Узел колонна фундамент железобетон

Узел стыка сборной железобетонной колонны с фундаментом

Полезная модель относится к области строительства и предназначена для многоэтажных и высотных зданий с повышенными нагрузками на колонны при связевой системе каркаса и шарнирным сопряжением колонны с фундаментом. В узле стыка сборной железобетонной колонны 1 с плитной частью свайно-плитного фундамента 2 четыре анкерных болта 3 выполнены из арматурных стержней и пропущены через стальную пластину 4, расположенную на поверхности плитной части свайно-плитного фундамента 2. В верхней части анкерных болтов 3 выполнена резьба, а нижняя часть выполнена в виде полукольца. Закладная деталь в торце железобетонной колонны 1 выполнена в виде нижней торцевой пластины 5 с четырьмя угловыми отверстиями под анкерные болты 3 и оснащена уголками 6 с приваренными под углом к горизонтальной плоскости пластинами ограничителями 7. Уголки 6 и пластины 7 образуют ниши. К боковым граням уголков 6 приварены анкерные стержни 8, анкерующие закладную деталь в торце колонны 1. Техническим результатом является увеличение несущей способности узла и уменьшение расхода металла. 3 ил.

Полезная модель относится к области строительства и предназначена для многоэтажных и высотных зданий с повышенными нагрузками на колонны при связевой системе каркаса и шарнирным сопряжением колонны с фундаментом.

Известен стык железобетонной сборной колонны с фундаментом («Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)», Москва, Стройиздат, 1978, рис.59), который включает в себя сборную железобетонную колонну, нижний конец которой вставлен в стакан подколонника фундамента, который сопрягается с плитной частью фундамента, а плитная часть оперта на естественное основание или на свайное основание в зависимости от инженерно-геологических условий строительной площадки. Зазор между гранями стакана и гранями колонны заполняют в процессе монтажных работ монолитным бетоном.

Недостатком такого решения является необходимость проведения омоноличивания узла, что повышает трудоемкость при отрицательных температурах. Также недостатком является необходимость временного крепления колонны до набора прочности бетона омоноличивания. Необходимость выверки колоны по высоте и вертикали вызовет необходимость использовать кондукторы, что также повышает трудоемкость и стоимость монтажных работ.

Известен узел соединения железобетонной колонны с фундаментом (патент RU 2314392 МПК E04B 1/38 опубл. 10.01.2008), в котором металлические закладные элементы колонны выполнены в виде четырех уголков, расположенных по углам колонны полками в обхват колонны так, что внешняя поверхность полок совпадает с плоскостями боковых поверхностей колонны. Каждая из полок уголка изнутри снабжена арматурными стержнями, расположенными через равные интервалы по длине уголка поочередно в перекрещивающихся под прямым углом плоскостях, параллельных сторонам колонны. Арматурные стержни жестко связаны с уголками и с продольными арматурными стержнями колонны, а концы каждой пары, соосно расположенных арматурных стержней, жестко связаны между собой отрезками арматуры. Уголки жестко соединены между собой пластинами, установленными с четырех сторон колонны попарно, а траверсы расположены попарно с двух сторон каждого уголка. Траверсы каждой пары лежат во взаимно перпендикулярных плоскостях параллельно сторонам колонн.

Основным недостатком известного технического решения является высокий расход металла, так как опорная пластина шире сечения колонны из-за необходимости крепления к ней траверс, из-за наличия восьми траверс и пластин, соединяющих уголки. Кроме того, усилия от колонны на опорную плиту передаются только через траверсы и сварные швы крепления траверс, через нижний торец усилия передаваться не будут, что снижает несущую способность узла.

Основная задача, решаемая полезной моделью, состоит в создании узла стыка сборной железобетонной колонны с фундаментом, обладающего низкой трудоемкостью и стоимостью.

Техническим результатом является увеличение несущей способности узла и уменьшение расхода металла.

Основной технический результат достигается тем, что в узле стыка сборной железобетонной колонны со свайно-плитным фундаментом, включающем опорную плиту, связанную с плитной частью свайно-плитного фундамента, металлические закладные детали колонны, согласно предложенному решению, закладная деталь, расположенная в торце железобетонной колонны, выполненная в виде нижней торцевой пластины с отверстиями под анкерные болты и оснащена приваренными к ней уголками с приваренными под углом к горизонтальной плоскости пластинами ограничителями, образующими с уголками ниши, к боковым граням уголков приварены анкерные стержни, а анкерные болты пропущены через стальную пластину, расположенную в плитной части свайно-плитного фундамента.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен боковой вид узла стыка сборной железобетонной колонны с плитной частью свайно-плитного фундамента, на фиг.2 приведен разрез A-A по шву между верней поверхностью свайно-плитного фундамента и торцом сборной железобетонной колоны, на фиг.3 приведен разрез B-B по сечению колонны чуть выше ее торца.

Узел стыка сборной железобетонной колонны 1 с плитной частью свайно-плитного фундамента 2 включает в себя четыре анкерных болта 3, выполненных из арматурных стержней и установленных в плитной части свайно-плитного фундамента. В верхней части анкерных болтов 3 выполнена резьба, нижняя часть выполнена в виде полукольца. Анкерные болты 3 пропущены через стальную пластину 4, расположенную на поверхности плитной части свайно-плитного фундамента 2. Также узел включает в себя закладную деталь в торце железобетонной колонны 1, выполненную в виде нижней торцевой пластины 5 с четырьмя угловыми отверстиями под анкерные болты 3 и оснащенную уголками 6 с приваренными под углом к горизонтальной плоскости пластинами ограничителями 7, уголки 6 и пластины 7 образуют ниши, а к боковым граням уголков 6 приварены анкерные стержни 8, анкерующие закладную деталь в торце колонны 1.

Монтаж узла стыка сборной колонны 1 с плитной частью свайно-плитного фундамента 2 производят следующим образом. На анкерные болты 3 навинчивают нижние юстировочные гайки 9 и устанавливают армирующую сетку 10, затем устанавливают колонну 1 таким образом, чтобы отверстия в пластине 5 закладной детали колонны 1 оделись на анкерные болты 3 и пластина 5 оперлась на котировочные гайки 9. При помощи котировочных гаек 9 производят регулировку высотного положения и отклонения от вертикали колонны 1. После приведения колонны 1 в проектное положение и закрепления фиксирующими гайками 11, горизонтальный шов и ниши замоноличиваются мелкозернистым напрягающим бетоном 12.

Предлагаемое техническое решение, благодаря рассмотренным выше признакам, отличается наиболее совершенной конструкцией, которая позволяет упростить процесс монтажа колонны на фундамент, сократить трудоемкость и стоимость работ при сохранении надежности узла.

Полезная модель используется, например, для зданий, строящихся по экспериментальной архитектурно-строительной системе «КАСКАД».

Узел стыка сборной железобетонной колонны с фундаментом, включающий опорную плиту, связанную с плитной частью свайно-плитного фундамента, металлические закладные детали колонны, отличающийся тем, что закладная деталь, расположенная в торце железобетонной колонны, выполнена в виде нижней торцевой пластины с отверстиями под анкерные болты и оснащена приваренными к ней уголками с приваренными под углом к горизонтальной плоскости пластинами ограничителями, образующими с уголками ниши, к боковым граням уголков приварены анкерные стержни, а анкерные болты пропущены через стальную пластину, расположенную в плитной части свайно-плитного фундамента.

Источник

Фундаменты под колонны

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.

к оглавлению ↑

Расчет фундаментов под колонны

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.

Отдельные фундаменты под колонны

Для проектирования и строительства отдельных фундаментов чаще всего независимо от типа почвы, на которой они планируются располагаться, выбираются сборные или монолитные фундаменты. Основанием является плита или несколько плит с дальнейшим расположением на ней ступенчатой конструкции. На особо ответственных участках площадь основания увеличивают, и дополнительно усиливают сварной решеткой из арматуры. В зданиях, где отдельные фундаменты под колонны планируется размещать в центре постройки для обеспечения больших нагрузок, площадь подошвы делают увеличенной, на дополнительно залитой монолитной площадке.

Заключение

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