Фундамент под две колонны
Обновлено: 16.05.2024
Столбчатые фундаменты металлических колонн, расположенные по адресу: .
Элементы, подлежащие обследованию.
Согласно техническому заданию, выполнялось визуальное и инструментальное обследование столбчатых фундаментов.
Проведение технического обследования столбчатых фундаментов, на предмет определения технического состояния, прочностных характеристик и геометрических размеров, для проведения дальнейшей реконструкции.
Выполненный комплекс работ.
Выполнен детальный неразрушающий контроль прочности бетона строительных конструкций по ГОСТ 18105-2010 и ГОСТ 17624-87 и ГОСТ 22690.
Произведена проходка шурфам. Произведён осмотр технического состояния фундаментов. Выполнены обмеры и определены фактические геометрические размеры фундамента в отрытых шурфах. Произведён осмотр конструкций на предмет наличия дефектов. Выполнено испытание прочности бетона неразрушающими приборами контроля.
По результатам обследования составлено заключение о техническом состоянии стен здания, включающее в себя:
- техническую характеристику объекта обследования;
- результаты обследования фундаментов;
- выводы и рекомендации по результатам обследования;
- материалы фотофиксации;
- графически материалы.
Инструментальное обеспечение обследования, методика проведения испытаний.
Съёмка геометрических параметров и прочностных характеристик конструкций выполнена приборами:
- 5-метровой рулеткой измерительной металлической.
- Ультразвуковой тестер бетона УКС-МГ4.
- Металлоискатель Bosh.
- Прибор ПОС-50МГ4 (отрыв со скалыванием).
Использованная при обследовании проектная, исполнительная, эксплуатационная и другая документация.
- План фундаментов.
- Техническое заключение по результатам обследования технического состояния строительных конструкций.
- Чертежи проекта «Реконструкция корпуса №318а».
Все работы выполнены в соответствии с ГОСТ Р 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния» и СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений». Настоящие стандарты и правила предназначены для применения в строительстве при проведении обследований и мониторинга технического состояния зданий и сооружений, при разработке заданий на проектирование и разработке проектной документации, и не устанавливают требований к проектированию мероприятий по устранению выявленных недостатков в грунтовых массивах, конструкциях, их элементах и соединениях, а также к проектированию мероприятий по восстановлению, усилению и капитальному ремонту объекта.
Классификация технического состояния конструкций приведена в соответствии с ГОСТ Р 31937-2011, для оценки технического состояния предусмотрено четыре категории, характеризующие состояние конструкций здания:
Нормативное техническое состояние: Категория технического состояния, при котором количественные и качественные значения параметров всех критериев оценки технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений, включая состояние грунтов основания, соответствуют установленным в проектной документации значениям, с учетом пределов их изменения.
Работоспособное техническое состояние: Категория технического состояния, при которой некоторые из числа оцениваемых контролируемых параметров не отвечают требованиям проекта или норм, но имеющиеся нарушения требований в конкретных условиях эксплуатации не приводят к нарушению работоспособности, и необходимая несущая способность конструкций и грунтов основания, с учетом влияния имеющихся дефектов и повреждений, обеспечивается.
Ограниченно-работоспособное техническое состояние: Категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, включая состояние грунтов основания, при которой имеются крены, дефекты и повреждения, приведшие к снижению несущей способности, но отсутствует опасность внезапного разрушения, потери устойчивости или опрокидывания, и функционирование конструкций и эксплуатация здания или сооружения возможны либо при контроле (мониторинге) технического состояния, либо при проведении необходимых мероприятий по восстановлению или усилению конструкций и (или) грунтов основания и последующем мониторинге технического состояния (при необходимости).
Аварийное состояние: Категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, включая состояние грунтов основания, характеризующаяся повреждениями и деформациями, свидетельствующими об исчерпании несущей способности и опасности обрушения и (или) характеризующаяся кренами, которые могут вызвать потерю устойчивости объекта.
Краткая характеристика объекта исследования
2. Конструктивная схема.
Каркасная, на столбчатых фундаментах.
3. Количество этажей. Наличие подвала.
Подвальные помещения не предусмотрены. Несущие конструкции демонтированы.
4. Год постройки, надстройки и последнего капитального ремонта.
Кап. ремонт не производился.
5. Проектный класс бетона.
Проект не предоставлен.
В обследуемом объёме отсутствуют.
7. Внутренние опоры для перекрытий.
Металлические колонны, в обследуемом объёме, частично, демонтированы.
Вертикальная обмазочная гидроизоляция.
Результат обследования фундамента
1. Количество выполненных шурфов для проведения обследования.
2 шурфа. Обследовались фундаменты колонн в осях Б-14 и В-15.
2. Конструкция и материалы цоколя и фундамента.
Обследуемые фундаменты под колонны железобетонные столбчатые, выполненные с расширением в основании. Наверху устроена набетонка.
Схемы конструкции фундаментов, по результатам обмеров в отрытых шурфах, в приложении №3.
3. Глубина залегания:
4. Описание материалов: вид раствора, вид крупного заполнителя в бетоне и т.д.
Тяжёлый бетон на щебне.
5. Горизонтальная и вертикальная гидроизоляция.
Имеется вертикальная обмазочная гидроизоляция.
6. Показатели влажности. Наличие сырости.
Фундаменты имеют повышенную влажность из-за нахождения без эксплуатации, без укрытия и инженерной защиты, под воздействием атмосферных осадков.
В соответствии с ГОСТ 313840-2008 таблица А1 Индекс эксплуатации на период обследования соответствует ХС2 – влажная среда.
7. Дефекты, выявленные при обследовании.
Дефектов в виде деформационных трещин, коррозии бетона и отслоения защитного слоя бетона, вследствие коррозии арматуры, в отрытых шурфах, не зафиксировано.
Обмазочная гидроизоляция утратила свои свойства и не функционирует, вследствие исчерпания срока службы.
Техническое состояние столбчатых фундаментов оценивается как работоспособное.
8. Показатели прочности.
Выполнен ультразвуковой контроль прочности бетона и испытания прибором «отрыв со скалыванием».
Столбчатый фундамент в осях Б-14.
Столбчатый фундамент в осях в осях В-15.
По результатам измерений ультразвуковым дефектоскопом установлено, что прочность бетона однородна, следов коррозии бетона, микротрещин не зафиксировано.
9. Техническое состоянии фундаментов и стен цоколя.
Техническое состояние фундаментов здания можно оценивать как работоспособное.
Выводы и рекомендации
На основании проведённого технического обследования объекта конструкций фундаментов столбчатых колонн по адресу: . можно сделать следующие выводы:
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.
Руководство по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений промышленных предприятий
Форма фундамента и подколонника в плане принимается: при центральной нагрузке — квадратной, размерами b×b и buc×buc ; при внецентренной нагрузке — прямоугольной, размерами b×l и buc×luc , отношение b/l составляет 0,6–0,85.
Габариты фундаментов под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям КЭ-01-49 и КЭ-01-55, для одноэтажных промышленных зданий принимаются по серии 1.412-1/77. Буквы в марках фундаментов обозначают: Ф — фундамент; А, Б, В и AT, БТ и ВТ — тип подколонников для рядовых фундаментов и под температурные швы (табл. 4.24), а числа характеризуют типоразмер подошвы плитной части фундамента и его типоразмер по высоте.
ТАБЛИЦА 4.23. КОЭФФИЦИЕНТ k
| Давление на грунт, 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
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 | |
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.
4.9. 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 колони 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. черт.25).
4.10. Глубина стакана принимается на 50 мм больше глубины заделки колонны , которая назначается из следующих условий:
для индивидуальных прямоугольных колонн - по табл.5, но не менее чем по условиям заделки рабочей арматуры колонн, указанным в табл.6;
Отношение толщины стенки стакана к высоте верхнего уступа фундамента или глубине стакана (см. черт.7)
а) неполного использования расчетного сечения арматуры длину заделки допускается принимать , но не менее чем для стержней в сжатой зоне, где - усилие, которое должно быть воспринято анкеруемыми растянутыми стержнями, а - усилие, которое может быть воспринято;
4.11. Глубину заделки двухветвевых колонн необходимо проверять также по анкеровке растянутой ветви колонны в стакане фундамента.
Глубину заделки растянутой ветви двухветвевой колонны в стакане необходимо проверять по плоскостям контакта бетона замоноличивания:
4.12. Минимальную толщину стенок неармированного стакана поверху следует принимать не менее 0,75 высоты верхней ступени (подколонника) фундамента или 0,75 глубины стакана и не менее 200 мм.
В фундаментах с армированной стаканной частью толщина стенок стакана определяется расчетом по пп.2.34, 2.35 и принимается не менее величин, указанных в табл.8.
4.14. Для опирания фундаментных балок на фундаментах следует предусматривать столбчатые набетонки, 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 15).
4.11. Глубину заделки двухветвевых колонн необходимо проверять также по анкеровке растянутой ветви колонны в стакане фундамента.
Глубину заделки растянутой ветви двухветвевой колонны в стакане необходимо проверять по плоскостям контакта бетона замоноличивания:
с бетонной поверхностью стакана — по формуле
с бетонной поверхностью ветви колонны — по формуле
d c ³ N p / 2 (b c ¢ + h c ¢ ) R an ¢¢ . (113)
В формулах (112), (113):
d c - глубина заделки двухветвевой колонны, м;
N p - усилие растяжения в ветви колонны, тс;
h c ¢ , b c ¢ - размеры сечения растянутой ветви, м;
R an ¢ , R an ¢¢ - величина сцепления бетона, принимаемая по табл. 7, тс/м 2 .
Величина сцепления по плоскостям контакта бетона замоноличивания с бетоном
стенок стакана R an ¢
ветви колонны R an ¢¢
П р и м е ч а н и е. Величина R bt относится к бетону замоноличивания.
4.12. Минимальную толщину стенок неармированного стакана поверху следует принимать не менее 0,75 высоты верхней ступени (подколонника) фундамента или 0,75 глубины стакана d p и не менее 200 мм.
В фундаментах с армированной стаканной частью толщина стенок стакана определяется расчетом по пп. 2.34, 2.35 и принимается не менее величин, указанных в табл. 8.
Толщина стенок стакана t, мм
колонны прямоугольного сечения с эксцентриситетом продольной силы
В плоскости изгибающего момента
0,2 l c , но не менее 150
0,3 l c , но не менее 150
0,2 l d , но не менее 150
Из плоскости изгибающего момента
4.13. Толщину дна стакана фундаментов следует принимать не менее 200 мм.
4.14. Для опирания фундаментных балок на фундаментах следует предусматривать столбчатые набетонки, 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).
АРМИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ
4.15. Армирование подошвы фундаментов следует производить сварными сетками но серии 1.410-3 и ГОСТ 23279-84.
4.16. В случае, когда меньшая из сторон подошвы в фундаменте имеет размер b £ 3 м, следует применять сетки с рабочей арматурой в двух направлениях (черт. 27, а).
При b > 3 м применяются отдельные сетки с рабочей арматурой в одном направлении, укладываемые в двух плоскостях. При этом рабочая арматура, параллельная б ó льшей стороне подошвы l, укладывается снизу. Сетки в каждой из плоскостей укладываются без нахлестки с расстоянием между крайними стержнями не более 200 мм (черт. 27, б).
Черт. 27. Армирование подошвы фундамента
а - при b £ 3 м; б - при b > 3 м; 1- нижние сетки; 2 - верхние сетки
Минимальный диаметр рабочей арматуры сеток подошв принимается равным 10 мм вдоль стороны l £ 3 м и 12 мм при l > 3 м.
4.17. При выполнении условия
анкеровка продольной рабочей арматуры сеток подошв считается обеспеченной, l b - длина участка нижней ступени, на котором прочность наклонных сечений обеспечивается бетоном, определяемая по формуле
l b = 0,75 h 1 , (115)
где h 1 - высота нижней ступени фундамента;
р max - максимальное краевое давление на грунт, вычисляемое по формулам (5), (6);
l an - длина анкеровки арматуры, определяемая по формуле
l an = (0,5 R s A st / R b A sf + 8) d , (116)
где A st , A sf - обозначения те же, что в п. 2.59;
d - диаметр продольной арматуры.
При невыполнении условия (114) в сетках необходимо предусмотреть приварку поперечных анкерующих стержней на расстоянии не более 0,8 l b от края продольного стержня. Диаметр анкерующего стержня рекомендуется принимать не менее 0,5d продольной арматуры.
Анкеровка рабочей арматуры в подошве фундамента считается обеспеченной, если хотя бы один из поперечных стержней сетки, приваренный к рабочей продольной арматуре, располагается в пределах участка l b .
4.18. Подколонники рекомендуется армировать, если это необходимо по расчету, вертикальными сварными плоскими сетками по ГОСТ 23279-85.
4.19. Минимальный процент содержания арматуры s и s' во внецентренно сжатом железобетонном подколоннике должен составлять не менее 0,04 % площади его поперечного сечения.
В подколонниках с продольной арматурой, расположенной равномерно по периметру сечения, минимальная площадь сечения всей продольной арматуры должна приниматься не менее 0,08 %.
4.20. Железобетонные подколонники рекомендуется армировать вертикальными сварными плоскими сетками, объединяемыми в пространственный каркас. Сетки рекомендуется устанавливать по четырем сторонам сечения подколонника (черт. 28).
Черт. 28. Армирование железобетонного подколонника пространственными каркасами, собираемыми из плоских сеток
1 - сетка
4.21. В железобетонных подколонниках, где по расчету сжатая арматура не требуется, а количество растянутой арматуры не превышает 0,3 %, допускается не ставить продольную и поперечную арматуру по граням, параллельным плоскости изгиба. В этих случаях допускается:
установка сеток только по двум противоположным сторонам сечения подколонника, как правило, в плоскостях, перпендикулярных плоскости действия б ó льшсго из двух воздействующих на фундамент изгибающих моментов;
соединение плоских сеток в пространственный каркас без соединения продольных стержней хомутами и шпильками. Толщина защитного слоя бетона (см. п. 5.19 СНиП 2.03.01-84) в этом случае должна быть не менее 50 мм и не менее двух диаметров продольной арматуры (черт. 29);
сетки устанавливаются на всю высоту подколонника.
Черт. 29. Армирование железобетонного подколонника двумя сетками
1 — арматурная сетка
4.22. В случаях, когда по расчету принято бетонное сечение подколонника, пространственный каркас устанавливается только в пределах стаканной части с заглублением ниже дна стакана на величину не менее 35 диаметров продольной арматуры (черт. 30).
Черт. 30. Армирование бетонного подколонника, имеющего стакан
под сборную колонку
1 - сетка
4.23. Если в сечении бетонного подколонника возникают растягивающие или сжимающие напряжения менее 10 кгс/см 2 , то при максимальных сжимающих напряжениях более 0,8R b (напряжения определяются как для упругого тела) необходимо выполнять конструктивное армирование на всю высоту подколонника. При этом площадь сечения арматуры с каждой стороны подколонника должна быть не менее 0,02% площади его поперечного сечения, а в случае расположения арматуры по периметру сечения — не менее 0,04 %.
4.24. При расчетном или конструктивном армировании подколонника диаметр продольных стержней вертикальной арматуры принимается не менее 12 мм. В бетонном подколоннике минимальный диаметр продольной арматуры принимается равным 10 мм.
4.25. Горизонтальное армирование стаканной части подколонника осуществляется сварными плоскими сетками с расположением стержней у наружных и внутренних поверхностей стенок стакана. Продольная вертикальная арматура должна размещаться внутри горизонтальных сеток. Диаметр стержней сеток принимается не менее 8 мм и не менее четверти диаметра продольной арматуры вертикального армирования подколонника.
4.26. Расположение горизонтальных сеток следует принимать по черт. 31.
Черт. 31. Схема расположения горизонтальных сеток армирования
подколонника:
а - при e 0 > l c /2; б - при l c /6 < e 0 £ l c /2
4.27. Толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры подколонника должна быть не менее 30 мм, а для подошвы фундамента при условии устройства под ним бетонной подготовки принимается равной 35 мм.
4.28. При необходимости косвенного армирования дна стакана устанавливают сварные сетки (от двух до четырех).
5. IIPOЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ С ПОМОЩЬЮ ЭВМ
5.1. Для подбора типовых (например, из номенклатуры серии 1.412) или проектирования нетиповых фундаментов имеется ряд программ, в которых реализованы алгоритмы расчета оснований под фундаменты и расчета прочности конструктивных элементов фундаментов.
5.2. Алгоритмы расчета грунтового основания по различным программам включают следующие нормируемые проверки, в результате удовлетворения которых определяют размеры подошвы:
по величинам средних, краевых и угловых давлений под подошвой;
по форме эпюры давлений и величине отрыва;
по величине давления на кровлю слабого слоя;
по величинам осадки и крена;
по несущей способности:
по прочности скального основания;
по прочности и устойчивости нескального основания;
на сдвиг по подошве;
на сдвиг по слабому слою.
5.3. Алгоритмы расчета прочности конструктивных элементов фундамента включают следующие нормируемые проверки, в результате удовлетворения которых определяют размеры ступеней и армирование:
по продавливанию и раскалыванию;
по поперечной силе;
по обратному моменту;
на косое внецентренное сжатие сплошного бетонного и железобетонного сечения;
на изгиб стаканной части;
на смятие под торцом колонны.
5.4. В табл. 9 приведены общие данные о специализированных программах, рекомендуемых при проектировании фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений.
Типовые по серии 1.412
Нескальные, непросадочные, сухие и водонасыщенные
Типовые по серии 1.412 и нетиповые, в том числе глубокого заложения
Скальные и нескальные, включая просадочные и водонасыщенные
Нетиповые, в том числе глубокого заложения
Нескальные, непросадочные, сухие
Нескальные, включая просадочные и водонасыщенные
Окончание табл. 9
П р и м е ч а н и е. Все материалы по программам для расчета фундаментов публикуются в информационных выпусках фонда алгоритмов и программ отрасли «Строительство» Госстроя СССР.
Пример 1. Расчет внецентренно нагруженного фундамента под сборную колонну
Дано: фундамент со ступенчатой плитной частью и стаканным сопряжением с колонной серии 1.423-3 сечением l c х b c = 400x400 мм (черт. 32); глубина заделки колонны d c = 750 мм; отметка обреза фундамента - 0,15 м; глубина заложения - 2,55 м; размер подошвы, определенный из расчета основания по деформациям в соответствии с указаниями СНиП 2.02.01-84, l x b = 3,3х2,7 м. Расчетные нагрузки на уровне обреза фундамента приведены в табл. 10.
М х , МН × м (тс × м)
Окончание табл. 10
М х , МН × м (тс × м)
Обозначения, принятые в таблице:
g f - коэффициент надежности по нагрузке;
х - направление вдоль б ó льшего размера подошвы фундамента.
П р и м е ч а н и е. Материал - сталь класса А-III.
Черт 32. Внецентренно нагруженный фундамент под сборную колонну
R s = R sc = 355 МПа ( Æ 6-8 мм) (3600 кгс/см 2 );
R s = R sc = 365 МПа ( Æ 10-40 мм) (3750 кгс/см 2 );
E s = 2 × 10 5 МПа (2 × 10 6 кгс/см 2 ).
Бетон тяжелый класса В 12,5 по прочности на сжатие:
R b = 7,5 МПа (76,5 кгс/см 2 ); R bt = 0,66 МПа (6,75 кгс/см 2 );
R bt.ser = 1,0 МПа (10,2 кгс/см 2 ); E b = 21 × 10 3 МПа (214 × 10 3 кгс/см 2 ).
Коэффициенты условий работы бетона: g b2 = 0,9; g b9 = 0,9 (для бетонных сечений).
НАЗНАЧЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ
ФУНДАМЕНТА
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОДКОЛОННИКА В ПЛАНЕ
Необходимая толщина стенок армированного стакана определяется с помощью табл. 10 для комбинации № 3 расчетных сочетаний нагрузок:
e 0 = M/N = 0,336/2,1 = 0,16 м, т.e. e 0 < 2l с = 2 × 0,4 = 0,8 м.
С учетом рекомендуемых модульных размеров подколонников, приведенных в табл. 4, принимаем l cf х b cf = 0,9 х 0,9 м; глубину стакана под колонну d p = d c + 0,05 = 0,75 + 0,05 = 0,8 м; площадь подошвы фундамента А = l х b = 3,3 х 2,7 = 8,91 м 2 ; момент сопротивления подошвы фундамента в направлении б ó льшсго размера W = 4,9 м 3 .
РАСЧЕТ ПЛИТНОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТА
НА ПРОДАВЛИВАНИЕ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫСОТЫ ПЛИТНОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТА h pl
Высота фундамента h = 2,55 — 0,15 = 2,4 м.
Ориентировочная минимальная высота подколонника при трехступенчатом фундаменте h cf = 2,4 - 0,3 × 3 = 1,5 м.
В соответствии с указаниями п. 2.6 при h cf - d p = 1,5 - 0,8 = 0,7 м > 0,5 (l cf — l c ) = 0,5 (0,9 — 0,4) = 0,25 м. Высота плитной части определяется проверкой на продавливание по схеме 1 от низа подколонника.
Определяем необходимую рабочую высоту плитной части по черт. 11.
Найдем максимальное краевое давление на основание при:
сочетании 1 : р = 2,4/8,91 + (0,096 + 0,036 • 2,4)/4,9 = 0,268 + 0,038 = 0,306 МПа;
сочетании 3 : р = 2,1/8,91 + (0,336 + 0,072 • 2,4)/4,9 = 0,235 +0,104 = 0,339 МПа.
Принимаем максимальное значение p max = 0,339 МПа.
По найденным значениям A 3 = b(l — 0,5b + b cf — l cf ) = 2,7(3,3 — 0,5 x 2,7 + 0,9 - 0,9) = 5,26 м 2 и r = g b2 R bt / p max = 0,9 × 0,66 / 0,339 = 1,75 необходимая рабочая высота плитной части фундамента h 0, pl = 62 см. Следовательно, h pl = 62 + 5 = 67 см.
В соответствии с указаниями п. 4.4 и табл. 4 высоту плитной части принимаем равной 0,9 м. Для случая индивидуального фундамента допускается принимать высоту 0,7 м (кратной 100 мм) с высотой нижней ступени 0,3 м и верхней 0,4 м.
Укажем, что с учетом принятых в дальнейшем размеров ступеней (см. черт. 32) объем бетона плитной части в обоих случаях будет практически одинаков: 4,4 м 3 при высоте плитной части 0,7 м и 4,38 м 3 — при высоте плитной части 0,9 м. Вместе с тем б ó льшая высота плитной части позволяет снизить сечение рабочей арматуры подошвы фундамента, что отражается и на общей его стоимости (см. табл. 3 прил. 7).
При 0,5 (b - b cf ) = 0,5(2,7 - 0,9) = 0,9 м > h 0,pl = 0,9 - 0,05 = 0,85 м рабочую высоту h 0,pl можно определить также по формуле (9) с заменой b c на b cf , l c на l cf .
Вычислим значения с l и с b :
с l = 0,5 (l - l cf ) = 0,5(3,3 - 0,9) = 1,2 м; с b = 0,5 (b - b cf ) = 0,5(2,7 - 0,9) = 0,9 м; r = 1,75 (см. выше);
h 0,pl = - 0,5b cf + = - 0,5 × 0,9 +
Высота ступеней назначается по табл. 4 в зависимости от полной высоты плитной части фундамента: при h pl = 0,9 h 1 = h 2 = h 3 = 0,3 м.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ВТОРОЙ СТУПЕНИ
ФУНДАМЕНТА
Первоначально определяем предельный вылет нижней ступени по формуле (16), приняв его одинаковым в двух направлениях (по х и по у):
с 1 = с 2 = 0,5b + (l + r)h 01 - = 0,5 × 2,7 + (1 + 1,75)(0,3 - 0,05) - = 1,35 + 0,69 - = 2,04 - 1,46 = 0,58 м.
l 1 = l - 2c 1 = 3,3 - 2 × 0,45 = 2,4 м; b 1 = b - 2c 2 = 2,7 - 2 × 0,45 = 1,8 м.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ТРЕТЬЕЙ СТУПЕНИ
ФУНДАМЕНТА
Размеры третьей ступени определяем по формулам (17) и (18) с заменой l c на l cf .
l 2 = (l - 2c 1 - l cf )h 3 /(h 2 + h 3 ) + l cf = (3,3 - 2 × 0,45 - 0,9)0,3/ (0,3 +0,3) + 0,9 = 1,65 м;
b 2 = (b - 2c 2 - b cf )h 3 /(h 2 + h 3 ) + b cf = (2,7 - 2 • 0,45 - 0,9) 0,3/(0,3 + 0,3) + 0,9 = 1,35 м.
Назначаем размеры третьей (верхней) ступени l 2 x b 2 = 1,5 х 0,9 м.
Выполним проверку на продавливание двух нижних ступеней от третьей ступени, так как назначенные размеры l 2 , b 2 меньше значений, полученных по формулам (17) и (18).
Проверку производим по указаниям п. 2.9 с заменой b c и l c на b 2 и l 2 и u m на b m , принимая рабочую высоту сечения
h 0,pl = h 01 + h 2 = 0,25 + 0,3 = 0,55 м;
так как b - b 2 = 2,7 - 0,9 = 1,8 м > 2h 0,pl = 2 • 0,55 = 1,1 м, то по формуле (7) b m = b 2 + h 0,pl = 0,9 + 0,55 = 1,45 м; по формуле (4) A 0 = 0,5b(l - l 2 - 2h 0,pl ) - 0,25 (b - b 2 - 2h 0,pl ) 2 = 0,5 • 2,7(3,3 - 1,5 - 2 × 0,55) - 0,25 (2,7 - 0,9 - 2 × 0,55) 2 = 0,82 м 2 ;
F = A 0 p max = 0,82 × 0,339 = 0,274 МН.
Проверяем условие прочности по продавливанию g b2 R bt b m h 0,pl = 0,9 • 0,66 • 1,45 • 0,55 = 0,474 MH > 0,274 МН, то есть условие прочности по продавливанию выполнено. Размеры фундаментов показаны на черт. 32.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕЧЕНИЙ АРМАТУРЫ ПЛИТНОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТА
Определяем изгибающие моменты и площадь рабочей арматуры подошвы фундамента А sl по формулам (46)-(57) в сечениях по граням ступеней 1-1, 2-2 и по грани подколонника 3-3, 4-4.
Расчетные усилия на уровне подошвы принимаем без учета веса фундамента по 3-му сочетанию нагрузок, определяющему p max ,
N = 2,1 МН; М = 0,336 + 0,072 • 2,4 = 0,509 МН • м; e 0 = 0,509/2,1 = 0,242 м.
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.
Обрез фундаментов под железобетонные колонны располагается чаще всего для одноэтажных зданий на отметке минус 0,15 м, для многоэтажных зданий-на отметке минус 0,2 м.
Фундаменты выполнены с уступами, высота которых 0,3 и 0,45 м.
Все размеры их в плане унифицированы и кратны модулю 0,3 м.
Площадь подколонников принята в шести вариантах начиная от 0,9 х 0,9 м (ак х Ьк).
В последующих вариантах размер подколонника в направлении шага колонн Ьк установлен 1,2 м, а размер в направлении пролета между колоннами ак составляет 1,2; 1,5; 1,8; 2,1 и 2,7 м.
Фундаменты сборных железобетонных колонн:
(1-подколонник стаканного типа; 2-железобетонная колонна; 3-плитная часть; 4-подошва фундамента)
Размеры конкретного фундамента выбирают в зависимости от нагрузки, передаваемой колонной, характеристик грунта и решений конструктивной части здания ниже отметки 0.000.
Зазор между гранями колонн и стенкой стакана принят по верху стакана 75 мм и по низу 50 мм, а между низом колонны и дном стакана 50 мм. Минимальная толщина стенки поверху 175 мм.
Стакан для ветвей двухветвевой колонны устраивают общим.
Класс бетона фундаментов В10-В12 (М150 или М200).
После установки колонн стаканы заливают бетоном класса В20 или В25 на мелком гравии.
Под железобетонные фундаменты обычно делают подготовку толщиной 100 мм из щебня с проливкой цементным раствором или из бетона класса В7,5.
При прочных слабофильтрующих грунтах устройство подготовки не требуется.
Фундамент под спаренные колонны в температурных швах устраивают общим даже в том случае, если колонны по смежным разбивочным осям спроектированы стальными и железобетонными.
Фундаментные балки под наружные стены рассчитаны на нагрузку от сплошных стен и стен с оконными или дверными проемами, расположенными над серединой фундаментной балки.
Для опирания фундаментных балок на фундаменты колонн рекомендуется устройство приливов (бетонных столбиков), ширину которых следует принимать не менее максимальной ширины балки, а обрез на отметке минус 0,45 или 0,6 м-в зависимости от ее высоты.
В многоэтажных каркасных зданиях с подвалами стены последних могут быть выполнены монолитными, из сборных железобетонных панелей (аналогично панелям наружных стен зданий) или из стеновых блоков и плит.
Отметку низа фундаментов колонн и стен подвала, расположенных между колоннами, принимают, как правило, одинаковой.
Гидроизоляцию выполняют в соответствии с материалами, в зависимости от грунтовых вод и глубины наложения подвала.
В сухих грунтах следует учитывать возможность временного появления грунтовых вод, например весной.
Расположение фундаментных балок:
а - вид сбоку; б - план; в - сечение; 1 - фундаментная балка; 2 - прилив или бетонный столбик; 3 - колонна рядовая; 4 - колонна у температурного шва; 5 - колонна примыкающего пролета; 6 - стена; 7 - засыпка шлаком; 8 - отмостка
В многоэтажных каркасных зданиях с подвалами стены последних могут быть выполнены монолитными, из сборных железобетонных панелей (аналогично панелям наружных стен зданий) или из стеновых блоков и плит.
Отметку низа фундаментов колонн и стен подвала, расположенных между колоннами, принимают, как правило, одинаковой.
Гидроизоляцию выполняют в соответствии с материалами, в зависимости от грунтовых вод и глубины наложения подвала.
В сухих грунтах следует учитывать возможность временного появления грунтовых вод, например весной.
Фундаменты стальных колонн
Фундаменты под стальные колонны принимают по типу фундаментов под железобетонные колонны. При этом подколонник устраивается сплошным (без стакана) и имеет анкерные болты, заделанные в бетон.
База стальной колонны крепится к фундаменту гайками, навинчивающимися на верхние выступающие из бетона концы анкерных болтов.
Размеры фундамента выбирают как для сборной железобетонной колонны, имеющей размеры сечения, близкие к размерам сечения стальной колонны.
Для заглубления развитых баз стальных колонн (с траверсами) обрезы фундаментов располагают на отметке - 0,7 или - 1,0 м.
Для стальных колонн, у которых траверсы отсутствуют, отметку верха подколонника назначают порядка - 0,25 м.
Сечение подколонников под базы стальных колонн выбирают так, чтобы расстояние от оси анкерных болтов до грани подколонника было не менее 150 мм.
Монолитные железобетонные фундаменты под стальные колонны:
(1-стальная колонна; 2-анкерный болт; 3-анкерная плита; 4-опорная плита; 5-цементная подливка; 6-железобетонный фундамент)
Свайные фундаменты
Конструкции монолитных фундаментов железобетонных и стальных колонн могут применяться совместно со сваями.
При устройстве фундаментов использование свай целесообразно в тех случаях, когда непосредственно под сооружением залегают слабые грунты, не способные выдержать нагрузку от сооружения, или когда применение свай позволяет получить экономически наиболее выгодное решение.
В отечественной практике известно более 150 видов свай, которые классифицируются по материалам (железобетонные, бетонные, деревянные и т. д.), конструкции (цельные, составные, квадратные, круглые, с уширением и без него и т.д.), виду армирования, способу изготовления и погружения (сборные, монолитные, забивные, завинчиваемые, буронабивные, виброштампованные и т. д.), характеру работы в грунте (сваи-стойки, висячие сваи).
Сваи железобетонные забивные цельные сплошного квадратного сечения по ГОСТ 19804.1-79* и ГОСТ 19804.2-79* рекомендуется применять для всех зданий и сооружений в любых сжимаемых грунтах (за исключением грунтов с непробиваемыми включениями).
Сваи забивают до проектных отметок.
В том случае, если по каким-либо причинам отметки свай разные, осуществляют срубку свай ручными или механическими инструментами до заданных проектных отметок.
Свайные фундаменты:
1-железобетонная колонна; 2-подколонник; 3-плитная часть фундамента; 4-свая
Читайте также: