Конструирование фундаментов
Фундаменты под колонны многоэтажных каркасных зданий обычно проектируются монолитными ступенчатого типа, плитная часть которых имеет не более трех ступеней.
Отношение вылета ступени к ее толщине (или группы ступеней к их суммарной толщине) не превосходит 2.
Подошва фундамента, как правило, прямоугольной формы с отношением сторон от 1 до 0,6. При этом большая сторона всегда располагается в направлении большего момента.
Верх фундамента рекомендуется располагать на отметке — 0,15 м для обеспечения условий выполнения работ после завершения нулевого цикла. В связи с этим при значительной глубине заложения фундамента над плитной его частью устраивают монолитно связанный с плитой подколонник (рис. ниже).
Фундаменты при соединении с колонной
а — монолитной; б — сборной; 1 — подколонник; 2 — плитная часть фундамента
Сопряжение фундамента с колонной выполняется монолитным под монолитные колонны и стаканного типа под сборные колонны.
Зазоры между колонной и стенками стакана принимают равными 75 мм по верху и 50 мм по низу стакана с каждой стороны колонны. Эти зазоры заполняются бетоном класса не ниже В 12,5.
Глубину стакана dp принимают на 50 мм больше глубины заделки колонны dc. Значение dc должно быть не менее большего размера сечения колонны /с, а также не менее:
30d- при 1-м случае сжатия колонны в сечении по обрезу фундамента;20d- при 2-м случае сжатия; здесь d — диаметр арматуры колонны.
При 1-м случае сжатия граничное значение dc = 30d можно уменьшить путем умножения его на отношение момента колонны в сечении по обрезу фундамента к предельному по прочности моменту колонны при заданном значении N, но принимать не менее 20d.
Толщину стенок по верху неармированного стакана принимают не менее 0,75 глубины стакана и не менее 200 мм.
Толщину стенок армированного стакана принимают не менее 150 мм.
Для связи с монолитной колонной из фундамента (подколонника) выпускают арматуру с площадью сечения, необходимой для восприятия расчетных усилий колонны у обреза фундамента. В пределах фундамента эту арматуру объединяют хомутами в каркас и запускают в колонну на длину не менее длины анкеровки lап.
Стыки выпусков с арматурой колонны можно выполнять внахлестку без сварки в соответствии с указаниями СП 52-101-2003.
Фундаменты армируют сварными сетками только по подошве. При этом, если меньшая сторона подошвы имеет размер Ь<3м,>3м применяют отдельные сетки с рабочей арматурой в одном направлении, укладываемые в двух плоскостях. При этом рабочая арматура каждой сетки располагается снизу. Сетки в каждой из плоскостей укладываются без нахлестки с расстоянием между крайними стержнями не более 200 мм (рис. ниже).
Армирование подошвы фундамента сетками
Минимальный защитный слой бетона для этой арматуры принимается: при наличие под фундаментом подготовки из тощего бетона — 40 мм, при отсутствии — 70 мм.
Если нормальное сечение подколонника как бетонного элемента не обеспечено по прочности, подколонник армируют плоскими сварными сетками при проценте армирования всей продольной арматуры не менее 0,2% (рис.ниже).
Армирование железобетонного подколонника пространственным каркасом, собранным из сеток
В железобетонных подколонниках, где по расчету сжатая арматура не требуется, а количество растянутой арматуры не превышает 0,3%, допускается устанавливать сетки только по граням подколонника, перпендикулярным плоскости действия большего из двух действующих на фундамент моментов. При этом толщина защитного слоя бетона должна быть не менее 50 мм и не менее двух диаметров арматуры.
При необходимости армирования стенок стакана в бетонных подколонниках следует устанавливать пространственный каркас в пределах стаканной части с заглублением ниже дна стакана на величину не менее 35 диаметров продольной арматуры. При этом площадь всей продольной арматуры принимается не менее 0,04% от площади подколонника вне стакана (рис. ниже).
Армирование бетонного подколонника со стаканом
Кроме того, при е0 > Iс/b в стаканной части подколонника следует устанавливать горизонтальные сварные сетки с расположением стержней у наружных и внутренних поверхностей стенок стакана. При этом вертикальная арматура размещается внутри сеток (рис. ниже). Диаметр стержней сеток принимается не менее 8 мм и не менее четверти диаметра продольной арматуры.
Схема расположения сеток стакана подколонника
ros-pipe.ru
16.Расчет подколонника
16.1.Расчет продольной арматуры.
Продольную арматуру в подколоннике стаканного типа определяем из расчета на изгиб двух нормальных сечений: на уровне основания колонны, отстоящего от обреза фундамента на величину z= 0,45 м; на уровне основания подколонника, отстоящего от обреза фундамента на величинуz= 0,60 м. Величину продольной силыNв сечении на уровне основания колонны принимаем равной нулю, а на уровне основания подколонника равной ее значению на обрезефундамента (см. таб. 28).
Примечание: Наличие в данном случае продольной силы в нормальном сечении подколонника на уровне основания колонны увеличивает, как правило, его несущую способность на изгиб. При этом качество заделки колонны в стакане подколонника существенно влияет на величину передавемой продольной силы на подколонник. По этой причине в практических расчетах нормальное сечение подколонника стаканного типа на уровне основания колонны считается изгибаемым.
При армировании подколонника продольная арматура располагается в нормальном сечении симметрично. При этом площадь сечения растянутой и сжатой арматуры принимается одинаковой. Нормальное сечение на уровне основания колонны считается изгибаемым, а на уровне основания подколонника внецентренно сжатым.
Фундамент Ф-1.
Из таб. 28 находим расчетные усилия на обрезе фундамента: N= 2182,1 кН;М= 64,7 кНм;Q= 72,6 кН.
Сечение на уровне основания колонны.
При симметричном армировании высота сжатой зоны бетона в нормальном сечении x= 0. Изгибающий момент в расчетном сечении определяем по формуле:
Расчетное сечение арматуры определяем по формуле:
где h– высота сечения подколонника;a,a‘– соответственно толщина защитного слоя бетона в растянутой и сжатой зоне (расстояние от центра сечения арматуры до соответствующей грани бетонного сечения).
Принимаем армирование 2Ф16 А-III,As=As‘= 4,02 см2.
Сечение на уровне основания подколонника.
Изгибающий момент в расчетном сечении определяем по формуле:
Действие продльной силы и изгибающего момента заменяем действием продольной силы, приложенной с эксцентрицитетом e0относительно центра тяжести сечения:
При этом эксцентрицитет приложения силы относительно центра растянутой арматуры будет равен:
Определяем по формуле (25) нормативного документа /6/ предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона:
Определяем высоту сжатой зоны бетона из уравнения (37) норм /6/ при условии, что Rs=RscиAs=As‘:
Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона:
Поскольку ξ= 0,279 <ξR= 0,604, проверку прочности сечения при заданном армировании выполняем по формуле (36) норм /6/.
Принятого армирования достаточно для обеспечения прочности внецентренно сжатого сечения подколонника.
Окончательно принимаем вертикальное армирование подколонника из четырех стержней
Необходимую длину анкеровки продольной арматуры определяем по формуле (186) норм /6/:
Продольную арматуру следует довести до уровня подошвы фундамента. При этом длина анкеровки растянутой арматуры составит 0,65 м, что больше lan= 0,489 м.
По конструктивным соображениям /13, рис. 206/ расстояние между стержнями продольной арматуры должно быть не более 400 мм. Из этих соображений устанавливаем дополнительно 4 Ф10 А-IIIмежду рассчетными стержнями продольной арматуры.
Фундамент Ф-2.
Из таб. 28 находим расчетные усилия на обрезе фундамента: N= 3367,1 кН;М= 67,1 кНм; Q= 40,1 кН.
Сечение на уровне основания колонны.
При симметричном армировании высота сжатой зоны бетона в нормальном сечении x= 0. Изгибающий момент в расчетном сечении определяем по формуле:
Расчетное сечение арматуры определяем по формуле:
где h– высота сечения подколонника;a,a‘– соответственно толщина защитного слоя бетона в растянутой и сжатой зоне (расстояние от центра сечения арматуры до соответствующей грани бетонного сечения).
Принимаем ближайшую по площади поперечного сечения арматуру 2Ф16 А-III,As=As‘= 4,02 см2.
Сечение на уровне основания подколонника.
Изгибающий момент в расчетном сечении определяем по формуле:
Действие продльной силы и изгибающего момента заменяем действием продольной силы, приложенной с эксцентрицитетом
При этом эксцентрицитет приложения силы относительно центра растянутой арматуры будет равен:
Поскольку характеристики материалов не изменились, предельное значение относительной высоты сжатой зоны бетона также не изменится и будет равно 0,604.
Определяем высоту сжатой зоны бетона из уравнения (37) норм /6/ при условии, что Rs=RscиAs=As‘:
Определяем относительную высоту сжатой зоны бетона:
Поскольку ξ= 0,431 <ξR= 0,604, проверку прочности сечения при заданном армировании выполняем по формуле (36) норм /6/.
Принятого армирования достаточно для обеспечения прочности внецентренно сжатого сечения подколонника.
Окончательно принимаем вертикальное армирование подколонника из четырех стержней Ф 16 А-III, расположенных в углах поперечного сечения. При этом As = As‘ = 4,02 см2.
Поскольку характеристики материалов и диаметр рабочей арматуры не изменились, расчетная длина анкеровки растянутой арматуры также не изменилась и составляет 0,489 м.
Продольную арматуру следует довести до уровня подошвы фундамента. При этом длина анкеровки растянутой арматуры составит 0,65 м, что больше lan= 0,489 м.
По конструктивным соображениям /13, рис. 206/ расстояние между стержнями продольной арматуры должно быть не более 400 мм. Из этих соображений устанавливаем дополнительно 4 Ф10 А-IIIмежду рассчетными стержнями продольной арматуры.
studfiles.net
4.3.3 Отдельные фундаменты под колонны ч.2
ТАБЛИЦА 4.28. РАЗМЕРЫ ФУНДАМЕНТОВ ФАХВЕРКОВЫХ КОЛОНН
| Эскиз | Марка фундамента | Размеры, мм | Объем бетона, м3 | |||||
| l l1 | b b1 | c c1 | d d1 | h h1 | hf | |||
| ФФ1-1 ФФ1-2 ФФ1-3 ФФ1-4 ФФ1-5 ФФ1-6 | 1500 – | 1500 – | 300 – | 300 – | 300 – | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 1,65 1,89 2,38 2,86 3,35 3,83 | |
| ФФ2-1 ФФ2-2 ФФ2-3 ФФ2-4 ФФ2-5 ФФ2-6 | 1800 – | 1800 – | 450 – | 450 – | 300 – | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 1,94 2,19 2,67 3,16 3,65 4,13 | |
| ФФ3-1 ФФ3-2 ФФ3-3 ФФ3-4 ФФ3-5 ФФ3-6 | 2400 1500 | 1800 900 | 450 300 | 450 – | 300 300 | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 2,43 2,67 3,16 3,65 4,13 4,62 | |
| ФФ4-1 ФФ4-2 ФФ4-3 ФФ4-4 ФФ4-5 ФФ4-6 | 2400 1500 | 2100 1500 | 450 300 | 300 300 | 300 300 | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 2,92 3,16 3,65 4,13 4,62 5,10 | |
| ФФ5-1 ФФ5-2 ФФ5-3 ФФ5-4 ФФ5-5 ФФ5-6 | 2700 1800 | 2100 1500 | 450 450 | 300 300 | 300 300 | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 3,24 3,48 3,97 4,46 4,94 5,43 | |
| ФФ6-1 ФФ6-2 ФФ6-3 ФФ6-4 ФФ6-5 ФФ6-6 | 3000 1800 | 2400 1500 | 600 450 | 450 300 | 300 300 | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 3,70 3,94 4,43 4,92 5,40 5,89 | |
ТАБЛИЦА 4.29. РАЗМЕРЫ СБОРНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
| Типоразмер фундамента | Размеры фундаментов, мм | Масса фундамента, т | |||||
| b | hf | А | В | С | D | ||
| 1Ф13 1Ф17 1Ф21 | 4300 1700 2100 | 1050 | 450 | 275 | 150 50 50 | 200 400 650 | 3,19 4,17 5,49 |
| 2Ф13 2Ф17 2Ф21 | 1300 1700 2100 | 500 | 225 | 150 50 50 | 200 400 650 | 3,05 4,04 5,35 | |
| 1ФС13 2ФС13 | 1300 | 450 550 | 275 225 | 150 | 200 | 3,19 3,05 | |
Глубина заделки двухветвевых колонн
h’ > 0,5 + 0,33h,
где h — расстояние между наружными гранями ветвей колонн.
При h ≥ 2,1 м h’ принимается равной 1,2 м.
ТАБЛИЦА 4.30. ГЛУБИНА ЗАДЕЛКИ КОЛОНН
| Отношение толщины стенки стакана к высоте верхнего подколонника | Глубина заделки h’ колонны прямоугольного сечения при эксцентриситете продельной силы | |
| е0 < 2hс | е0 > 2hс | |
| > 0,5 | hc | hc |
| ≤ 0,5 | hc | |
Глубина заделки всех типов колонн должна, кроме того, быть не менее глубины заделки ее рабочей арматуры, принимаемой по табл. 4.31. Для возможности рихтовки сборных колонн глубина стакана принимается на 50 мм больше глубины заделки колонны.
ТАБЛИЦА 4.31. ГЛУБИНА ЗАДЕЛКИ АРМАТУРЫ КОЛОНН
| Арматура | Колонна | Глубина заделки рабочей арматуры колонн при проектном классе бетона | |
| В15 | В20 и выше | ||
| Горячекатаная периодического профиля класса A-II | Прямоугольного сечения Двухветвевая | 25d (15d) 30d (15d) | 20d (10d) 25d (10d) |
| То же, А-III | Прямоугольного сечения Двухветвевая | 30d (18d) 35d (18d) | 25d (15d) 30d (15d) |
Примечания: 1. Допускается уменьшать глубину заделки колонн до 15 диаметров продольной рабочей арматуры при условии приварки к концам продольных рабочих стержней (дополнительных анкерующих стержней или шайб).
2. Значения, приведенные в скобках, относятся к глубине заделки сжатой рабочей арматуры,
3. Для парных стержней колонны глубина заделки определяется в соответствии с приведенным (по площади сечения) диаметром.
Толщина дна стакана назначается по расчету, но не менее 200 мм. Толщина стенок неармированного стакана dg поверху принимается не менее 0,75 высоты подколонника, а при его отсутствии — высоте верхней ступени или 0,75 глубины стакана, но не менее 200 мм. Толщина армированного стакана назначается расчетом, но не менее величин, указанных в табл. 4.32. Размеры стакана понизу принимаются больше размера колонны в плане на 100 мм, поверху — на 150 мм.
Рекомендуемые классы бетона для железобетонных монолитных фундаментов В10 и В15, для сборных — В15 и В20. Замоноличивание колонны производится бетоном марки не ниже В10. Армирование подошвы осуществляется сетками из арматуры периодического профиля классов А-II и А-III. Расстояние между осями рабочих стержней составляет 200 мм, диаметр при их длине до 3 м — не менее 10 мм, при большей длине — 12 мм. Во всех пересечениях стержни должны быть сварены. Диаметр продольных рабочих стержней подколонника принимается не менее 12 мм. Подколонники армируются продольными и поперечными стержнями; площадь сечения стержней определяется расчетом.
В местах опирания монолитных колонн на фундаменты выпуски арматуры из фундамента соединяются с арматурой колоны. Заделка выпусков арматуры в фундамент и длина выпусков из фундамента принимаются не менее величин, приведенных в табл. 4.33.
Стыки выпусков арматуры колонн и фундаментов устраиваются выше пола. Стыки рабочей арматуры при диаметре стержней до 32 мм, расположенной в растянутой зоне, должны иметь длину нахлестки не менее величин, указанных в табл. 4.33. При этом стыки располагаются вразбежку. Выпуски арматуры соединяются хомутами с расстоянием между ними не более 10 диаметров.
ТАБЛИЦА 4.32. ТОЛЩИНА СТЕНОК АРМИРОВАННОГО СТАКАНА
| Направление усилия | Колонна | Толщина стенок стакана |
| В плоскости нагибающего момента | Прямоугольного сечения при эксцентриситете продольной силы e < 2hc То же, но при e > 2hc Двухветвевая | 0,2hc, но не менее 150 мм 0,3hc, но не менее 150 мм 0,2h’, но не менее 150 мм |
| Из плоскости изгибающего момента | Прямоугольного сечения и двухветвевая | > 150 мм |
ТАБЛИЦА 4.33. ДЛИНА ЗАДЕЛКИ ВЫПУСКОВ АРМАТУРЫ
| Арматура | Длина выпусков при бетоне проектного класса | |
| В10 | В15 и выше | |
| Горячекатаная периодического профиля класса A-II и круглая (гладкая) класса A-I То же, класса А-III | 35d 45d | 30d 40d |
Под монолитными фундаментами при любых грунтах предусматривается сплошная бетонная подготовка толщиной 100 мм из бетона марки не ниже М50, под сборными допускается принимать песчаную подготовку.
Целесообразно возводить фундаменты на промежуточной подготовке, переменной жесткости в плане (рис. 4.13). В этом случае эпюра контактных давлений трансформируется таким образом, что наибольшие давления на грунт концентрируются под бетонной частью подготовки.
В связных грунтах целесообразно применение буробетонных (рис. 4.14) или щелевых пространственных фундаментов (рис. 4.15). Буробетонный фундамент устраивается в разбуриваемых полостях, заполняемых литым бетоном.
Рис. 4.13. Фундамент на промежуточной подготовке
1 — эпюра контактных давлений; 2 — рыхлый песок; 3 — бетон; 4 — фундамент
Рис. 4.14. Буробетонный фундамент
1 — колонна; 2 — арматурный каркас; 3 — фундамент
Рис. 4.15. Щелевой фундамент 1 — стакан; 2 — подколонник; 3 — плитная часть; 4 — бетонные пластаны
Рис. 4.16. Фундамент с анкерами
1 — фундамент; 2 — арматурный каркас; 3 — анкер
Рис. 4.17. Фундаменты с пустотообразователями
1 — фундамент; 2 — пустотообразователи
Рис. 4.18. Фундамент с наклонной подошвой
1 — цокольная панель; 2 — полурама; 3 — подбетонка; 4 — фундамент; 5 — подготовка
Армируется только стаканная часть. Щелевой пространственный фундамент устраивается путем прорезки узких взаимо перпендикулярных щелей шириной 10—20 см, и которые, при необходимости, устанавливается арматура с последующим заполнением бетоном. Торцы отдельных бетонных пластин могут быть вертикальными или наклонными. Подколонник опирается на верхние плоскости бетонных пластин и на грунт, находящийся между ними. Расстояние между пластинами составляет 2—4 их толщины. Нагрузка на основание передается торцом, а также боковой поверхностью, сопряжение колонн с фундаментами в этом случае такое же, как и в обычных фундаментах.
При передаче на фундамент больших моментов и небольшой вертикальной нагрузки целесообразно применять фундаменты с жесткими анкерами, воспринимающими выдергивающие усилия, что позволит уменьшить крен и отрыв подошвы (рис. 4.16). В нескальных грунтах анкеры представляют собой армированные каркасами буронабивные сваи диаметром 16—20 см, длиной 3—4 м, жестко соединяемые с плитной частью. В скальных грунтах анкеры представляют собой напрягаемые стержни с анкерующими болтами.
Массивные монолитные фундаменты устраиваются с пустотообразователями диаметром от 100 до 300 мм (рис. 4.17). Размеры сборных фундаментов из бетона М200 с наклонной подошвой под распорные конструкции приведены в табл. 4.34, а пример решения на рис. 4.18.
ТАБЛИЦА 4.34. РАЗМЕРЫ СБОРНЫХ ФУНДАМЕНТОВ ПОД РАСПОРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
| Эскиз | Типоразмер фундамента | Марка фундамента | Размеры, мм | Объем бетона, м3 | Масса стали, кг | Массы блока, т | ||
| l | hf | b | ||||||
| 1 2 3 | Ф15.15.12 Ф21.09.12 Ф21.12.12 | 1500 2100 2100 | 1200 1200 1200 | 1500 900 1200 | 0,81 0,77 0,89 | 39,61 37,03 41,56 | 2,03 1,93 2,23 | |
| 4 5 6 | Ф15.15.18 Ф21.09.18 Ф21.12.18 | 1500 2100 2100 | 1800 1800 1800 | 1500 900 1200 | 1,07 1,00 1,12 | 42,50 39,92 44,45 | 2,68 2,50 2,80 | |
| 7 8 | Ф21.09.21 Ф21.12.21 | 2100 2100 | 2100 2100 | 900 1200 | 1,08 1,19 | 41,37 49,90 | 2,70 2,98 | |
| 9 10 | Ф21.09.24 Ф21.12.24 | 2100 2100 | 2400 2400 | 900 1200 | 1,08 1,20 | 42,84 47,37 | 2,95 3,00 | |
xn--h1aleim.xn--p1ai
Столбчатый фундамент: особенности конструкции, армирования, бетонирования
Для легких каркасных сооружений (например, навес для машины, беседка и т.п.) использование ленточного фундамента нецелесообразно. Значительный шаг опор формирует местные точечные нагрузки, для восприятия которых лучше подходит столбчатый фундамент. В народе его называют «пятками». Этот тип фундаментов так же часто применяют для домов малой этажности в тех случаях, когда цокольная часть (подполье) выполняется вентилируемой путём возведения стен по балкам ростверка.
Расположение, конструкция и гидроизоляция столбчатого фундамента
В связи с тем, что такой тип фундаментов наиболее приспособлен для точечных нагрузок, его размещают под стойками (колоннами) а так же в местах концентрации нагрузок – в углах и местах пересечения балок ростверка. При существенных пролётах (определяется расчётом) по длине балок выполняются дополнительные фундаменты, в противном случае понадобятся чрезмерно мощные балки.
Столбчатый фундамент в классическом варианте состоит из нижней части (подошвы) и верхней (подколонника, иногда говорят «стакан»). Подошва представляет собой, по сути, плитный фундамент небольшого размера. Подколонник – это просто столб, опертый на подошву. В том случае, если он внутри полый, его называют «стаканом». Полый вариант предназначен для зачеканки колонны (стойки) внутри стакана. На полнотелый подколонник стойка или балка ростверка опирается сверху посредством анкерных болтов или закладной детали.
Связь между подошвой и подколонником жёсткая, обеспечивается арматурными стержнями, заведенными в тело подошвы.
Общий вид столбчатого фундамента.
Для такого типа фундаментов применяется только горизонтальная гидроизоляция в уровне верха подколонника. Её выполняют обычно из двух слоёв рулонного гидроизолирующего материала – рубероид, плотная плёнка и т.п.
Монтаж выше располагаемых конструкций, осуществляется с помощью замоноличенных в подколоннике анкерных болтов, либо закладных деталей.
Общий вид закладной детали. Установки стальной стойки на неё выполняется сваркой.
Фундаментные болты. После замоноличивания болтов в теле фундамента крепление конструкций осуществляется с помощью гаек с шайбами.
Размеры и армирование столбчатого фундамента
Армирование подошв столбачатых фундаментов выполняется арматурными сетками. Расчёт армирования производится по схеме консоли, воспринимающей отпор грунта. В большинстве случаев частного строительства расчётные диаметры получаются незначительными, на уровне 5-6мм. При этом существуют общие нормативные рекомендации по армированию фундаментов, не допускающие применения для таких конструкций рабочей арматуры с диаметром менее 12мм. Поэтому для легких сооружений можно порекомендовать армирование подошвы столбчатого фундамента сетками из арматуры диаметром 12мм класса A-III (А400 по новой классификации) с ячейкой 200х200мм. Толщина подошвы обычно принимается как у фундаментной ленты, то есть 300мм.
Типология армирования подколонника идентичная колонне. Как минимум по одному арматурному стержню по углам, объединяемым в пространственный каркас хомутами, расположенными горизонтально. Для лёгких сооружений расчётом можно пренебречь, приняв четыре стержня диаметром 12мм класса A-III (А400) с поперечным армированием хомутами из диаметра 6мм А-I (А240) с шагом 400-600мм по высоте. Размеры поперечного сечения подколонника должны обеспечить возможность монтажа стойки (колонны). В частном строительстве широко применяется размер 400х400мм.
При незначительных нагрузках подколонную часть выполняют кирпичной кладкой. При этом весьма желательно заанкерить в подошву хотя бы один арматурный стержень (например, по центру столба-подколонника), который при выполнении кладки будет расположен в вертикальном кладочном шве.
Размеры подошвы столбчатого фундамента зависят от нагрузок и несущей способности грунта. В частном строительстве чаще всего можно встретить размеры в пределах 600х600…1500х1500мм.
Армирование столбчатого фундамента.
В некоторых случаях размеры в плане подколонника и подошвы могут совпадать. Кроме того, для упрощения выполнения работ по бетонированию подколонник не редко делают круглого сечения, используя для опалубки асбестоцементные или пластиковые трубы достаточно большого диаметра.
Столбчатые фундаменты с круглыми подколонниками и деревянным ростверком для дома с вентилируемым цоколем.
Глубина заложения и марка бетона для столбчатого фундамента
Глубина заложения для всех видов фундаментов принимается не менее глубины промерзания грунта. В случае столбчатых фундаментов в частном строительстве в виду незначительных нагрузок и небольших размеров в плане особо острым является вопрос возможности уменьшения глубины заложения такого фундамента. Действующие строительные нормы для не отапливаемых зданий (ссоружений) допускают уменьшение глубины заложения при строительстве на скальных грунтах, а также в случае исключения возможности морозного пучения.
При строительстве на обычных (не скальных) грунтах для исключения возможности пучения выполняется отрывка грунта на всю ту же пресловутую глубину промерзания. Далее производится засыпка с послойным уплотнением (толщина слоя обычно принимается равной 200мм) песком или песчано-гравийной смесью до желаемой отметки заглубления фундамента.
Чрезмерное уменьшение глубины заложения фундамента может быть опасным. Легкие сооружения в виде навесов могут быть опрокинуты шквальным ветром. К основным противоопрокидывающим мероприятиям относят именно заглубление фундамента – чем больше грунта обратной засыпке находится на верхней грани подошвы фундамента, тем устойчивее конструкция. Выбор класса и марки бетона для фундаментов приведен в этой статье.
rems-info.ru
Железобетонные подколонники – что собой представляют данные конструкции и где применяются
Что представляют собой железобетонные подколонники?
Железобетонные подколонники – это элементы системы фундамента, которые используются для распределения нагрузки в унифицированных каркасных конструкциях. Как правило, такие подколонники используются в сочетании с колоннами, размеры сечения которых составляют 400х400 мм. Железобетонный подколонник представляет собой изделие стаканного типа: благодаря ему стойка колонны получает опору в виде монолитного основания. Цена фундамента с подколонниками зависит от площади основания и рассчитывается в соответствии с архитектурным проектом. Загляните в наш каталог и ознакомьтесь с вариантами конструкций, по которым наши специалисты делали расчет стоимости фундаментной части.
Сфера применения
Железобетонные подколонники применяются в строительстве различных сооружений для устройства фундаментов глубокого заложения. Основания глубокого заложения определяются в зависимости от типа грунта, а также при наличии подвалов под зданием.
Для того чтобы сэкономить на расходах бетона и ускорить сроки возведения целесообразно в монолитную часть фундамента устанавливать подколонники. Данные конструкции могут выполняться в двух вариантах: рамные двухветвевые и в виде ствола двутаврового сечения с оголовком под установку стальной колонны.
Оголовки оснащены закладными болтами для крепления основания колонны. Железобетонные двухветвевые подколонники при жестком сопряжении с оголовком обеспечивают передачу нагрузок от стальной колонны на стойку рамы. Такой тип используется для зданий без подвальных углублений.
Для зданий с подвальными помещениями расстояние между стойками увеличивается, а оголовок опирается на сечение стоек, образуя с ними шарнирное соединение.
В зависимости от архитектурных особенностей подобрать тот или иной тип конструкций можно в каталоге железобетонных подколонников. Или же лучше заказать установку фундамента на основе сборного железобетонного подколонника, а также монтаж модульных зданий из сэндвич панелей у компании «Эвриал». Специалисты проведут работы под ключ в максимально короткие сроки
avrial.ru
1.5. Расчет и конструирование фундаментов под колонну
1.5.1. Исходные данные.
Грунты
основания – глины с условным расчетным
сопротивлением 
кПа.
Бетон
тяжелый класса B35, 
МПа. Арматура классаA-III, 
МПа.
Вес
единицы объема бетона фундамента и
грунта на его обрезах 
кН/м3.
Высоту
фундамента принимаем равной 120 см
(кратной 30 см), глубина заложения
фундамента.
Расчетное усилие, передающееся с колонны
на фундамент
кН. Усредненное значение коэффициента
надежности по нагрузке
.
Нормативное значение нагрузки будет:
кН.
1.5.2. Определение размера стороны подошвы фундамента.
где
нормативное усилие,
передающееся с колонны на фундамент;
табличное значение
расчетного сопротивления грунта
основания под подошвой фундамента,
кПа;
осредненный удельный
вес стеновых блоков, фундамента и
грунта, на обрезах фундамента принимается
условно 20 кН/м3;
глубина заложения
фундамента, м.
.
Площадь подошвы центрально нагруженного фундамента определяется по условному давлению на грунт
без учета поправок в зависимости от
размеров подошвы фундамента и глубины
егозаложения:
Размер стороны квадратной подошвы: м.
Принимаем
размер 
м и уточняем давление на грунт от
расчетной нагрузки:
кН/м2.
Рабочая высота из условия продавливания по подколеннику:
, где
—
размеры подколонника.
м.
Полная высота фундамента устанавливается из условий:
1). продавливания: -высота части фундамента под подколонником.
2). заделки колонны в фундаменте: см (меньше высоты подколонника).
3). анкеровки сжатой арматуры:
Принимаем полную высоту фундамента 120 см, в том числе высота подколонника 90 см, монолитной части 30 см (рис.11).
Проверяем, отвечает ли рабочая высота нижней части (или нижней ступени) см условию прочности при действии поперечной силы без поперечного армирования в наклонном сечении. Для единицы ширины этого сечения (b=1 м) должно выполняться условие:
.
Поперечная сила от давления грунта в сечении по грани подколонника:
, где
—
размер подошвы фундамента;
—
размер подколонника;
—
рабочая высота фундамента;
—
давление на грунт от расчетной
нагрузки.
кН.
Поперечная сила, воспринимаемая нижней ступенью фундамента без поперечного армирования:
кН.
— условие удовлетворяется.
1.5.3. Расчет на продавливание.
Проверяем монолитную часть на прочность против продавливания: , где
—
расчетное сопротивление бетона осевому
растяжению;
—
среднее арифметическое между периметрами
верхнего и нижнего оснований пирамиды
продавливания в пределах полезной
высоты:
м;
—
рабочая высота нижней части фундамента.
Продавливающая сила , где
—
расчетное усилие, передающееся с
колонны;
—
площадь нижнего основания пирамиды
продавливания.
м2;
—
давление, оказываемое на грунт.
Продавливающая сила кН.
кН.
.
Следовательно, прочность монолитной части против продавливания обеспечена.
Расчетная схема нижней части фундамента принимается в виде консоли с равномерно распределенной нагрузкой, равной давлению на грунт. Расчетный изгибающий момент по грани подколонника определяется по формуле:
1.5.4. Определение площади арматуры фундаментакНм.
Площадь сечения арматуры определяется по формуле:
см2.Принимаем нестандартную сварную сетку с одинаковой в обоих направлениях рабочей арматурой из стержней 22 A—III с шагом 150 мм. Имеем 1022 A—III с см2.
.
Арматура рассчитана, верно.
1Длительно действующая часть снегового покрова дляIIIрайона берется 30% от общей снеговой нагрузки, дляIV– 50%, дляV-VI– 60 %, а дляI-IIона равна 0.
studfiles.net
5. Расчёт фундамента под колонну крайнего ряда
5.1. Исходные данные
Условное расчётное сопротивление грунта
.
Глубина заложения фундамента по условиям
промерзания грунта.
Бетон тяжёлый класса В 12,5,,
;
арматура из горячекатаной стали А-II,
5.2. Определение усилий в фундаменте
Значение усилий для расчёта фундамента
принимаем из расчёта колонны в сечении
2-1 на уровне обреза фундамента. Нормативные
значения усилий определяем делением
расчётных нагрузок на усреднённый
коэффициент надёжности по нагрузке 
.
Усилия, действующие относительно оси подошвы фундамента (без учёта собственного веса фундамента и грунта на его уступах), определяем по формулам:
;, где
и
— усилия от веса стены, остекления и
фундаментной балки;
— высота фундамента.
Предварительно определяем высоту
фундамента из конструктивных требований.
Глубина заделки двухветвевой колонны
в стакан фундамента должна быть не менее
,
где
— больший размер сечения всей колонны;
не менее,
где— больший размер сечения ветви; и не
менее,
гдеd= 20 мм — диаметр
продольной арматуры колонны. Расстояние
от дна стакана до подошвы фундамента
принимаем 250 мм, тогда минимальная высота
фундамента.
Принимаем,
тогда глубина заложения фундамента.
Нагрузку от веса стен, остекления и фундаментной балки, передающуюся на фундамент определяем по формуле:
, где
— вес 1м2кирпичной стены толщиной 510 мм;
— вес 1м2остекления;
и
— высота кирпичной стены и остекления
до отметки 9.78 м;
G= 12,9 кН — вес фундаментной балки.
Эксцентриситет этой нагрузки относительно оси фундамента (при толщине стены 510 мм и высоты сечения колонны 1300 мм):
Изгибающий момент от веса стены:
Расчёт выполняем на две наиболее опасные комбинации усилий с наибольшим по абсолютному значению изгибающим моментом и с наибольшей продольной силой. Значение усилий даны в табл. 9
Таблица 9
Коэффициент надёжности по нагрузке | Расчётное усилие | Комбинация усилий | |
первая | вторая | ||
| -389,81 | -353,49 | |
| 1312,07 | 1661,1 | |
| 35,46 | 41,53 | |
| -339 | -307,4 | |
| 1141 | 1444,4 | |
| 30,8 | 36,1 | |
| -827,52 | -801,2 | |
| 1731,1 | 2080,1 | |
| -719,6 | -696,7 | |
| 1505,3 | 1808,8 | |
5.3. Определение размеров фундамента
Для подбора размеров подошвы фундамента
используем усилия при 
.
Расчёт производим методом последовательных
приближений. Предварительно площадь
подошвы фундамента определяем как для
центрально нагруженного по формуле:
, где
1,1 — коэффициент, учитывающий наличие момента.
Назначаем соотношение сторон фундамента 
и получаем:
,
Принимаем размеры подошвы фундамента
Так как заглубление фундамента меньше 2 м, ширина подошвы больше 1м, необходимо уточнить нормативное давление на грунт по формуле:
Определяем краевое давление на основание.
Вторая комбинация усилий:
, где
— нормативная нагрузка от веса фундамента и грунта на его обрезах;.
Поскольку условие не выполняется, назначенные размеры подошвы фундамента недостаточны. Увеличиваем размеры подошвы фундамента,, тогда
Определяем краевое давление на основание.
Вторая комбинация усилий:
Первая комбинация усилий:
Проверка напряжений в основании показывает, что размеры подошвы фундамента достаточны.
Учитывая значительное заглубление фундамента, принимаем его конструкцию с подколонником стаканного типа и плитой переменной высоты. Назначаем толщину стенок стакана 325 мм > , зазор между колонной и стаканом поверху 75 мм, понизу 50 мм. Высоту ступеней фундамента назначаем. Высота подколонника:
. Размеры ступеней в плане:;;;. Размеры подколонника;(рис. ).
Высота плитной части фундамента . Проверяем достаточность принятой высоты плитной части из расчёта на продавливание.
Так как высота фундамента от подошвы до дна стакана
и
, то
выполняем
расчёт на продавливание фундамента
колонной от дна стакана, при этом
учитываем только расчётную нормальную
силу 
,
действующую в сечении колонны у обреза
фундамента.
Рабочая высота дна стакана средняя ширина;
Расчёт на продавливание производим по формуле:
, т.е. прочность дна стакана на продавливание колонной обеспечена.
Проверяем прочность фундамента на раскалывание. Вычисляем площади вертикальных сечений фундамента в плоскостях, проходящих по осям сечений колонны параллельно сторонам а и b:
При прочность на раскалывание проверяем из условия:
, то есть прочность на раскалывание колонной обеспечена.
studfiles.net