Монолитные железобетонные фундаменты со ступенчатой плитной частью
Обновлено: 03.05.2024
Фундаменты неглубокого заложения – фундаменты, возводимые в открытых траншеях и котлованах. Они передают нагрузку на основание только по подошве и подразделяются на сплошные, ленточные и отдельные.
Отдельные фундаменты устраивают под колонны при больших расстояниях между ними. Ленточные применяют для стен, а также при слабых или неоднородных грунтах и больших нагрузках от колонн. Сплошные фундаменты применяют для сооружений башенного типа и высотных зданий.
11.2. Монолитные железобетонные фундаменты со ступенчатой плитной частью
Монолитные отдельные фундаменты применяют под монолитные или сборные колонны. Типовые столбовые монолитные железобетонные фундаменты под колонны промышленных зданий состоят из подколонника и одно-, двух- или трехступенчатой плитной части. Ступенчатые фундаменты имеют одну ступень при высоте hf ≤ 450 мм, две ступени – при hf = 500 ÷ 900 мм и три ступени – при hf > 900 мм. Высоту ступени принимают кратной 50 мм.
Фунтаменты возводят из тяжелого бетона класса не ниже В 12,5.
Фундаменты запроектированы в 6 вариантах по высоте (1,5 м и от 1,8 до 4,2 м с интервалами 0,6 м). Обрез фундамента располагается на отметке -0,15 м (рис 11.1 – 11.4).
При вскрытии основания целиковый грунт, непосредственно воспринимающий нагрузку, выравнивается и накрывается бетонной подготовкой толщиной 100 мм из бетона класса В40, В45, на которую в дальнейшем укладывают подошву фундамента.
Высота ступеней плитной части 0,3 и 0,45 м. Все размеры сечений в плане кратны 0,3 м в связи с применяемой инвентарной щитовой опалубкой.
Зазор между гранями колонн и стенами стакана принят по верху 75 мм и по низу 50 мм, а между низом колонн и дном стакана – 50 мм. Минимальная толщина стенки стакана по верху 175 мм обеспечивает ее прочность. Заливка стаканов после установки колонн производится бетоном не ниже В15 на мелком гравии (рис. 11.1). Этим обеспечивается монолитность стыка колонны с фундаментом.
Рис. 11.1. Общий вид монолитного фундамента
Рис. 11.2. Монолитный фундамент под наружные стены
Рис. 11.3. Монолитные железобетонные фундаменты под спаренные колонны, устанавливаемые в поперечных деформационных швах
Рис. 11.4. Монолитные железобетонные фундаменты под спаренные колонны, устанавливаемые в продольных деформационных швах
Рис. 11.5. Монолитный фундамент под сборную колонну при отсутствии подколонника
1 – колонна; 2 – фундамент; 3 – подошва фундамента; 4 – стакан
Фундаменты армируют типовыми сварными или вязаными арматурными сетками (горизонтальный элемент) из стали классов А-III (А400), А-II (А300) и плоскими каркасами (вертикальный элемент). Диаметр стержней сеток принимают не менее 10 мм. Если длина сеток превышает 3 м, то минимальный диаметр стержней – 12 мм. Шаг рабочих стержней составляет от 100 до 200 мм. Защитный слой бетона составляет 35 мм при наличии бетонной подготовки и 70 мм без нее. Продольные стержни монолитных колонн соединяют с арматурными выпусками фундамента дуговой сваркой или внахлестку при шаге хомутов в зоне стыка, равном 100 мм. (рис. 11.6).
Рис. 11.6. Схема армирования монолитного фундамента
На высоте защитного слоя укладывают 2 ряда сеток плитной части, располагаемых в перекрестном направлении. Ширина сеток 1000, 1400, 1600 мм задана с учетом размещения их целого числа при любой предусмотренной стандартом конфигурации подошвы фундамента. Длина сеток от 1450 до 7150 мм на 50 мм короче ширины или высоты сечения подошвы фундамента.
В центре фундамента на сетке плитной части устанавливается объемный каркас подколонника, свариваемый из 4 плоских каркасов. Распределительная арматура плоских каркасов не доходит до верха примерно на глубину стакана, с тем, чтобы можно было образовать его обойму, нанизывая на рабочие стержни каркаса ряд сеток подколонника.
Толщина стенки стакана t поверху должна быть не менее 200 мм. Глубину заделки колонн dc принимают с учетом анкеровки их продольной арматуры. Кроме того для глубины заделки колонн dc и толщины стенки t соблюдают конструктивные требования:
dс ≥ hс и t ≥ hс/5 при е0(=M/N) ≤ 2· hс
dс ≥ 1,4·hс и t ≥ hс/3 при е0 ≥ 2· hс
где hс – высота поперечного сечения колонны.
При необходимости углубления фундамента устраивают подколонник (рис. 11.7, а,б). Его конструируют по правилам, предъявляемым для колонн с повышенной толщиной защитного слоя арматуры. Для снижения расхода бетона рекомендуют обычный стык колонны с подколонником (рис. 11.7, б). Однако в этом случае требуется для фундамента бетон повышенной прочности.
Рис. 11.7. Монолитный фундамент под сборную колонну при наличии подколонника
Типовые столбовые монолитные железобетонные фундаменты под колонны промышленных зданий состоят из подколонника и одно-, двух- или трехступенчатой плитной части. Фундаменты запроектированы в шести вариантах по высоте (1,5 м и от 1,8 до 4,2 м с интервалами 0,6 м).
Обрез фундамента располагается на отметке —0,15 м под железобетонные и на отметке —0,7; —1,0 м под стальные колонны. Таким образом, заглубляются развитые базы стальных колонн.
При вскрытии основания целиковый грунт, непосредственно воспринимающий нагрузку, выравнивается и накрывается бетонной подготовкой толщиной 100 мм из бетона марки 50. На бетонную подготовку ложится подошва фундамента.
Высота ступеней плитной части 0,3 и 0,45 м. В связи с применяемой для устройства форм инвентарной щитовой опалубкой все размеры сечений в плане кратны 0,3 м. Площадь сечения подколенников принята в шести вариантах от 0,9 X 0,9 м. В последующих вариантах ширина сечения (в направлении шага колонн) принимается 1,2 м, а высота (в направлении пролета между колоннами) изменяется от 1,2 до 2,7 м.
Площадь сечения подошвы изменяется от 1,5X1,5 м (площадь 2,25 м2) до 7,2X6,6 (площадь 47,5 м2). Она выбирается в связи с нагрузкой, передаваемой колонной, и допускаемым удельным давлением грунта.
Зазор между гранями колонн и стенами стакана принят по верху 75 мм и по низу 50 мм, а между низом колонн и дном стакана 50 мм.
Небольшой уклон стенок стакана упрощает распалубку. Минимальная толщина стенки стакана по верху 175 мм обеспечивает ее прочность при монтажных и постоянных нагрузках. Заливка стаканов после установки колонн производится бетоном марки 200 на мелком гравии.
Сечение подколонников под базы стальных колонн выбирается исходя из размещения анкерных болтов так, чтобы расстояние от оси болта до грани подколонника было не менее 150 мм.
В зависимости от вылета граней подошвы фундамента по отношению к подколоннику форма плитной части принимается одно-, двух- или трехступенчатой, так чтобы при высоте ступеней до 0,45 м вылет всей плитной части и отдельных ступеней ограничивался уклоном 1 : 2 при опорных кранах грузоподъемностью до 50 т и 1 : 1,5 при опорных кранах большей грузоподъемности.
Для каждой комбинации площади сечений подошвы и подколонника принят один типоразмер плитной части. При очертании подошвы фундамента, близком к 1,5 квадратам и более, уступы ступеней в направлении шага колонн совмещаются. Всего под рядовые колонны одноэтажных зданий предусмотрен 651 типоразмер, а под рядовые колонны многоэтажных зданий — 288 типоразмеров опалубки. Причем в последнем случае 226 типоразмеров отличаются от фундаментов под колонны одноэтажных зданий только глубиной стакана.
В зависимости от схемы армирования в каждом типоразмере опалубки может быть выполнено несколько фундаментов различной несущей способности. Таким образом, в целом стандартом предусматривается более двух тысяч вариантов фундаментов, практически охватывающих возможные сочетания нагрузки, собираемой колонной, и допускаемого удельного давления грунта.
Для опирания фундаментных балок рекомендуется устройство приливов площадью сечения 0,3X0,6 м с обрезом на отметке —0,45 м (при высоте балок 0,4 м, для шага колонн 6 м) и с обрезом на отметке —0,65 м (при высоте балок 0,6 м — для шага колонн 12 м).
Фундаменты армируются типовыми арматурными сетками (горизонтальный элемент) и плоскими каркасами (вертикальный элемент). Сетки и плоские каркасы изготавливаются из арматуры периодического профиля на автоматических линиях с применением контактной точечной электросварки во всех местах пересечений стержней.
На высоте защитного слоя (35—50 мм от подошвы фундамента) укладываются два ряда сеток плитной части, располагаемых в перекрестном направлении. Рабочая арматура сеток расположена с интервалом 0,2 м. Ширина сеток 1; 1,4; 1,6 м задана с учетом размещения их целого числа при любой предусмотренной стандартом конфигурации подошвы фундамента. Длина сеток (от 1,45 до 7,15 м с интервалом через 0,3 м) на 50 мм короче ширины или высоты сечения подошвы фундамента.
В центре фундамента на сетке плитной части устанавливается объемный каркас подколонника, свариваемый из четырех плоских каркасов. Распределительная арматура плоских каркасов не доходит до их верха примерно на глубину стакана, с тем чтобы можно было образовать его обойму, нанизывая на рабочие стержни каркаса ряд сеток подколонника. В подколенниках пенькового типа под стальные колонны эти сетки, кроме периметральных, имеют и ряд внутренних стержней.
Высота и ширина плоских каркасов и размеры в плане сеток подколонника назначаются исходя из его сечения и принятой высоты фундаментов.
Сборка каркасов подколонника, как правило, производится на поточных линиях в арматурном цехе или на полигоне в зоне действия монтажного крана. Жесткость собранных каркасов при транспортировке обеспечивается съемными диагональными связями.
В связи с необходимостью графически отразить различие между монолитным и сборным, конструктивным и легким бетоном на рассматриваемых листах и далее, согласно примечанию 36 к § 2 ГОСТ 2.306—68, сборные железобетонные элементы в отличие от монолитного бетона обозначены в разрезах без вкрапления точек, из конструктивного бетона — с вкраплением треугольников, из легкого бетона — с вкраплением овалов.
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.
ФУНДАМЕНТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Типовые столбовые монолитные железобетонные фундаменты под колонны промышленных зданий состоят из подколонника и одно-, двух- или трехступенчатой плитной части. Фундаменты запроектированы в шести вариантах по высоте (1,5 м и от 1,8 до 4,2 м с интервалами 0,6 м).
Обрез фундамента располагается на отметке —0,15 м под железобетонные и на отметке —0,7; —1,0 м под стальные колонны. Таким образом, заглубляются развитые базы стальных колонн.
При вскрытии основания целиковый грунт, непосредственно воспринимающий нагрузку, выравнивается и накрывается бетонной подготовкой толщиной 100 мм из бетона марки 50. На бетонную подготовку ложится подошва фундамента.
Высота ступеней плитной части 0,3 и 0,45 м. В связи с применяемой для устройства форм инвентарной щитовой опалубкой все размеры сечений в плане кратны 0,3 м. Площадь сечения подколонников принята в шести вариантах от 0,9 X 0,9 м. В последующих вариантах ширина сечения (в направлении шага колонн) принимается 1,2 м, а высота (в направлении пролета между колоннами) изменяется от 1,2 до 2,7 м. Площадь сечения подошвы изменяется от 1,5X1,5 м (пло--щадь 2,25 м2) до 7,2X6,6 (площадь 47,5 м2). Она выбирается в связи с нагрузкой, передаваемой колонной, и допускаемым удельным давлением грунта.
Зазор между гранями колонн и стенами стака-/на принят по верху 75 мм и по низу 50 мм, а между низом колонн и дном стакана 50 мм Небольшой уклон стенок стакана упрощает распалубку. Минимальная толщина стенки стакана по верху 175 мм обеспечивает ее прочность при монтажных и постоянных нагрузках. Заливка стаканов после установки колонн производится бетоном марки 200 на мелком гравии.
Сечение подколонников под базы стальных колонн выбирается исходя из размещения анкерных болтов так, чтобы расстояние от оси болта до грани подколонника было не менее 150 мм.
В зависимости от вылета граней подошвы фундамента по отношению к подколоннику форма плитной части принимается одно-, двух- или трехступенчатой, так чтобы при высоте ступеней до 0,45 м вылет всей плитной части и отдельных ступеней ограничивался уклоном 1 : 2 при опорных кранах грузоподъемностью до 50 т и 1 : 1,5 при опорных кранах большей грузоподъемности.
Для каждой комбинации площади сечений подошвы и подколонника принят один типоразмер плитной части. При очертании подошвы фундамента, близком к 1,5 квадратам и более, уступы ступеней в направлении шага колонн совмещаются. Всего под рядовые колонны одноэтажных зданий предусмотрен 651 типоразмер, а под рядовые колонны многоэтажных зданий — 288 типоразмеров опалубки. Причем в последнем случае 226 типоразмеров отличаются от фундаментов под колонны одноэтажных зданий только глубиной стакана.
В зависимости от схемы армирования в каждом типоразмере опалубки может быть выполнено несколько фундаментов различной несущей способности. Таким образом, в целом стандартом предусматривается более двух тысяч вариантов фундаментов, практически охватывающих возможные сочетания нагрузки, собираемой колонной, и допускаемого удельного давления грунта.
Для опирания фундаментных балок рекомендуется устройство приливов площадью сечения 0,3X0,6 м с обрезом на отметке —0,45 м (при высоте балок 0,4 м, для шага колонн 6 м) , и с обрезом на отметке —0,65 м (при высоте балок 0,6 м — для шага колонн 12 м).
Фундаменты армируются типовыми арматурными сетками (горизонтальный элемент) и плоскими каркасами (вертикальный элемент). Сетки и плоские каркасы изготавливаются из арматуры периодического профиля на автоматических линиях с применением контактной точечной электросварки во всех местах пересечений стержней.
На высоте защитного слоя (35—50 мм от подошвы фундамента) укладываются два ряда сеток плитной части, располагаемых в перекрестном направлении. Рабочая арматура сеток расположена с интервалом 0,2 м. Ширина сеток 1; 1,4; 1,6 м задана с учетом размещения их целого числа при любой предусмотренной стандартом конфигурации подошвы фундамента. Длина сеток (от 1,45 до 7,15 м с интервалом через 0,3 м) на 50 мм короче ширины или высоты сечения подошвы фундамента.
В центре фундамента на сетке плитной части устанавливается объемный каркас подколонника, свариваемый из четырех плоских каркасов. Распределительная арматура плоских каркасов не доходит до их верха примерно на глубину стакана, с тем чтобы можно было образовать его обойму, нанизывая на рабочие стержни каркаса ряд сеток подколонника. В подколонниках пенькового типа под стальные колонны эти сетки, кроме периметральных, имеют и ряд внутренних стержней.
ЛИСТЫ 1.01 ; 1.02. Монолитные железобетонные фундаменты со ступенчатой плитной частью
Высота и ширина плоских каркасов и размеры в плане сеток подколонника назначаются исходя из его сечения и принятой высоты фундаментов.
Сборка каркасов подколонника, как правило, производится на поточных линиях в арматурном цехе или на полигоне в зоне действия монтажного крана. Жесткость собранных каркасов при транспортировке обеспечивается съемными диагональными связями.
В связи с необходимостью графически отразить различие между монолитным и сборным, конструктивным и легким бетоном на рассматриваемых листах и далее, согласно примечанию 3б к § 2 ГОСТ 2.306—68, сборные железобетонные элементы в отличие от монолитного бетона обозначены в разрезах без вкрапления точек, из конструктивного бетона — с вкраплением треугольников, из легкого бетона — с вкраплением овалов.
Инвентарная опалубка монолитных железобетонных фундаментов может рассматриваться как строительная конструкция здания, поскольку ее устройство входит в построечную трудоемкость, а она сама по себе является достаточно сложным и металлоемким сооружением. |В данной книге рассмотрены конструкции опалубки для фундаментов со ступенчатой и пирамидальной плитной частью. Последняя позволяет уменьшить объем бетона, но несколько увеличивает металлоемкость форм.|
Комплект опалубки со ступенчатой плитной частью состоит из: плоских щитов девяти типоразмеров, образующих опалубные панели ступеней Элитной части и подколонника; П-образных щитов двух типоразмеров для последующего бетонирования опор под фундаментные балки; стяжек двух типоразмеров, диагональных опорных балок, связывающих между собой опалубочные панели ступеней; набора пуансонов, образующих стаканы; подмостей при бетонировании формы. Щиты для образования панелей подколонника выполняются из стального листа толщиной 2 мм с окаймлением и ребрами жесткости из уголков 63X40X5 мм и имеют размеры: (0,75; 0,9 и 1,2) X 0,75 м и (0,9 и 1,2) X 1,2 м. Аналогичные щиты для ступеней плитной части имеют размеры (0,3 и 1,5) X (0,3 и 0,45) м. Плоские панели каждой ступени собираются путем скрепления щитов болтами. Болты снабжены удлиненными шайбами так, чтобы полка окаймляющего уголка не мешала подтягиванию гайки. Собранные опалубочные панели соединяются в трех углах через промежуточный уголок винтами. Четвертый угол соединяется винтовым замком, позволяющим уточнить размеры формы.
Объемные формы отдельных ступеней связаны между собой и с формой подколонника диагонально расположенными опорными балками, касательными к углам вышележащих форм. При посредстве этих балок вся опалубка фундамента может быть собрана до его бетонирования. При раздельном бетонировании ступеней и подколонника диагональные опорные балки могут быть исключены.
Укрупнительная сборка опалубочных панелей подколонника производится из отдельных щитов на выровненной монтажной площадке. Щиты укладываются рабочей поверхностью вниз. К горизонтальным или вертикальным ребрам щитов посредством пальцев крепятся откидные шпильки и пропускаются в зазор между швеллерами, составляющими стяжку. Гайками стяжки подтягиваются к щитам и сплачивают панель опалубки. Опалубочные панели подколонника соединяются между собой в пространственный блок на месте бетонирования аналогично опалубочным панелям ступеней.
Пуансон для образования стакана посредством опорных балок крепится к опалубке подколонника. Так как верхняя грань опалубки может превышать обрез фундамента, предусмотрена возможность регулирования положения пуансона по высоте. После распалубки фундаментов под крайние и торцовые колонны производятся крепление П-образных щитов к подколеннику и бетонирование опор под фундаментные балки.
Блочная опалубка фундамента с пирамидальной плитной частью состоит из нижней рамы, трапециевидных панелей плитной части и прямоугольных панелей подколонника. Размеры щитов, образующих панели, назначаются в связи с конкретными размерами фундамента, проектируемого индивидуально. Щиты состоят из стальных листов толщиной 3 мм с окаймлением и ребрами жесткости из полос площадью сечения 70 X 5 мм. При сборке формы щиты болтами скрепляются между собой и с нижней рамой.
Жесткость формы обеспечивается обвязками из швеллеров, связанных в углах шарнирами или замками, позволяющими производить обжатие, и раскосами из прокатных уголков, соединяющими нижнюю раму с блочной опалубкой подколонника.
Если есть возможность использования кранового оборудования грузоподъемностью около 10 т, объемные блоки опалубки можно собирать на монтажной площадке вокруг арматурного каркаса и устанавливать вместе с ним.
Глубокое заложение фундаментов определяется геологическим строением грунта или наличием подвалов под производственными помещениями. Для экономии бетона и ускорения монтажа здания в этих случаях целесообразно устанавливать в монолитную плитную часть фундамента подколонники облегченного сечения. Они могут быть выполнены рамными двухветвевыми или в виде ствола двутаврового сечения с оголовком, на который устанавливается стальная колонна.
Отметка верха оголовка (обрез фундамента) принята в зависимости от высоты базы стальной колонны — для зданий с опорными кранами грузоподъемностью до и более 50 т соответственно —0,7 м и —1,0 м. Оголовки снабжаются закладными болтами для анкеровки базы колонны. Размеры оголовков соответственно определяются: длина — высотой сечения колонны в крайних и средних рядах здания, ширина — выносом и высота — глубиной заделки анкерных болтов. Общая высота двухветвевого подколонника предусмотрена 5,1-9,9 м с интервалом через 1,2 м. Глубина заделки в плитную часть 1,2 м. В подко-
Монолитные отдельные фундаменты проектируют ступенчатого типа, плитная часть которых имеет от одной до трех ступеней. Если по конструктивным особенностям и требуемым габаритам подошвы фундамента необходимости в устройстве плитной части нет, фундаменты проектируют столбчатыми без плитной части.
Высоту фундамента, высоты ступеней плитной части и размеры в плане подошвы и подколонника следует принимать кратными 300 мм (3М в соответствии с ГОСТ Р 52085-2003 [3]) из условия их изготовления с применением инвентарной щитовой опалубки.
При соответствующем обосновании в случае массового применения или для отдельных индивидуальных фундаментов разрешается принимать размеры, кратные 100 мм по согласованию с потребителем и высоты ступеней плитной части кратными 50 мм, но не менее 300 мм.
При центральной нагрузке подошву фундамента следует принимать квадратной.
При внецентренной нагрузке, соответствующей основному варианту нагружения, подошву рекомендуется принимать прямоугольной с соотношением сторон не менее 0,6.
Высота фундамента h назначается с учетом глубины заложения подошвы и уровня обреза фундамента.
Обрезы фундаментов сборных железобетонных колонн промышленных зданий следует принимать, как правило, на отметке -0,150 для обеспечения условий выполнения работ нулевого цикла. Обрез фундамента монолитных железобетонных колонн рекомендуется принимать в уровне верха фундаментной балки, а при ее отсутствии – на отметке -0,050.
Отметка обреза фундамента стальных колонн определяется размером базы колонны, принятого способа опирания башмака и метода монтажа стальных колонн. Например, при безвыверочном монтаже стальных колонн, имеющих фрезерованный торец и строганую плиту башмака, требуется устройство подливки под плитой башмака толщиной 50-70 мм, что и определяет отметку верха фундамента.
Рекомендуемые размеры сечений подколонников, высот фундаментов и плитной части, а также подошвы (см. рисунок 25) приведены в табл. 26.
Таблица 26 (рисунок 25 должен быть рядом)
| Модульные размеры фундамента, м, при модуле, равном 0,3 | ||||||||
| соответственно hpl | подошвы | подколонника | ||||||
| h | hpl | h1 | h2 | h2 | квадратной b´l | прямо- угольной b´l | под рядовые колонны bcf´lcf | под колонны в температурных швах bcf´lcf |
| 1,5 | 0,3 | 0,3 | - | - | 1,5´1,5 | 1,5´1,8 | 0,6´0,6 | 0,6´1,8 |
| 1,8 | 0,6 | 0,3 | 0,3 | - | 1,8´1,8 | 1,8´2,1 | 0,6´0,9 | 0,9´2,1 |
| 2,1 | 0,9 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 2,1´2,1 | 1,8´2,4 | 0,9´0,9 | 1,2´2,1 |
| 2,4 | 1,2 | 0,3 | 0,3 | 0,6 | 2,4´2,4 | 2,1´2,7 | 0,9´1,2 | 1,5´2,1 |
| 2,7 | 1,5 | 0,3 | 0,6 | 0,6 | 2,7´2,7 | 2,4´3,0 | 0,9´1,5 | 1,8´2,1 |
| 3,0 | 1,8 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 3,0´3,0 | 2,7´3,3 | 1,2´1,2 | 2,1´2,1 |
| 3,6 | - | - | - | - | 3,6´3,6 | 3,0´3,6 | 1,2´1,5 | 2,1´2,4 |
| 4,2 | - | - | - | - | 4,2´4,2 | 3,3´3,9 | 1,2´1,8 | 2,1´2,7 |
| Далее с шагом 0,3 м или 0,6 м | - | - | - | - | 4,8´4,8 | 3,6´4,2 | 1,2´2,1 | - |
| 5,4´5,4 | 3,9´4,5 | 1,2´2,4 | - | |||||
| - | - | - | - | - | 4,2´4,8 | 1,2´2,7 | - | |
| - | - | - | - | - | 4,5´5,1 | - | - | |
| - | - | - | - | - | 4,8´5,4 | - | - | |
| - | - | - | - | - | 5,1´5,7 | - | - | |
| - | - | - | - | - | 5,4´6,0 | - | - |
Здесь hpl – суммарная высота плитной части фундамента.
Сопряжение фундамента с колонной выполняется монолитным для фундаментов под монолитные колонны (рисунок 31, а) и стаканным для сборных или монолитных фундаментов под сборные колонны (рисунок 31, б, в).
При монолитном сопряжении фундамента с колонной размеры поперечного сечения подколонника по сравнению с размерами поперечного сечения колонны принимают увеличенными не менее чем на 50 мм в каждую сторону.
Стакан под двухветвевые колонны с расстоянием между наружными гранями ветвей не более 2400 мм выполняется общим под обе ветви, с расстоянием более 2400 мм - раздельно под каждую ветвь. Под колонны в температурных швах также рекомендуется выполнять раздельные стаканы.
Размеры стакана для сборных колонн следует назначать из условия обеспечения необходимой глубины заделки колонны в фундамент и обеспечения зазоров, равных 75 мм по верху и 50 мм по низу стакана с каждой стороны колонны (см. рисунок 31).
Глубина стакана dp принимается на 50 мм больше глубины заделки колонны dс, которая назначается из следующих условий:
для типовых колонн - по данным рабочей документации;
для индивидуальных прямоугольных колонн - по таблице 27, но не менее, чем определенных по условиям анкеровки рабочей арматуры колонн;
для двухветвевых колонн:
| при ld ³ 1,2 м dc = 0,5 + 0,33 ld , | (44) |
но не более 1,2 м,
где ld — ширина двухветвевой колонны по наружным граням;
| lc = ld [1 - 0,8 (ld - 0,9)] , | (45) |
но во всех случаях не менее величин, определенных по условиям анкеровки рабочей арматуры колонн и не более 1,2 м.
| Отношение толщины стенки стакана к высоте верхнего уступа фундамента t/hcf | Глубина заделки колонн прямоугольного сечения dc при эксцентриситете продольной силы | |
| или глубине стакана t/dp (см. рисунок 31) | e0 £ 2lc | e0 > 2lc |
| > 0,5 | lc | lc |
| £ 0,5 | lc | lc + 0,33 (lc - 2t)(e0/lc - 2) , причем lc £ dc £ 1,4lc |
Глубина стакана фундамента должна обеспечивать необходимую длину анкеровки продольной рабочей арматуры сборных железобетонных колонн.
Базовая (основная) длина анкеровки, необходимая для передачи усилия в арматуре с полным расчетным значением сопротивления Rs на бетон, определяется в соответствие с [7] по формуле
где As и us - соответственно площадь поперечного сечения анкеруемого стержня арматуры и периметр его сечения, определяемые по номинальному диаметру стержня;
Rbond - расчетное сопротивление сцепления арматуры с бетоном, принимаемое равномерно распределенным по длине анкеровки и определяемое по формуле
| Rbond = η1η2Rbt , | (47) |
здесь Rbt - расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;
η1 - коэффициент, учитывающий влияние вида поверхности арматуры, принимаемый равным:
1,5 - для гладкой арматуры (класса А240);
2 - для холоднодеформированной арматуры периодического профиля (класса В500);
2,5 - для горячекатаной и термомеханически обработанной арматуры периодического профиля (классов А300, А400 и А500);
η2 - коэффициент, учитывающий влияние размера диаметра арматуры, принимаемый равным:
1,0 - при диаметре арматуры ds £ 32 мм;
0,9 - при диаметре арматуры 36 и 40 мм.
Требуемая расчетная длина анкеровки арматуры с учетом конструктивного решения элемента в зоне анкеровки определяется по формуле
где - базовая длина анкеровки, определяемая по формуле (46);
, - площади поперечного сечения арматуры, соответственно требуемая по расчету и фактически установленная;
a - коэффициент, учитывающий влияние на длину анкеровки напряженного состояния бетона и арматуры и конструктивного решения элемента в зоне анкеровки.
При анкеровке стержней периодического профиля с прямыми концами (прямая анкеровка) или гладкой арматуры с крюками или петлями без дополнительных анкерующих устройств для растянутых стержней принимают a =1,0, а для сжатых - a =0,75.
Данные о требуемой длине анкеровки рабочей арматуры колонн приведены в Таблице 28.
Глубина заделки рабочей арматуры при проектном классе бетона, для стержней, работающих с полным расчетным сопротивлением диаметром ds менее 36 мм.
| Класс рабочей арматуры | Характер напряженного состояния | Проектный класс бетона | |
| В15 | В20 | ||
| А400 | Растянутая | 47ds | 39ds |
| Сжатая | 36ds | 30ds | |
| А500 | Растянутая | 58ds | 48ds |
| Сжатая | 44ds | 36ds |
Длина заделки рабочей арматуры колонн в стаканы фундаментов может быть уменьшена, умножением значений, приведенных в таблице 28 на отношение .
Если при конструировании фундаментов невозможно полностью удовлетворить требованиям по длине анкеровки арматуры колонн, приведенным в таблице 28, используют специальные меры по анкеровке продольных стержней в виде: устройства на концах специальных анкеров в виде пластин, шайб, уголков, приварки на длине заделки дополнительных анкерующих стержней.
В любом случае фактическую длину анкеровки принимают не менее 0,3 , а также не менее 15ds и 200 мм.
Минимальную толщину стенок неармированного стакана поверху следует принимать не менее 0,75 высоты верхней ступени (подколонника) фундамента или 0,75 глубины стакана dp и не менее 200 мм.
В фундаментах с армированной стаканной частью толщина стенок стакана определяется расчетом и принимается не менее величин, указанных в таблице 29.
| Толщина стенок стакана t, мм | |||
| Направление усилия | колонны прямоугольного сечения с эксцентриситетом продольной силы | двухветвевой колонны | |
| e0 £ 2lc | e0 > 2lc | ||
| В плоскости изгибающего момента | 0,2 lc, но не менее 150 | 0,3 lc, но не менее 150 | 0,2 ld, но не менее 150 |
| Из плоскости изгибающего момента |
Толщину дна стакана фундаментов следует принимать не менее 200 мм.
Минимальные размеры подколонников стальных колонн определяются расположением анкерных болтов для крепления колонн, расстоянием от оси болта до края фундамента (таблица 30) и размерами опорных плит башмаков.
| Болты | С отгибом | С анкерной плитой | Прямые | Конические |
| Диаметр болта (по резьбе) d, мм | 12-48 | 12-90 | 12-48 | 12-48 |
| Эскиз |  |  |  |  |
| Глубина заделки Н | 25d | 15d | 10d | 10d |
| Минимальное расстояние между осями болтов | 6d | 8d | 5d | 10d |
| Минимальное расстояние от оси болта до грани фундамента (подколонника) | 4d | 6d | 5d | 10d |
Во всех случаях расстояние от оси болта до грани фундамента не должно быть менее 100 мм для болтов диаметром до 30 мм включительно, 150 мм - для болтов диаметром до 48 мм и 200 мм - для болтов диаметром более 48 мм.
Для опирания фундаментных балок на фундаментах изготавливают столбчатые набетонки (приливы), которые выполняются на готовом фундаменте. Крепление набетонок к фундаменту рекомендуется осуществлять за счет сцепления бетона с предварительно подготовленной поверхностью бетона фундамента (насечки) или приваркой анкеров к закладным изделиям, или с помощью выпусков арматуры, предусмотренных в теле фундамента (при отношении высоты набетонки к ее меньшему размеру в плане ³ 15).
Фундаментные железобетонные балки высотой сечения 300 мм для наружных и внутренних стен производственных зданий с шагом колонн 6 м выпускаются по серии 1.415.1-2 четырех типов. Геометрические размеры поперечного сечения и область применения балок показаны в таблице 31.
| Тип балки | Поперечное сечение балки | Область применения |
| 1БФ |  | Стены панельные навесные и самонесущие и перегородки t £ 200 мм |
| 2БФ |  | Стены панельные навесные и самонесущие t £ 200 мм, стены кирпичные t = 250 мм |
| 3БФ |  | Стены панельные навесные и самонесущие t = 350 мм, стены самонесущие блочные t = 400 мм, стены кирпичные t = 380 мм |
| 4БФ |  | Стены блочные t = 500 мм, стены кирпичные t = 510 мм |
Здесь t – толщина стены.
Для кирпичных стен толщин 640 мм и более допускается применение сдвоенных фундаментных балок.
Читайте также: