Размеры фундамента под колонны: типовые схемы, виды, нагрузки

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).

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
h1 h2 h3
300 300
450 450
600 300 300
750 300 450
900 300 300 300
1050 300 300 450
1200 300 450 450
1500 450 450 600
Модульные размеры фундамента следующие:
hf 1500—12000
h 300, 450, 600, 750, 900, 1050, 1200, 1500, 1800
h1, h2, h3 300, 450, 600
b 1500—6600
l 1500—8400
b1, b2 1500—6000
buc 900—2400
luc 900—3600
l1, l2 1500—7500

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

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, МПа Значения k при классе бетона
В10 В15 В20 В10 В15 В20 В10 В15 В20 В10 В15 В20
0,15 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
0,2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2,9 3 3
3
0,25 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2,5 2,8 3
2,6 3
0,3 3 3 3 3 3 3 2,7 3 3 2,3 2,5 3
2,8 2,4 2,6
0,35 2,8 3 3 2,7 3 3 2,4 2,7 3 2,1 2,3 2,7
3 2,9 2,6 2,9 2,2 2,4 2,9
0,4 2,6 2,9 3 2,5 2,8 3 2,3 2,5 3 2 2,1 2,5
2,7 3 2,7 3 2,4 2,7 2,2 2,6
0,45 2,4 2,7 3 2,3 2,6 3 2,1 2,3 2,8 1,9 2 2,3
2,5 2,8 2,5 2,7 2,2 2,5 3 2,1 2,5
0,5 2,3 2,5 3 2,2 2,4 3 2 2,2 2,6 1,8 1,9 2,2
2,4 2,7 2,3 2,6 2,1 2,3 2,8 2 2,3
0,55 2,2 2,4 2,8 2,1 2,3 2,7 1,9 2,1 2,5 1,7 1,8 2,1
2,3 2,5 3,8 2,2 2,4 2,9 2 2,2 2,6 1,9 2,2

Примечание. Над чертой указано значение без учета крановых и ветровых нагрузок, под чертой — с учетом этих нагрузок.

ТАБЛИЦА 4.24. РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТОВ

Размеры колонн, мм Рядовой фундамент Фундамент под температурный шов Размеры стаканов, мм Объем стакана, м 3
lc bc тип подколон-
ника
размеры, мм тип подколон-
ника
размеры, им hg lg bg
luc buc luc buc
400 400 А 900 300 AT 900 2100 800
900
500 500 0,22
0,25
500
600
600
500
400
600
Б 1200 1200 БТ 1200 2100 800
900
800
600
700
700
600
500
600
0,31
0,34
0,41
800
800
400
500
В 1200 1200 ВТ 1500 2100 900
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
Эскиз Марка фундамента Размеры, мм Объем бетона, м 3
l b l1 b1 h1 h2 hf
ФА6-1
ФА6-2
ФА6-3
ФА6-4
ФА6-5
ФА6-6
2400 2100 1500 1500 300 300 1500
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
2700 2100 1800 1500 300 300 1500
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
2700 2400 1800 1500 300 300 1500
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
3000 2400 2100 1500 300 300 1500
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
Эскиз Марка фундамента Размеры, мм Объем бетона, м 3
b l b1 h1 h1 hf
ФАТ3-1
ФАТ3-2
ФАТ3-3
ФАТ3-4
ФАТ3-5
ФАТ3-6
1800 2100 300 1500
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
2400 2100 1500 300 300 1500
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
2700 2100 1800 300 300 1500
1800
2400
3000
3600
4200
4,5
5,1
6,2
7,4
8,5
9,6
Читайте также:
Особенности шкафчиков в раздевалку, обзор моделей

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.

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, мм Рядовой фундамент Фундамент под температурный шов Размеры стаканов, мм Объем стакана, м 3
lc bc тип подколон-
ников
размеры, мм тип подколон-
ников
размеры, мм hg lg bg
luc buc luc buc
300 300 А 900 900 AT 900 2100 450
450
400 400 0,08
0,12
400 400 650
1050
500 500 0,18
0,29
600 400 Б 1200 1200 БТ 1200 2100 650
1050
700 500 0,25
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.

Размеры фундаментов промышленных зданий под колонны

Расчет фундаментов под колонны

Схема установки стальных колонн на фундаменты

Такие основания всегда рассчитываются под конкретное геодезическое обеспечение. Для правильного обеспечения геодезических параметров проводится контроль вертикальных и горизонтальных высотных положений болтовых соединений. Для таких целей отлично подходят готовые шаблоны или специальный кондуктор.

Шаблоны – это металлические или деревянные рамки конкретных размеров, в которых уже есть готовые гнезда под будущие анкера. Они соединяются по опалубке с осями монолитного фундамента, закрепляются.

Шаблоны должны быть установлены абсолютно ровно, поэтому проводится дополнительное измерение вертикали с помощью строительного уровня или нивелира. В некоторых случаях оправданным будет использование сварочных работ, когда шаблоны жестко устанавливают на арматуру монолитной бетонной подушки.

Сейчас при возведении оснований под металлические колонны стали практиковать анкерные соединения, установленные в колодцах. Такие углубления заделываются в последнюю очередь, ведь головка болта измеряется геодезическими приборами, уточняется его положение и горизонтальное расположение.

Все монолитные подушки соединяются с колоннами с помощью мощных анкеров, ведь нагрузки на подушку огромные через большое расстояние между колоннами. Поэтому, кроме соединений, дополнительно используют специальные строительные обвязки и соединение конструкций в верхнем положении на ростверке. Обвязки состоят:

  1. Металлического каркаса для фиксации болтовых шаблонов.
  2. Металлических шаблонов. Их применяют для непосредственной фиксации конструкций, монтажа анкеров и болтовых соединений.

Также можно на бетонное основание устанавливать металлические рамки, обхваты и фиксаторы, соединять их между собой. После того, как все армирующие элементы между собой соединены, конструкция заливается бетоном и оставляется на месяц сохнуть. При этом все шаблоны и кондукторы демонтируются.

Как делается расчет колонного фундамента

Монолитный столбчатый фундамент под металлическую колонну

Как правило, расчет фундамента для металлической колонны подразумевает, способен ли грунт выдержать расчетную нагрузку фундамента, с которой он будет воздействовать на квадратном сантиметре площади, и сбор всех данных о будущем строительстве. Фактически, нужно получить полную информацию о здании, грунтах и грунтовых водах, провести сбор и систематизацию полученных данных и уже на их основании передать строителям готовый проект. Для этого нужно:

  • получить от архитектора проект будущего здания, спецификацию строительных материалов и коммуникаций;
  • рассчитать полную площадь опоры;
  • сделать сбор всех параметров, систематизировать их и получить фактическое расчетное давление здания в целом.

Как узнать нагрузку, которая будет создавать само здание? Для этого нужно получить подробные данные о самом здании, сделать сбор массы и характеристик всех материалов, которые могут использоваться при его возведении, а также проектируемых коммуникаций, будущей мебели, количества снега на крыше. Такой расчет состоит из нескольких частей:

  1. Расчет перекрытий зданий и стальных колонн. Сначала нужно узнать массу самой металлической колонны, ведь она также, хоть и незначительно, создает давление на грунт. Для этого требуется посчитать объем конструкции. Делается это по геометрической формуле вычисления объема цилиндра. Так получится объем, который затем умножается на плотность металла для получения массы стальной колонны.
  2. Затем нужно узнать массу перекрытий. Как правило, это фабричные изделия и каждый производитель уже указывает их массу. Поэтому, достаточно связаться с поставщиками.
  3. Бывают случаи, когда на металлические колонны устанавливается ростверковая конструкция. Ее массу также не проблема рассчитать, ведь для этого достаточно знать, какое количество бетона или готовых бетонных конструкций пойдет на строительство ростверка.
  4. Расчет массы стен. Тут многое зависит от материала, ведь кирпич весит меньше, чем бетон, но больше, чем пеноблоки. Соответственно, стоит провести сбор данных обо всех строительных материалах, используемых при строительстве здания.
  5. Расчет крыши. Сюда входит спецификация материалов, из которых сделано чердачное помещение, а также спецификация всех материалов крыши, вплоть до внешнего покрытия. При проектировании сооружения архитектор предоставляет подробную спецификацию, поэтому посчитать суммарную массу конструкций не составит труда.
  6. После суммирования всех полученных данных будет вычислена цифра, которая характеризует максимально допустимую нагрузку на опоры фундамента.
Читайте также:
Плетистые розы в саду: виды, фото

Чтобы узнать, какая сила давит на единицу площади опоры, нужно знать ее габаритные размеры. Если стальной столб имеет квадратное сечение 50 х 50 см, то площадь опоры будет составлять 2500 см². Тогда давление, которое будет воздействовать на единицу площади грунта, вычисляется методом деления массы здания на площадь одной опоры.

Но всегда существует правило: большее количество опор не будет лишним, поэтому часто проектировщики устанавливают опоры с интервалом приблизительно 1,5 – 3 м. Это делается с целью предоставления необходимого резерва прочности на конструкции, связанные с несанкционированной достройкой, обустройством помещений или установкой тяжелого промышленного оборудования. Как правило, при расчетах предоставляют обязательный 50% резерв прочности на каждую опору.

Использование анкеров при укладке опор

Фундамент под металлическую колонну укладывается с применением анкерных болтов. Эти анкера укладывают прямо в саму опору. Укладка должна происходить под строгим контролем и с точной разбивкой. Допустимое отклонение около 2 мм.

Все анкера устанавливаются на осях и крепятся на самом верху опалубки. Важным этапом является контроль над установкой таких болтов. Должна контролироваться высота положения. Для этого используют шаблон или кондуктор. Он помогает правильно установить все болты. Шаблон – специальная рама, которая сделана из металла или дерева. В ней находятся специальные гнезда для прикрепления болтов. Также на ней находятся специальные риски, с помощью которых она крепится на опалубке к осям по всей опоре.

Не так давно анкерные болты начали помещать в колодцы, которые оставляют в конструкции и заделываются уже после всей установки. Анкера больших размеров и со значительным весом укладывают в опорах под очень высокие постройки (их используют под колонны промышленных зданий). Чтобы их удержать, делают некие приспособления. При установке таких устройств используют каркасы, которые используют для поддержки шаблонов с анкерными устройствами в необходимом положении при заливании бетонной смеси, и шаблоны, которые используют для прикрепления анкеров.

Устройство анкера очень сложное в установке. Крепления производятся с высокой точностью и делаются очень надежно. При укладке именно замеры и разметка считается самой сложной задачей. Для надежности и большей точности изготавливают специальные шаблоны, которые называют кондукторами. Это по своей сути такие приспособления в виде рам, которые делают из металлических отрезков. На этой раме точно проведены оси, сделаны отверстия для разметки будущих креплений. Если в работе будут использовать легкие болты, то такой кондуктор можно изготовить из дерева.

Расчет металлической колонны должен быть точным. Такие сооружения являются очень крепкими, и в случае, если есть ошибки или отклонения от необходимых размеров, исправить их очень сложно.

Особенности фундамента под металлические колонны

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

Читайте также:
Обзор обезжиривателя антисиликон

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.

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.

Значимые требования к фундаменту

В типовом строительстве каркасные здания возводятся только промышленного назначения. С развитием сегмента индивидуальных построек из нескольких этажей большой площади стали востребованы несущие опоры в виде колонн как в самих домах, так и в придомовых сооружениях (балконы, ограждения, навесы, гараж на несколько автомобилей).

Часто каркасная конструкция наружных стен, поддержки перекрытий выполняется в виде столбов из армированного монолита с заполнением промежутка между ними легкими газобетонными блоками. Неравномерная просадка бетонных стоек приведет к растрескиванию материала стен. Поэтому нужно ответственно подойти к правильному устройству фундамента под несущими элементами, которые изготавливаются в виде столбов.

Основным документом для такого строительства будет «Руководство по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий».

Готовые железобетонные изделия

При проектировании опорной части строения в расчет можно закладывать стандартные элементы заводского производства с уже известными характеристиками и монтажными петлями для быстрой установки.

Основные характеристики кранов

При проектировании новых сооружений основные
характеристики кранов следует принимать по стандартам типов, основных
параметров и размеров (пока такие стандарты имеются только для специальных
кранов с гибким подвесом траверсы и для нескольких видов (металлургических
кранов) или по техническим условиям заводов подъемно-транспортного оборудования
(ЗПТО), выпускающих краны: общего назначения — табл. и специальные — табл. . При
реконструкции эти характеристики следует принимать по паспортным данным
установленных кранов. Характеристики ранее выпускавшихся кранов приведены также
в Справочнике по кранам. Т. 2. Характеристики кранов, крановые механизмы, их
узлы и детали, техническая эксплуатация (Л., 1973).

Основные параметры по рисунку

Показатели (не более) при режиме работы
крана

Фундаменты под колонны

В современном строительстве жилых и коммерческих зданий, мостов и иных сооружений часто в качестве основных несущих основную нагрузку элементов выступают колонны. Различные по способу производства и своим характеристикам, эти элементы зданий служат основой каркаса, на который устанавливаются все остальные конструкции здания. Вместе с тем для надежной, прочной, но главное правильной конструкции всего сооружения, колонны должны быть установлены с минимальными отклонениями от расчетных величин проекта. Именно поэтому в процессе расчета проекта и практической его реализации много внимания уделяется устройству фундаментов.

  • Фундаменты под колонны: виды оснований для железобетонных и металлических конструкций
  • Расчет фундаментов под колонны
  • Устройства фундамента под железобетонные колонны
  • Устройство фундамента под металлические колонны
  • Монолитный фундамент под колонны
  • Анкерные соединения для устойчивости колонны
  • Кондуктор-шаблон для анкерных соединений
  • Отдельные фундаменты под колонны
  • Заключение

Фундаменты под колонны: виды оснований для железобетонных и металлических конструкций

Основой строительства любой капитальной постройки сегодня, независимо от того какое планируется его дальнейшее применение, является фундамент, тип и особенности которого зависят в первую очередь от типа грунтов на участке и той нагрузки, которая будет передаваться на него от остальных элементов здания.

Для устройства основания под такие специфические строительные элементы, как колонны в отличие от остальных видов конструкций применяются фундаменты, способные не только выдержать вес колон и остальных частей здания, но и обеспечить необходимую проектом заданную вертикаль.

Для выполнения этих задач в современных технологиях применяются два основных варианта устройства фундамента под колонные конструкции:

  • монолитные основания;
  • сборные фундаменты.

Виды фундаментов под колонны: слева — монолитный, справа — сборный

Оба варианта в основе своей имеют схожую конструкцию, выполненную из армированного железобетона. Такое исполнение позволяет надежно зафиксировать нижние точки опор в соответствующем положении. Отличие заключается в том, что каждый вид имеет свое направление применения:

  • монолитные фундаменты более универсальны и могут использоваться как под железобетонные колонны, независимо от формы, так и под стальные или металлические;
  • составные или сборные основания используются в основном под бетонные колонны.

Для обеспечения соединения колонн и фундаментов в одно целое, применяются два основных вида соединения:

  • для железобетонных конструкций применяются метод вставки основания колонны в специально созданное углубление с последующей его фиксацией заливкой бетоном;
  • для стальных элементов предусматривается соединения с помощью болтов. Такая конструкция, когда в фундаментном блоке заранее установлены болты под отверстия в основании колонны обеспечивает наиболее удобное соединение.
Читайте также:
Одностворчатые шкафы: однодверные модели для одежды с полками и зеркалом, со штангой и вешалкой

к оглавлению ↑

Расчет фундаментов под колонны

Отправными данными для расчета фундамента под одну колонну здания являются:

  • масса непосредственно самой колонны;
  • масса перекрытия;
  • масса стеновых материалов;
  • масса конструкций здания, опирающихся на колонны.

Вычисление давления, которое воздействует на одну опору, проводится с использованием расчета площади опоры непосредственно самой колонны. Так, при размерах опоры 50*50 см. искомая площадь будет составлять 2500 кв. см. Далее проводится суммирование всех масс здания и деления полученного результата на площадь одной опоры.

Для расчета количества самих колон, требуются данные о свойствах грунта, глубине грунтовых вод, их насыщенности, при этом как показывает практика, количество опор рассчитывается с запасом не менее 50% запаса по прочности на каждую из колонн. При получении меньшего результата, как правило, увеличивают количество точек опор.

Устройства фундамента под железобетонные колонны

Монолитные и сборные основания под колонны предусматривают в своей конструкции специальную форму, в которую устанавливается железобетонная колонна. По сути это железобетонная форма, получившая в строительстве название «стакан».

Фундамент стаканного типа

Непосредственно сами фундаменты под железобетонные колонны могут быть представлены в двух основных вариантах конструкции:

  • в монолитном исполнении;
  • сборные конструкции.

Основой такой конструкции является прямоугольная плита, на которой располагаются другие меньшие плиты, образуя, таким образом, пирамиду в виде ступеней с венчающем ее вверху стаканом под опору. В монолитном исполнении все основание является одним целым, а вот сборная конструкция является чем-то вроде детской пирамидки – снизу самая большая плита, а далее плиты поменьше.

Устройство фундамента под металлические колонны

В качестве фундамента под металлические колонны используются в основном монолитные железобетонные основания. Каркасом такого монолита является армированная конструкция, вверху которой в определенном порядке в соответствии с размерами подошвы стальной колонны установлены анкерные болты.

Технология изготовления такого фундамента ничем не отличается от заливки монолитного фундамента для железобетонных опор, с той поправкой, что вместо стакана устанавливаются с помощью кондуктора анкерные болты.

Еще одной особенностью таких основания является точность разметки всех линий и точек установки болтов.

Монолитный фундамент под колонны

Монолитные основания, выливаемые одним монолитным сооружением, имеют грани ступеней под углом 90 градусов. Такие фундаменты в основном оборудуются непосредственно на строительной площадке сооружения. Для заливки на дне котлована на заранее оборудованном и подготовленном месте проводится разметка осей будущих колонн. Под каждое основание сооружается опалубка либо собирается съемная конструкция опалубки, использование которой значительно упрощает работу, поскольку не требуют дополнительных затрат на проверку правильности установки.

Для опалубки, согласно, технологических карт, проводится установка положения, как по вертикали, так и по горизонтали. Последним этапом проверки перед заливкой бетоном монолитного основания является проверка на соответствие правильности размещения по монтажным осям. После установки опалубки нижних ярусов, проводится проверка и установка подколонника (стакана).

При заливке основания под сложную форму железобетонной колонны используется усиление каркаса металлической сеткой или сварным арматурным каркасом. Для установки на легких грунтах, сложных почвах, там, где требуется повышенная прочность под фундаментом возможно устройство дополнительной площадки или устройство свайного фундамента, обеспечивающего большую прочность.

Анкерные соединения для устойчивости колонны

Сборные металлические колонны соединяются с фундаментным основанием при помощи анкерных болтов. Сами болты для крепления колонн устанавливаются в тело фундамента в процессе его заливки. Для закладки анкеров используются стандартные кондуктора, позволяющие установить болты с максимальной точностью. Согласно нормам и правилам погрешностью в установке анкерных болтов в основание является отклонение от заданного положения не более чем 2 мм в ту или иную сторону.

Сборные металлические колонны

При промышленном изготовлении основания допускается отклонение одного из креплений, но не более чем на 5 мм. При этом все остальные анкера должны на 100% соответствовать стандарту.

В любом случае разметка и установка фундаментных блоков под стальные колонны проводится с помощью теодолита, по оси установки анкерных болтов.

Кондуктор-шаблон для анкерных соединений

При заливке бетонного основания под металлические колонны используют специальный кондуктор, с помощью которого контролируется глубина и высота установки анкерных болтов. По сути, это своего рода шаблон для установки анкеров. Чаще всего изготовление кондуктора проводится из металла, на верхней поверхности которого нанесены риски для совмещения с осями и последующей проверке правильности установки с помощью теодолита. Отверстия для крепления болтов делаются в соответствии с диаметром анкеров.

Перед заливкой бетоном болты привариваются к арматурному каркасу основания, а после заливки бетоном, до того момента как он наберет свою техническую твердость проводится проверка правильности расположения болтов. Следующим этапом проводится контроль жесткости опалубки и анкеров. В завершении данной контрольной операции проверяется высотно-плановый показатель расположения.

Кондуктор-шаблон для анкерных соединений

Под тяжелые стальные конструкции используются тяжелые или усиленные варианты анкерных болтов. Размеры как диаметра болта, так его длины и шага резьбы существенно отличаются от легких анкерных соединений. Установка усиленных тяжелых болтов проводится с помощью шаблонов, в нужном положении до заливки основания бетоном. Для большей фиксации таких шаблонов используют дополнительную фиксацию каркасными стойками, придающих конструкции более жесткий вид.

Читайте также:
Пеноблоки для гаража на две машины с односкатной крышей, стоимость фундамента двухэтажных боксов с мансардой, инструкция по строительству, фото и видео-уроки

После заливки бетоном, шаблоны анкерных болтов убираются, при этом, как правило, каркас остается на месте установки. При проведении этого этапа работ особое внимание уделяется правильному расположению болтов, обязательно контролируются буквально все параметры – высота, глубина вертикальность установки. Это один из самых трудоемких процессов, но от него зависит насколько верно проведено установка фундамента. Для облегчения работ на этом этапе используется несколько эталонных шаблонов-кондукторов. Сваренный из металлического швеллера или иного металлического профиля большой толщины с нанесенными координатами осей он должен обладать большой массой и жесткостью. В намеченных местах просверливаются отверстия под диаметр анкерных болтов. Для легких болтов, как правило, используется обычный деревянный брус.

Перед установкой болтов проверяется правильность установки кондуктора. Он совмещается по осям координат, а по высоте устанавливается согласно меток, на стойках каркаса.

Отдельные фундаменты под колонны

Для проектирования и строительства отдельных фундаментов чаще всего независимо от типа почвы, на которой они планируются располагаться, выбираются сборные или монолитные фундаменты. Основанием является плита или несколько плит с дальнейшим расположением на ней ступенчатой конструкции. На особо ответственных участках площадь основания увеличивают, и дополнительно усиливают сварной решеткой из арматуры. В зданиях, где отдельные фундаменты под колонны планируется размещать в центре постройки для обеспечения больших нагрузок, площадь подошвы делают увеличенной, на дополнительно залитой монолитной площадке.

Заключение

В любом случае колонна должна иметь жесткое, твердое и правильно установленное основание. И хотя в большинстве случаев закладка фундамента проводится индивидуально для каждого сооружения, и в этом деле как кажется на первый взгляд, нет ничего особенного, однако привлечение специалиста, также, как и использование проектной документации, позволит существенно сократить объемы работ и избежать при этом серьезных ошибок.

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.

Читайте также:
Первый элемент абиссинского колодца – игла с наконечником-пикой и фильтром

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

Как сооружают столбчатые фундаменты под колонны?

Столбчатый фундамент обустраивают при строительстве каркасных и малоэтажных зданий без подвалов.

Также его сооружают, если предполагается большая глубина залегания фундамента – 4–5 м. При этом ленточное основание нерентабельно из-за большого расхода строительных материалов.

О том, как возводится столбчатый фундамент под колонны, поговорим в статье.

Разновидности

Состоит столбчатый фундамент из плитной части из 1–5 ступеней и подколонника, полнотелого или полого – стакана. Вид его зависит от типа и материала колонны.

Колонна – деталь несущей конструкции. Она воспринимает нагрузку между этажами и на уровне фундамента. Может служить декоративной деталью. Колонны выпускают стандартных размеров и изготавливают на заказ.

Различают 2 вида:

    Металлическая – состоит из оголовка, к которому крепят ригели и балки, стержня и базы – части, соприкасающейся с фундаментом.

Бывают сплошные и сквозные колонны – решетчатые, перфорированные. Последние меньше весят и проще в монтаже. Изготавливают конструкции из балок и прокатного профиля.

  • Железобетонная – производится из армированного бетона марки М300, М400, М600. Конструкция типовая. При малом сечении она выдерживает высокую несущую нагрузку и в отличие от металлической не боится воды. Форма круглая, квадратная и прямоугольная. Круглая чаще встречается у декоративных элементов.
  • Колонна непрерывно взаимодействует с основанием, нарушение положения хотя бы одной опоры приводит к обрушению дома. Поэтому под колонны не рекомендуется использовать сваи.

    1. Монолитный – готовое сооружение, в которых столбы установлены по определенной схеме. Колонны закрепляют на фундамент болтами.
    2. Сборный – каждое основание производится отдельно, на строительной площадке или на заводе, и отдельно устанавливается. Сверху опоры бетонируют, чтобы избежать появления расщелин.

    Материал для столбчатого фундамента выбирают исходя из нагрузки и материала колонны:

    1. Бетонные основания – а точнее, железобетонные. Выполняются из тяжелого бетона и упрочняются специальной арматурой. Под металлические колонны ставят только монолитный бетонный, под кирпичные допускается сборный вариант.
    2. Кирпичные – выдерживают меньшую нагрузку и используются для малоэтажных зданий.
    3. Деревянные – подходят только для деревянных или каркасных зданий.
    4. В частном строительстве встречаются опоры из бетонных или асбестовых труб.

    Подготовка к возведению

    Подготовка включает:

    • планировку – опоры монтируют по углам, на участках примыкания и пересечения стен, на протяжении несущей стены через 3–6 м и под каждой колонной;
    • разметку и выемку земли на необходимую глубину;
    • если глубина залегания велика, то на дно ям укладывают песчаную или бетонную подложку;
    • сооружение опалубки.

    Глубина залегания и высота бетонной подложки определяется весом здания и рыхлостью почвы.

    Инструменты и материалы

    Для строительства нужны:

    • доска или фанера для опалубки;
    • песок, битый кирпич, гравий для подушки;
    • бетон марки М300, М400, М600;
    • рубероид или другой пленочный материал для гидроизоляции;
    • анкерный крепеж для металлических колонн.

    Для работы понадобятся следующие инструменты и приспособления:

    • капроновый шнур и деревянные колья для разметки;
    • совковая и штыковая лопаты;
    • отвес, строительный уровень, рулетка;
    • ручная трамбовка.

    Если бетон изготавливают самостоятельно, то нужна бетономешалка или емкость для размешивания раствора.

    Как рассчитать?

    Исходными данными для расчета служит нагрузка, которую оказывает колонна, и результаты инженерно-геологических исследований.

    Читайте также:
    Отличия индукционной варочной панели от стеклокерамической?

    К первым относятся:

    1. Вертикальная нагрузка – вес колонны и величина нагрузка, передаваемая на нее стенами и кровлей.
    2. Изгибающий момент.
    3. Поперечная – приходящаяся на опору от базы колонны.
    4. Нагрузка при действии крутящих моментов в 2 плоскостях.
    5. Полная ветровая и снеговая – рассчитывается по погодным данным региона.

    К инженерно-геологическим данным относятся:

    • свойства грунта;
    • уровень грунтовых вод;
    • глубина промерзания грунта.

    По полученным данным рассчитывают величину опорных столбов для колонн.

    Пример расчета под монолитную колонну

    Вычисляют глубину залегания и сечение основания. В простых случаях параметр определяет максимальная глубина промерзания.

    Для более точных вычислений используют формулу: df=kh*dfn, где:

    • kh – коэффициент, принимаемый для фундамента отапливаемого дома;
    • dfn – глубина промерзания.

    Размеры основания рассчитывают по формуле: А=N/(R0-ȳd), где:

    • N – вертикальная нагрузка, ее получают при расчетах каркаса здания;
    • R0 – сопротивление грунта — величина представлена в справочнике СНиП 2.02.01-83;
    • ȳ – средний удельный вес фундамента;
    • d – глубина.

    Для зданий выше 3 этажей расчет производят более сложные, с учетом краевой нагрузки.

    Пример расчета под металлическую колонну

    Материал не влияет на методику вычислений. Учитывать нужно глубину заглубления самой колонны. Поэтому используется та же самая методика расчета.

    Для удобства исчислений непрофессионалам лучше воспользоваться онлайн-калькуляторами в Интернете.

    В них указаны все требуемые параметры для вычислений. Расчет производится автоматически.

    Этапы строительства под монолитную колонну

    При возведении частного коттеджа или дачи строительстве сооружают монолитный фундамент. Чтобы сэкономить материалы, опорные столбы выполняются в виде ступеней. Высота и число ступеней зависит от нагрузки.

    Для основания выкапывают яму необходимого размера и укладывают на дно слой песка и щебня толщиной в 20 см. Если глубина фундамента большая, устраивают бетонную подушку. Затем возводят опалубку из фанеры или дерева.

    Если размеры основания значительные, используют стальную опалубку. Асбестоцементные или бетонные трубы могут применяться как несъемная опалубка.

    Армирование опор

    Армирование выполняется по мере возведения фундамента. Используют для этого прутки диаметром в 12–16 мм, связанные или сваренные в готовые каркасы.

    1. После утрамбовки песчаной-гравийной подушки, заливают не менее 10 см бетона и опускают в яму подготовленную конструкцию.
    2. Сечение каркаса лишь чуть меньше сечения скважины. Каркас входит плотно.
    3. Середину столба не армируют, так как нагрузка здесь минимальна.
    4. Выпуски арматуры загибают горизонтально – по 30–40 см. Если подколонник делают кирпичный, хотя бы один арматурный прут нужно заанкерить в кирпичной кладке.

    Величина подколонника может совпадать с сечением столба. Если требуется именно стакан, сооружают опалубку сложной формы.

    Изготовление каркаса можно посмотреть в этом видео:

    Монтаж башмака

    Чтобы равномерно распределить нагрузку от здания, рекомендуют делать башмак – расширение нижней части скважины:

    1. Изготавливают опалубку, диаметр которой в 1,5 раза больше, чем сечение будущих столбов и устанавливают на песчаную подушку.
    2. Заливают бетоном марки М300–М400 только башмак.
    3. Бетон застывает не менее 10 дней.

    После схватывания раствора продолжают возведение фундамента.

    Установка колонн

    Начинают работу с сооружения армирующего каркаса:

    1. Монолитная колонна армируется прутками. При большом сечении прутки дополнительно усиливаются горизонтальными хомутами.
    2. Для опалубки используют деревянные доски нужной длины. Их скрепляют хомутами. Рекомендуется изнутри простелить опалубку рубероидом, чтобы позднее ее легче было снять. Поверхность колонны будет гладкой.
    3. Для заливки используют бетон марки М200 или выше. Чтобы удалить воздух, раствор протыкают металлическим штырем. Опалубку снимают только после полного высыхания.

    Оптимальная температура строительства – выше +15 С. Если здание сооружают зимой, в бетон добавляют пластифицирующие добавки с тем, чтобы ускорить застывание.

    Ростверк

    Под железобетонные колонны возводят монолитный ростверк, по сути, это бетонная лента, усиленная стальными прутками. Используется при строительстве каркасных и панельных зданий, деревянных срубов:

    1. Изготавливают опалубку необходимых размеров.
    2. Укладывают арматуру. Для усиления плитной части используют арматурную сетку, которую размещают в 2 слоя. Между ними должен быть изолирующий слой бетона – не менее 20 см, поэтому заливку выполняют в 2 стадии.
    3. Горизонтальные сетки соединяют вертикальными фрагментами прутков. Длина минимально возможная, чтобы каркас со временем не утратил устойчивости.

    Связывание каркаса выполняется в опалубке или на основании, а не на земле.

    Этапы строительства под металлическую (стальную) колонну

    Металлическое колонны монтируют в стаканные основания или анкерным способом. Порядок действий сходный, но исключает некоторые этапы:

    1. Размечают положение скважин и роют ямы необходимой глубины.
    2. На дно укладывают песчано-гравийную подушку. Сооружают опалубку. Армируют конструкцию прутками и сеткой, описанным выше способом.
    3. Подготовленные скважины заливают бетоном марки не ниже М300. Перед заливкой в полости устанавливают геодезические уровни и высотные знаки. Они служат указателями места размещения стальной опоры.
    4. В поверхности бетонных оснований вмонтируют анкерные болты для фиксации. На них и крепится металлическая колонна. Между собой их связывают балками.

    Опирание может выполняться и другим методом. Вместо анкеров на поверхность опоры монтируют металлические плиты и заполняют бетонной смесью. Уровень заливки ниже 5–8 см проектной отметки подошвы. В полученное углубление устанавливают колонну.

    Установку на анкера можно посмотреть в этом видео:

    Ошибки при строительстве и способы их избежать

    Сооружение фундамента – довольно сложная работа, требующая расчета и квалификации. Начинающие строители чаще всего допускают следующие ошибки:

    Читайте также:
    Освежитель воздуха для туалета: какой лучше, автоматический и обычный, как в домашних условиях сделать своими руками

    • неправильно рассчитывают распределение нагрузки, при этом фундамент начинает проседать, а стены здания трескаться;
    • неверно определяют глубину залегания – слишком большая величина ведет только к расходу материалов, а вот недостаточная – к деформации стен;
    • устанавливают опоры на разную глубину;
    • используют материал низкого качества – марка бетона должен быть не ниже М200;
    • неверно оценивают сопротивление грунта – необходима консультация специалиста;
    • не центрируют каркас при монтаже – особенно разрушительно это сказывается на ростверке;
    • собирают каркас на грунте – центрирование автоматически исключается;
    • соединяют прутки и сетку на углах сваркой – это запрещается.

    Опорные основания и колонны – вертикальные элементы. Во время сооружения опалубки, армирования, крепления столбов необходимо постоянно проверять вертикальность.

    Много важной и полезной информации о столбчатом фундаменте найдете здесь.

    Заключение

    Столбчатый фундамент под колонны используется в целях экономии. Для каркасного здания и на твердых грунтах он успешно заменяет ленточный или плиточный. Но чтобы такое сооружение прослужило долго и не стало причиной разрушения дома, необходимо тщательно рассчитать нагрузку.

    Фундамент под металлическую колонну

    Равномерное распределение нагрузок в каркасных конструкциях зданий и сооружений на подстилающие грунты необходимо для устойчивости всей постройки, поэтому важно правильно рассчитать и смонтировать фундамент под колонны, обеспечивающий долговременную эксплуатацию стен и перекрытий. Колонны часто применяются в качестве нагруженных элементов при строительстве не только промышленных, но и жилых зданий и устанавливаются с такими же жесткими требованиями по надежности и допустимым отклонениям от проектного расчета, независимо от способа их производства и монтажа.

    Значимые требования к фундаменту

    В типовом строительстве каркасные здания возводятся только промышленного назначения. С развитием сегмента индивидуальных построек из нескольких этажей большой площади стали востребованы несущие опоры в виде колонн как в самих домах, так и в придомовых сооружениях (балконы, ограждения, навесы, гараж на несколько автомобилей).

    Часто каркасная конструкция наружных стен, поддержки перекрытий выполняется в виде столбов из армированного монолита с заполнением промежутка между ними легкими газобетонными блоками. Неравномерная просадка бетонных стоек приведет к растрескиванию материала стен. Поэтому нужно ответственно подойти к правильному устройству фундамента под несущими элементами, которые изготавливаются в виде столбов.

    Основным документом для такого строительства будет «Руководство по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий».

    Готовые железобетонные изделия

    При проектировании опорной части строения в расчет можно закладывать стандартные элементы заводского производства с уже известными характеристиками и монтажными петлями для быстрой установки.

    Основание под колонну выбирается по результатам исследований механико-динамических характеристик залегающих грунтов. Разнообразие вариантов общей конструкции фундаментов для колонн определяется проектными особенностями, площадью и формой будущего строения.

    Исходные условия

    Размеры подошвы под стоящую опору выбирают, чтобы нагрузка на плоскость контакта с грунтом не оказалась выше его несущей способности. Типовые показатели для усадки каждого отдельного нагруженного элемента в фундаменте не превышали допустимых значений, указанных в нормативах.

    Колонна может стоять на отдельном фундаменте или располагаться в группе, для которой имеется единое основание (ленточного или плитного типа).

    Группа колонн на едином основании

    Выпуски арматуры под будущие колонны в монолитной бетонной плите.

    При расчете столбчатого фундамента под колонну в качестве отправного значения берется площадь подошвы 1 столба. Необходимое количество таких опор нужно принимать с запасом не меньше 50% по прочности на каждый устанавливаемый элемент.

    Материалами для изготовления одиночных фундаментов служат:

    • изделия из железобетона;
    • бутовый камень;
    • кирпич;
    • наливной бетон.

    К жестким видам оснований относят конструкции из монолитного марочного бетона и выполненные кладкой из кирпича.

    Колонны, устанавливаемые на подготовленный фундамент, различаются по виду материала изготовления: металлические, железобетонные изделия. Каждая разновидность имеет свой способ крепления в нижней точке. Подколонники под них изготавливаются в заводских условиях (стандартного типа) или прямо на строительной площадке по месту установки (проектный расчет).

    Монолитный метод самостоятельного изготовления имеет преимущество в том, что является универсальным, независимо от того, стальное или железобетонное изделие будет монтироваться сверху на основание.

    Подошвы для железобетона

    Несущие конструкции из колонн устанавливают на отдельно стоящие фундаменты стаканного типа, чтобы не заливать большой объем бетона в ленты или плиты. Они примут и распределят нагрузку от сооружения в самых ответственных точках. Стандартные изделия для типового строительства промышленных объектов делают на заводах в готовом для сборки виде. Они состоят из расширяющейся к низу подошвы под колонну и вставляемого в стакан столба.

    Такие сборные элементы должны соответствовать ГОСТ 24476-80.

    Пример готового фундамента (с различными вариантами габаритов) для колонны показан на чертеже:

    Увеличение площади контакта с грунтом за счет расширяющейся опорной пятки приводит к следующим результатам:

    • повышается несущая способность колонны;
    • уменьшается нагрузка на грунт от общего веса фундаментной конструкции за счет разницы в сечении подошвы и вертикальных столбов – их Ø считается по способности выдержать здание, но не зависит от площади опоры.

    Стаканы с балками

    В многоэтажном строительстве допустимо выбирать такой тип опоры, если залегающие под зданием грунты непучинистые, спокойные и не склонны к просадке. Стаканы могут стоять на прочных неподвижных породах с глубоким уровнем залегания грунтовых вод.

    Соединение отдельных колонн и их фундаментов в единую жесткую конструкцию ленточного типа выполняют 2 основными видами соединений:

    1. Железобетонные изделия связывают вставками балок в основания колонны с последующей заливкой цементным раствором.
    2. Стальные элементы скрепляют анкерными болтами, которые залиты в фундаментном блоке под отверстия в пятке колонны и обеспечивают прочную неподвижную фиксацию.

    Если стандартные заводские изделия не удовлетворяют техническим характеристикам, заложенным в проекте сооружения, то, после проведения инженерно-геологических изысканий, допускается изготавливать стаканный фундамент под несущие колонны по месту на основе расчета по конкретным условиям строительной площадки.

    Заливка фундамента по месту

    Для заливки фундамента по месту установки колонны выполняют индивидуальный расчет с определением площади подошвы, веса и высоты стакана.

    Читайте также:
    Пеноблоки для гаража на две машины с односкатной крышей, стоимость фундамента двухэтажных боксов с мансардой, инструкция по строительству, фото и видео-уроки

    Нужно правильно изготовить арматурный каркас по усиленной схеме, чтобы создаваемая конструкция имела высокую степень прочности. Закладка анкерных болтов производится согласно ГОСТу 24379.1-80, отклонения допускаются в пределах ±0,02 см от проекта.

    Как должно выполняться армирование подколонника под отдельно стоящую металлическую опору оценивается на этом видео:

    Изготавливать фундамент под металлическую колонну необходимо по следующим требованиям стандартов:

    • использовать марочный бетон не ниже М 200;
    • предельная водонепроницаемость не выше 5% (соответствовать В2);
    • защитный слой бетона на арматурных прутках не меньше 3 см (наличие видимых участков стального каркаса запрещено);
    • трещины в застывшем монолите не могут превышать 0,1 мм.

    Геометрия должна выдерживаться

    Под устраиваемый фундамент устанавливают надежную опалубку, которая выдержит нагрузки при заливке жидкой массы и сохранит заданную геометрию изделия, выход стальных стержней жестко фиксируется.

    Фундаменту под колонну, заливаемому по месту, проводят детальный расчет всех параметров в специализированной проектной организации или при помощи компьютерной программы, которая определяет нужные геометрические размеры каждой части и требуемое армирование подошвы и столба.

    В процессе бетонирования необходимо сделать закладку специальных геодезических уровней (реперов) и высотных отметок. Они потребуются и для контроля монтажа остальных конструкций здания, и для геодезических исследований в процессе эксплуатации по выявлению осадки основания.

    Установка колонны

    Железобетонные столбы квадратного или круглого сечения ставятся на фрезерованные башмаки, которые выставляются по требуемой отметке геодезистами на бетонный раствор.

    С такой же тщательностью выставляется заложение анкерных болтов под металлические колонны. Выступающая над бетоном часть стержня размечается заранее и фиксируется в специальном кондукторе, чтобы выдержать горизонтальный и вертикальный размер.

    В некоторых разновидностях заводских столбов анкера не закладывают, а оставляют в верхней части колодец для самостоятельной установки по месту.

    В каждом случае любая колонна должна ставиться на геометрически выверенное, жесткое основание согласно разработанной проектной документации. В каждом индивидуальном случае для нового сооружения необходимо привлекать специалиста, чтобы оптимизировать объем работ, финансовые затраты и избежать непоправимых ошибок.

    Особенности строительства фундамента из шпал своими руками

    Применение изделий, используемых при строительстве железной дороги, для возведения оснований дает возможность существенно сэкономить денежные средства. Порой в процессе монтажных работ появляются ситуации, не позволяющие использовать стандартные стройматериалы для закладки фундаментной основы. В подобных случаях застройщики принимают решения нестандартного характера и используют альтернативные варианты, к числу которых относятся шпалы для укладки рельсов. Фундамент из шпал, если говорить откровенно, имеет свои достоинства.

    Области применения шпал при строительстве фундаментов

    До момента принятия решения на применение такого материала для возведения основания, застройщик должен учесть определенные особенности, способные сыграть немаловажную роль в строительстве фундамента:

    • приобретение выслуживших свой установленный ресурс шпал по приемлемой стоимости;
    • возможность перевозки приобретенного материала на строительную площадку. Дело в том, что транспортные расходы и оплата погрузочно-разгрузочных работ могут «съесть» всю вашу экономию;
    • предполагаемое к строительству сооружение должно отличаться небольшой массой;
    • выполнение всех работ по строительству фундамента из шпал своими руками, без привлечения строительной бригады.

    С помощью шпал можно возвести классический вариант фундаментного основания, отличающегося надежностью и продолжительным эксплуатационным периодом, но при этом следует соблюдать технологические условия проведения работ.

    Кроме того, перед застройщиком появляется выбор – использовать для строительства шпалы из железобетона или остановить свой выбор на деревянных аналогах. Здесь все определяется вашим финансовым бюджетом.

    Некоторые остерегаются применять шпалы из древесного материала, пропитанные креозотом, придающим дереву длительный срок эксплуатации и защищающим от гниения. Такая пропитка отличается малоприятным запахом и считается ядовитой. Но все опасения напрасны – за весь период эксплуатации в железнодорожном полотне, шпалы давно выветрились от креозота, да и опасные свойства его исчезли.

    Неплохим достоинством является то, что списанные шпалы на строительство фундамента можно достать практически бесплатно во время ремонтных работ железнодорожных путей. Кроме этого, строительство основания возможно своими силами, потому что материал не нуждается в специальной обработке и не вызывает сложностей в монтаже. Необходимо только иметь под рукой помощника, который поможет переместить шпалу в нужное место и уложить ее в фундаментную траншею.

    Шпалы можно использовать для строительства бани или хозяйственной постройки, для гаража и беседки, для сарая или легкого дачного домика. Но чаще всего фундамент из шпал оказывается востребованным под теплицу. Как правило, под такое сооружение фундамент возводится в случаях:

    • установки теплицы вплотную к жилому сооружению и ее круглогодичной эксплуатации;
    • расположения ее в неохраняемом месте;
    • заглубления в почву ниже точки промерзания грунта;
    • использования для строительства пиломатериалов;
    • возведения на площадке с неустойчивым почвенным составом или неровным рельефом;
    • строительства теплиц, отличающихся нестандартными размерами.
    Читайте также:
    Одностворчатые шкафы: однодверные модели для одежды с полками и зеркалом, со штангой и вешалкой

    Изготовление фундамента из деревянных шпал

    Из такого материала не только возводят фундаментное основание, но и устраивают нижний ряд обвязки. Желательно использовать шпалы, не обработанные креозотом, в противном случае их следует погружать в почву полностью.

    Поверхность древесины перед применением несколько раз покрывается антисептическими составами, чтобы исключить процесс гниения, воздействия влаги и насекомых. До обработки материал тщательно осматривается на предмет наличия дефектов, которые могут стать причиной ослабления всей конструкции.

    Для строительства фундамента из деревянных шпал своими руками имеется несколько способов.

    Когда планируется строительство на опорных столбах, шпалы выставляются вертикально и обвязываются. Такой вариант монтажа подходит для маленьких помещений, несущие стены которых не создают большую нагрузку.

    Шпальный фундамент под теплицу монтируется методом из установки на поверхности земли. Такое основание легко отрегулировать по высоте, монтажные работы не отнимают много времени. По такому же способу возводят основания под легкие гаражные помещения и дачные домики. Уложенный на поверхности земли фундамент из деревянных шпал для сарая тоже отличается надежностью и способен прослужить несколько десятков лет.

    Под стены, возводимые из тяжелых материалов, железнодорожные шпалы укладывают горизонтально в подготовленную фундаментную траншею. Предварительно на дне устраивается подушка из щебня или песка.

    Между фундаментным основанием и стенами объекта укладывается слой гидроизоляционного материала, который одновременно создает защищенность от креозотового запаха. Глубину закладки шпал определяют с учетом особенностей почвенного состава, на котором ведутся строительные работы.

    Подробней рассмотрим вертикальную установку шпал.

    Здесь важно учитывать их длину и необходимость погружения ниже уровня промерзания земли.

    Монтажные работы ведутся следующим образом:

    • отмечается положение опор с интервалом в два – два с половиной метра. Шаг установки зависит от предполагаемых нагрузок на фундамент и может быть сокращен;
    • формируются ямы необходимой глубины;
    • вертикально выставляются брусья;
    • ямы засыпаются бутовым камнем, утрамбовываются и бетонируются. Для придания дополнительной прочности можно использовать армирование из металлических прутков.

    Изготовление фундамента из железобетонных шпал

    Фундамент из жб шпал считается более дорогостоящим вариантом, чем аналог из древесного материала. Однако спектр его применения более просторный. Из железобетонных шпал можно возвести даже фундамент для каркасного дома, если количество этажей в нем не превышает двух уровней.

    Перевозка конструкций является более сложной по трудозатратам, чем транспортировка деревянных шпал, и объясняется это разницей в весе элементов.

    Проектируя фундамент из железобетонных шпал, рекомендуется учитывать расходы на перевозку материала к строительной площадке.

    Для укладки ленточной фундаментной основы из железнодорожных шпал предварительно готовится фундаментная траншея, глубину которой определяют с учетом погодных условий региона. Если почвенный состав склонен к осыпаниям, то на высоту фундаментной основы и цокольной части выставляется опалубочная конструкция, изготовленная из деревянных щитов.

    По твердому почвенному составу разрешается устанавливать опалубку лишь для цоколя, высота которого примерно равна полутора метрам от поверхности земли. На дне траншеи устраивается песчаная подушка слоем в пятнадцать – двадцать сантиметров.

    Укладка шпал ведется в слой растворной массы, выполняющей функции бутового материала.

    Шпалы укладываются рядами, при этом следует соблюдать шахматный порядок их размещения, не стыкуя ряды конструкций с предыдущими. При таком варианте укладки основание отличается высоким показателем надежности, противостоит движениям почвенного состава. Рекомендуется после каждого ряда заливать слой растворной массы глубиной на пятьдесят сантиметров. Расстояние между соседними элементами одного ряда должно быть в пределах семидесяти сантиметров, и фундамент прослужит вам длительный срок.

    Столбчатый фундамент из железобетонных шпал считается более экономичным вариантом, так как для его возведения требуется меньшее количество строительных материалов.

    К сожалению, монтажные работы по его возведению отличаются определенными сложностями, так как вертикальная установка тяжелых шпал из железобетона ручным способом невозможна. Придется привлекать рабочую команду, устанавливать специальные подъемные приспособления.

    Строительные работы начинаются с выполнения разметки. После этого под каждую шпалу роют яму, соблюдая шаг установки, определенный расчетными данными.

    Обязательное требование удачного строительства фундаментного основания – монтаж опорных элементов на угловых участках сооружения.

    Глубина ямы должна составлять полтора – два метра, ширина ее определяется поперечным сечением конструкции с учетом необходимости заливаемого цементным раствором пространства вокруг шпалы.

    Перед установкой опоры на дно ямы слоями засыпаются песок и щебень, все тщательно утрамбовывается. Как только место под установку шпалы подготовлено, в яму опускается железобетонное изделие, поддерживаемое лебедкой. Выполняется корректировка столбы по вертикали, после чего все свободное пространство бетонируется. Пока раствор высыхает, столб следует надежно зафиксировать в нужном положении. После того, как все шпалы установлены, и бетон набрал требуемую прочность, выполняется обвязка, соединяющая все столбы в единую конструкцию.

    Заключение

    Столбовые фундаменты из железнодорожных шпал нельзя сравнивать с ленточными основаниями по показателю прочности. При строительстве бани или иного легкого сооружения такой вариант более приемлем, кроме того, столбчатый фундамент подойдет и для небольшого летнего домика.

    Примечательно то, то фундаментное основание из шпал можно возвести своими силами, не прибегая к помощи опытных строителей. Для возведения простейшей конструкции потребуются минимальные навыки и небольшой набор строительных инструментов.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: