Фундаменты под колонны преимущество

Фундаменты под колонны: виды оснований для железобетонных и металлических конструкций

В современном строительстве жилых и коммерческих зданий, мостов и иных сооружений часто в качестве основных несущих основную нагрузку элементов выступают колонны. Различные по способу производства и своим характеристикам, эти элементы зданий служат основой каркаса, на который устанавливаются все остальные конструкции здания. Вместе с тем для надежной, прочной, но главное правильной конструкции всего сооружения, колонны должны быть установлены с минимальными отклонениями от расчетных величин проекта. Именно поэтому в процессе расчета проекта и практической его реализации много внимания уделяется устройству фундаментов.

ФУНДАМЕНТЫ ПОД КОЛОННЫ: ВИДЫ ОСНОВАНИЙ ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

Основой строительства любой капитальной постройки сегодня, независимо от того какое планируется его дальнейшее применение, является фундамент, тип и особенности которого зависят в первую очередь от типа грунтов на участке и той нагрузки, которая будет передаваться на него от остальных элементов здания.

Для устройства основания под такие специфические строительные элементы, как колонны в отличие от остальных видов конструкций применяются фундаменты, способные не только выдержать вес колон и остальных частей здания, но и обеспечить необходимую проектом заданную вертикаль.

Для выполнения этих задач в современных технологиях применяются два основных варианта устройства фундамента под колонные конструкции:

• монолитные основания;
• сборные фундаменты. Виды фундаментов под колонны: слева — монолитный, справа — сборный

Оба варианта в основе своей имеют схожую конструкцию, выполненную из армированного железобетона. Такое исполнение позволяет надежно зафиксировать нижние точки опор в соответствующем положении. Отличие заключается в том, что каждый вид имеет свое направление применения:

монолитные фундаменты более универсальны и могут использоваться как под железобетонные колонны, независимо от формы, так и под стальные или металлические;

составные или сборные основания используются в основном под бетонные колонны.

Для обеспечения соединения колонн и фундаментов в одно целое, применяются два основных вида соединения:

• для железобетонных конструкций применяются метод вставки основания колонны в специально созданное углубление с последующей его фиксацией заливкой бетоном;
• для стальных элементов предусматривается соединения с помощью болтов. Такая конструкция, когда в фундаментном блоке заранее установлены болты под отверстия в основании колонны обеспечивает наиболее удобное соединение.

РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТОВ ПОД КОЛОНН

Отправными данными для расчета фундамента под одну колонну здания являются:

• масса непосредственно самой колонны;
• масса перекрытия;
• масса стеновых материалов;
• масса конструкций здания, опирающихся на колонны.

Вычисление давления, которое воздействует на одну опору, проводится с использованием расчета площади опоры непосредственно самой колонны. Так, при размерах опоры 50*50 см. искомая площадь будет составлять 2500 кв. см. Далее проводится суммирование всех масс здания и деления полученного результата на площадь одной опоры.

Для расчета количества самих колон, требуются данные о свойствах грунта, глубине грунтовых вод, их насыщенности, при этом как показывает практика, количество опор рассчитывается с запасом не менее 50% запаса по прочности на каждую из колонн. При получении меньшего результата, как правило, увеличивают количество точек опор.

УСТРОЙСТВА ФУНДАМЕНТА ПОД ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОЛОННЫ

Монолитные и сборные основания под колонны предусматривают в своей конструкции специальную форму, в которую устанавливается железобетонная колонна. По сути это железобетонная форма, получившая в строительстве название «стакан».

Фундамент стаканного типа

Непосредственно сами фундаменты под железобетонные колонны могут быть представлены в двух основных вариантах конструкции:

• в монолитном исполнении;
• сборные конструкции.

Основой такой конструкции является прямоугольная плита, на которой располагаются другие меньшие плиты, образуя, таким образом, пирамиду в виде ступеней с венчающем ее вверху стаканом под опору. В монолитном исполнении все основание является одним целым, а вот сборная конструкция является чем-то вроде детской пирамидки – снизу самая большая плита, а далее плиты поменьше.

УСТРОЙСТВО ФУНДАМЕНТА ПОД МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОЛОННЫ

В качестве фундамента под металлические колонны используются в основном монолитные железобетонные основания. Каркасом такого монолита является армированная конструкция, вверху которой в определенном порядке в соответствии с размерами подошвы стальной колонны установлены анкерные болты.

Технология изготовления такого фундамента ничем не отличается от заливки монолитного фундамента для железобетонных опор, с той поправкой, что вместо стакана устанавливаются с помощью кондуктора анкерные болты.

Еще одной особенностью таких основания является точность разметки всех линий и точек установки болтов.

МОНОЛИТНЫЙ ФУНДАМЕНТ ПОД КОЛОННЫ

Монолитные основания, выливаемые одним монолитным сооружением, имеют грани ступеней под углом 90 градусов. Такие фундаменты в основном оборудуются непосредственно на строительной площадке сооружения. Для заливки на дне котлована на заранее оборудованном и подготовленном месте проводится разметка осей будущих колонн. Под каждое основание сооружается опалубка либо собирается съемная конструкция опалубки, использование которой значительно упрощает работу, поскольку не требуют дополнительных затрат на проверку правильности установки.

Для опалубки, согласно, технологических карт, проводится установка положения, как по вертикали, так и по горизонтали. Последним этапом проверки перед заливкой бетоном монолитного основания является проверка на соответствие правильности размещения по монтажным осям. После установки опалубки нижних ярусов, проводится проверка и установка подколонника (стакана).

При заливке основания под сложную форму железобетонной колонны используется усиление каркаса металлической сеткой или сварным арматурным каркасом. Для установки на легких грунтах, сложных почвах, там, где требуется повышенная прочность под фундаментом возможно устройство дополнительной площадки или устройство свайного фундамента, обеспечивающего большую прочность.

АНКЕРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ДЛЯ УСТОЙЧИВОСТИ КОЛОННЫ

Сборные металлические колонны соединяются с фундаментным основанием при помощи анкерных болтов. Сами болты для крепления колонн устанавливаются в тело фундамента в процессе его заливки. Для закладки анкеров используются стандартные кондуктора, позволяющие установить болты с максимальной точностью. Согласно нормам и правилам погрешностью в установке анкерных болтов в основание является отклонение от заданного положения не более чем 2 мм в ту или иную сторону.

Сборные металлические колонны

При промышленном изготовлении основания допускается отклонение одного из креплений, но не более чем на 5 мм. При этом все остальные анкера должны на 100% соответствовать стандарту.

В любом случае разметка и установка фундаментных блоков под стальные колонны проводится с помощью теодолита, по оси установки анкерных болтов.

КОНДУКТОР-ШАБЛОН ДЛЯ АНКЕРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

При заливке бетонного основания под металлические колонны используют специальный кондуктор, с помощью которого контролируется глубина и высота установки анкерных болтов. По сути, это своего рода шаблон для установки анкеров. Чаще всего изготовление кондуктора проводится из металла, на верхней поверхности которого нанесены риски для совмещения с осями и последующей проверке правильности установки с помощью теодолита. Отверстия для крепления болтов делаются в соответствии с диаметром анкеров.

Перед заливкой бетоном болты привариваются к арматурному каркасу основания, а после заливки бетоном, до того момента как он наберет свою техническую твердость проводится проверка правильности расположения болтов. Следующим этапом проводится контроль жесткости опалубки и анкеров. В завершении данной контрольной операции проверяется высотно-плановый показатель расположения.

Кондуктор-шаблон для анкерных соединений

Под тяжелые стальные конструкции используются тяжелые или усиленные варианты анкерных болтов. Размеры как диаметра болта, так его длины и шага резьбы существенно отличаются от легких анкерных соединений. Установка усиленных тяжелых болтов проводится с помощью шаблонов, в нужном положении до заливки основания бетоном. Для большей фиксации таких шаблонов используют дополнительную фиксацию каркасными стойками, придающих конструкции более жесткий вид.

После заливки бетоном, шаблоны анкерных болтов убираются, при этом, как правило, каркас остается на месте установки. При проведении этого этапа работ особое внимание уделяется правильному расположению болтов, обязательно контролируются буквально все параметры – высота, глубина вертикальность установки. Это один из самых трудоемких процессов, но от него зависит насколько верно проведено установка фундамента. Для облегчения работ на этом этапе используется несколько эталонных шаблонов-кондукторов. Сваренный из металлического швеллера или иного металлического профиля большой толщины с нанесенными координатами осей он должен обладать большой массой и жесткостью. В намеченных местах просверливаются отверстия под диаметр анкерных болтов. Для легких болтов, как правило, используется обычный деревянный брус.

Перед установкой болтов проверяется правильность установки кондуктора. Он совмещается по осям координат, а по высоте устанавливается согласно меток, на стойках каркаса.

В любом случае колонна должна иметь жесткое, твердое и правильно установленное основание. И хотя в большинстве случаев закладка фундамента проводится индивидуально для каждого сооружения, и в этом деле как кажется на первый взгляд, нет ничего особенного, однако привлечение специалиста, также, как и использование проектной документации, позволит существенно сократить объемы работ и избежать при этом серьезных ошибок.

Источник

Выбор фундамента под колонну и расчёты

Основой для любой новой постройки является именно опора. Каким бы строение ни было, большим или маленьким, в любом случае стройка начинается с укладки основы. Учитывая вид конструкции, которую планируется построить, выбирается тип основания. Обычно жилые помещения делаются бескаркасными, а вот каркасными только промышленные. Именно в каркасных конструкциях присутствуют несущие элементы, которые делаются в виде столпов. Как и под все застройки, фундамент под колонну закладывается обязательно.

Какими бывают столпы?

По виду материала, который был применен в изготовлении столпов, различают:

Учитывая то, какой вид будет устанавливаться при постройке помещения, выбирают определенный тип основы.

Каждый из видов имеет свои особенности. Поэтому при выборе учитываются все нюансы. Взвешиваются плюсы и минусы каждого типа.

Столбчатое основание

1. Бетонными.
2. Кирпичными.
3. Деревянными.
4. Блочными.
5. Сделанными с помощью труб.

Такой фундамент под колонну применяют в определенных случаях. Например, если есть необходимость передачи нагрузки каждой конструкции по отдельности на почву. Также если несущий слой лежит на глубине около 5 м.

Стаканные основания

Колонна в фундаменте

Стаканные фундаменты под колонны считаются разновидностью столбчатых опор. Особенностью его является то, что он не делается на месте, а доставляется уже готовым. В постройке применение опоры такого типа имеет свои преимущества:

1. Надежность и прочность.
2. Быстрая установка. Опалубка для колонн не требуется.
3. Никакого влияния погодных условий на установку.
4. Точность значительно выше, чем постройка опоры любым другим способом.

Ленточный тип

Ленточные фундаменты считаются легкими в исполнении. Они используются при строениях небольших помещений. Такую опору очень легко смастерить своими руками. Важно детально изучить особенности его укладки. Он может пригодиться тем, кто задается вопросом: как сделать колонну своими руками. В таком случае использование именно ленточного основания будет самым лучшим вариантом.

Для такого вида основания понадобится щебень, песок, гравий. Закладка делается слоями, которые в толщине около 15-20 см. Армирование производят бетоном.

Монтаж железобетонных столпов

Фундаменты под железобетонные колонны укладываются с учетом всех плюсов и минусов определенного типа. Для такого вида наилучшим образом подходит стаканное основание. Оно по своим характеристикам отличается прочностью и надежностью. Основания могут быть двух видов: монолитным или сборным.

Выстраивать ступени начинают тогда, когда основание достегает 35 см в высоту. Сборное основание может быть с наклонной или горизонтальной поверхностью. Монолитный фундамент под колонну имеет горизонтальную поверхность.

Первым этапом является вырывание котлована. На самое дно передаются оси будущего строения. Потом по главным осям прикрепляется проект. Эти крепления делаются кольцами. Важно знать, что сборный тип можно смонтировать только в пределах получившейся конструкции, которая была закреплена изначально.

Используя отвесы, необходимо определить фиксированные строительные оси. Потом опустить в короб. Опускаются с помощью проволоки. После хорошо и надежно закрепляются полученные конструкции.

Последующей работой является монтаж подставки под используемую конструкцию. Она фиксируется пониже пометок на полученном коробе. Это делается для того, чтобы в дальнейшей работе была возможность доливать бетон. Возможно, получится так, что основание вышло ниже проектной отметки, то уже при самой установке конструкции подлаживается подкладка из металла необходимой толщины. Материал прокладки выбирают, учитывая размеры конструкции.

Очень важно фиксацию осей выполнить правильно. Это проводится непосредственно перед укладкой опоры. Если объект, который строится, не очень большой, то крепление производится от осей. Они крепятся стунами. Сама основа укладывается в запланированном положении с использованием отвеса.

Основание под колонну

Когда укладывается фундамент под колонны стаканного типа, то на последнем этапе наносятся пометки. Эти отметки проводятся по краям стакана. Также нужно сделать отметки на углах, и если есть какие-то отклонения от необходимых размеров, то нужно отметить их.

Установка металлических столпов

Фундаменты под стальные колонны укладываются в несколько этапов:

1. Подготовка основы.
2. Расчеты, которые учитывают геодезические особенности.
3. Проектирование планируемого помещения.
4. Выбор материала, который будет использоваться.

Использование анкеров при укладке опор

Фундамент под металлическую колонну укладывается с применением анкерных болтов. Эти анкера укладывают прямо в саму опору. Укладка должна происходить под строгим контролем и с точной разбивкой. Допустимое отклонение около 2 мм.

Все анкера устанавливаются на осях и крепятся на самом верху опалубки. Важным этапом является контроль над установкой таких болтов. Должна контролироваться высота положения. Для этого используют шаблон или кондуктор. Он помогает правильно установить все болты. Шаблон – специальная рама, которая сделана из металла или дерева. В ней находятся специальные гнезда для прикрепления болтов. Также на ней находятся специальные риски, с помощью которых она крепится на опалубке к осям по всей опоре.

Для того чтобы было сохранено вертикальное положение болтов, их выверяют и приваривают к арматуре. Потом заливается бетон. Обязательно необходимо провести контроль устойчивости болтов и самой опалубки и выполнить схему высотного положения. Возможно, что при работе возникли ошибки. Поэтому размеры снимать после каждого этапа просто необходимо! Исправить их нужно до застывания самого бетона. В ином случае это будет уже сложно выполнить.

Не так давно анкерные болты начали помещать в колодцы, которые оставляют в конструкции и заделываются уже после всей установки. Анкера больших размеров и со значительным весом укладывают в опорах под очень высокие постройки (их используют под колонны промышленных зданий). Чтобы их удержать, делают некие приспособления. При установке таких устройств используют каркасы, которые используют для поддержки шаблонов с анкерными устройствами в необходимом положении при заливании бетонной смеси, и шаблоны, которые используют для прикрепления анкеров.

Устройство анкера очень сложное в установке. Крепления производятся с высокой точностью и делаются очень надежно. При укладке именно замеры и разметка считается самой сложной задачей. Для надежности и большей точности изготавливают специальные шаблоны, которые называют кондукторами. Это по своей сути такие приспособления в виде рам, которые делают из металлических отрезков. На этой раме точно проведены оси, сделаны отверстия для разметки будущих креплений. Если в работе будут использовать легкие болты, то такой кондуктор можно изготовить из дерева.

Расчет металлической колонны должен быть точным. Такие сооружения являются очень крепкими, и в случае, если есть ошибки или отклонения от необходимых размеров, исправить их очень сложно.

Необходимые расчеты перед началом укладки опоры

Проектирование фундаментов под колонны производит специалист. Перед тем как приступить к расчету, ему необходимо владеть определенной информацией:

• Глубину, на которой находятся грунтовые воды. Нужно учитывать, что этот параметр колеблется в зависимости от сезона;
• Расчет по нагрузкам ветра и снега. Этот показатель на различных ландшафтах разнится;
• Температурный режим в регионе зимой. Важно знать, как глубоко промерзает земля. Это очень влияет на устойчивость будущего здания. Такие данные можно найти в специальных справочниках;
• Особенности почвы, на которой будет выполняться постройка. Отдельные фундаменты под колонны имеют свои нюансы;
• Нужно знать приблизительный вес здания, которое будет построено. Оно производит определенное давление на почву. При этом учитывается и то, что будет находиться внутри самого здания;
• Массу самого основания, которое должно закладываться. При этом учитывается вес используемых материалов;
• Если опалубка круглых колонн, то нужно учитывать особенности ее применения.

Источник