Привязка колонны к фундаменту

Обновлено: 03.05.2024

Расположение в плане здания несущих и самонесущих стен отмечается координационными осями. Именно эти оси фиксируются на строительной площадке при разбивке здания, поэтому их называют еще разбивочными.

В соответствии с принятой в строительстве Единой модульной системой (ЕМС), все расстояния между разбивочными осями должны быть кратны основному строительному модулю М=100 мм или укрупненному модулю ЗМ=300 мм. Это делается в целях унификации, т. е. уменьшения количества типоразмеров строительных конструкций.

Расположение конструктивных элементов здания по отношению к разбивочным осям называется привязкой.Разбивочные оси всегда совпадают с гранями конструкций перекрытия, т. е., привязка стен к осям показывает величину опирания плит перекрытия на стены.

Правила привязки капитальных стен (рис. 3.1):

1) привязка самонесущих стен «нулевая», т. е. разбивочная ось совпадает с внутренней гранью стены;

Рис. 3.1. Конструктивные схемы зданий:

а – с продольными несущими стенами;

б – с поперечными несущими стенами;

в – с продольными и поперечными

Рис. 3.2. Типы стен:

а – несущая стена;

б – самонесущая стена; в – ненесущая (навесная) стена

2) внутренние несущие стены имеют осевую привязку, т. е. геометрическая ось стены совпадает с разбивочной осью;

3) привязка наружных несущих стен от внутренней грани стены до оси выполняется не менее половины толщины внутренних несущих стен. Унифицированные размеры привязок для кирпичных стен – 200 мм, крупнопанельных – 100 мм, деревянных – 50 мм.

3.3. Разработка планов здания

Выбрав конструктивную схему здания и зафиксировав положение разбивочных осей, можно переходить к компоновке помещений на плане здания в соответствии с требованиями к планировке квартиры, изложенными в разделе 2 настоящих методических указаний. При этом перегородки можно произвольно перемещать на плане, добиваясь наилучших пропорций комнат и соответствия площадей всех помещений нормативным требованиям.

Особое внимание следует обратить на правильный расчет и размещение в плане лестничной клетки. При расчете лестниц следует учитывать следующие требования (см. рис. 3.3):

1) ширина маршей внутриквартирных лестниц должна быть не менее 90 см;

не менее ширины маршей;-2) ширина лестничных площадок

3) ширина проступи должна быть не менее 250 мм, а сумма размеров проступи и подступенка составляет 450 мм;

4) общепринятые уклоны лестниц – 1:2; 1:1,25; 1:1,5; 1:1,75;

5) в плане лестницы между маршами необходимо оставлять зазор не менее 100 мм для пропуска пожарного шланга.

В лестницах малоэтажных зданий допускается применять так называемые забежные ступени, имеющие треугольную форму в плане. Виды внутриквартирных лестниц приведены на рис. 3.4.

На первом этапе эскизирования все стены изображают одной линией. После увязки взаимного расположения всех помещений можно переходить к привязке стен к разбивочным осям и детальной проработке планов.

Толщина наружных стен рассчитывается по СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника». Методика теплотехнических расчетов в курсовом проектировании также подробно изложена в [5].

Толщина стен должна быть кратна размерам кирпича (380, 510, 640 или 770 мм). Внутренние несущие стены из кирпича выполняются толщиной 380 мм, а перегородки – 120 мм. Если стены выполнены

Рис. 3.3. Расчет лестничной клетки

Рис. 3.4. Минимальные габаритные размеры разных видов лестничных клеток (рассчитаны на высоту этажа 3,0 м, размер проступи – 250 мм, размер подступенка – 200 мм)

из других материалов, их толщина также должна определяться с учетом размеров элементов, выпускаемых промышленностью. После определения толщины стен их привязывают к разбивочным осям здания (см. п. 3.2).

270 мм.´140, 140´Особое внимание следует обратить на вентиляционные и дымовые каналы, которые размещают во внутренних стенах, примыкающих к кухне и санузлу. Каналы выкладывают из кирпича толщиной 380 мм. Сечения каналов кратны 1/2 кирпича (со швами): 140

Размеры оконных и дверных проемов также унифицированы и подбираются в соответствии с ГОСТ 66.29-80 или по учебникам.

Площадь оконных проемов в свету должна составлять не менее 1/8 от площади пола помещения. Расстояние от поперечных стен и перегородок до окна внутри помещения не должно превышать 1,5 м. Высота подоконника над уровнем пола – минимум 800 мм. В кирпичных стенах толщиной 510 мм и более оконные и дверные проемы выполняются с четвертями. Четверти 120 мм в плане образуются за счет выпуска 1/4 кирпича на боковых откосах проемов по наружной грани стен и защищают двери и окна от продувания.´размером 65

Унификация и типизация невозможны без соблюдения единых правил привязки конструктивных элементов к модульным координационным осям здания.
Под привязкой понимают расстояние от модульной координационной оси до грани или геометрической оси сечения конструктивного элемента.
Конструкции покрытия и перекрытия всегда имеют нулевую привязку.

Привязка колонн крайних продольных рядов здания.

Колонны крайние могут иметь привязки: «0» (нулевая привязка), «250» и «500».
Нулевая привязка – наружная грань колонны совпадает с координационной осью (рис. 1). Устраивают такую привязку в следующих случаях:
— в зданиях со сборным железобетонным или смешанным каркасом без мостовых кранов и подстропильных конструкций;
— в зданиях со сборным железобетонным или смешанным каркасом с мостовыми кранами при следующих параметрах: а = 6 м; Н ≤ 14,4 м; Q ≤ 200 кН;
— в бескрановых зданиях с металлическим каркасом высотой Н ≤ 8,4 м.

Привязки «250» и «500» — колонны выдвигаются относительно модульной координационной оси на 250 или 500 мм, соответственно, наружу здания (Рис.2).

Привязку «250» осуществляют:
— в зданиях, имеющих подстропильные конструкции;
— при нарушении условий нулевой привязки.
Привязку «500» устраивают:
— в зданиях с мостовыми кранами грузоподъемностью ≥ 750 кН;
— в зданиях с мостовыми кранами тяжелого и особо тяжелого режимов работы.

Привязка колонн средних рядов здания.

Средние колонны, за исключением колонн, расположенных в местах деформационных швов, имеют осевую привязку – их геометрические оси совмещают с модульными координационными осями здания.

Привязка крайних колонн к поперечным (торцевым) модульным координационным осям.
Привязка торцевых колонн выполняется смещением геометрической оси колонны по отношению к координационной оси на 500 мм внутрь здания (рис.3). Такое смещение колонн в торце здания обеспечивает необходимый зазор между стеной и пристенной несущей конструкцией покрытия для размещения верхней части колонн торцевого фахверка.

Привязка колонн в местах устройства деформационных швов

Швы, как правило, устраивают на двух колоннах (со вставкой и без нее). В металлическом каркасе допустимо выполнять шов на одной колонне между параллельными пролетами одной высоты при условии, что в здании нет мостовых кранов, а примыкающие пролеты имеют высоту Н ≤ 7,2 м и ширину L ≤ 18 м. В этом случае колонна имеет осевую привязку, а в одном из пролетов устраивают подвижное опирание ферм покрытия.

Продольные швы между параллельными пролетами одной высоты и швы в местах перепада высот как параллельных, так и взаимно перпендикулярных пролетов выполняются на двух колоннах со вставкой между модульными координационными осями. Размеры вставок (с) определяются в зависимости от вида каркаса и, привязок его элементов к координационным осям, требуемых температурных зазоров, а в местах перепада высот еще учитывают и толщину стен.

Поперечный температурно-деформационный шов (ТДШ)
Поперечный ТДШ устраивают:
— при длине температурного блока А

Продольный температурно-деформационный шов (ТДШ) без перепада высот между смежными параллельными пролетами. Такие ТДШ устраивают на двух осях со вставкой (с), а колонны привязывают по правилам привязки крайних колонн.

ТДШ в перепадах высот параллельных (рис. 5а) и взаимно перпендикулярных (рис.5б) пролетов. Эти швы выполняются на двух колоннах со вставкой между координационными осями.

Колонны торцового фахверка имеют нулевую привязку – координационная ось совпадает с наружной гранью колонны. Привязка колонн продольного фахверка назначается такой же как основных колонн данного ряда.

Привязки колонн многоэтажных зданий

Промышленные многоэтажные здания проектируют в основном из унифицированных железобетонных конструкций серий ИИ 20/70 (под полезную нагрузку на перекрытие до 25 кН/м2) и 1.020-1, созданной на базе серии ИИ-04 (под полезную нагрузку на перекрытие до 10 кН/м2).
Привязка колонн серии ИИ 20/70

Колонны средних рядов имеют осевую привязку, а крайних продольных рядов – нулевую – их наружная грань совпадает с координационной осью.

Для торцовых колонн здания допускают три решения:

а) колонны располагают центрально на поперечной координационной оси, а стены — с привязкой 530 мм (рис. 6а);
б) колонны сдвинуты относительно своей геометрической оси на 500 мм от модульной координационной оси (рис. 6б);
в) колонны имеют осевую привязку (рис.6в).

Температурно-деформационные швы устраивают:
— со вставкой (с=1000 мм), а колонны имеют осевую привязку (рис. 7а);
— без вставки, а геометрические оси колонн отстоят от координационной оси на 500 мм (рис.7б).

Привязка колонн серии 1.020 -1

Все колонны этой серии имеют осевую привязку: их геометрические оси совпадают с модульными координационными осями. Деформационные швы решены на парных колоннах со вставкой величина, которой определяется сечением колонн и толщиной стеновых панелей (рис 8).

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

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

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

Разновидности

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

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

Различают 2 вида:

Колонна непрерывно взаимодействует с основанием, нарушение положения хотя бы одной опоры приводит к обрушению дома. Поэтому под колонны не рекомендуется использовать сваи.

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

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

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

Подготовка к возведению

Подготовка включает:

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

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

Инструменты и материалы

Для строительства нужны:

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

Для работы понадобятся следующие инструменты и приспособления:

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

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

Как рассчитать?

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

К первым относятся:

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

К инженерно-геологическим данным относятся:

свойства грунта;
уровень грунтовых вод;
глубина промерзания грунта.

По полученным данным рассчитывают величину опорных столбов для колонн.

Пример расчета под монолитную колонну

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

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

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

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

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

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

Пример расчета под металлическую колонну

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

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

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

Этапы строительства под монолитную колонну

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

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

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

Армирование опор

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

В качестве горизонтальных элементов используется стальная сетка с размерами ячеек от 5–6 мм, но не более 12 мм:

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

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

Изготовление каркаса можно посмотреть в этом видео:

Монтаж башмака

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

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

После схватывания раствора продолжают возведение фундамента.

Установка колонн

Начинают работу с сооружения армирующего каркаса:

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

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

Ростверк

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

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

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

Этапы строительства под металлическую (стальную) колонну

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

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

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

Установку на анкера можно посмотреть в этом видео:

Ошибки при строительстве и способы их избежать

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

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

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

Много важной и полезной информации о столбчатом фундаменте найдете здесь.

Заключение

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

На крупномасштабных стройках часто прибегают к использованию колонн, которые берут на себя несущую 100%-ую нагрузку. Эти модули выполняют «роль» главного каркаса.

Важно при проектировании производить по максимуму точные вычисления (с минимальными расхождениями от расчетных единиц) по устройству и сборке фундаментов под колонны.

Что представляют собой фундаменты под колонну, каковы их виды и размеры, строительные расчеты и поэтапное устройство – далее подробно.

Особенности фундаментов под колонны

Фундамент под колонну — это первый и наиважнейший этап в начале любой масштабной стройки. От исполнения монтажных работ по его построению, зависит долговечность и прочность всего (в будущем построенного) сооружения.

На практике для обустраивания основания под колонны профессионалы выбирают фундаментные блоки «стаканного типа», маркированные:

1Ф – с сечением 30х30 (см);
2Ф – с сечением 40х40 (см).

Эти «модули» обеспечивают кроме полноценной поддержки сооружения, еще и заданную вертикальную постановку конструкции (по плану, проекту, чертежам).

Допустимы и другие блочные варианты, но их углубление, размеры должны определяться в каждом индивидуальном случае. Следует помнить, что блочные габариты возрастают с интервалом в 100 мм, полнота стенки башмака внизу должна быть не менее 200 мм.

С учетом порядка постановки колонн, блоки из железобетона могут иметь смещенный или центральный тип нагрузок. Во втором случае блоки имеют в основании плиту в виде квадрата, а в первом – прямоугольную (стороны с отношением 0,6).

Бетон, из которого создаются блоки для фундамента стаканного типа, имеет максимальную устойчивость к появлению трещин, это позволяет использовать конструкции в регионах с резко континентальным, холодным климатом.

Прочность и крепость материала выдерживает даже землетрясения до 9 баллов. В соответствии с ГОСТ 26633 в бетонную массу добавляется определенные присадки, повышающие качества прочности и стойкости конечного модуля.

В зависимости от гидрогеологических факторов, на точке монтажных работ выбирается класс влагонепроницаемости и морозостойкости – их показатели не должны быть менее W4 и F100 соответственно. Допускается минимальное водопоглощение бетоном, но не более 5% от всей массы конструкции.

Все здания и постройки разделяют на каркасные и бескаркасные, при этом объекты промышленного типа строят по первому варианту, а жилые дома по второму. Несущими модулями в каркасных домах/сооружениях считаются колонны, они бывают железобетонными или металлическими. На них во время строительных действий выкладывают плиты, перекрытия и другие необходимые модули.

В зависимости от колонного вида подбирают и тип фундаментной основы.

Размеры по ГОСТу

Маркирование железобетонных изделий, следуя ГОСТу 24476-80, должно иметь 2 или 3 группы (из букв или цифр). В них закодированы:

предназначение, функции;
габариты;
серия;
свойства.

Первая часть кодировки – тип/размер, к примеру, 1Ф это фундаментная основа для колонн с определенным сечением. Показатели из цифр (следующие) сообщают о длине/высоте модулей в дециметрах.

Часть вторая в маркировочном коде является показателем индекса несущей способности – от 1 до 3. Третья часть маркирования сообщает о гидрофобности бетона. Например, если бетонный модуль имеет класс водонепроницаемости (В2), у него не будет добавочных знаков, если нет, то появляется индекс П.

Фундамент под колонны ГК изготавливают строго в соответствии с регламентирующей документацией, по ГОСТу – Серией 1.020-1/83. Основание получается морозоустойчивым, износостойким (из утяжеленного бетона класса не ниже B 15 и арматурных прутков из стали).

Виды оснований для ж/б и металлических опор

В настоящее время пользуют два ведущих варианта обустройства фундамента для колонн из металла или железа/бетона – сборные и монолитные. Их структуры идентичны – из армированного железа/бетона. Данная модификация дает возможность фиксации нижней опорной части в требуемой постановке (в конкретном месте).

Различия между этими видами в использовании:

фундамент сборный выбирают для бетонированных колонн;
монолитный тип считается универсальным, подходит для монтажа железобетонных колонн (любой конструкции) и из металла.

В сфере строительства железобетонную форму под фундамент обозначают «стаканом». Он гарантирует ровное, одинаковое перераспределение нагрузок на всей плоскости опоры на почве.

Устройство основания

Для обустройства фундамента под железобетонные (ЖБ) колонны можно выбирать еще и следующие варианты:

сборный из ребер;
пустотелый;
пеньковый с подколонником.

Все вышеперечисленные типы подходят для промышленных комплексов, объектов. Подробнее про особенности проектирования и установки фундамента под колонны промышленного здания читайте здесь.

Основной составляющей всей системы фундамента для колонны из железобетона будет плита в виде прямоугольника. На ней «сидят» другие плиты малого размера. Плитные модули составляют «пирамидку» из ступенек, верхняя ее часть оканчивается стаканообразной формой под опору. В монолитном варианте данный «механизм» предстает в виде цельного, одного блока. В сборном – в виде составляющих отдельных модульных плит (внизу большая, далее по уменьшению).

Чтобы смонтировать металлические колонны отдают предпочтение «цельным» фундаментным основаниям из железобетона. Такой каркас «собран» в виде армированной крепкой конструкции. В верхней его части расположены анкерные болты в строгой последовательности (по размерам).

Особенность этого типа в том, что нужна максимальная точность в разметке мест стыковки – постановке болтов. Технология сборки фундамента для колонн из металла аналогична с заливкой монолитной основы, но взамен «стакана», постановка и фиксация ведется на анкерные болты. После монтажа крепежные элементы заливают бетонной смесью.

Кроме закрепления на анкеры из металла, колонны можно еще соединять с фундаментным стаканом методом сварки арматуры подколонника.

Расчеты для проекта

Чтобы конструкция у фундамента была долговечной и прочной, следует провести верные расчеты, создать проект, где будут предусмотрены состав почв, климатические особенности, высота и тяжесть здания, все нагрузки, идущие на фундамент от колонн.

Инженерно-геологические проверки устанавливают:

уровень расположения подземных вод;
глубину промерзаний (сезонных);
состав грунтов, их твердость, качества.

Используют нормативы-таблицы. Например, для состава грунта (песчаного со средн./крупн.) будут соответствовать величины:

e=0.65, ρ=1,8 т/м 3 ;
Е=30 MПа, ϕ=35°;
С=1 кПа.

Глубину фундаментного размещения находят с учетом самой большой глубины вымерзания по формуле (5.4 CП 22.13330.2016):

kh это коэфф. для построек с возможностью отопления;
dfn – глубина промерзаний.

Предварительные размеры фундаментного основания находят по формуле:

N – нагрузка по вертикали, она получается при вычислении каркаса строения;
R0 – сопротивление грунтов — выбирают в справочных данных СНиП 2.02.01-83;
ȳ –средний вес удельный фундаментной основы;
d – величина глубины.

Все расчеты ведутся с применением показателей таблиц, использованием нужных формул (по тех. литературе, ГОСТ, СП). Для зданий с высотой более чем три этажа совершают усложненные расчеты, учитывая краевую нагрузку.

Для расчета необходимы данные по нагрузке, которую будет оказывать колонна:

вертикальная вместе с массой стен и перекрытий всего здания и крыши;
ветровая и осадковая – по региональным данным (в табл.);
при крутящихся моментах (2-х плоскостная);
поперечная, напирающая на фундамент от колонн.

По полученным данным исчисляют значения опорных столбов для колонн.

Правила крепления

Для прочного и надежного крепления колонны к фундаменту используют два популярных, удобных типа фиксации. Первый – при помощи болтов, для стальных деталей.

Здесь уже в фундаментном блоке предусмотрены и поставлены болты из крепкого металла для прорезей (крепежа) у основания колонны, это очень практично. Второй тип в виде технологии вставки колонной основы в предназначенное углубление, с дальнейшей обязательной фиксирующей заливкой смесью из бетона.

Этапы монтажа

Цена стаканных готовых блоков приемлема, но доставка и монтаж (тяжелой системы) имеет высокую стоимость. Специалисты рекомендуют делать все работы на строительном объекте непосредственно, заказав бетономешалки с готовой смесью.

Обустройство монолитного фундамента (из железобетона) лучше доверить специалистам. Работы выполняют по этапам:

Подготавливают котлованы необходимого размера и глубины.
На выровненное дно насыпают подушку из гравия с песком, трамбуют.
Заливают узкую прослойку «подбетонку» цементную, которая исключит потерю бетонных составляющих.
Собирают армирующий каркас для стакана. Арматуру, которая подлежит сварке – сваривают, если нет пометок «для сварки», то пруты прочно связывают.
По периметру армирования монтируют опалубку.
Затем совершают заливку бетонной смесью, профи рекомендует обязательно использовать вибратор для полного освобождения массы от образующихся пузырей воздуха. Если этот нюанс упустить, то возможно (со временем) появление трещин (на фундаменте) из-за давления здания, перекрытий и стен.
Период для застывания бетонной смеси 3-4 дня. Затем разбирают опалубку.

100%-ную прочность фундамент наберет через 30 дней. После этого приступают к обратной засыпке и монтажу колонн.

Стальных

При возведении стальных колонн, вместо пустой ниши во внутренней части башмака создают сразу монолитный стакан, куда уже «замурованы» анкеры из стойкой, крепкой стали. Обращают внимание на рихтовку, ее проводят в процессе работ или после.

Работы выполняют, после совершения расчетов, пошагово:

колонны поднимают специальными техустройствами;
«подносят» к стыковочным точкам с анкерами;
выверяют и проводят фиксацию.

Работы относятся к повышенной сложности, их следует доверять опытным специалистам-строителям.

Армирование подколонников

Армирование помогает избежать досрочного разрушения конструкций, гарантирует дополнительную прочность. Фундаментный подколонник это традиционный модуль основания столбчатого типа, который называют «стаканом». Он фиксируется к нижней (подошвенной) части фундамента, и считается его верхней частью.

Армирование подколонника фундамента под колонну из металла дает возможность сооружению:

держать максимальные нагрузки;
повышать (значительно) прочность, надежность;
увеличивать долговечность, износостойкость.

Армирование данного типа проводится для построек различного назначения. Сборку выполняют двумя способами – сварными сетками или моностержнями. Последние располагают с одинаковым промежутком в поперечном или продольном направлении.

Стержни из арматуры должны быть одной длины, а диаметр соответствовать 10 мм. Если сторона подошвы имеет длину более 3 м, то диаметр должен быть 12 мм. Правильный шаг прутков до 10 см, но не более 20 см.

Толщина слоя бетона для плитной зоны варьирует от 40 мм (в том числе наличие подготовки из бетона под «подошвой») до 70 мм (без нее).

Порядок армирования подколонников схож с армированием колонн (с квадратным/прямоугольным сечением). Арматура в вертикальном положении устанавливается по углам, и собирается между собой. Затем она в виде каркаса объединяется с перпендикулярными стержнями, создавая прочную конструкцию («в клеточку»).

Неверно созданные расчеты и монтаж своими руками (без опыта) могут отрицательно сказаться на прочности всего здания.

Заключение

Колонны здания должны иметь прочное и жесткое основание для максимального надежного «упора». Это гарантирует стойкость не только самим колоннам, но и строению целиком. Сложные вычисления, подсчеты, чертежи и времязатратный монтаж фундамента под колонны лучше поручить профессионалам со стажем, во избежание ошибок и погрешностей.

Использование унифицированных объемно – планировочных и конструктивных решений промышленных зданий требует соблюдения единых правил привязки конструктивных элементов к разбивочным осям.

Под размером привязки понимают расстояние от разбивочной оси до грани или геометрической оси сечения конструктивного элемента.

В одноэтажных каркасных зданиях при привязке колонн крайних и средних рядов, наружных продольных и торцевых стен, колонн в местах устройства температурных швов, а также в местах перепада высот между пролетами и примыкания взаимно перпендикулярных направлений пролетов используют привязки «нулевая», «250» и «500» («600») мм.

«Нулевая» привязка должна быть преимущественной, т.к. при ней исключается применение доборных ограждающих и несущих элементов в местах устройства температурных швов, высотных перепадов и примыкания пролетов различного направления.

Ее используют при всех видах материалов каркаса в бескрановых зданиях и в зданиях с подвесными и опорными кранами, если высота от пола до низа несущих конструкций не превышает 14,4м, а грузоподъемность кранов – 32т.

При «нулевой» привязке внешние грани колонн крайних продольных рядов совмещают с разбивочными (координационными) осями.

При этом внутренняя поверхность продольных наружных стен и положение разбивочной оси совпадает за исключением случаев применения применения крупноразмерных навесных (самонесущих) конструкций стен.

В этих случаях для удобства монтажа и расположения приборов крепления предусматривают зазоры 30 мм между внешними гранями колонн и внутренней поверхностью стен.

Привязка элементов одноэтажных зданий к продольным и поперечным разбивочным осям

При привязке «250» и более (кратной 50мм) внешние грани колонн смещают наружу с разбивочной оси на 250 мм.

Такая привязка допустима в зданиях с мостовыми кранами грузоподъемностью 32 т и более, при высоте пролета более 14,4 м и шаге колонн 6 м, а также в зданиях при шаге колонн 12 м и высоте пролетов более 12м.

В таких зданиях использование привязки «250» и более вызвано увеличением размеров сечения колонн и подколонников, а в ряде случаев необходимостью устройства проходов для ремонта и обслуживания подкрановых путей мостовых кранов.

В торцах зданий геометрические оси сечения основных колонн средних и крайних рядов смещают с разбивочной оси внутрь на 500 мм, а сама разбивочная ось совмещается с внутренней поверхностью торцевой стены.

В случае необходимости между поверхностью стены и разбивочной осью оставляется зазор 30 мм.

Такое правило привязки позволяет производить конструктивно оправданное размещение фахверковых колонн у торцевых стен и подстропильных (стропильных) конструкций покрытия без доборных элементов.

Поперечный температурный шов между парными колоннами в зданиях с пролетами равной высоты устраивают с использованием привязки колонн к одной или двум разбивочным осям.

Привязки к двум разбивочным осям применяют в зданиях со сборным железобетонным каркасом и при расстоянии между поперечными температурными швами более 144 м.

В обоих случаях привязка предусматривает смещение геометрических осей сечения колонн на 500 мм в обе стороны от разбивочных осей.

В настоящее время в связи с совершенствованием унификации рекомендуется переход на новые, более экономичные привязки.

В частности, вместо привязки «500» в случаях, рекомендовано использование привязки «600».

Продольный температурный шов между парными колоннами в зданиях с пролетами равной высоты осуществляют, предусматривая две разбивочные оси со вставкой между ними (рис. 4,ж-к). Размер вставки зависит от способов привязок в примыкающих пролетах и может составлять 500, 750 и 1000 мм.

Привязку колонн разновысоких пролетов осуществляют к двум продольным разбивочным осям со вставкой между ними.

Привязка колонн к этим осям должна соответствовать правилам привязок «0» или «250».

Размер вставки С (мм) должен быть кратным 50мм (но не менее 300 мм) и равняться сумме следующих размеров :

С = «0» («250») х 1(2) + d + e + 50

где d – толщина стены, мм; e- зазор между наружной гранью колонн повышенного пролета и внутренней плоскостью стены, мм, обычно равное 30мм; 50 мм – зазор между наружной плоскостью стены и гранью колонн пониженного пролета.

В местах примыкания взаимно перпендикулярных пролетов привязку колонн осуществляют также к двум разбивочным осям со вставкой между ними.

Размер вставки С (мм) зависит от способа привязки в поперечном (более высоком) пролете («0» или «250») и может быть определен из выражения :

С = 0 (250) + e + d + 50.

Этот размер округляют до кратности 50 мм, но он не должен быть менее 300 мм.

При наличии продольного температурного шва между пролетами, примыкающими к перпендикулярному пролету, этот шов продлевают до пролета, где он будет поперечным швом.

При этом вставка между разбивочными осями в продольном и поперечном швах должна иметь одинаковую величину ( 500, 750 или 1000 мм), а каждую из парных колонн по линии поперечного шва смещают с ближайшей парной оси на 500 мм.

В зданиях с покрытиями из железобетонных оболочек внешние грани колонн крайних рядов смещают с разбивочных осей наружу на 250 мм, а внутренние плоскости наружных стен из панелей горизонтальной разрезки располагают на 30 мм от грани этих колонн.

Ширину вставки между парными разбивочными осями в местах продольных и поперечных температурных швов принимают равной 1000 мм, а колонны, обращенные в сторону швов, относят от разбивочных осей наружу на 250 мм.

Привязка колонн и наружных стен многоэтажных зданий к продольным и поперечным разбивочным осям и в местах температурных швов

В месте примыкания к одноэтажному зданию многоэтажного не допускается смещать разбивочные оси, перпендикулярные к линии пристройки и общие для отдельных частей сблокированного здания.

При этом вставку между разбивочными осями по линии поперечных температурных швов многоэтажного здания предусматривают тогда, когда нельзя смещать оси в обеих частях здания.

Температурные швы в пристройках, продолжающие швы одноэтажной части здания

Размер вставки между параллельными крайними разбивочными осями по линии примыкания многоэтажного объема к одноэтажному принимают таким, чтобы в этом месте можно было использовать по возможности типовые стеновые панели.

Читайте также: