Фундаменты стального каркаса промышленного здания

Фундаменты стального каркаса промышленного здания

Фундаменты промышленных зданий

По способу возведения фундаменты делят на монолитные и сборные.

Под колонны каркасного здания устраивают, как правило, столбчатые фундаменты с подколонниками стаканного типа, а стены опирают на фундаментные балки. Ленточные и сплошные фундаменты предусматривают редко, как правило, на слабых, просадочных грунтах и при больших ударных нагрузках на грунт технологического оборудования.

Унифицированные монолитные железобетонные фундаменты имеют ступенчатую форму с подколонником стаканного типа для заделки колонн (рис.2).

Рис.2. Общий вид монолитного фундамента ступенчатой формы с подколонником стаканного типа под крайнюю колонну

Сборные фундаменты экономичнее монолитных, но на них больше расходуется стали. Более легкими и экономичными по расходу стали, являются сборные фундаменты ребристой или пустотной конструкции.

При близком расположении уровня грунтовых вод (УГВ) и при слабых грунтах устраивают свайные фундаменты. Наиболее распространены железобетонные сваи круглого и квадратного сечений. По верху сваи связывают монолитным или сборным железобетонным ростверком, который служит одновременно подколонником.

Подколонник устанавливают на плиту по слою цементно-песчаного раствора. При действии на фундамент изгибающего момента соединение подколонника с плитой усиливают сваркой закладных элементов, а места сварки заделывают бетоном.

Ступени плиты всех фундаментов имеют единую унифицированную высоту 300 мм или 450 мм.

В верхней части подколонника устроен стакан для установки в него колонны. Дно стакана располагают на 50 мм ниже проектной отметки низа колонны для того, чтобы компенсировать подливкой раствора неточности в размерах и заложении фундаментов.

Колонны с фундаментом соединяют различными способами. В основном с помощью бетона. Для обеспечения жесткого закрепления колонны в стакане фундамента на боковых поверхностях железобетонной колонны устраивают горизонтальные бороздки. Зазор между гранями колонны и стенками стакана поверху составляет 75 мм, а по низу стакана 50 мм (рис.2).

Обрез фундамента под железобетонные колонны располагают на отметке -0.15 м, под стальные колонны – на отметках -0.7 м или -1.0 м.

Фундаменты под смежные колонны в температурных швах делаются общими, независимо от числа колонн в узле. Для каждой сборной железобетонной колонны в этом случае устраивают отдельный стакан (рис.3).

Рис. 3. Монолитные фундаменты железобетонных

колонн в местах устройства деформационных швов

В фундаментах под стальные колонны подколонник делают сплошным (без стакана) с анкерными болтами (рис.4).

Рис. 4. Монолитные фундаменты под стальные колонны:

а) колонны постоянного сечения;

б) колонны двухветвевые (сквозного сечения)

Стены каркасных зданий опирают на фундаментные балки , укладываемые между подколонниками фундаментов на бетонные столбики необходимой высоты, бетонируемые на уступах фундаментов (рис. 2). Фундаментные балки имеют тавровое или трапецеидальное поперечное сечение (рис.5). Номинальная длина их составляет 6 и 12 м. Конструктивная длина фундаментных балок выбирается в зависимости от ширины подколонника и местоположения балок. Верхняя грань балок располагается на 30 мм ниже уровня чистого пола.

Рис. 5. Сечения фундаментных балок:

а) для шага колонн 6 м;

б) для шага колонн 12 м

Фундаментные балки устанавливают на подливку из цементно-песчаного раствора толщиной 20 мм. Этим раствором заполняют зазоры между торцами балок и стенками подколонников. По балкам для гидроизоляции стен укладывают 1-2 слоя рулонного водонепроницаемого материала на мастике. Во избежание деформации балок вследствие пучения грунтов снизу и с боков балок предусматривают подсыпку из шлака, песка или кирпичного щебня (рис.6).

Источник

Фундаменты стального каркаса промышленного здания

ФУНДАМЕНТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Типовые столбовые монолитные железобетон­ные фундаменты под колонны промышленных зда­ний состоят из подколонника и одно-, двух- или трехступенчатой плитной части. Фундаменты за­проектированы в шести вариантах по высоте (1,5 м и от 1,8 до 4,2 м с интервалами 0,6 м).
Обрез фундамента располагается на отметке —0,15 м под железобетонные и на отметке —0,7; —1,0 м под стальные колонны. Таким образом, заглубляются развитые базы стальных колонн.
При вскрытии основания целиковый грунт, не­посредственно воспринимающий нагрузку, вырав­нивается и накрывается бетонной подготовкой тол­щиной 100 мм из бетона марки 50. На бетонную подготовку ложится подошва фундамента.
Высота ступеней плитной части 0,3 и 0,45 м. В связи с применяемой для устройства форм ин­вентарной щитовой опалубкой все размеры сече­ний в плане кратны 0,3 м. Площадь сечения подколонников принята в шести вариантах от 0,9 X 0,9 м. В последующих вариантах ширина сечения (в направлении шага колонн) принимает­ся 1,2 м, а высота (в направлении пролета между колоннами) изменяется от 1,2 до 2,7 м. Площадь сечения подошвы изменяется от 1,5X1,5 м (пло—щадь 2,25 м2) до 7,2X6,6 (площадь 47,5 м2). Она выбирается в связи с нагрузкой, передаваемой колонной, и допускаемым удельным давлением грунта.
Зазор между гранями колонн и стенами стака-/на принят по верху 75 мм и по низу 50 мм, а между низом колонн и дном стакана 50 мм Небольшой уклон стенок стакана упрощает распа­лубку. Минимальная толщина стенки стакана по верху 175 мм обеспечивает ее прочность при мон­тажных и постоянных нагрузках. Заливка стаканов после установки колонн производится бетоном марки 200 на мелком гравии.
Сечение подколонников под базы стальных колонн выбирается исходя из размещения анкер­ных болтов так, чтобы расстояние от оси болта до грани подколонника было не менее 150 мм.
В зависимости от вылета граней подошвы фун­дамента по отношению к подколоннику форма плитной части принимается одно-, двух- или трех­ступенчатой, так чтобы при высоте ступеней до 0,45 м вылет всей плитной части и отдельных сту­пеней ограничивался уклоном 1 : 2 при опорных кранах грузоподъемностью до 50 т и 1 : 1,5 при опорных кранах большей грузоподъемности.
Для каждой комбинации площади сечений по­дошвы и подколонника принят один типоразмер плитной части. При очертании подошвы фундамен­та, близком к 1,5 квадратам и более, уступы ступеней в направлении шага колонн совмещаются. Всего под рядовые колонны одноэтажных зданий предусмотрен 651 типоразмер, а под рядовые ко­лонны многоэтажных зданий — 288 типоразмеров опалубки. Причем в последнем случае 226 типораз­меров отличаются от фундаментов под колонны одноэтажных зданий только глубиной стакана.
В зависимости от схемы армирования в каждом типоразмере опалубки может быть выполнено несколько фундаментов различной несущей способ­ности. Таким образом, в целом стандартом преду­сматривается более двух тысяч вариантов фунда­ментов, практически охватывающих возможные сочетания нагрузки, собираемой колонной, и допу­скаемого удельного давления грунта.
Для опирания фундаментных балок рекомендуется устройство приливов площадью сечения 0,3X0,6 м с обрезом на отметке —0,45 м (при высоте балок 0,4 м, для шага колонн 6 м) , и с обрезом на отметке —0,65 м (при высоте балок 0,6 м — для шага колонн 12 м).
Фундаменты армируются типовыми арматурны­ми сетками (горизонтальный элемент) и плоскими каркасами (вертикальный элемент). Сетки и пло­ские каркасы изготавливаются из арматуры перио­дического профиля на автоматических линиях с применением контактной точечной электросварки во всех местах пересечений стержней.
На высоте защитного слоя (35—50 мм от по­дошвы фундамента) укладываются два ряда сеток плитной части, располагаемых в перекрестном нап­равлении. Рабочая арматура сеток расположена с интервалом 0,2 м. Ширина сеток 1; 1,4; 1,6 м за­дана с учетом размещения их целого числа при любой предусмотренной стандартом конфигурации подошвы фундамента. Длина сеток (от 1,45 до 7,15 м с интервалом через 0,3 м) на 50 мм короче ширины или высоты сечения подошвы фунда­мента.
В центре фундамента на сетке плитной части устанавливается объемный каркас подколонника, свариваемый из четырех плоских каркасов. Рас­пределительная арматура плоских каркасов не до­ходит до их верха примерно на глубину стакана, с тем чтобы можно было образовать его обойму, нанизывая на рабочие стержни каркаса ряд сеток подколонника. В подколонниках пенькового типа под стальные колонны эти сетки, кроме периметральных, имеют и ряд внутренних стержней.

ЛИСТЫ 1.01 ; 1.02. Монолитные железобетонные фунда­менты со ступенчатой плитной частью

Высота и ширина плоских каркасов и размеры в плане сеток подколонника назначаются исходя из его сечения и принятой высоты фундаментов.

Сборка каркасов подколонника, как правило, производится на поточных линиях в арматурном цехе или на полигоне в зоне действия монтажного крана. Жесткость собранных каркасов при транс­портировке обеспечивается съемными диагональ­ными связями.

В связи с необходимостью графически отразить различие между монолитным и сборным, конструк­тивным и легким бетоном на рассматриваемых листах и далее, согласно примечанию 3б к § 2 ГОСТ 2.306—68, сборные железобетонные элемен­ты в отличие от монолитного бетона обозначены в разрезах без вкрапления точек, из конструктивно­го бетона — с вкраплением треугольников, из лег­кого бетона — с вкраплением овалов.

Инвентарная опалубка монолитных железо­бетонных фундаментов может рассматриваться как строительная конструкция здания, поскольку ее устройство входит в построечную трудоемкость, а она сама по себе является достаточно сложным и металлоемким сооружением. |В данной книге рас­смотрены конструкции опалубки для фундаментов со ступенчатой и пирамидальной плитной частью. Последняя позволяет уменьшить объем бетона, но несколько увеличивает металлоемкость форм.|

Комплект опалубки со ступенчатой плитной частью состоит из: плоских щитов девяти типораз­меров, образующих опалубные панели ступеней Элитной части и подколонника; П-образных щитов двух типоразмеров для последующего бетонирова­ния опор под фундаментные балки; стяжек двух типоразмеров, диагональных опорных балок, связывающих между собой опалубочные панели ступеней; набора пуансонов, образующих стаканы; подмостей при бетонировании формы. Щиты для образования панелей подколонника выполняются из стального листа толщиной 2 мм с окаймлением и ребрами жесткости из уголков 63X40X5 мм и имеют размеры: (0,75; 0,9 и 1,2) X 0,75 м и (0,9 и 1,2) X 1,2 м. Аналогичные щиты для ступеней плитной части имеют размеры (0,3 и 1,5) X (0,3 и 0,45) м. Плоские панели каж­дой ступени собираются путем скрепления щитов болтами. Болты снабжены удлиненными шайбами так, чтобы полка окаймляющего уголка не мешала подтягиванию гайки. Собранные опалубочные па­нели соединяются в трех углах через промежуточ­ный уголок винтами. Четвертый угол соединяется винтовым замком, позволяющим уточнить размеры формы.

Объемные формы отдельных ступеней связаны между собой и с формой подколонника диагонально расположенными опорными балками, касательными к углам вышележащих форм. При посредстве этих балок вся опалубка фундамента может быть со­брана до его бетонирования. При раздельном бето­нировании ступеней и подколонника диагональные опорные балки могут быть исключены.

Укрупнительная сборка опалубочных панелей подколонника производится из отдельных щитов на выровненной монтажной площадке. Щиты укла­дываются рабочей поверхностью вниз. К горизон­тальным или вертикальным ребрам щитов посред­ством пальцев крепятся откидные шпильки и про­пускаются в зазор между швеллерами, составляю­щими стяжку. Гайками стяжки подтягиваются к щитам и сплачивают панель опалубки. Опалубоч­ные панели подколонника соединяются между со­бой в пространственный блок на месте бетонирова­ния аналогично опалубочным панелям ступеней.

Пуансон для образования стакана посредством опорных балок крепится к опалубке подколонника. Так как верхняя грань опалубки может превышать обрез фундамента, предусмотрена возможность ре­гулирования положения пуансона по высоте. После распалубки фундаментов под крайние и торцовые колонны производятся крепление П-образных щи­тов к подколеннику и бетонирование опор под фундаментные балки.

Блочная опалубка фундамента с пирамидаль­ной плитной частью состоит из нижней рамы, тра­пециевидных панелей плитной части и прямоуголь­ных панелей подколонника. Размеры щитов, образующих панели, назначаются в связи с конкретными размерами фундамента, проектируе­мого индивидуально. Щиты состоят из стальных листов толщиной 3 мм с окаймлением и ребрами жесткости из полос площадью сечения 70 X 5 мм. При сборке формы щиты болтами скрепляются между собой и с нижней рамой.

Жесткость формы обеспечивается обвязками из швеллеров, связанных в углах шарнирами или зам­ками, позволяющими производить обжатие, и рас­косами из прокатных уголков, соединяющими ниж­нюю раму с блочной опалубкой подколонника.

Если есть возможность использования крано­вого оборудования грузоподъемностью около 10 т, объемные блоки опалубки можно собирать на мон­тажной площадке вокруг арматурного каркаса и устанавливать вместе с ним.

Глубокое заложение фундаментов определяется геологическим строением грунта или наличием под­валов под производственными помещениями. Для экономии бетона и ускорения монтажа здания в этих случаях целесообразно устанавливать в моно­литную плитную часть фундамента подколонники облегченного сечения. Они могут быть выполнены рамными двухветвевыми или в виде ствола двутав­рового сечения с оголовком, на который устанавли­вается стальная колонна.

Отметка верха оголовка (обрез фундамента) принята в зависимости от высоты базы стальной колонны — для зданий с опорными кранами гру­зоподъемностью до и более 50 т соответственно —0,7 м и —1,0 м. Оголовки снабжаются закладными болтами для анкеровки базы колонны. Размеры оголовков со­ответственно определяются: длина — высотой сече­ния колонны в крайних и средних рядах здания, ширина — выносом и высота — глубиной заделки анкерных болтов. Общая высота двухветвевого подколонника пре­дусмотрена 5,1-9,9 м с интервалом через 1,2 м. Глубина заделки в плитную часть 1,2 м. В подко-

Лист 1.03. Опалубка монолитных железобетонных фунда­ментов

Источник