Армирование столбчатого фундамента под стальную колонну

Купить snip-id-43573 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Введение

Настоящий свод правил разработан с учетом обязательных требований, установленных в федеральных законах от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений", и содержит требования к расчету и проектированию бетонных и железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий и сооружений. Свод правил разработан авторским коллективом АО "НИЦ "Строительство" — НИИЖБ (руководитель работы — д-р техн. наук ; д-ра техн. наук , , , канд. техн. наук ) при участии РААСН (д-ра техн. наук , , ) и ОАО "ЦНИИпромзданий" (д-ра техн. наук , , инж. ). Изменение N 1 разработано авторским коллективом ОАО "НИЦ "Строительство" — НИИЖБ (руководитель работы — д-р техн. наук ; д-р техн. наук , канд. техн. наук , канд. техн. наук , ). (Измененная редакция, Изм. N 1).

Общие характеристики и особенности

Как и любой материал, железобетон обладает своими преимуществами и недостатками. На практике установлены следующие достоинства:

  • сравнительно прост в использовании – контролируя процесс, даже неопытная команда рабочих может справиться с заданием по укладке фундамента;
  • фундамент обеспечивает максимальную опору на грунт даже самого слабого качества;
  • обеспечивает минимальную нагрузку на стены, и как результат, стены не подвергаются смещению почвы;
  • самостоятельно обеспечивает хорошую тепло- и гидроизоляцию;
  • не требует глубокого заложения, исходя из минимального давления на почву.

Среди недостатков можно выделить один: завышенная стоимость. Строительство массивных конструкций требует большого количества расходных материалов, поэтому общие финансовые затраты на строительство будут велики. Однако этот недостаток можно компенсировать прочностью и качеством материала, что превышают свойства обычного бетона.

Расчет столбчатых фундаментов металлического каркаса

Уважаемые коллеги, продолжаем рассматривать небольшие примеры использования ФОК Комплекс для расчета фундаментов. Сегодня мы рассмотрим примеры расчета столбчатых фундаментов металлического каркаса. В начале произведем ручной расчет 2-х фундаментов с дальнейшим сравнением с полученными результатами по ФОК Комплекс.

Пример расчета столбчатых фундаментов. Исходные данные

Площадка строительства характеризуется следующими атмосферно-климатическими воздействиями и нагрузками:

  • вес снегового покрова (расчетное значение) — 240 кг/м2;
  • давление ветра — 38 кг/м2;

Геология

Схема маркировки фундаментов

Расчет столбчатых фундаментов металлического каркаса

Относительная разность осадок (Δs/L)u = 0,004;

Максимальная Sumax или средняя Su осадка = 15 см;

Нагрузки на столбчатые фундаменты получены из ПК ЛИРА.

Для ручного расчета рассмотрим фундаменты Фм3 и Фм4

1. Ручной расчет

Определение размеров подошвы фундамента

Основные размеры подошвы фундаментов определяем исходя из расчета оснований по деформациям. Площадь подошвы предварительно определим из условия:

P ≤ R,

где P- среднее давление по подошве фундамента, определяем по формуле:

P = ( N0 / A )

N0 = P · A

A — площадь подошвы фундамента.

Расчет столбчатых фундаментов металлического каркаса

N0 = N +G

N – вертикальная нагрузка на обрезе фундамента

G – вес фундамента с грунтом на уступах

G = A · γ · d

где γ — среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах, принимаемое равным 2 т/м3;

d — глубина заложения;

P · A = N + A · γ · d

A · (P — γ · d ) = N

A = N / (P — γ · d )

Для предварительного определения размеров фундаментов, P определяем по таблице В.3 [СП ]

Р = 250 кПа = 25,48 т/м2.

Для фундамента Фм3, N = 35,049 т

Расчет столбчатых фундаментов металлического каркаса

A = 35,049 т / (25,48 т/м2 — 2,00 т/м3 · 3,300 м) = 35,049 т/18,88 т/м2 = 1,856 м2.

Читайте также:  Как сделать монолитный фундамент своими руками?

A = b2

Принимаем габариты фундамента b = 1,5 м

Для фундамента Фм4, N = 57,880 т

A = 57,880 т / (25,48 т/м2 — 2,00 т/м3 · 3,300 м ) = 57,880 т / 18,88 т/м2 = 3,065 м2.

A = b2

Принимаем габариты фундамента b = 1,8 м

1. Определение расчетного сопротивления грунта основания

5.6.7 При расчете деформаций основания фундаментов с использованием расчетных схем, указанных в 5.6.6, среднее давление под подошвой фундамента р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, определяемого по формуле

где γс1 и γс2 коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4[1];

k- коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (φп и сп) определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по таблицам приложения Б[1];

Mγ, Мq, Mc- коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5[1];

Расчет столбчатых фундаментов металлического каркаса

kz- коэффициент, принимаемый равным единице при bd (d- глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле (5.7)[1] принимают d1 = d и db = 0.

6 Расчетное сопротивления грунтов основания R, определяемое по формулам (В.1)[1] и (В.2)[1] с учетом значений R0 таблиц [1] приложения B[1], допускается применять для предварительного назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями разделов 5-6[1].

Исходные данные:

Основание фундаментом являются — суглинком лессовидным непросадочным полутвёрдой консистенции, желто-бурого цвета, с включением прослоев супеси, ожелезненный. (ИГЭ 2)

γс1= 1,10;

γс2= 1,00;

k= 1,00;

kz= 1,00;

Для фундамента Фм3 : b = 1,50 м;

Для фундамента Фм4 : b = 1,80 м;

γII = 1,780 т/м3;

γ'II = 1,691 т/м3;

Расчет столбчатых фундаментов металлического каркаса

сII= 1,100 т/м2;

d1 = 3,30 м;

db = 0,0 м;

Mγ = 0,72;

Мq= 3,87;

Mc= 6,45;

Для фундамента Фм3:

R = (1,10 ·1,00) / 1,00· [0,72 · 1,00 · 1,50 м · 1,780 т/м3 + 3,87· 3,30 м· 1,691 т/м3 +

+ (3,87 – 1,00) · 0,0· 1,691 т/м3 + 6,45·1,1 т/м2] = 1,10· (1,922 т/м2 +21,596 т/м2 +

+ 0,0 + 7,095 т/м2) = 33,674 т/м2.

Для фундамента Фм4:

R = (1,10 ·1,00) / 1,00 · [0,72 · 1,00 · 1,80 м·1,780 т/м3 + 3,87 · 3,30 м·1,691 т/м3 +

Расчет столбчатых фундаментов металлического каркаса

+ (3,87 – 1,00) ·0,0·1,691 т/м3 + 6,45·1,1 т/м2] = 1,10 · (2,307 т/м2 + 21,596 т/м2 +

+ 0,0 + 7,095 т/м2) = 34,098 т/м2.

2. Определение осадки

Осадку основания фундамента s, см, с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства (см. 5.6.6[1]) определяют методом послойного суммирования по формуле

где b — безразмерный коэффициент, равный 0,8;

Выводы

Сведем в таблицу полученные варианты расчета столбчатых фундаментов

Как видно, результаты по ручному расчету не сильно отличается от результатов ФОК Комплекс, но при ручном вычислении, мы я не проверял на продавливание, на ширину раскрытия трещин и т.д., а при необходимо посчитать большое количество фундаментов (столбчатых, ленточных, на свайном основании), ручной расчет становится громоздким. Ручной расчет я использую, если нет под рукой программ или необходимо проверить полученные результаты по программе. Использование бесплатных программ возможно, но желательно чтобы они выдавали развернутые результаты, а платные программы должны быть сертифицированными. На данные момент ФОК Комплекс помогает производить расчет фундаментов, сразу введя весь план фундаментов (разных типов), но и выдать чертежи.

Список использованной литературы

  1. СП «Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП *» M., Стройиздат, 2011
  2. , «Примеры расчеты оснований и фундаментов» M.,
  3. Стройиздат, 1986

Расчет фундаментов под колонны

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.

Читайте также:  Какой высоты должен быть фундамент для дома?

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.

Особенности установки сборных изделий

Укладка связевой (распорной) (а) и рядовой (б) плит перекрытия. Монтаж железобетонных конструкций проводится пролетами с соблюдением формирования прочной структуры каркасов сооружений. Сборка осуществляется по технологическим картам с соблюдением требований проекта. Новый ярус конструкционных компонентов устанавливается после закрепления каркаса и достижения монолитными железобетонными конструкциями (вставками) 70% прочности. Конструкционные единицы осматриваются на отсутствие трещин, сколов, раковин, незащищенной арматуры и пр. Также проверяются габаритные размеры, наличие закладных, отверстий и выпусков арматуры.

Колонны вставляются в стаканы сразу в проектном положении на жесткий выравнивающий раствор (на металл ставить недопустимо). Его толщина определяется отметками высоты изделий. Стропы снимаются с колонн только после их окончательного закрепления в стакане клинообразными вкладышами (расчалками, кондукторами). Приваренные колонны, стеновые панели и пр. не нагружаются до набора монолитным бетоном марочной прочности, им обеспечивается надежная фиксация комплектом монтажного оснащения. Железобетонная колонна при необходимости возвращается в вертикальное положение (в пределах допусков) домкратами.

Перед замоноличиванием арматура защищается от коррозии. Раствор в гнездах стаканов виброуплотняется. Нагружаемые стыки формируются бетонами более высоких марок (быстротвердеющие, расширяющиеся от М400 и выше), чем в проекте. Вкладыши удаляются после набора монолитной конструкцией установленной прочности. В ППР относительно всех стыков указывается, как они будут заделываться (зачеканиваться), будет ли это раствор или монолит, перечисляются типы стыкуемой арматуры.

Особенности установки сборных изделий

Ригели, колонны, балки и плиты перекрытий крепятся сваркой к закладным пластинам. Плиты перекрытия укладываются на раствор не выше 2 см, общая плоскость плит проверяется со стороны потолка. Первая плита приваривается в 4-х точках, последующие плиты — в 3-х узлах.

Ригели, стропильные балки, межколонные плиты укладываются без раствора. Вентиляционные блоки герметично скрепляются раствором в горизонтальных швах. Сварные швы запрещается ударять при температурах: минус 25 град и ниже для стали с лимитом текучести до 390 МПа, ноль градусов — с предельным значением текучести от 390 МПа и больше.

Как устроено основание?

Опорной конструкцией такого типа называют отдельно стоящие сваи, связанные в единую систему благодаря ростверку. Сваи могут быть изготовлены из дерева, железобетона, бетона, пенобетона, металла.

В частном домостроении обычно делают железобетонное основание, но для удешевления строительства можно использовать пенобетон или неармированный бетон.

На текущий момент широкую популярность приобретают металлические винтовые сваи за счет их надежности и высокой скорости монтажа.

По способу устройства сваи делят на следующие типы:

Как устроено основание?
  1. Буронабивные опоры – изготавливаются на стройплощадке. В готовой скважине устраивается опалубка и армирующий каркас, затем свая бетонируется.

  2. Железобетонные столбы – штампуются на заводе. Погружаются в заранее подготовленные небольшие углубления в грунте.
  3. Металлические винтовые сваи. Стальные трубы благодаря лопастям в нижней части быстро и глубоко ввинчиваются в породу.
  4. Буровые железобетонные – готовые стволы с винтовой частью. Как и винтовые стальные сваи, буровые железобетонные опоры с резьбой ввинчиваются в грунт.
Читайте также:  Как сделать фундамент для дома из блоков своими руками?

По принципу взаимодействия с почвой опоры делят на висячие столбы и сваи-стойки. К конструкциям первого типа относятся все столбы, которые опираются на сжимаемые породы и передают нагрузку конструкции на грунт через нижний конец и боковую площадь поверхности.

Сваи-стойки, напротив, опираются на скальные и мало сжимаемые породы, поэтому силы трения почвы о боковую поверхность столба в расчетах не учитываются.

Установленные нормативы по проектированию свайных фундаментов подробно изложены в разделе №6 документа СП 50-102-2003.

Укрепление соединений каркаса

Для того чтобы соединить элементы каркаса используют несколько способов.

  • соединение внахлест предусматривает соединение арматуры по выпускам, длиной не меньше 50 сантиметров;
  • способом накладки арматуру соединяют при помощи обрезков арматуры, гнутых и П-образных хомутов с длиной примыкания к арматурным прутам по 50 см на каждую сторону.

Арматурный пояс может скрепляться

  • прямо;
  • угловым способом;
  • Т-образно.

Для того чтобы соединить арматуру, используют прочную вязальную проволоку, которая имеет диаметр сечения не меньше одного миллиметраМеталлические ребра арматурного каркаса закрепляют сверху проволочных скруток, одев на каркас перед соединением арматуры. Если идет соединение арматуры внахлест, размеры ребер немного увеличивают.

Если при соединении используется сварка, то места соединения могут испытывать проблемы с прочностью из-за сильного нагрева и придания им свойств хрупкой закаленной поверхности железа. Это в свою очередь может приводить к разрушению арматуры. Таким образом, сварочное крепление не рекомендуется при значительных нагрузках на конструкцию фундамента.

Последовательность установки монолитной плиты

Для обеспечения сохранности железобетонной плиты в течение длительного срока, она должна располагаться на подушке из песчано-щебенчатой смеси, и защищена утеплителем и гидроизолирующим слоем. Общий ход работ можно разделить на следующие этапы:

  1. предварительная очистка строительного участка от растительности и посторонних предметов;
  2. выкапывание котлована, параметры которого рассчитываются согласно СНиП, с учетом массы здания и особенностей грунта;
  3. дно котлована оснащается канавами для дренажа, поверхность канав покрывается геотекстильным материалом;
  4. по всей площади котлована засыпается песчаный слой толщиной 30 см, поверх него размещается 20-сантиментровый слой щебня;
  5. поверх образовавшейся подушки укладывается дополнительная прокладка из рубероида;
  6. монтаж опалубки, состоящей из досок толщиной 2 см, скрепленных вместе гвоздями за зафиксированными наружными подпорками;
  7. возведение армирующего каркаса, расстояние между металлическими прутками и деревянной опалубкой не должно быть меньше 5 см;
  8. после заливания бетона, его обработки и застывания проводится демонтаж опалубки и начинаются основные строительные работы.

Плитный фундамент

Плитный фундамент представляет собой железобетонную плиты, залитую под всей площадью цеху.

Плитный фундамент
  • Для начала копается котлован глубиной 50-70 см.
  • После этого возводится песчаная подушка и уплотняется.
  • Далее укладывается слой гидроизоляции, на него укладывается утеплитель.
  • После этого плита армируется и заливается бетоном, полностью вся за 1 раз.

Такой фундамент не подвержен морозному пучению из-за своей большой площади соприкасания с грунтом. Верх плиты можно использовать как пол 1 этажа, что сокращает расходы. Однако, такой фундамент дороже всех выше представленных. Цена на такой фундамент в районе 3500-6500 тысяч за квадратный метр.