Как глубоко колонна помещается в фундаментный стакан

Глубина, на которую колонна заходит в стакан фундамента, варьируется в зависимости от проектных требований и условий эксплуатации. Обычно она составляет от 30% до 50% высоты стакана, но точные параметры рассчитываются индивидуально для каждой конструкции с учетом нагрузки, материалов и особенностей грунта.

Правильное проектирование момента сопряжения колонны и стакана фундамента необходимо для обеспечения устойчивости и долговечности сооружения. Поэтому важно учитывать все факторы, влияющие на жесткость и прочность этой соединительной зоны.

Отдельные монолитные фундаменты на естественном основании под колонны зданий и сооружений

Монолитные отдельные фундаменты проектируют ступенчатого типа, плитная часть которых имеет от одной до трех ступеней. Если по конструктивным особенностям и требуемым габаритам подошвы фундамента необходимости в устройстве плитной части нет, фундаменты проектируют столбчатыми без плитной части.

Высоту фундамента, высоты ступеней плитной части и размеры в плане подошвы и подколонника следует принимать кратными 300 мм (3 М в соответствии с ГОСТ Р 52085-2003 [3]) из условия их изготовления с применением инвентарной щитовой опалубки.

При соответствующем обосновании в случае массового применения или для отдельных индивидуальных фундаментов разрешается принимать размеры, кратные 100 мм по согласованию с потребителем и высоты ступеней плитной части кратными 50 мм, но не менее 300 мм.

При центральной нагрузке подошву фундамента следует принимать квадратной.

При внецентренной нагрузке, соответствующей основному варианту нагружения, подошву рекомендуется принимать прямоугольной с соотношением сторон не менее 0,6.

Высота фундамента h назначается с учетом глубины заложения подошвы и уровня обреза фундамента.

Обрезы фундаментов сборных железобетонных колонн промышленных зданий следует принимать, как правило, на отметке -0,150 для обеспечения условий выполнения работ нулевого цикла. Обрез фундамента монолитных железобетонных колонн рекомендуется принимать в уровне верха фундаментной балки, а при ее отсутствии – на отметке -0,050.

Отметка обреза фундамента стальных колонн определяется размером базы колонны, принятого способа опирания башмака и метода монтажа стальных колонн. Например, при безвыверочном монтаже стальных колонн, имеющих фрезерованный торец и строганую плиту башмака, требуется устройство подливки под плитой башмака толщиной 50-70 мм, что и определяет отметку верха фундамента.

Рекомендуемые размеры сечений подколонников, высот фундаментов и плитной части, а также подошвы (см. рисунок 25) приведены в табл. 26.

Таблица 26 (рисунок 25 должен быть рядом)

Модульные размеры фундамента, м, при модуле, равном 0,3
соответственно h­plподошвыподколонника
h­plh­ 1h­ 2h­ 2квадратной b ´ lпрямо- угольной b ´ lпод рядовые колонны bcf ´ lcfпод колонны в температурных швах bcf ´ lcf
1,50,30,31,5´1,51,5´1,80,6´0,60,6´1,8
1,80,60,30,31,8´1,81,8´2,10,6´0,90,9´2,1
2,10,90,30,30,32,1´2,11,8´2,40,9´0,91,2´2,1
2,41,20,30,30,62,4´2,42,1´2,70,9´1,21,5´2,1
2,71,50,30,60,62,7´2,72,4´3,00,9´1,51,8´2,1
3,01,80,60,60,63,0´3,02,7´3,31,2´1,22,1´2,1
3,63,6´3,63,0´3,61,2´1,52,1´2,4
4,24,2´4,23,3´3,91,2´1,82,1´2,7
Далее с шагом 0,3 м или 0,6 м4,8´4,83,6´4,21,2´2,1
5,4´5,43,9´4,51,2´2,4
4,2´4,81,2´2,7
4,5´5,1
4,8´5,4
5,1´5,7
5,4´6,0

Здесь h­pl – суммарная высота плитной части фундамента.

Сопряжение фундамента с колонной выполняется монолитным для фундаментов под монолитные колонны (рисунок 31, а) и стаканным для сборных или монолитных фундаментов под сборные колонны (рисунок 31, б, в).

При монолитном сопряжении фундамента с колонной размеры поперечного сечения подколонника по сравнению с размерами поперечного сечения колонны принимают увеличенными не менее чем на 50 мм в каждую сторону.

Стакан под двухветвевые колонны с расстоянием между наружными гранями ветвей не более 2400 мм выполняется общим под обе ветви, с расстоянием более 2400 мм — раздельно под каждую ветвь. Под колонны в температурных швах также рекомендуется выполнять раздельные стаканы.

Размеры стакана для сборных колонн следует назначать из условия обеспечения необходимой глубины заделки колонны в фундамент и обеспечения зазоров, равных 75 мм по верху и 50 мм по низу стакана с каждой стороны колонны (см. рисунок 31).

Глубина стакана dp принимается на 50 мм больше глубины заделки колонны dс, которая назначается из следующих условий:

для типовых колонн — по данным рабочей документации;

для индивидуальных прямоугольных колонн — по таблице 27, но не менее, чем определенных по условиям анкеровки рабочей арматуры колонн;

для двухветвевых колонн:

при ld ³ 1,2 м dc = 0,5 + 0,33 ld,(44)

но не более 1,2 м,

где ld — ширина двухветвевой колонны по наружным граням;

lc = ld [1 — 0,8 (ld — 0,9)],(45)

но во всех случаях не менее величин, определенных по условиям анкеровки рабочей арматуры колонн и не более 1,2 м.

Отношение толщины стенки стакана к высоте верхнего уступа фундамента t / hcfГлубина заделки колонн прямоугольного сечения dc при эксцентриситете продольной силы
или глубине стакана t / dp (см. рисунок 31)e0 £ 2 lce0 > 2 lc
> 0,5lclc
£ 0,5lclc + 0,33 (lc — 2 t)(e0 / lc — 2), причем lc £ dc £ 1,4 lc

Глубина стакана фундамента должна обеспечивать необходимую длину анкеровки продольной рабочей арматуры сборных железобетонных колонн.

Базовая (основная) длина анкеровки, необходимая для передачи усилия в арматуре с полным расчетным значением сопротивления Rs на бетон, определяется в соответствие с [7] по формуле

где As и us — соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения, определяемые по номинальному диаметру стержня;

Rbond — расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки и определяемое по формуле

Rbond = η 1 η 2 Rbt,(47)

здесь Rbt — расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;

η 1 — коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры, принимаемый равным:

1,5 — для гладкой арматуры (класса А240);

2 — для холоднодеформированной арматуры периодического профиля (класса В500);

2,5 — для горячекатаной и термомеханически обработанной арматуры периодического профиля (классов А300, А400 и А500);

η 2 — коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, принимаемый равным:

1,0 — при диаметре арматуры ds £ 32 мм;

0,9 — при диаметре арматуры 36 и 40 мм.

Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле

где — базовая длина анкеровки, определяемая по формуле (46);

, — площади поперечного сечения арматуры, соответственно требуемая по расчету и фактически установленная;

a — коэффициент, учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры и конструктивного решения элемента в зоне анкеровки.

При анкеровке стержней периодического профиля с прямыми концами (прямая анкеровка) или гладкой арматуры с крюками или петлями без дополнительных анкерующих устройств для растянутых стержней принимают a =1,0, а для сжатых — a =0,75.

Данные о требуемой длине анкеровки рабочей арматуры колонн приведены в Таблице 28.

Глубина заделки рабочей арматуры при проектном классе бетона, для стержней, работающих с полным расчетным сопротивлением диаметром ds менее 36 мм.

Класс рабочей арматурыХарактер напряженного состоянияПроектный класс бетона
В15В20
А400Растянутая47ds39ds
Сжатая36ds30ds
А500Растянутая58ds48ds
Сжатая44ds36ds

Длина заделки рабочей арматуры колонн в стаканы фундаментов может быть уменьшена, умножением значений, приведенных в таблице 28 на отношение .

Если при конструировании фундаментов невозможно полностью удовлетворить требованиям по длине анкеровки арматуры колонн, приведенным в таблице 28, используют специальные меры по анкеровке продольных стержней в виде: устройства на концах специальных анкеров в виде пластин, шайб, уголков, приварки на длине заделки дополнительных анкерующих стержней.

В любом случае фактическую длину анкеровки принимают не менее 0,3 , а также не менее 15 ds и 200 мм.

Минимальную толщину стенок неармированного стакана поверху следует принимать не менее 0,75 высоты верхней ступени (подколонника) фундамента или 0,75 глубины стакана dp и не менее 200 мм.

В фундаментах с армированной стаканной частью толщина стенок стакана определяется расчетом и принимается не менее величин, указанных в таблице 29.

Толщина стенок стакана t, мм
Направление усилияколонны прямоугольного сечения с эксцентриситетом продольной силыдвухветве­вой колонны
e0 £ 2 lce0 > 2 lc
В плоскости изгибающего момента0,2 lc, но не менее 1500,3 lc, но не менее 1500,2 ld, но не менее 150
Из плоскости изгибающего момента

Толщину дна стакана фундаментов следует принимать не менее 200 мм.

Минимальные размеры подколонников стальных колонн определяются расположением анкерных болтов для крепления колонн, расстоянием от оси болта до края фундамента (таблица 30) и размерами опорных плит башмаков.

БолтыС отгибомС анкерной плитойПрямыеКонические
Диаметр болта (по резьбе) d, мм12-4812-9012-4812-48
Эскиз
Глубина заделки Н25 d15 d10 d10 d
Минимальное расстояние между осями болтов6 d8 d5 d10 d
Минимальное расстояние от оси болта до грани фундамента (подколонника)4 d6 d5 d10 d

Во всех случаях расстояние от оси болта до грани фундамента не должно быть менее 100 мм для болтов диаметром до 30 мм включительно, 150 мм — для болтов диаметром до 48 мм и 200 мм — для болтов диаметром более 48 мм.

Для опирания фундаментных балок на фундаментах изготавливают столбчатые набетонки (приливы), которые выполняются на готовом фундаменте. Крепление набетонок к фундаменту рекомендуется осуществлять за счет сцепления бетона с предварительно подготовленной поверхностью бетона фундамента (насечки) или приваркой анкеров к закладным изделиям, или с помощью выпусков арматуры, предусмотренных в теле фундамента (при отношении высоты набетонки к ее меньшему размеру в плане ³ 15).

Фундаментные железобетонные балки высотой сечения 300 мм для наружных и внутренних стен производственных зданий с шагом колонн 6 м выпускаются по серии 1.415.1-2 четырех типов. Геометрические размеры поперечного сечения и область применения балок показаны в таблице 31.

Тип балкиПоперечное сечение балкиОбласть применения
1БФ Стены панельные навесные и самонесущие и перегородки t £ 200 мм
2БФ Стены панельные навесные и самонесущие t £ 200 мм, стены кирпичные t = 250 мм
3БФ Стены панельные навесные и самонесущие t = 350 мм, стены самонесущие блочные t = 400 мм, стены кирпичные t = 380 мм
4БФ
Стены блочные t = 500 мм, стены кирпичные t = 510 мм

Здесь t – толщина стены.

Для кирпичных стен толщин 640 мм и более допускается применение сдвоенных фундаментных балок.

Номенклатура балок и расход материалов сведены в таблицу 32.

Марка балкиДлина балки, мКласс бетонаРасход стали, кгОбъем бетона, м 3Масса балки, т
1БФ6-15,95В2540,30,320,8
1БФ6-2В1514,5
1БФ6-35,5В2537,60,300,75
1БФ6-4В1513,5
1БФ6-55,05В2534,40,270,68
1БФ6-6В1512,5
1БФ6-74,75В2532,50,250,63
1БФ6-8В1511,7
1БФ6-94,45В2530,50,240,6
1БФ6-10В1511,0
1БФ6-114,30В2529,30,230,58
1БФ6-12В1510,6
1БФ6-134,0В2527,40,210,53
1БФ6-14В1510,0
2БФ6-15,95В2554,80,41,0
2БФ6-4В2033,2
2БФ6-5В1521,4
2БФ6-65,5В2545,60,370,92
2БФ6-8В2031,4
2БФ6-9В1520,4
2БФ6-105,05В2542,40,340,85
2БФ6-12В2029,2
2БФ6-14В1519,0
2БФ6-154,75В2540,20,320,80
2БФ6-17В2027,8
2БФ6-20В1518,4
2БФ6-214,45В2538,20,30,75
2БФ6-23В2026,4
2БФ6-26В1517,6
2БФ6-274,3В2533,60,290,72
2БФ6-29В2025,6
2БФ6-31В1517,0
2БФ6-324,0В2531,80,270,67
2БФ6-34В2024,2
2БФ6-36В1516,2
3БФ6-15,95В3087,30,521,3
3БФ6-3В2563,3
3БФ6-5В1523,2
3БФ6-65,5В3069,20,481,2
3БФ6-7В2559,4
3БФ6-9В2041,9
3БФ6-10В1522,1
3БФ6-115,05В3064,10,441,1
3БФ6-12В2555,1
3БФ6-14В2026,6
3БФ6-15В1520,4
3БФ6-164,75В3050,60,411,0
3БФ6-17В2546,6
3БФ6-20В2025,4
3БФ6-21В1519,6
3БФ6-224,45В3057,40,390,97
3БФ6-23В2544,1
3БФ6-25В2027,5
3БФ6-27В1518,7
3БФ6-284,3В3052,30,370,93
3БФ6-29В2542,3
3БФ6-31В2023,1
3БФ6-33В1517,9
3БФ6-344,0В3048,90,350,87
3БФ6-35В2539,7
3БФ6-37В2022,0
3БФ6-39В1517,0
4БФ6-15,95В30121,40,61,5
4БФ6-4В2579,1
4БФ6-65,5В30104,10,551,4
4БФ6-7В2574,2
4БФ6-95,05В3096,10,511,3
4БФ6-11В2568,6
4БФ6-13В2041,4
4БФ6-144,75В3091,20,481,2
4БФ6-15В2564,9
4БФ6-17В2039,3
4БФ6-184,45В3081,30,451,1
4БФ6-19В2561,5
4БФ6-21В2033,7
4БФ6-224,3В3078,10,431,1
4БФ6-23В2559,1
4БФ6-24В2035,7
4БФ6-264,0В3073,20,41,0
4БФ6-27В2555,4
4БФ6-28В2033,6

Краткие указания по проектированию отдельных фундаментов под колонны

Фундаменты воспринимают нагрузки от колонн и передают их на грунты основания. Проектируют их обычно столбчатыми под каждую ко­лонну и лишь при слабых или резко неоднородных грунтах применяют лен­точные. Выполняют фундаменты в сборном и монолитном железобетоне, при этом монолитные фундаменты, как правило, превосходят сборные по своим технико-экономическим показателям.

Отдельные фундаменты под сборные колонны состоят из ступенча­той плитной части и подколонника со стаканом (рис. 4.1) либо только из плитной части, в которой и располагается стакан. По характеру восприни­маемых усилий они являются внецентренно нагруженными и проектируют­ся прямоугольными с соотношением сторон m = b / l = 0,6. 0,85, располагая длинную сторону в плоскости поперечной рамы.

Глубина заложения по­дошвы фундамента назначается с учетом инженерно-геологических усло­вий площадки, технологических особенностей здания, глубины промерза­ния для пучинистых грунтов или только конструктивных соображений. Ос­новные размеры фундамента проверяются расчетом, а его полная высота Hf кроме того, зависит от глубины заложения подошвы, требуемой глуби­ны стакана для надежной заделки колонны и анкеровки ее продольной ар­матуры. Высоту плитной части Н также определяют по расчету, при этом если Hf значительно превышает Н, то устраивают подколенник высотой hсf = Hf — H. Количество ступеней плитной части принимают в зависимо­сти от ее высоты: при Н ≤ 450 мм — одна ступень; при 450 ≤ Н ≤ 900 мм — две ступени; при Н > 900 мм — три ступени; высота ступеней кратна 150 мм.

Полную высоту фундамента и размеры в плане подошвы, ступеней и подколонника принимают кратно 300 мм.

Минимальная глубина заделки сборных сплошных колонн принима­ется равной hc при е 0 ≤ 2 hc и 1,4 hc при е 0 > 2 hc; двухветвевых — не менее 0,5 + 0,33 hc (hc — размер большей стороны сечения колонны). Кроме того, длина анкеровки в стакане растянутой продольной арматуры колонны для класса А-III принимается не менее 30 d для бетона класса В15 и не менее 25 d для класса В20 и выше (d — наибольший диаметр продольных рабочих стерж­ней колонны).

Глубина стакана hd должна быть на 50 мм больше требуемой глубины заделки колонны, а толщина дна стакана — не менее 200 мм, тогда минимальная конструктивная высота фундамента под сборную колонну Hf, min = hd + 200 мм. Стенки стакана можно не армировать, если их толщина поверху t ≥ 200 мм и t ≥ 0,75 hd (при hd ≤ hcf) или t ≥ 0,75 hcf (при hd > hcf или при отсутствии подколонника).

Класс бетона для монолитных фундаментов принимают не ниже В12,5, толщину защитного слоя арматуры подошвы — не менее 35 мм при наличии бетонной подготовки под подошвой и не менее 70 мм при ее отсутствии.

Фундаменты армируют по подошве сварными или вязаными сетка­ми. Класс арматуры А-II, А-III, диаметр стержней — не менее 10 мм при размере стороны подошвы до 3 м и не менее 12 мм — свыше 3 м; шаг стержней в сетках принимается от 100 до 200 мм. При длине стороны l > 3 м стержни, параллельные этой стороне, через один могут обрываться на 0,1 l с

Приведенные в п. 4.2 и 4.3 примеры расчета фундаментов являются продолжением расчета поперечной рамы одноэтажного производственного здания, изложенного в гл. 2.

Рис. 4.1. Конструкция монолитного фундамента с подколенником под сборную ко­лонну:

1 — колонна; 2 — обрез фундамента; 3 — подколонник; 4 — плитная часть;

5 — подошва фундамента; 6 — арматура подошвы; 7 — бетонная подготовка

Конструирование и расчет фундамента под колонну ряда А

Данные для проектирования

Глубину заложения подошвы принимаем из условия промерзания грунта равной d = 1,95 м. Обрез фундамента — на отм. -0,15 м. Расчетное со­противление грунта основания R = 150 кПа, средний удельный вес материала фундамента и грунта на нем γm = 20 кН/м 3 . Бетон фундамента класса В12,5 с расчетными характеристиками при γb 2= 1,1: Rb = 1,1 · 7,5 =8,25 МПа; Rbt = 1,1 · 0,66 = 0,726 МПа. Под фундаментом предусматривается бетонная подго­товка толщиной 100 мм из бетона класса В3,5.

На фундамент в уровне его обреза передаются от колонны следующие усилия (гл. 2, табл. 2.6):

комбинация Mmin

при γf = 1: Nn = 645 кН; Мn = -101 кНм; Qn = 27,3 кН; при γf > 1: N = 720,5 кН; М = -128 кНм; Q = 33,4 кН;

комбинация Nmax

при γf = 1: Nn = 691 кН; Мn = -99,1 кНм; Qn = 26,7 кН; при γf > 1: N = 785 кН; М = -126 кНм; Q = 32,75 кН.

Нагрузка от веса части стены ниже отм. 8.00, передающаяся на фун­дамент через фундаментную балку, приведена в табл. 4.1.

Элементы конструкцийНагрузка, кН
нормативнаярасчетная
при γf = 1при γf > 1
Фундаментные балки, l = 4,75 м13,713,0214,32
Стеновые панели ∑h = 3,2 м, γ = 2,5кН/м 23,2 · 2,5 · 6 = 4845,650,16
Остекление проемов ∑h = 4,8 м, γ = 0,5кН/м 24,8 · 0,5 · 6=14,413,716,4
Итого76,1Gnw = 72,3Gw = 80,9

Эксцентриситет приложения нагрузки от стены ew = tw /2 + hc /2 = 300 / 2 + 600 /2 = 450 мм = 0,45м, тогда изгибающие моменты от веса стены относительно оси фундамента:

при γf = 1: Mnw = Gnw · ew = -72,3 · 0,45 = -32,54 кНм;

при γf > 1: Мw = -80,9 · 0,54 = -36,4 кНм.

Расчетная схема усилий для фундамента показана на рис. 4.2.

Строительство :: жилое, промышленное

Монтаж сборных железобетонных колонн в фундаменты стаканного типа

Опубликовал 2 августа 2012 | Автор admin

Стаканные фундаменты имеют полость в виде усеченной пирамиды. В нее опускается колонна и наглухо защемляется с помощью клиньев и бетона. Огромным плюсам в сборном железобетоне является скорость производства работ. Не требуется вязки арматурных каркасов и установки опалубки. Нам нужен лишь кран и само монтируемое изделие.

В некоторых случаях еще понадобится сварщик, чтобы обеспечить соединение закладных деталей монтируемых конструкций.

Так выглядят ж.б. колонны, установленные в проектное положение. Далее чуть подробнее о процессе монтажа.

Вести монтаж можно прямо с колес, то есть не складировать изначально конструкции на специальной площадке, а сразу подгонять машину с грузом к месту монтажа и производить работы (то есть прямо с кузова). Это очередная экономия времени. А время стоит дорого! И речь идет не только с человеческих ресурсах, но и дополнительного, можно даже сказать лишнего, времени работы строительной техники. Работа наемного крана грузоподъемностью 50 тонн стоит порядка 5000 руб в час. По-моему, стоит задуматься об экономии

Если же нет возможности вести монтаж с колес, то завезенные на площадку конструкции изначально складируют на специально подготовленной площадке. Также сразу задумайтесь о том, какие изделия пойдут на монтаж первой очередью, чтобы избежать дополнительной работы по перекладке уже соскладированных стройматериалов.

Выбираем время для производства работ по монтажу, чтобы не мешать другим работам, и определяемся с местами стоянки техники – где оптимальное место установки крана, чтобы с одной точки он смог смонтировать как можно больше колонн. Даже если техника не наемная, а личная – не стоит из-за этого растягивать процесс работ. Скорость строительства – это один из важнейших показателей!

Итак, кран зацепляет колонну через монтажную петлю и опускает в стакан. Далее колонну нужно установить строго в проектное положение относительно осей и с минимальным отклонением от вертикали (в идеале без отклонений). Стакан специально делается шире сечения колонны, чтобы ее можно было смещать. Теперь нам понадобятся металлические клинья и кувалда.

Подбивая клинья с четырех сторон постепенно устанавливаем колонну в проектное положение (как по чертежу). Вертикальность обеспечивается с помощью двух нивелиров, установленным по цифровой и буквенной осям (то есть под углом в 90 градусов друг к другу).

Клинья для распора обычно делаются из тавра или двух уголков, сваренных полками (опять же получаем в сечении тавр). Клинья фрезеруются под углом и обеспечивают распор колонн в момент их забивки.

Когда все готово и колонна стоит четко по вертикали – зазор между стаканом и конструкцией заполняется высокомарочным бетоном. Это обеспечить жесткое защемление и целостность конструкций. Теперь колонна работаем совместно с фундаментом.

Проделав такую процедуру нужное количество раз получаем ряд колонн и фронт для дальнейших работ. Например, устройству покрытия помещения.

Когда отдельно стоящие колонны будут связаны с помощью балок и связей – получится очень жесткий каркас, способный выдержать серьезные нагрузки (в том числе ветровые и снеговые).

И помните! Основной плюс монтажа – это скорость. А в зимний период строительства нет необходимости вести электропрогрев и опасаться за процесс набора прочности бетона.

Данная статья защищена авторским правом и может быть перепечатана только с использованием активной ссылки на сайт NewKarkas.ru

Оцените статью
Опора
Добавить комментарий