают прерывистыми и сплошными. В отдельно стоящих основаниях такие подушки укладываются с образованием разрыва, величина которого варьирует от 20 см до 90 см. Подобная конструкция дает возможность уменьшить расход стройматериала, уменьшить нагрузку и позволяет в полнее использовать несущую способность почвы.

При строительстве промышленных строений на просадочных почвах под подушками основания устраивается армированный шов, толщина которого варьирует от 3 см до 5 см, а сверху него монтируется армированный пояс толщиной от 10 см до 15 см. Это позволяет уменьшить нагрузку, увеличить жесткость основания, предупредить возникновение трещин при неравномерной усадке строения.

Блоки стен устанавливаются на бетонную смесь сверху подушек фундамента. Из подушек возводят стены подвала. Основание  и его стены состоят из многорядных стеновых блоков, которые укладываются с шовной перевязкой.

Фундаменты крупных строений из массивных железобетонных компонентов выполняют из панелей-стенок и панелей-подушек. Панели-стенки устанавливаются сверху панелей-подушек. Они бывают со сквозными отверстиями, ребристыми и сплошными. Смонтированные панели скрепляются между соседними, методом сваривания закладных металлических компонентов. Эти подушки укладываются по форме прерывистых либо непрерывных лент. Бывают сплошными и ребристыми.

Ленточные монолитные фундаменты устраиваются в основном из железобетона. Они обустраиваются внутри опалубки, в которой вмонтирована арматура (если речь идет о железобетонных фундаментах), и укладывают бетонную смесь.

Свайные фундаменты имеют ряд плюсов: они практически не дают усадки, сокращают время на проведение земляных работ, а также снижают затраты на строительство. Любое строение с применением свай может простоять больше 100 лет.

fundamentclub.ru

Столбчатый фундамент под колонну: металлическую, железобетонную

Ленточные фундаменты постепенно отходят в прошлое. Такая ситуация связана с попыткой удешевить строительный процесс. Основание ленточного вида требует большого расхода строительных материалов, что приводит к увеличению себестоимости строительства. Снижение расходов становится возможным, если использовать столбчатый фундамент под колонну.

Виды колонн

Строительный материал, который будет использоваться при возведении колонн, выбирается в зависимости от предполагаемых нагрузок будущего строения. Какие существуют колонны:

  • Металлические;
  • Железобетонные.

Под определенный вид столпа, выбирается свой вид фундамента.

На сегодняшний день существуют следующие виды оснований под колонны:

  • Ленточный;
  • Свайный;
  • Сплошной;
  • Столбчатый.

Применение каждого из них имеет свои особенности, которые нужно учитывать. Самый популярный – это столбчатые фундаменты под стальные колонны.

Столбчатое основание под колонны

Для возведения основы под столпы используют:

  • Бетон;
  • Кирпич;
  • Дерево;
  • Блоки;
  • Трубы.

Столбчатые фундаменты под железобетонные колонны применяются, когда возникает необходимость перенести нагрузку каждой отдельной конструкции на почву. Случаи, когда становится актуальным использование рассматриваемого вида основания:

  • Возводимая конструкция оказывает незначительную нагрузку на фундамент. А этом случае нецелесообразно строить ленточный или монолитный фундаменты;
  • Когда верхний слой почвы подвижен, а несущий находится на глубине от 3 метров. Использование даже свайного основания потребует значительных расходов.

Каждый раз при определении типа основания следует учитывать нагрузки, которые будут действовать на колонны. Когда предварительный расчет показывает значительное давление, то стоит подумать над обустройством фундамента. Возведение здания на почвах, не имеющих несущего слоя на поверхности, происходит путем установки основания из свай.

В этом случае ростверками или связующими элементами будут выступать нижние ступени. Через них нагрузки будут передаваться сваям. Стаканы устанавливаются на столбы и бетонируются.

Когда для основания выбран столбчатый фундамент на природном основании, то монтаж конструкции происходит на грунте. В качестве ростверка выступает подошва из бетона, связывающая все сваи в один элемент.

Для строительства крупногабаритных размеров, необходим соответствующего размера столбчатый фундамент под колонну. В этом случае, элементы изготавливаются на заводе, что приводит к значительному удорожанию строительства: доставка, погрузочно-разгрузочные работы, монтаж, применение специализированной техники.

Особенности фундамента под железобетонные колонны

Основания под столпы из железобетона выбираются исходя из положительных и отрицательных характеристик каждого вида в отдельности. В указанном случае самым оптимальным будет использование стаканного основания, имеющего следующие положительные характеристики:

  • Они надежны;
  • Имеют повышенную прочность.

В строительстве применяется два вида оснований:

  • Монолитный;
  • Сборный.

Ступени можно начинать делать, когда необходимо основание в высоту от 35 сантиметров. Здесь также есть свои разновидности по поверхности. Она может быть наклонной или горизонтальной. Если планируется монолитное основание под колонну, то выбирается горизонтальная поверхность.

Этапы строительства

Соблюдение правил при строительстве фундамента под железобетонные колонны, способствует увеличению срока службы конструкции, качества.

  • Столпы устанавливаются в грунт на глубину не меньше 70 сантиметров;
  • На участке строительства почва не должна быть подвижной или подвергаться температурному пучению;
  • Грунтовые воды должны залегать не менее, чем на 1,5 метра вглубь;
  • Рекомендуется выравнивать площадку, чтобы она не имела резких наклонов и поворотов;
  • Чтобы обеспечить прочность фундамента, ростверк должен быть смонтирован из железобетона. Конечно, устройство ростверка потребует финансовых затрат, но это сделает каркас более долговечным;
  • Для стен рекомендуется использовать строительные материалы, относящиеся к легким: пеноблоки, брус, панели, бревно.

Предварительное проектирование позволяет сделать основание крепким, но должны соблюдаться нормы:

  • Сечение колонн – 20х20 см. Практика показывает использование столпов с сечением 25х25см;
  • Рекомендуется делать башмак под каждую колонну. Это значит расширить нижнюю часть скважины под сваю. В результате получают распределение и снижение нагрузки от здания;
  • Колонны размещать на расстоянии от 1 до 2 метров. При этом столпы должны находиться по углам строения, в местах стыка стен, под выступами: камин, печь.

Каждый фундамент опирается на подушку из щебня и песка, выровненного по горизонтали и хорошо утрамбованного.

Для увеличения прочности столпы армируют прутами с сечением от 12 до 16 мм. В зависимости от материала для ростверка, регулируется высота арматуры:

  • Для деревянной связки прутья не должны достигать верхней части 1-2 см;
  • Когда планируется железобетонный ростверк, то арматура должна выступать на 40 см.

Работать с арматурой следует только после того, как бетон наберет нужной прочности.

Монтаж башмака

Как уже было сказано, в скважинах рекомендуется делать увеличение нижней части для создания башмака. На песчано-щебневой подушке устанавливается опалубка из фанеры. Высота 20-30 см. Диаметр подготавливаемой опалубки должна быть в 1,5 раза больше, чем диаметр будущих столпов. Теперь в подготовленную емкость заливается раствор. В течение 10 дней бетон застывает, при условии, что стоит теплая сухая погода.

Монтаж колонн

Следующим шагом идет монтаж непосредственно опалубки под столпы. Деревянные доски необходимой длины скрепляют хомутами. Внутренние стенки рекомендуется укрыть рубероидом. В результате выполненных мероприятий стены колонн получаются гладкие, а главное, что при снятии опалубки отсутствуют повреждения.

Теперь установить арматуру и можно заливать раствор бетона марки 200М. Если строительство происходит в зимний период, то лучше добавить пластифицирующие добавки, улучшающие застывание раствора. Специалисты рекомендуют такие работы проводить, когда температура воздуха держится выше 15 градусов тепла. С помощью металлического штыря из жидкого бетона удаляется воздух. При температуре внешнего воздуха 20 градусов и сухой погоде, раствор застывает в течение 7 дней.

Необходимо дождаться полного высыхания и только тогда снимать опалубку. Теперь по всей высоте колонн и башмака наносят гидроизоляцию.

Ростверк

Самый надежной считается монолитная конструкция. Но есть и другие варианты связки фундамента и здания:

  • Крепление с помощью швеллера или двутавра. В этом случае элемент укладывается полкой вниз и крепится с помощью болтов. Такой связке не страшны большие нагрузки;
  • Железобетонный или монолитный ростверк. Для его сооружения потребуется опалубка и установка армирующей конструкции. Как правило, монолитный ростверк применяется для панельного дома, каркасного строительства, деревянного сруба;0
  • Деревянный ростверк. Использование бруса считается самым дешевым вариантом для связки столбчатого фундамента.

Есть здания, в которых требования к прочности увеличены. Это строения, относящиеся к объектам промышленного назначения, энергетики.

Как правило, здесь используется столбчатый фундамент под металлическую колонну каркасного типа, когда нагрузка от здания приходится на металлические столпы, устанавливаемые внутри чаши, выполненной из бетона. Особенность фундаментов под колонны из стали заключается в том, что предварительно подготавливается подушка, внутри которой делается углубление. Сюда и будет крепиться колонная, путем анкерной фиксации.

Этапы строительства

Применение металлических столпов не предполагает наличие сборных конструкций. В противном случае пришлось бы делать дополнительный расчет несущих характеристик строения.

Оптимальный вариант – это использование монолитного фундамента из бетона. Указанный вид основания прочнее, быстро заливается. Строительный процесс разделяют на следующие этапы:

  • Предварительно рассчитывают максимально допустимые нагрузки, оказываемые на подушку основания;
  • Проводится разметка точек, где будут установлены колонны. Затем проводятся земляные работы;
  • Роется скважина. Длина и размер котлована зависит от сечения металлической колонны и расчетной глубины;
  • Теперь нужно сделать внешнюю опалубку. Для этого берутся доски, рекомендуется использовать фанеру с влагостойким покрытием. Как правило, такая опалубка несъемная;
  • Делается подушка из песка и гравия. Предварительно поверхность грунта выравнивается, затем засыпают песок. Слой не больше 15 см, тщательно трамбуется. Сверху засыпается щебень. Слой не больше 20-25 см. Также тщательно трамбуется и выравнивается по горизонтали;
  • Следующим этапом идет создание армирующего пояса, который будет основным. Металлические прутья устанавливаются по периметру подушки. Арматуру располагают как по вертикали, так и по горизонтали;
  • Теперь подготовленный котлован заполняют бетонным раствором. Важно использовать бетон марки 200М. Перед тем, как запускать раствор необходимо установить геодезические уровни, а также высотные знаки. Это будут указатели, где будут размещаться металлические колонны. Также эти указатели помогут при проведении ремонтных работ фундамента, из-за просадки.

Внутри углублений устанавливаются анкерные соединения, с помощью которых происходит крепление стальных элементов. Но и здесь есть свои особенности.

Существует много разновидностей анкерных соединений. Каждое из них подбирается строго индивидуально под определенный тип колонны. Столп устанавливается внутри углубления, затем фиксируется с помощью больших болтов, другое название анкеры. Их приваривают к арматуре. В результате проведенных мероприятий колонна надежно удерживается в вертикальном положении.

Надежность и прочность крепления проверяется следующим образом: после того, как анкера привариваются к арматурному слою, бетонное основание разбивают и смотрят на состояние болтов. Если последние остались на месте, значит, монтаж проведен правильно и можно продолжать строительство. В случае, когда конструкция отклонилась от центра даже на 2 миллиметра, возникает необходимость замены анкерных болтов. Проверку проводят после каждой установки. В противном случае возведенная конструкция будет неустойчивой и может привести к разрушению здания.

betonov.com

4.3.3 Отдельные фундаменты под колонны ч.1

Основным типом фундаментов, устраиваемых под колонны, являются монолитные железобетонные фундаменты, включающие плитную часть ступенчатой формы и подколонник. Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (см. рис. 4.1, а), монолитных — соединением арматуры колонн с выпусками из фундамента (рис. 4.8, а), стальных — креплением башмака колонны к анкерным болтам, забетонированным в фундаменте (рис. 4.8, б).

Рис. 4.8. Соединение колонн с фундаментом

а — монолитной; б — стальной; 1 — арматурные сетки; 2 — анкерные болты

Размеры в плане подошвы (b, l), ступеней (b1, l1), подколонника (luc, buc) принимаются кратными 300 мм; высота ступеней (h1, h2) — 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 части
фундамента h, мм
h1h2h3
300300
450450
600300300
750300450
900300300300
1050300300450
1200300450450
1500450450600
Модульные размеры фундамента следующие:
hf1500—12000
h300, 450, 600, 750, 900, 1050, 1200, 1500, 1800
h1, h2, h3300, 450, 600
b1500—6600
l1500—8400
b1, b21500—6000
buc900—2400
luc900—3600
l1, l21500—7500

Высота ступеней принимается по табл. 4.22 в зависимости от высоты плитной части фундамента [1]. Вынос нижней ступени вычисляется по формуле c1 = kh1, где k — коэффициент, принимаемый по табл. 4.23.

Руководство по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий

Форма фундамента и подколонника в плане принимается: при центральной нагрузке — квадратной, размерами b×b и buc×buc; при внецентренной нагрузке — прямоугольной, размерами b×l и buc×luc, отношение b/l составляет 0,6–0,85.

Габариты фундаментов под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям КЭ-01-49 и КЭ-01-55, для одноэтажных промышленных зданий принимаются по серии 1.412-1/77. Буквы в марках фундаментов обозначают: Ф — фундамент; А, Б, В и AT, БТ и ВТ — тип подколонников для рядовых фундаментов и под температурные швы (табл. 4.24), а числа характеризуют типоразмер подошвы плитной части фундамента и его типоразмер по высоте.

ТАБЛИЦА 4.23. КОЭФФИЦИЕНТ k
Давление на грунт, МПаЗначения k при классе бетона
В10В15В20В10В15В20В10В15В20В10В15В20
0,15333333333333
0,23333333332,933
3
0,253333333332,52,83
2,63
0,33333332,7332,32,53
2,82,42,6
0,352,8332,7332,42,732,12,32,7
32,92,62,92,22,42,9
0,42,62,932,52,832,32,5322,12,5
2,732,732,42,72,22,6
0,452,42,732,32,632,12,32,81,922,3
2,52,82,52,72,22,532,12,5
0,52,32,532,22,4322,22,61,81,92,2
2,42,72,32,62,12,32,822,3
0,552,22,42,82,12,32,71,92,12,51,71,82,1
2,32,53,82,22,42,922,22,61,92,2

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, ммРядовой фундаментФундамент под температурный шовРазмеры стаканов, ммОбъем стакана, м3
lcbcтип подколон-
ника
размеры, ммтип подколон-
ника
размеры, имhglgbg
lucbuclucbuc
400400А900300AT9002100800
900
5005000,22
0,25
500
600
600
500
400
600
Б12001200БТ12002100800
900
800
600
700
700
600
500
600
0,31
0,34
0,41
800
800
400
500
В12001200ВТ15002100900
900
900
900
500
600
0,44
0,52

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
ЭскизМарка фундаментаРазмеры, ммОбъем бетона, м3
lbl1b1h1h2hf
ФА6-1
ФА6-2
ФА6-3
ФА6-4
ФА6-5
ФА6-6
24002100150015003003001500
1800
2400
3000
3600
4200
2,9
3,2
3,6
4,1
4,6
5,1
ФА7-1
ФА7-2
ФА7-3
ФА7-4
ФА7-5
ФА7-6
27002100180015003003001500
1800
2400
3000
3600
4200
3,2
3,3
4,0
4,5
4,9
5,4
ФА8-1
ФА8-2
ФА8-3
ФА8-4
ФА8-5
ФА8-6
27002400180015003003001500
1800
2400
3000
3600
4200
3,5
3,7
4,2
4,7
5,2
5,7
ФА9-1
ФА9-2
ФА9-3
ФА9-4
ФА9-5
ФА9-6
30002400210015003003001500
1800
2400
3000
3600
4200
3,8
4,1
4,6
5,0
5,5
6,0
ТАБЛИЦА 4.26. РАЗМЕРЫ ФУНДАМЕНТОВ ПОД ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШВЫ
ЭскизМарка фундаментаРазмеры, ммОбъем бетона, м3
blb1h1h1hf
ФАТ3-1
ФАТ3-2
ФАТ3-3
ФАТ3-4
ФАТ3-5
ФАТ3-6
180021003001500
1800
2400
3000
3600
4200
3,4
4,0
5,1
6,2
7,4
8,5
ФАТ6-1
ФАТ6-2
ФАТ6-3
ФАТ6-4
ФАТ6-5
ФАТ6-6
2400210015003003001500
1800
2400
3000
3600
4200
4,2
4,7
5,9
7,0
8,1
9,3
ФАТ7-1
ФАТ7-2
ФАТ7-3
ФАТ7-4
ФАТ7-5
ФАТ7-6
2700210018003003001500
1800
2400
3000
3600
4200
4,5
5,1
6,2
7,4
8,5
9,6

Рис. 4.9. Фундамент с подбетонкой для опирании балок 1 — фундамент; 2 — подбетонка; 3 — колонна

Для опирания фундаментных балок предусмотрена подбетонка (рис. 4.9). Пример конструктивного решения фундамента приведен на рис. 4.10.

Габариты монолитных фундаментов под типовые колонны двухветвевого сечения, в частности для серии КЭ-01-52 одноэтажных промышленных зданий, принимаются по серии 1.412-2/77. Размеры подколонной части таких фундаментов приведены в табл. 4.27. Габариты плитной части имеют типоразмеры от 1 до 18, а также типоразмер 19, при котором размер подошвы составляет 6×5 м. По высоте фундаменты могут быть 1—6-го типа. Остальные параметры такие же, как и в серии 1.412-1/77.

Рис. 4.10. Фундамент стаканного типа под колонну

1—6 — арматурные сетки

Железобетонные фундаменты под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям ИИ-04, ИИ-20 и 1.420-6 для многоэтажных производственных зданий, принимаются по серии 1.412-3/79.

ТАБЛИЦА 4.27. ТИПЫ И РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННИКОВ
Размеры колонн, ммРядовой фундаментФундамент под температурный шовРазмеры стаканов, ммОбъем стакана, м3
lcbcтип подколон-
ников
размеры, ммтип подколон-
ников
размеры, ммhglgbg
lucbuclucbuc
300300А900900AT9002100450
450
4004000,08
0,12
400400650
1050
5005000,18
0,29
600400Б12001200БТ12002100650
1050
7005000,25
0,40

Отличие в маркировке фундаментов по сравнению с другими сериями заключается в том, что после цифры, обозначающей типоразмер подошвы, приводится высота плитной части. Размеры подколонной части фундамента приведены в табл. 4.27. Габариты плитной части включают типоразмеры от 1 до 18 и типоразмер 19 (с размером подошвы 5,4×6 м). по высоте фундаменты могут быть 1—6-го типа. Остальные параметры такие же, как и в серии 1.412-1/77. Монолитные железобетонные фундаменты под железобетонные типовые фахверковые колонны прямоугольного сечения, в частности по шифрам 460-75, 13-74 и 1142-77, принимаются по серии 1.412.1-4. Размеры фундаментов приведены в табл. 4.28. Сопряжение колонны с фундаментом шарнирное. Фундаменты разработаны для давления 0,15- 0,6 МПа. Применяется бетон класса В10. Армирование осуществляется сварными сетками из арматуры классов A-I, А-II и А-III. Пример узла опирания колонны на фундамент дан на рис. 4.11.

Под колонны зданий применяются сборные фундаменты из одного или нескольких элементов. на рис. 4.12 приведены решения сборных фундаментов под колонны каркаса для многоэтажных общественных и производственных зданий из элементов серии 1.020-1. Элементы фундамента типа Ф применяются на естественном основании, типа ФС — для составных фундаментов (табл. 4.29). Толщина защитного слоя бетона нижней рабочей арматуры принимается 35 мм, а остальной арматуры — 30 мм. Глубина заделки колонны в фундамент должна быть не менее величин, приведенных в табл. 4.30.

Рис. 4.11. Узел опирания колонны на фундамент

1 — закладное изделие колонны; 2 — анкер; 3 — соединительный элемент

Рис. 4.12. Сборный фундамент под колонну

xn--h1aleim.xn--p1ai

Расчет столбчатого фундамента под колонну

Расчёт фундамента под колонну

3.1. Исходные данные

Рассчитать и законструировать столбчатый сборный фундамент под колонну среднего ряда. Бетон класса С 20 /25, рабочая арматура класса S400.

Таблица 8. Исходные данные

3.2. Расчет фундамента под колонну

3.2.1. Определяем глубину заложения фундамента из условия длины колонны:

Определяем глубину заложения фундамента из условий заложения грунта:

Рис. 15. Определение глубины заложения фундамента

По схематической карте нормативной глубины промерзания грунтов для г. Гродно определяем глубину промерзания – 1,0 м.

Dф2 =150+1000+100=1250 мм 16 /20 при сжатии:

– Расчетное сопротивление бетона класса С 16 /20 при растяжении:

– Расчетное сопротивление арматуры класса S500 fyd = 450 МПа.

Определяем предварительные размеры подошвы фундамента:

Тогда размер стороны квадратной подошвы фундамента:

Вносим поправку на ширину подошвы и на глубину заложения фундамента.

Тогда размер стороны квадратной подошвы фундамента:

b = √A = √2,87 = 1,69 м.

Окончательно принимаем: b = 1,8 м (кратно 0,3 м).

Определяем среднее давление под подошвой фундамента от действующей нагрузки:

Определяем расчётное сопротивление грунта:

k – коэффициент, принимаемый равным: k = 1, если прочностные характеристики грунта (φ и с) определены непосредственными испытаниями, и k = 1.1, если они приняты по таблицам, k = 1,1,

kz = 1 при b ’ II = γII = 18 кН/м 3 – удельный вес грунта соответственно ниже и выше подошвы фундамента.

R = 1,3 ⋅ 1,2/ 1,1 [1,81⋅1⋅1,8⋅18+8,24⋅1,4⋅18+9,97⋅4]= 434,75 МПа> 285,94 кПа

Следовательно, расчёт по II группе предельных состояний можно не производить.

3.2.3. Расчёт тела фундамента

Определяем реактивное давление грунта:

Определяем размеры фундамента.

Рабочая высота фундамента из условия продавливания колонны через тело фундамента:

+ 0,5⋅ √( 1128,23 / 1,0⋅1,47⋅10 3 + 348,22) = 267 мм

c = a + 0.5⋅∅ , где: a = 45 мм – толщина защитного слоя бетона для арматуры (для сборных фундаментов).

с = 50 мм – расстояние от центра тяжести арматуры до подошвы фундамента.

Полная высота фундамента:

Для обеспечения жесткого защемления колонны в фундаменте и достаточной анкеровки ее рабочей арматуры высота фундамента принимается:

∅ = 18 мм – диаметр рабочей арматуры колонны,

fbd = 2,0 МПа – предельное напряженное сцепление для бетона класса С 20 /25,

Принимаем окончательно высоту фундамента:

Hf = max(Hf1, Hf2) = 1013 мм. Принимаем Hf = 1050 мм – кратно 150 мм.

Рабочая высота фундамента:

d = H − c = 1050−50 =1000 мм.

Принимаем первую ступень высотой: h1 = 300 мм.

Принимаем остальные размеры фундамента.

Рис.16. Определение размеров фундамента

Высота верхней ступени фундамента:

Глубина стакана hcf = 1,5 ⋅ hc + 50 = 1,5 ⋅ 300 + 50 = 500 мм, принимаем hcf = 650 мм. Так как h2 = 750 мм bc = 225 мм.

Следовательно, требуется армирование стенки стакана.

Т. к. bc+75=225+75=300 мм = 348,22⋅0,1/1,0⋅1,27⋅10 3 = 27 мм.,

что не превышает принятую d1 = 250 мм.

3.2.4. Расчет армирования подошвы фундамента

Площадь сечения рабочей арматуры сетки, укладываемой по подошве фундамента, определяется из расчета на изгиб консольного выступа ступеней, заделанных в массив фундамента, в сечениях по грани колонны и по граням ступеней.

Значения изгибающих моментов в этих сечениях:

Требуемое сечение арматуры:

As1 = MI-I / 0,9⋅ d ⋅ α ⋅ fyd = 176,29⋅10 6 / 0,9⋅1000⋅1,0⋅365 = 435,28 мм 2 ,

As2 = MII-II / 0,9⋅ d1 ⋅ α ⋅ fyd = 63,46⋅10 6 / 0,9⋅250⋅1,0⋅365 = 626,77 мм 2 ,

Арматуру подбираем по максимальной площади:

Принимаем шаг стержней S = 200 мм.

Количество стержней в сетке в одном направлении:

n = b / S +1 = 1800 / 200 + 1 = 10 шт. Принимаем 10 шт.

Требуемая площадь сечения одного стержня:

Принимаем один стержень ∅8 S400, Ast = 50,3 мм 2 .

Такое же количество стержней укладывается в сетке в противоположном направлении.

3.2.5. Расчет монтажных петель

Вес фундамента определяем по его объему и объемному весу бетона, из которого он изготовлен.

Объем бетона на 1 стакан фундамента:

Вес стакана с учетом коэффициента динамичности kд = 1,4:

Усилие, приходящиеся на одну монтажную петлю:

N = 43942,8 / 2 = 21971,4 Н.

Определяем площадь поперечного сечения одной петли из арматуры класса S240, fyd = 218 МПа.

Принимаем петлю 1∅14 S240 As1 = 113,1 мм 2 .

Литература

1. СНБ 5.03.01–02. «Конструкции бетонные и железобетонные». – Мн.: Стройтехнорм, 2002 г. – 274с.

2. Нагрузки и воздействия: СНиП 2.01.07-85.–М.:1987.–36c.

3. Байков В.Н., Сигалов Э.Е. Железобетонные конструкции:

Общий курс.– М.: Стройиздат , 1991.–767с.

4. Железобетонные конструкции. Основы теории расчета и конструирования // Учебное пособие для студентов строительной специальности. Под редакцией профессора Т.М. Петцольда и профессора В.В. Тура. – Брест, БГТУ, 2003.– 380с.

5. Строительные конструкции. Методические указания по выполнению курсового проекта специальность 2-70 02 01 «Промышленные и гражданские здания». Брест 2007 г.

Расчёт фундамента под колонну
Расчёт фундамента под колонну 3.1. Исходные данные Рассчитать и законструировать столбчатый сборный фундамент под колонну среднего ряда. Бетон класса С 20 / 25 , рабочая арматура класса

Источник: mydocx.ru

Расчет фундамента под колонну,

1. Данные для проектирования фундамента.

Усилия колонны у заделки в фундаменте:

Ввиду относительно малых значений эксцентриситета, фундамент колонны рассчитываем как центрально загруженный.

Усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке ,

Нормативное значение нагрузки

Расчётное сопротивление грунта

Бетон тяжелый класса ,

Арматура класса A-II

Вес единицы объема бетона фундамента и грунта на его срезах

Высоту фундамента предварительно принимаем равной .

2. Определение размера сторон подошвы фундамента.

Площадь подошвы фундамента определяем предварительно без поправок на её ширину и заложение

Размер стороны квадратной подошвы

Принимаем (кратно 0,3м)

Давление на грунт от расчетной нагрузки

Рабочая высота фундамента из условий продавливания:

Полную высоту фундамента устанавливаем из условий:

2) заделки колонны в фундаменте:

3) анкеровки растянутой арматуры колонны Æ32 А III (d = 3,2 см)

Принимаем окончательно фундамент высотой (кратно 30 см), трёхступенчатый (2 верхних ступени по 30 см нижняя ступень 60 см). Глубина стакана толщина дна фундамента (120 – 85) = 35см ³ 20см. Для неармированного подколонника толщина стенки

Принимаем по конструктивным требованиям, с учётом призмы продавливания t = 22,5см.

Проверим, отвечает ли рабочая высота нижней ступени фундамента

условию прочности по поперечной силе без поперечного армирования в наклонном сечении, находящемся в сечении III–III. Для единицы длины этого сечения b = 100:

– условие прочности удовлетворяется.

3. Определение площади рабочей арматуры фундамента.

Расчетные изгибающие моменты колонны в сечениях I-I и II-II:

Площадь сечения арматуры:

Т.к. стороны фундамента больше 3 м, половину стержней принимаем длиной , где – размер длинных стержней.

В соответствии с конструктивными требованиями диаметр стержней принимаем не менее 12мм, шаг стержней S не менее 100мм и не более 200мм

Для удобства армирования принимаем две сетки с общей площадью стержней:

Расчет фундамента под колонну
Расчет фундамента под колонну, 1. Данные для проектирования фундамента . Усилия колонны у заделки в фундаменте: Ввиду относительно малых значений эксцентриситета, фундамент колонны

Источник: studopedia.su

Расчет фундамента под колонну

Сбор нагрузок под колонну

Делаем сбор нагрузок на фундамент под колонну в табличной форме.

Коэффициент надежности по нагрузке,

на единицу площади,

от грузовой площади, кН

От бетонного пола по перекрытию

Кратковременная на 1 м2 перекрытия (табл.3 /7/)

Расчет отдельно стоящего фундамента

Вертикальная нагрузка на уровне спланированной отметки земли N=251,58 кН, Nn=211,37 кН,

Условное расчетное сопротивление основания, сложенного гравийно-галечниковым грунтом, определяем по табл. 45/16/ кПа.

Вес единицы объема фундамента на его обрезах гmt=18 кН/м 3 .

Бетон тяжелый класса В 20, Rbt=0,9МП, Rb=11,5 МПа, гb2=1,

Арматура класса А-II, Rs=280 МПа.

Рис. 3.3. Заложение отдельно стоящего фундамента

Грунт под подошвой фундамента – песчано-гравийная смесь. Т.о., в соответствии с табл.2. СНиП 2.02.01-83, глубина заложения фундамента не зависит от .

Учитывая наличие подвала, принимаем глубину заложения фундамента, равную 3,3м.

Предварительные размеры фундамента

Предварительная площадь фундамента:

– суммарная расчетная нагрузка по обрезу фундамента, кН,

– расчетное сопротивление грунта основания, кПа,

– средний удельный вес грунта и материала фундамента, кН/м 3 ,

– глубина заложения фундамента, м.

Предварительная ширина фундамента:

где и -коэффициенты условий работы.

k-коэффициент, принимаемый равным 1,

-коэффициенты, принимаемые по табл. 4,

-коэффициент, принимаемый равным 1, т.к. b 10 м,

b-ширина подошвы фундамента, м,

-осредненное расчетное значение удельного веса грунтов, залегающих ниже подошвы фундамента кН/м 3 (тс/м 3 ),

-то же, залегающих выше подошвы,

-расчетное значение удельного сцепления грунта, залегающего непосредственно под подошвой фундамента, кПа (тс/м 2 ),

d1-глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала

Размеры фундамента при R=608,02 кПа

Принимаем , исходя из конструктивных соображений.

Рис. 3.4. Конструирование отдельно стоящего фундамента

Вес грунта на обрезах фундамента

Среднее напряжение по подошве

Условия выполняются, размеры фундамента принимаются.

Расчет свайного фундамента

– глубина заложения ростверка

– принимаем глубину заложения 3,4 м, исходя из конструктивных соображений.

– за несущий слой принимаем песчано-гравийную смесь.

– длина сваи 3 м, сечение 30Ч30

Рис.3.5. Заложение свайного фундамента

Определение несущей способности сваи:

где – коэффициент условий работы сваи в грунте, принимаемый = 1,

R= 9295 кПа- расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи (Н =6,1 м), принимаемое по табл.1 СНиП 2.02.03-85,

при Н=5м, R=8800 кПа,

при Н=7м, R=9700 кПа,

– площадь опирания сваи на грунт, м 2 ,

– наружный периметр поперечного сечения сваи, м,

– расчетные сопротивления слоев грунта основания по боковой поверхности сваи, принимаемые по табл.2 СНиП 2.02.03-85,

hi – толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м,

и – коэффициенты условий работы.

Допустимая нагрузка на сваю

где =1,4 – коэффициент надежности.

Несущая способность сваи по материалу:

Расчет продолжаем по наименьшей несущей способности

Среднее условное давление под подошвой:

Вес ростверка и грунта:

Требуемое количество свай:

Рис. 3.6. Конструирование ростверка

Вес грунта на обрезах

Нагрузка на сваю в ростверке

Следовательно, использование свайного фундамента является нецелесообразным, т. к даже при использовании минимального количества свай возникает значительное недонапряжение.

Исходя из этого, принимаем отдельно стоящий монолитный фундамент под колонну.

Расчет фундаментов под колонну
Расчет фундамента под колонну Сбор нагрузок под колонну Делаем сбор нагрузок на фундамент под колонну в табличной форме. Коэффициент надежности по нагрузке, на единицу площади, от

Источник: vuzlit.ru

Расчет столбчатого фундамента под колонну

Расчет фундамента выполняем под колонну среднего ряда, которая работает как центрально сжатый элемент. Фундамент под колонну среднего ряда считается как центрально-загруженный.

7.1.Расчет подошвы столбчатого фундамента.

Усилия от нормативной нагрузки определяются приблизительно, путём деления расчётных нагрузок на средний коэффициент надежности по нагрузке:

γн=1.15 – средний коэффициент надежности по нагрузке,

7.2.Глубина заложения фундамента

Глубина заложения фундамента d определяется с учетом:

– конструктивных особенностей сооружения,

– глубины заложения соседних фундаментов и прокладки коммуникаций,

– рельефа, характера напластования и свойств грунтов,

– глубины сезонного промерзания грунтов.

7.3.Определение глубины сезонного промерзания:

dfn=1,2 – нормативная глубина сезонного промерзания, м, кn=0,6 – коэффициент характеризующий параметры эксплуатации здания.

Глубина фундамента должна быть больше 0.9м. Принимаю глубину заложения фундамента 1,5 м. Защитный слой бетона принимаю равным a=3,5 см, так как будет производиться подготовка по грунту, толщиной слоя 10 см

7.4.Определение ширины подошвы фундамента.

расчётное сопротивление грунта (принимается по СНиП МПа – пески пылеватые маловлажные плотные).

глубина заложения фундамента. м.

удельный вес грунта на обрезок фундамента. кН/м 3 .

7.5.Длина стороны фундамента

При центрально-загруженном фундаменте принимаем квадратную форму основания фундамента. Длина стороны фундамента:

Принимаем фундамент: 1,6´1,6 м и Аф = 2,6 м 2

7.6.Давление на подошву грунта

Принимаем бетон В15 с прочностью на одноосное сжатие Rb = 8.7 МПа, нормативным сопротивление бетона при растяжении Rbt = 0.75 МПа и рабочую арматуру А-II с расчетным сопротивлением растяжению RS = 280 МПа.

7.7.Полезная минимальная высота фундамента определяется из условия продавливания его колонной при действии расчётной нагрузки:

7.8.Высота фундамента с учетом конструктивных требований

Конструктивно принимаю высоту ступенькиh1 = 20 см, h2 = 20 см

Конструктивно принимаю высоту ступенькиh1 = 20 см, h2 = 20 см.

Расчет столбчатого фундамента под колонну
Расчет столбчатого фундамента под колонну Расчет фундамента выполняем под колонну среднего ряда, которая работает как центрально сжатый элемент. Фундамент под колонну среднего ряда считается как

Источник: helpiks.org

6.1.5 Пример расчета фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений

Пример 6.1. Определить размеры и площадь сеченая арматуры внецентренно нагруженного фундамента со ступенчатой плитной частью и стаканным сопряжением с колонной размером сечения lс × bс = 400 × 400 мм. Глубина заделки колонны 0,75 м. Отметки: низа колонны — 0,90 м, обреза фундамента — 0,15 м, низа подошвы — 2,65 м. Размер подошвы 3,3 × 2,7 м.

Расчетные нагрузки на уровне обреза фундамента приведены в табл. 6.1.

ТАБЛИЦА 6.1. К ПРИМЕРУ 6.1

Примечание. Индексы обозначают, х — направление вдоль большого размера подошвы, у — то же, вдоль меньшего.

Материалы: сталь класса А-III, Rs = 360 МПа ( ø 6-8 мм), Rs = 375 МПа ( ø 10 мм), бетон тяжелый класса В10 (В15).

Расчетные сопротивления приняты со следующими коэффициентами условий работы: γb1 = 1, γb2 = 0,9, γb4 = 0,85.

Решение. 1. Назначение предварительных геометрических размеров фундамента (рис. 6.12). Определим необходимую толщину стенок стакана по сочетанию 3:

е = Mx/ N = 336/2100 = 0,16 м, т.е. е 0,2 lс = 0,2 · 0,4 = 0,08 м, но не менее 0,15 м. Тогда размеры подколонника luc = buc = 2 · 0,15 + 2 ·0,075 + 0,4 = 0,85 м. Принимаем с учетом рекомендуемого модуля 0,3 м.

Высоты ступеней плитной части hi = 0,3 м. Площадь подошвы фундамента A = 3,3 · 2,7 = 8,92 м 2 . Момент сопротивления в направлении большего размера

Wx = l 2 b /6 = 3,3 2 · 2,7/6 = 4,9 м 2 .

Рабочая высота плитной части h = 0,3 · 2 – 0,05 = 0,55 м. Глубина стакана hg = 0,75 + 0,05 = 0,8 м.

2. Расчет фундамента на продавливание. Расстояние от верха плитной части до низа колонны 1,05 м, в то время как huc = (luc – 1c) /2 = 0,25 м, следовательно, проверка на продавливание плитной части производится от низа подколонника.

Максимальное краевое давление на грунт (6.9):

pmax = 2100/8,92 + (336 + 72 · 2,4)/4,9 = 0,339 МПа.

Принимаем наибольшее значение pmax = 0,339 МПа. Продавливающая сила F = Аpmax .

Тогда F = 1,64 · 0,339 = 556 кН.

Задаемся классом бетона В10 с Rbt = 0,57 МПа. С учетом γb2 = 0,9 и γb4 = 0,85 Rbt = 0,57 · 0,9 · 0,85 = 0,436 МПа.

kRbtbph = 1 · 0,436 · 1,45 · 0,55 = 305 2 = 0,5 · 2,7(3,3 – 0,9 – 2 · 0,85) – 0,25[2,7 – 0,9 – 2(0,85 – 0,3)] 2 = 0,85 м 2 ,

Несущая способность фундаментов по формуле (6.26)

F = 0,436 [(0,85 – 0,3)1,45 + 0,3 · 0,9] = 465 кН > 288 кН.

Принятый фундамент удовлетворяет условию прочности на продавливание

Рассмотрим дополнительно вариант при двухступенчатом фундаменте с высотой верхней ступени 0,45 м. Тогда (при h = 0,7 м):

A = 0,5 · 2,7(3,3 – 0,9 – 2 · 0,7) – 0,25(2,7 – 0,9 – 2 · 0,7)2 = 1,31 м 2 ,

F´ = 1,31 · 0,339 = 444,1 кН,

Несущая способность фундамента по формуле (6.1)

F = 1 · 0,436 · 1,6 · 0,7 = 488,3 кН > 444 кН,

т.е. и такой фундамент удовлетворяет прочности на продавливание.

Покажем, однако, что последний вариант менее экономичен. Действительно, объем плитной части высотой 0,9 м при трехступенчатом фундаменте

V3 = 3,3 · 2,7 · 0,3 + 2,4 · 1,8 · 0,3 + 1,5 · 0,9 · 0,3 = 4,37 м 3 , а при двухступенчатом фундаменте с учетом дополнительного объема подколонника на высоте 0,9 – 0,75 = 0,15 м

V2 = 3,3 · 2,7 · 0,3 + 2,4 · 1,8 · 0,45 + 0,9 · 0,9 · 0,15 = 4,74 м 3 > 4,37 м 3 .

Итак, принимаем трехступенчатый фундамент с высотой плитной части 0,9 м.

Проверим прочность нижней ступени при заданном ее выносе 450 мм и h01 = 0,25 м:

A = 0,5 · 2,7(3,3 – 2,4 – 2 · 0,25) – 0,25(2,7 – 1,8 – 2 · 0,25) 2 = 0,5 м 2 ,

P = 0,5 · 0,339 = 169 кН:

Несущая способность ступени F = 1 · 0,436 · 2,05 · 0,25 = 223 кН > 169,5 кН.

Размеры лежащих выше ступеней назначаются пересечением линии AB с линиями, ограничивающими высоты ступеней (рис. 6.13).

Определение площади сечений арматуры плитной части фундамента проведем на примере нижней арматуры (направленной вдоль большей стороны подошвы фундамента) класса А-II.

Расчетные усилия на уровне подошвы принимаем по сочетанию 3 без учета веса фундамента:

N = 2100 кН, M = 336 + 72 · 2,4 = 509 кН·м, еx = 509/2100 = 0,242 м.

Определим давление на грунт в расчетных сечениях (см. рис. 8.12)

Pmax = N/ A + M/ W = 2100/8,92 + 509/4,9 = 370 кН/м 2 ,

pII = 236 + 0,45 · 135 = 297 кН/м 2 .

pIII = 236 + 0,28 · 135 = 274 кН/м 2 .

Принимаем арматуру класса А-II с Rs = 285 МПа:

Сорочан Е.А. Основания, фундаменты и подземные сооружения

Расчет фундамента под колонну
6.1.5 Пример расчета фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений

Источник: xn--h3aleim.xn--p1ai

postroifundament.ru

Фундаменты промышленных зданий


Новый сервис - Строительные калькуляторы online


Фундаменты сборных железобетонных колонн

Типовые чертежи фундаментов по сериям 1.412-1, 1.412-2 разработаны для сборных железобетонных колонн любого вида и типоразмера при нормативном давле­нии на грунт 0,15-0,45 МПа.

Фундаменты вы­полняют на строительной площадке, исполь­зуя, как правило, деревянную опалубку.

Фундаменты состоят из подколонника и одно-, двух- или трехступенчатой плитной части.

Фундаменты спроектированы по высоте 1,5 м и в пределах 1,8-4,2 м с интервалом 0,6 м.

Обрез фундаментов под железобетонные колонны располагается чаще всего для одно­этажных зданий на отметке минус 0,15 м, для многоэтажных зданий-на отметке минус 0,2 м.

Фундаменты выполнены с уступами, высота которых 0,3 и 0,45 м.

Все размеры их в плане унифицированы и кратны модулю 0,3 м.

Площадь подколонников принята в шести вариантах начиная от 0,9 х 0,9 м (ак х Ьк).

В последующих вариантах размер подколонника в направлении шага колонн Ьк установлен 1,2 м, а размер в направлении пролета между колоннами ак составляет 1,2; 1,5; 1,8; 2,1 и 2,7 м.

 

Фундаменты сборных железобетонных колонн:

(1-подколонник стаканного типа; 2-железобетонная колонна; 3-плитная часть; 4-подошва фундамента)

 

Размеры конкретного фундамента выбира­ют в зависимости от нагрузки, передаваемой колонной, характеристик грунта и решений конструктивной части здания ниже отметки 0.000.

Зазор между гранями колонн и стенкой стакана принят по верху стакана 75 мм и по низу 50 мм, а между низом колонны и дном стакана 50 мм. Минимальная толщина стенки поверху 175 мм.

Стакан для ветвей двухветвевой колонны устраивают об­щим.

Класс бетона фундаментов В10-В12 (М150 или М200).

После установки колонн стаканы заливают бетоном класса В20 или В25 на мелком гравии.

Под железобетонные фундаменты обычно делают подготовку толщиной 100 мм из щебня с проливкой цементным раствором или из бетона класса В7,5.

При прочных слабофильтрующих грунтах устройство подготовки не требуется.

Фундамент под спаренные колонны в температурных швах устраивают общим даже в том случае, если колонны по смежным разбивочным осям спроектированы стальными и железобетонными.

Фундаментные балки под наружные стены рассчитаны на нагрузку от сплошных стен и стен с оконными или дверными проемами, расположенными над серединой фундаментной балки.

Для опирания фундаментных балок на фундаменты колонн рекомендуется устройство приливов (бетонных столбиков), ширину которых следует принимать не менее максимальной ширины балки, а обрез на от­метке минус 0,45 или 0,6 м-в зависимости от ее высоты.

В многоэтажных каркасных зданиях с под­валами стены последних могут быть выполне­ны монолитными, из сборных железобетонных панелей (аналогично панелям наружных стен зданий) или из стеновых блоков и плит.

Отметку низа фундаментов колонн и стен подвала, расположенных между колон­нами, принимают, как правило, одинаковой.

Гидроизоляцию выполняют в соответствии с материалами, в зависимости от грунтовых вод и глубины наложения подвала.

В сухих грунтах следует учитывать возможность временного появления грунтовых вод, например весной.

 

 

Расположение фундаментных балок:

а - вид сбоку; б - план; в - сечение; 1 - фундаментная балка; 2 - прилив или бетонный столбик; 3 - колонна рядовая; 4 - колонна у температурного шва; 5 - колонна примыкающего пролета; 6 - стена; 7 - засыпка шлаком; 8 - отмостка

 

В многоэтажных каркасных зданиях с под­валами стены последних могут быть выполне­ны монолитными, из сборных железобетонных панелей (аналогично панелям наружных стен зданий) или из стеновых блоков и плит.

Отметку низа фундаментов колонн и стен подвала, расположенных между колон­нами, принимают, как правило, одинаковой.

Гидроизоляцию выполняют в соответствии с материалами, в зависимости от грунтовых вод и глубины наложения подвала.

В сухих грунтах следует учитывать возможность временного появления грунтовых вод, например весной.

 

 

Фундаменты стальных колонн

Фундаменты под стальные колонны принима­ют по типу фундаментов под железобетонные колонны. При этом подколонник устраивается сплошным (без стакана) и имеет анкерные болты, заделанные в бетон.

База стальной колонны крепится к фундаменту гайками, навинчивающимися на верхние выступающие из бетона концы анкерных болтов.

Размеры фундамента выбирают как для сборной железобетонной колонны, имеющей размеры сечения, близкие к размерам сечения стальной колонны.

Для заглубления развитых баз стальных колонн (с траверсами) обрезы фундаментов располагают на отметке - 0,7 или - 1,0 м.

Для стальных колонн, у которых траверсы отсутствуют, отметку верха подколонника назначают порядка - 0,25 м.

Сечение подколонников под базы сталь­ных колонн выбирают так, чтобы расстояние от оси анкерных болтов до грани подколонника было не менее 150 мм.

 

 

Монолитные железобетонные фундаменты под стальные колонны:

(1-стальная колонна; 2-анкерный болт; 3-анкерная плита; 4-опорная плита; 5-цементная подливка; 6-железобетонный фундамент)

 

Свайные фундаменты

Конструкции монолитных фундаментов железобетонных и стальных колонн могут при­меняться совместно со сваями.

При устройстве фундаментов использование свай целесообразно в тех случаях, когда не­посредственно под сооружением залегают сла­бые грунты, не способные выдержать нагрузку от сооружения, или когда применение свай позволяет получить экономически наиболее выгодное решение.

В отечественной практике известно более 150 видов свай, которые классифицируются по материалам (железобетонные, бетонные, дере­вянные и т. д.), конструкции (цельные, состав­ные, квадратные, круглые, с уширением и без него и т.д.), виду армирования, способу из­готовления и погружения (сборные, монолит­ные, забивные, завинчиваемые, буронабивные, виброштампованные и т. д.), характеру работы в грунте (сваи-стойки, висячие сваи).

Сваи железобетонные забивные цельные сплошного квадратного сечения по ГОСТ 19804.1-79* и ГОСТ 19804.2-79* рекоменду­ется применять для всех зданий и сооружений в любых сжимаемых грунтах (за исключением грунтов с непробиваемыми включениями).

Сваи забивают до проектных от­меток.

В том случае, если по каким-либо при­чинам отметки свай разные, осуществляют срубку свай ручными или механическими ин­струментами до заданных проектных отметок.

 

 

Свайные фундаменты:

1-железобетонная колонна; 2-подколонник; 3-плитная часть фундамента; 4-свая


perekos.net

Фундамент стаканного типа под колонны: монтаж, гидроизоляция

Схема стаконного фундамента

Стаканный тип оснований отличается своей конструкцией, сложностью в монтаже и выдерживает большие граничные нагрузки.

Благодаря своей особенной конструкции в виде стакана, он используется для монтажа железобетонных или металлических колонн круглой и прямоугольной формы, отвечают требованиям ГОСТ 23972-80 по типу бетона, выбору строительных материалов, а также допустимым нагрузкам.

Фундамент стаканного типа – это разновидность столбчатого основания, используется для возведения промышленных зданий большой высоты и широких пролетов по секциям.

Основное преимущество – это возведение в строгом соответствии с ГОСТом и высокая прочность несущей конструкции. Недостаток – это стоимость, но она нивелируется другими техническими характеристиками основания.

Основная задача стаканного фундамента – это передача нагрузки от несущих перекрытий на подушку ленточного основания, причем делается это с помощью железобетонных опор, жестко установленных внутри стакана.

Верхняя кромка колонны также жестко соединяется с ленточной или сборной конструкцией ростверка, который может быть смонтирован даже на большой высоте от уровня почвы.

Где используются стаканные фундаменты

Монолитные железобетонные фундаменты стаканного типа
  • При возведении колонных промышленных зданий;
  • Для обустройства подземных гаражей в несколько ярусов;
  • Как несущее основание для мостов, эстакад и высоковольтных линий электропередач;
  • Как единственно правильный вариант в соответствии с ГОСТОМ при строительстве машинных залов, конденсаторных и компрессорных в атомной энергетике;
  • При монтаже каркасных зданий большой длины на сыпучих почвах с различным расслоением по горизонтальным направлениям;
  • Когда нужно обеспечить надежность здания в сейсмически активных зонах;
  • Если при проектировании промышленного здания предусмотрены колонны, на которых устанавливаются несущие перекрытия шириной пролета от 6 до 9 метров в соответствии с ГОСТом 23972-80.

Особенности конструкции такого основания

Устройство стаканных фундаментов

В ГОСТе 23972-80 четко указано, какая должна быть конструкция самого стаканного фундамента, допустимые параметры и нагрузки, а также размеры подошвы и тип арматуры. В целом, он состоит с нескольких сборных элементов:

  • Монолитной опорной подушки большого размера круглой или прямоугольной формы, обработанной гидроизоляцией. Подушка может быть фабричной или сделана прямо на месте, устанавливается на прочную песчано-гравийную подушку;
  • Железобетонного подстаканника в центре плиты;
  • Железобетонной или металлической колонны фиксированной длины и толщины, устанавливаемой в стакан;
  • Бетонного столба, который удерживает несущую железобетонную балку. Уже на балке стоят несущие конструкции будущего сооружения. Это разновидность столбчатой конструкции, поэтому столбы могут быть различной длины, но верхняя кромка обязательно делается строго горизонтальной.

Сама железобетонная плита, в зависимости от расчетных нагрузок, должна составлять площадь от 12 до 52 квадратных метра. Бывает сборной и монолитной, причем сборные конструкции имеют наклонную поверхность, а монолитные – горизонтальную.

Как правило, в промышленности чаще используют монолитную конструкцию, которая легче в монтаже, быстрее возводится и требует минимум затрат на механизированную технику. Стакан можно делать монолитным вместе с плитой или соединенным с ней армированием, тут многое зависит от характеристик почвы на строительной площадке и нагрузок от самого здания. Все стаканы имеют усиленное горизонтальное и вертикальное армирование, соединительные элементы жесткие. Монтируются стаканные фундаменты на устойчивых почвах, предусматривающих послойную деформацию на большой площади.

На пучинистых и просадочных почвах использовать стаканные конструкции нельзя через неравномерность воздействия на основания в различных местах.

Номенклатура стаканных фундаментов в соответствии с ГОСТ 23972-80

Монолитные стаканные плиты марок ФЖ18-м-2 и ФЖ-1м используются специально для установки железобетонных колонн сборного типа. Сечение стакана составляет 700-500 и 300-300 мм соответственно, при производстве плит используется бетон с прочностью В15 и морозостойкостью F50.

Также внешняя поверхность плиты обрабатывается органической пластичной гидроизоляцией в несколько слоев, поэтому водонепроницаемость составляет в пределах W2-W8.

Фундамент стаканного типа: технические требования по ГОСТ 23972-80

Государственный стандарт союза сср фундаменты железобетонные для параболических лотков технические условия гост 23972-80
  • Бетон марки не меньше М200 В2;
  • Монтаж конструкций только после достижения необходимой прочности бетона;
  • Уровень водопоглощения не более 5%, достичь показателя можно с помощью гидроизоляции;
  • Жесткое армирование по всем поясам;
  • Толщина бетонного слоя вокруг арматуры не менее 3 см;
  • Толщина трещин в бетоне не более 0,1 мм;
  • Полное удаление монтажных петель с помощью болгарки, удаление ударным методом строго запрещено;
  • Арматуры в обнаженном виде в основании быть не должно.

Фундамент стаканного типа довольно дорогие в монтаже, ведь тут используется мощная толстая арматура, опалубка и сложная система гидроизоляции. Сейчас по ГОСТу можно купить несколько по размерам стаканных оснований:

НоменклатураРазмеры, мм (ДхВхШ)Вес, кг
1Ф 12.12.11 200х1 200х6501 475
1Ф 9.9.1990х900х650900
2Ф 15.15.11 500х1 500х6502 025
1Ф 8.6.5800х550х600475

Преимущества и недостатки стаканных оснований

  • Учитывая, что производятся стаканные конструкции только в заводских условиях по требованиям ГОСТа, они отличаются высокой прочностью и надежностью;
  • Можно возвести основание в сжатые сроки;
  • Выдерживают большие нагрузки.

Но есть и недостатки таких фундаментов, среди которых – это стоимость изделий, их большая масса и необходимость использования мощной строительной техники.

Ведь стаканные сборные конструкции имеют большую массу и размеры, поэтому тут предусмотрена сложная транспортировка к месту строительства.

Технология возведения стаканных фундаментов

Сборный фундамент стаканного типа

Возводить такие фундаменты нужно только строго по рекомендациям существующего ГОСТа и под присмотром специалистов. Сделать сборку стаканного основания не сложно, если придерживаться существующей технологии.

  1. Расчет отдельных монолитных или сборных плит под будущее основание. Если обратить внимание на разрез такой плиты, то можно обратить внимание на сложную систему арматурных прутьев, опоясывающих плиту и стакан. Каждый элемент арматурной сетки рассчитывается отдельно, как и ширина стакана. А плиты уже имеют стандартные размеры длины, ширины и толщины.
  2. Подготовка поверхности. Сначала нужно расчистить территорию строительной площадки, провести разметку и выравнивание. Выравнивание делается по той причине, что смещать железобетонные плиты нельзя. Поэтому, поверхность должна быть идеально ровной, допускается смещение не более 1-1,5 градуса по ГОСТу. Если поверхность слишком неровная, тогда допускается подсыпка песком, ее уровень должен составлять не менее30 см выше уровня подошвы основания.
  3. Проводится разметка осей будущего основания. Для этого на обноске делают монтаж жесткой проволоки или стального троса и делают протяжку по направлению буквенных и перпендикулярных осей. Все точки соединения и разметки четко указаны в проекте такого основания, а также четко указаны длины промежуточных соединительных балок.
  4. Затем наносятся контуры будущего основания и копаются траншеи на заданную глубину. На дне ям делается песчано-гравийная подушка, увлажняется и трамбуется.
  5. Когда все подготовительные работы выполнены, начинается монтаж железобетонных блоков. Его делают строго по ГОСТу, соблюдают горизонтальную и вертикальную точность. После монтажа блоков проводят сложное армирование конструкции, причем в открытой плоскости стакана должно быть горизонтальное и вертикальное пересечение прутьев несущей конструкции.
  6. После установки блоков нужно подождать, пока бетон наберет марочную прочность и потом начинать монтаж столбов для несущих конструкций.

Гидроизоляция стаканного фундамента

Гидроизоляционный материал для фундамента в рулонах

Учитывая, что основание стаканного фундамента делается с бетона, то он неизбежно будет разрушаться за счет воздействия грунтовых вод. Соответственно, нужно обязательно делать монтаж гидроизоляции по внешнему контуру плит прямоугольной формы. Как правильно делать гидроизоляцию плиты?

  1. Сначала нужно тщательно очистить поверхность фундамента от загрязнений и выровнять с помощью жидкого бетонного раствора;
  2. Затем на чистую поверхность нанести слой битума или другой водоотталкивающей смазки и подождать несколько часов, пока она высохнет;
  3. Поверх битума установить слой рубероида, все соединительные швы герметизировать мастикой или жидкой смолой;
  4. В некоторых случаях допускается покрывать гидроизоляцию в несколько слоев, особенно если грунт отличается высоким уровнем залегания грунтовых водяных горизонтов.

Если возводить фундаменты стаканного типа строго в соответствии с нормами ГОСТа, делать правильный монтаж и использовать только заводские бетонные изделия, тогда основание получится прочным, способным выдержать огромные нагрузки. Не стоит его возводить «на глаз», тут нужен четкий и правильный расчет каждого элемента, вплоть до максимальной глубины погружения несущей плиты.

fundamentclub.ru

Столбчатый фундамент

Вернуться на страницу «Грунты и фундаменты»

Проектирование столбчатых фундаментов зданий и сооружений

Столбчатый фундамент – это конструктивные элементы в виде столбов, опор, подушек или их комбинаций, расставленные с определенным шагом. На столбчатый фундамент опираются колонны, фундаментные балки, ростверки или другие конструкции, которые предают нагрузки от здания или сооружения на столбчатый фундамент.

Подробно о типах:

ТИПЫ СТОЛБЧАТЫХ ФУНДАМЕНТОВ

Столбчатые фундаменты отличаются экономичностью и простотой монтажа.

Неблагоприятным условием для столбчатого фундамента является низкая несущая способность грунта под подошвой фундамента.

Мы рассмотрим следующие вопросы проектирования столбчатых фундаментов.

1. ОФОРМЛЕНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ — СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ СТОЛБЧАТЫХ ФУНДАМЕНТОВ

2. ОФОРМЛЕНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ — ЧЕРТЕЖИ СТОЛБЧАТЫХ ФУНДАМЕНТОВ

При проектировании столбчатых фундаментов могут оказаться полезными следующие типовые серии:

№ п/пНомерНаименованиеПримечания
1Серия 1.012.1-3.97Фундаменты сборно-монолитные под стальные колонны производственных зданий и инженерных сооружений. Смотреть
2Серия 1.412.1-6Фундаменты монолитные железобетонные на естественном основании под типовые железобетонные колонны одноэтажных и многоэтажных производственных зданий. Смотреть
3Серия 1.412.1-8Фундаменты монолитные железобетонные на свайном основании под колонны фахверка перегородок. Смотреть
4Серия 1.412.1-11Фундаменты сборно-монолитные на естественном основании под железобетонные колонны одноэтажных и многоэтажных производственных зданий. Смотреть
5Серия 1.812.1-2Фундаменты железобетонные под трехшарнирные железобетонные рамы для однопролетных сельскохозяйственных зданий. Смотреть
6Серия 1.812.1-5сФундаменты железобетонные сборные под колонны сельскохозяйственных производственных зданий для строительства в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов. Смотреть
7Серия 1.812.1-8.93Фундаменты под трехшарнирные железобетонные рамы. Смотреть
8Серия 1.412-1Монолитные железобетонные фундаменты под типовые колонны прямоугольного сечения одноэтажных промышленных зданий. Смотреть
9Серия 1.412.1-4Монолитные железобетонные фундаменты на естественном основании под железобетонные стойки фахверка. Материалы для проектирования и рабочие чертежи. Смотреть


Сборные железобетонные фундаменты проектируют из готовых железобетонных элементов заводского изготовления:
Сборный железобетонный фундамент.
Рассмотрим следующие типы столбчатых фундаментов.

— фундаментная плита (ФП) по ГОСТ 23972-80;

— фундаментный блок (Ф) ГОСТ 23972-80;

— подколонник (ПК) или башмак под колонны (БК) серия 1.020-1/87;

— траверсы (ФТ,ТС) Серия 3.402-24;

— фундаментные балки (БФ) ГОСТ 28737-90.

Монолитный железобетонный фундамент.

 Монолитный железобетонный фундамент отличается от сборного железобетонного фундамента тем, что весь массив фундамента изготавливается путем установки каркаса и заливки бетоном в условиях стройплощадки.

 Бутовый фундамент

 Бутовый фундамент изготавливается из бута или полнотелого красного кирпича методом послойной укладки. В результате получается бутовый массив в оболочке из раствора. Надземную часть фундамента выполняют в опалубке для обеспечения эстетического вида.

Перевязка столбчатых фундаментов.

Перевязка столбчатых фундаментов с использованием ранд-балки обеспечивает большую пространственную жесткость, т.к. горизонтальные нагрузки воспринимаются всеми фундаментами одновременно. Главной целью ранд-балки является передача нагрузки от стен на столбчатый фундамент. Ранд-балка выполняется, как правило, из железобетона в сборном или монолитном исполнении.

saitinpro.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о