Размеры фундаментов промышленных зданий под колонны

Виды и состав фундамента

Фундамент подбирается согласно механико- динамическим свойствам почвы. Существует четыре основных группы:

• ленточный (очень прочный, достаточно прост в монтаже, чаще всего используют для крупных построек, залив выполняется одним разом);
• сплошной (устанавливается в виде большой монолитной непрерывной схемы, прочный, но редко заливается в сочетании с колоннами);
• свайный (для основания используются сваи — они могут быть деревянные, железобетонные и прочие, большой выбор изделий, но редко устанавливают к колоннам, да и крепления будут слабые, чтобы выдержать взаимодействия);
• столбчатый (идеальный вариант для колонн, представляет собой столбы, конечно, не такие длинные, как колонны, но достаточно устойчивые, особенно при доступной цене).

Под колонну используют исключительно материалы особой прочности, чтобы придать постройке максимальной устойчивости. Так как обычно колонны взаимодействуют с основанием фундамента в виде непрерывных соединений, то нарушение устойчивости одной из колонн послужит поводом обрушения всего здания. Именно поэтому не рекомендуют брать в основу сваи, они хоть и ценятся как прочный и долговечный материал, но колонны к ним будет сложно вмонтировать.

Если рассматривать колонны из металлов, то в большинстве случаев будет уместно использовать только столбчатый фундамент, если нет каких-то специфических показаний у грунта. Есть два варианта: монолитный и сборный фундамент,

• первый из них является уже готовым, все столбы устанавливаются в виде непрерывной схемы и к ним болтами присоединяются колонны,
• если выбирать сборный тип, то сначала изготавливаются все составляющие, затем они поочередно монтируются также, создавая схему, только сверху бетонируют, чтобы не было расщелин.

Второй вариант является более устойчивым, чаще используется при постройке многоэтажек. Столбчатый фундамент имеет небольшой процент усадки, который должны учитывать проектировщики, соответственно колонны тоже немного опустятся.

Как сделать столбчатый фундамент своими руками: пошаговая инструкция

Перед началом всех работ необходимо изучить грунтовое основание, определить уровень грунтовых вод, а также произвести качественный расчет необходимого количества опорных столбов, варианта их исполнения. Только потом можно приступать к подготовке строительной площадки.

Видео о том, как можно сделать столбчатый фундамент своими руками:

Расчет

Для того, чтобы грамотно выполнить расчет, можно нанять для этого квалифицированных специалистов, либо воспользоваться специальными компьютерными программами.

Благодаря точному расчету можно получить необходимое количество столбов, их площадь сечения, а также необходимый показатель заглубления. Количество опор расчет обычно выдает минимальное: если выполнить их с меньшим шагом, то это позволит возвести более надежное строение.

На фото чертежи столбчатого фундамента с размерами:

Земляные работы

Вначале необходимо снять с участка плодородный слой грунта. В среднем, этот размер составляет 20 сантиметров. Далее необходимо обозначить места установки опорных столбов. При помощи бура выполняются скважины определенной глубины и размера. Для более качественного обустройства разметки будущей системы можно воспользоваться геодезическим теодолитом.

Устройство подушки под столбы

Под подушкой подразумевают слой песка, толщина которого обычно не более 30 сантиметров. После засыпки, песок необходимо утрамбовать. В большинстве случаев, для выполнения данного этапа работ используют бревно небольшого сечения.

Песок отводит лишнюю грунтовую влагу от опорных столбов. Далее выполняется бетонный слой, толщиной от 10 до 30 сантиметров. Он служит опорой для будущей конструкции.

Выполнение опалубки

При выполнении опалубки стоит учитывать вид грунта. Если на строительной площадке глинистая почва, то возведение опалубки может не потребоваться, так как глина не обваливается. Если же грунт представляет собой песок, то данная конструкция выполняется из деревянных досок, либо аналогичных плоских материалов. При первом варианте обязательной технологией будет служить укладка рубероида в скважины. Он будет выполнять не только роль стенок, но и гидроизоляции.

Если в качестве материала для опалубки выбирается натуральная древесина, то специалисты рекомендуют тщательно смочить ее водой. В противном случае она будет впитывать влагу из раствора бетона, тем самым ухудшая его качественные показатели.

Армирование

Армирование опорных столбов проводится обязательно, так как именно оно сдерживает нагрузки. Железная арматура нарезается на необходимого размера куски и связывается между собой в каркас

В данном случае очень важно сложить отдельные изделия относительно друг друга. Каркас опускается в скважину строго посередине

Только после этого можно заливать бетон.

Заливка бетона

При заливке бетонного раствора необходимо простукивать опалубку, чтобы удалить лишний воздух и выполнить качественные столбы. Бетонный раствор при стандартном замешивании должен состоять из одной части цемента, двух частей песка, а также трех частей щебня. Столбы необходимо не трогать 28 дней. Только после этого они будут иметь необходимую прочность.

Гидроизоляция

Так как отдельным элементам угрожает почвенная и атмосферная влага, очень важно выполнить качественную гидроизоляцию столбов. От поверхностной влаги конструкцию обычно защищает отмостка

Также можно использовать влагозащитный бетон.

Поверх подушки обязательно следует положить гидроизоляционный слой, который может быть выполнен из рубероида. Стенки ямы также следует защитить гидроизоляционным материалом.

Утепление

Утепление снаружи более распространено, так как оно сохраняет показатели прочности бетона, не пропускает холод внутрь дома, а также является дополнительной зашитой от влаги. Данный этап работ можно выполнить с помощью пенопласта, пеноплекса, а также экструдированного пенополистирола. Слой утеплителя необходимо выполнить на основании и вокруг самих опор.

Предварительные расчеты

Перед заливкой выполняют обязательные вычисления. Нужно правильно рассчитать будущую нагрузку от здания, с учетом облицовочной отделки, техники, мебели, людей.

По результатам вычислений находят предполагаемую массу, уровень давления на местную почву. Чем тяжелее конструкция, либо рыхлее грунт, тем глубже должен закладываться фундамент.

Плотность земли на участке важна. Перед строительством рекомендуется изучить грунт, собрать сведения об особенностях климата.

Плотная земля лучше воспринимает нагрузку от здания. Чем больше опорная площадь у фундамента, тем большую нагрузку основание сможет распределить без разрушений. Даже если грунтовая влага пролегает высоко, почва может промерзать несколько ниже, эти два параметра могут быть одинаковыми, но это не всегда так.

Засчитываются неровности ландшафта, разные вкрапления в общий состав почвы. Требуется сделать фундамент, чтобы возлагаемая масса перераспределялась равномерно.

Как выбрать оптимальное устройство фундамента под опоры

1. Столбчатый фундамент целесообразно использовать, когда допустимые нагрузки на почву незначительны;
2. На одну стойку расчетная нагрузка составляет до 100 тонн;
3. При выборе допустимого сечения стойки, отклонения от нормы не допускаются;
4. Можно также использовать отдельно стоящее основание под каждую колонну отдельно, но такую конструкцию часто используют при реставрационных работах.

Ленточный фундамент можно использовать при строительстве промышленных и частных зданий общего назначения. Причем высота здания будет зависеть от нагрузок на основании и особенностей почвы. Также стоит учесть, что свайный фундамент передает нагрузку на конкретную его часть, которая расположена над землей.

Изготовление фундаментов стаканного типа и основные требования к ним

При установке таких оснований нужно помнить, что прочность изделия может быть достигнута только за счет использования качественных строительных материалов и хорошего армирования. Поэтому железобетонный фундамент и отличается длительным сроком эксплуатации.

Установка колонны в стакан фундамента.

Этот тип основания редко используется в общем частном строительстве, потому что отличается высокой стоимостью и необходимостью использовать механизированную технику. Основание запрещено ставить на пучинистых и просадочных почвах. Технология предусматривает установку железобетонных опор и стоек в готовый стакан, в котором затем происходит фиксация.

Требования к фундаменту:

1. Бетон должен соответствовать М200 и обладать степенью водонепроницаемости В2;
2. Транспортировку стоек следует осуществлять на место строительства только после того, как основание наберет необходимый запас прочности;
3. Следует обязательно выполнить армирование основания. Толщина слоя бетона вокруг армирования должна составлять не менее 30 мм;
4. Обнаженная арматура – заводской брак, в строительстве использовать такие изделия категорически запрещено;
5. Если в бетоне есть трещины с толщиной более 0,1 мм, то это также брак;
6. Все производственные петли в блоках нужно аккуратно демонтировать, забивать их в бетон категорически запрещено.

Когда нужно обязательно использовать стаканный фундамент

• При строительстве промышленных и частных зданий общего назначения, в несущей конструкции которых используются бетонные опоры и стойки;
• При возведении электростанций, а также в атомной промышленности, при монтаже армированных стоек для машинных и конденсационных отделений;
• При проведении реставрационно-востановительных работ на стойках и колоннах в административных зданиях;
• Если проектом предусмотрено использование стоек как единственно возможной несущей конструкции здания.

Преимущества стаканных фундаментов

• Высокая прочность и качество заводских блоков, т.к. при их производстве осуществляется контроль качества и проверка на прочность и разрыв всех несущих элементов;
• Это оптимальное основание для строительства промышленных зданий, где присутствуют локальные нагрузки на единицу площади фундамента;
• Простая технология монтажа;
• Экономия сил и времени на возведении фундамента.

Также нужно учитывать необходимость транспортировки отдельных стоек и колонн непосредственно от производителя, а, учитывая их размеры, иногда приходится продумывать специальные маршруты следования.

Монтаж стаканного фундамента

Учитывая ключевые особенности рассматриваемых фундаментов, монтаж проводится только под непосредственным наблюдением специалистов. Только они способны контролировать весь процесс установки опор и правильность их армирования. В процессе монтажа, железобетонные изделия проходят несколько этапов:

1. Подготовка поверхности. Ее тщательно выравнивают, т.к. смещение железобетонных балок в фундаментах стаканного типа крайне нежелательно;
2. Подготовка углублений. Выкапываются на конкретную глубину, затем выполняется их укрепление гравием, тщательно трамбуются;
3. Устройство железобетонного фундамента. На этом этапе также используется трамбовка грунта, а также происходит установка блоков.

Ключевая задача, которая стоит перед фундаментами стаканного типа – это обеспечение равномерного распределения нагрузок по всей поверхности почвы. Соответственно, использовать стаканные основания можно только на такой почве, которая способна выдержать большие нагрузки и не проседать со временем.

Особенности монтажа

Сборные монолитные фундаменты стаканного типа под колонны монтируются под обязательным строгим контролем, обеспечивающим соблюдение всех требований государственных стандартов. Такие железобетонные проходят несколько важных этапов в процессе обустройства.

1. Первый этап предусматривает подготовку поверхности. Ее необходимо тщательно разровнять, так как в последующем будет выполнена установка балок из железобетона, смещение которых нежелательно, да и невозможно.
2. На следующем этапе производится устройство углублений (ям). Не забудьте, что, после того как ямы готовы, необходимо выполнить их уплотнение при помощи гравия.
3. Теперь можно приступать к трамбовке и непосредственному возведению. Для этого производится дополнительная трамбовка грунта и установка блоков.

Весь процесс монтажа сопровождается выполнением ручных манипуляций, направленных на подгонку поверхности, точнее ее ровности. Горизонтальная точность и осевое положение всех элементов контролируется геодезическими инструментами. После того как выполнена установка стаканов, необходимо обеспечить их защиту от возможного загрязнения.

Еще раз напомним, что основной задачей, которую выполняют сборные фундаменты стаканного типа (железобетонные), является равномерное распределение степени нагрузки от строительного объекта по всей поверхности почвы.

В связи с этим возводить фундамент такого типа можно только на грунте, к характеристикам которого относятся высокая несущая способность, устойчивость к просадке и пучинистости.

Осуществляя монтаж, необходимо тщательно соблюдать все рекомендованные показатели морозоустойчивости, а также прочности сжатия. Только в этом случае вам будет гарантировано высокое качество, а также отсутствие трещин и деформационных изменений в стенах.

Теперь, что касается стоимости фундаментных стаканов. Хотя производство их довольно сложное, требующее армирования и опалубки, но значительно упрощает монтаж и сокращает финансовые затраты на устройство.

Заводы изготавливают несколько вариантов такого типа фундамента, отличающихся между собой размерами. В зависимости от размера, соответственно, и веса, стоимость таких изделий может варьироваться от 1900 до 5000 рублей.

Фундамент для колонн

Особенность этой категории основы заключается в том, что она устанавливается под отдельными элементами строения (непосредственно под колонной).

Устройство такой основы состоит из одно- или многоступенчатого башмака, а также стакана, в который помещается колонна. Для армирования необходимо использовать сваренную стальную сетку.

Монолитная основа

Данный тип основания для колонны имеет монолитную структуру. Для его заливки в земле выкапывается яма необходимых размеров, и монтируется опалубка. Высота каждой ступени не должна быть меньше 300 миллиметров. Монолитный вариант более прост и надежен в монтаже и эксплуатации

Важно, чтобы все грани отдельных ступеней были симметричными. Полная глубина такого фундамента (до стакана для колонны) может составлять от 1,2 до трех метров

Сборная основа

Устройство такого основания проще изготавливать. Для этого делается опалубка, и заливается бетонная плита необходимых размеров. Толщина изделия не должна быть меньше 30 сантиметров. Элементы не нуждаются в дополнительной фиксации. Вес отдельной колонны, а также элементов конструкции здания, закрепленных на ней, не позволит им смещаться. Посмотрите видео, как установить колонну на основание.

Колонна может крепиться несколькими способами. Первый – в специальный паз, отлитый во время создания плиты (с последующей подливкой цементного раствора после установки опоры). Второй – крепление к закладным (металлические балки, уголки, или швеллеры), залитых бетоном.

Если на промышленном предприятии используются металлические колонны, тогда они крепятся особенным способом. Во время заливки основания к армирующему слою крепятся шпильки с нарезанной резьбой. После застывания к конструкции подсоединяется металлическая опора. Она фиксируется либо при помощи сварки, либо винтовым методом к приваренной пластине внизу столба.

Создавая основание для вертикальных элементов здания, важно выдерживать идеально прямой угол (90 градусов). В этом случае все элементы здания будут надежно закреплены на своих местах

Свайный фундамент под колонну

При проектировании нового производственно-складского корпуса (одноэтажного здания для производства и хранения продукции площадью более восьми тысяч квадратных метров) на территории фабрики «Керама Марации» возникла необходимость в научно-техническом сопровождении специалистами «ГлавФундамент».

Это связано с тем, что по данным инженерно-геологических изысканий участок строительства имеет сложные грунтовые условия, обусловленные напластованием разных грунтов – насыпных, глинистых (от мягкопластичной до полутвердой консистенции) и мелких песчаных (различной плотности). Более того, данные грунты имеют большой перепад как по мощности слоев, так и по распространению в плане площадки.

Таким образом, перед отделом НИОКР стояла задача по выбору оптимальной конструкции винтовых свай под каждую зону с относительно однородными грунтовыми условиями.

В результате под объекты были рекомендованы винтовые сваи с диаметром ствола 325 мм, которые различались по:

• количеству лопастей;
• конфигурации лопастей;
• расстоянию между лопастями;
• шагу, углу наклона и диаметру лопастей;
• длине (от трех до семи метров).

Для включения в совместную работу винтовой сваи и максимального объема околосвайного грунта сваи моделировались с различным расстоянием между лопастями (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»). Помимо межлопастного расстояния, на включение в работу грунта влияют и такие расчетные величины, как шаг, угол наклона и конфигурация лопастей (подробнее «Ключевые принципы подбора параметров лопастей»), которые позволяют установить сваю с минимальным нарушением структуры грунта.

Выбор толщины металлопроката обусловлен коррозионной агрессивностью грунтов площадки строительства. Для уточнения правильности подбора данного параметра после выполнения расчета срока службы свай в грунте выполняется проверка соответствия остаточной толщины стенки ствола проектным нагрузкам и требованиям нормативной документации (подробнее «Расчет толщины стенки ствола»).

Расчет долговечности выполняется без учета покрытия. Это связано с тем, что в процессе погружения винтовая свая испытывает значительное абразивное воздействие, что не позволяет гарантировать целостность любого покрытия (подробнее «Сравнительный анализ различных типов антикоррозийного покрытия»).

Для подтверждения принятого проектного решения специалистами компании были проведены полевые испытания грунтов статическими вдавливающими нагрузками, которые показали несущую способность свай в диапазоне от 8,5 до 60 тонн (так как несущая способность 8,5 тонн не соответствовала требованиям проектной документации, были применены сваи с другими расчетными параметрами).

В настоящее время проект успешно реализован.

Как выбрать оптимальное устройство фундамента под опоры

1. Столбчатый фундамент целесообразно использовать, когда допустимые нагрузки на почву незначительны;
2. На одну стойку расчетная нагрузка составляет до 100 тонн;
3. При выборе допустимого сечения стойки, отклонения от нормы не допускаются;
4. Можно также использовать отдельно стоящее основание под каждую колонну отдельно, но такую конструкцию часто используют при реставрационных работах.

Ленточный фундамент можно использовать при строительстве промышленных и частных зданий общего назначения. Причем высота здания будет зависеть от нагрузок на основании и особенностей почвы. Также стоит учесть, что свайный фундамент передает нагрузку на конкретную его часть, которая расположена над землей.

Что нужно помнить при расчете такого основания:

• Особенности почвы, под которое подбирается устройство основания;
• Вероятность и уровень сезонных подвижек;
• Высота будущей стойки и наличие по соседству других зданий;
• Тип будущего строения общего назначения, его габаритные размеры;
• Толщина стенок основания;
• Полезную площадь подошвы основания, наличие и количество стаканов.

Фундаменты стаканного типа под металлические колонны

Начнем с того, что все здания условно разделяются на два типа: каркасные и бескаркасные. К каркасным зданиям относятся почти все промышленные сооружения. Для того чтобы грамотно рассчитать расход бетона, что идет как на фундамент, так и на общее строительство, необходимо правильно выбрать конструкцию фундамента.

Что такое фундамент стаканного типа и где он применяется?

Для строительства каркасного здания применяются колонны или ригели, на которые устанавливаются панели и перекрытия. Существует два вида колонн: металлические и железобетонные. Фундаменты стаканного типа под колонны на металлической основе – это лучший вариант для промышленных зданий. Они используются при строительстве электростанций, а также в атомной промышленности.

Преимущество такого фундамента в том, что он является наиболее прочным и становится опорой для всего здания.

К достоинствам данной конструкции можно отнести и то, что ее установка относительно простая и не занимает много времени. Фундамент под металлическую колонну устанавливается с помощью специальной тяжелой техники, поэтому такое строительство достаточно дорогостоящее. В его стоимость также входит транспортировка некоторых элементов с завода – производителя.

Основные требования и правила к установке фундамента стаканного типа

Фундамент под металлическую колонну используется исключительно в строительстве мостов или объектов промышленности. Данное основание не предназначено для индивидуального строительства.

Фундаменты стаканного типа под колонны устанавливаются с учетом некоторых правил и рекомендаций.

1. Фундамент под металлическую основу нельзя строить на грунтах, которые имеют свойство проседать. Также запрещается установление такого фундамента на песчаных грунтах.
2. Блоки, что используются для фундамента, должны отвечать основным требованиям ГОСТа, в том числе, быть водонепроницаемыми и прочными. Учитывайте то, что блоки заводского производства обладают более высоким качеством, чем изделия, что изготовленные на строительной площадке.
3. Фундаменты стаканного типа под колонны в обязательном порядке армируются.
4. Толщина слоя вокруг прутков должна быть не менее 30 мм. В противном случае, работа не принимается и является браком.
5. Блоки, в которых обнаружены трещины (0,1 мм и больше), не используются.
6. Оставлять в конструкции монтажные петли категорически запрещается!

Монтаж фундамента

Монтаж фундаментов стаканного типа под металлические колонны выполняется специалистами, которые выполняют все требования, что установлены государственными стандартами для этого вида работ. Какие инструменты необходимы для монтажа фундамента такого типа?

В традиционный набор инструментов входит болгарка, нивелир, сварочный аппарат, перфоратор, рулетка, строительный уровень.

Подготовка для работы предусматривает тщательное выравнивание поверхности. Это делается для того, чтобы не произошло смещения балок. После этого роются ямы, которые необходимо уплотнить с помощью гравия. Только после трамбовки грунта можно ставить блоки. Для достижения максимальной точности в установке элементов всей системы, используются специальные геодезические инструменты.

Напоминаем, что установка фундамента стаканного типа может проводиться только на грунте, который имеет стойкость к проседанию, ведь основная задача такой конструкции – равномерное распределение нагрузки по всей поверхности. Чтобы правильно рассчитать нагрузку всего строения на землю, необходимо знать массу всего строения и площадь опоры. Только после этого можно узнать общее давление здания на поверхность.

Масса здания включает в себя все его составные части, в том числе и сами колонны и перекрытия.

Монтаж фундамента выполняется с учетом показателей морозоустойчивости и прочности сжатия. Только так можно избежать деформации и трещин строения в будущем.

Производство таких фундаментных стаканов достаточно сложное, особенно, если учитывать армирование и опалубку. Но, по мнению специалистов, это существенно сокращает денежные расходы при выполнении монтажа

Особенное внимание необходимо обратить на транспортировку и складирование таких фундаментов. Их необходимо перевозить на специальных прокладках, сделанных из древесины

Фундаменты прочно закрепляются для предотвращения смещений во время перевозки.

Такие фундаменты хранятся на деревянных прокладках. Расстояние между рядами – не меньше одного метра!

Нажмите на иконку требуемой социальной сети, так вы поделитесь ссылкой со своим окружением:

Колонны | Betonika

Можно изготовить железобетонные колонны  прямоугольного или круглого сечения, разной длины. Поверхность бетона гладкая, грани скруглены. Минимальное сечение колонн, необходимое для установки деталей соединения колонны – балки, составляет 300×300 мм. Огнестойкость колонн таких размеров составляет 2 часа. Железобетон обладает значительным преимуществом перед другими конструкциями, так как хороший показатель огнестойкости позволяет использовать железобетонные колонны в зданиях различного назначения.  

Таблица 1. Стандартные размеры колонн

Длина колонны зависит от проектной задумки. По желанию заказчика можно изготовить и сплошную, без соединений, колонну длиной 20 – 24 м, но обычно экономически целесообразно использовать колонны в один этаж.  Железобетонные колонны можно изготовить с одним или несколькими короткими консольными выступами для опоры балок перекрытий, кровли, подкрановых балок и т.д.    

Таблица 2. Характеристики колонн прямоугольного сечения

Таблица 3.  Характеристики колонн круглого сечения

Кривые рабочих характеристик колонн, в зависимости от величины осевой нагрузки и изгибающего момента, представлены на графике. Расчеты выполнены для модульных сечений колонн прямоугольного сечения от 3Mx3M (300 x 300 мм) до 6Mx6M , и для колонн круглого сечения от Ø3M до Ø6M. Параметры Nd и Md представляют собой расчетные предельные значения осевой силы и осевого момента в момент разрушения, а это значит, что значения постоянных и переменных воздействий умножаются на соответствующие коэффициенты безопасности.  

1 рис. Кривые рабочих характеристик колонн прямоугольного сечения

2 рис. Кривые рабочих характеристик колонн круглого сечения

Колонны крепятся к фундаменту с помощью стаканов, соединяются при помощи выпусков арматурных стержней или анкерных болтов. Первый способ чаще всего применяется в основном для фундамента на хороших грунтах, а второй и третий – на свайном фундаменте.   Между собой колонны соединяются механическими (болтовыми) соединениями, которые анкерованы в отдельных сборных элементах, либо с помощью непрерывного армирования в узлах соединения.

Где применяются металлические колонны?

С установки опор начинается большая часть строительных работ. После этого к ним крепятся другие части металлоконструкций: продольные и поперечные балки, стойки фахверка, стропильные фермы, перекрытия и т. д.Несущими металлическими колоннами называются строительные опоры, которые предназначены для поддержания целостности здания и разграничения внутреннего пространства объекта. От качества колонн и правильности их установки будет зависеть не только внешний вид сооружения, но и безопасность его эксплуатации.

Металлические колонны часто применяют при возведении:

• заводских и складских помещений;
• сооружений торговой и развлекательной направленности;
• объектов бытового назначения;
• сооружений для хранения, обслуживания и ремонта крупногабаритной техники;
• дополнительных административных и хозяйственных помещений.