Монолитные железобетонные фундаменты под колонны

Строительство большинства современных объектов не обходится без применения металлических конструкций. Частота их использования обусловлена качественными свойствами, главным из которых является высокая устойчивость к различным внешним воздействиям. Основными элементами каркаса являются металлические колонны, обеспечивающие прочность всей металлоконструкции. Более подробно об их разновидностях, структуре и особенностях использования в строительстве, вы узнаете из нашей статьи.

Назначение

Рисунок 1. Железобетонные колонны

Назначением любой ж/б колонны является осуществление опорной функции. При помощи колонн укрепляют различные элементы: от балок до арок и балконов. Их изготавливают из тяжелых бетонов, и, чтобы готовое изделие обладало большой прочностью и могло выдерживать максимальные нагрузки, колонны армируют стержнями из металла.

Назначение

При помощи опорных элементов усиливают различные объекты: от бытовых до одно- и многоэтажных. Употребление колонн востребовано везде, где требуется равномерно разделить силовую нагрузку.

В жилищном комплексе колонны принимают нагрузки от вышенаходящихся составляющих. При постройке промышленных объектов опорные элементы размещаются по площади, чтобы удерживать перекрытия и обеспечивать устойчивость и безопасность здания.

Процесс рихтовки

Устройство монолитного фундамента под колонну

В том случае, если колонны здания осели либо у них неравномерная осадка, производится рихтовка.

При рихтовке к патрубкам присоединяется шланг от бетононасоса и далее под давлением закачивается пластичная пульпа из песка с добавкой глины, либо другого пластификатора.

Колонна немного поддомкрачивается за счёт выдавливания пульпой железобетонного фундамента.

Применяя на практике данный вариант можно достичь следующих экономических показателей:

  • Уменьшения расхода металла на 10-15%;
  • Уменьшения расхода бетона на 20-30%;.
  • Уменьшения трудоемкости изготовления и монтажа фундамента;
  • Обеспечивается рихтовка на случай проседания колонн, для более удобной эксплуатации здания.

Особенности фундамента под металлические колонны

Есть здания, в которых требования к прочности увеличены. Это строения, относящиеся к объектам промышленного назначения, энергетики. Как правило, здесь используется столбчатый фундамент под металлическую колонну каркасного типа, когда нагрузка от здания приходится на металлические столпы, устанавливаемые внутри чаши, выполненной из бетона. Особенность фундаментов под колонны из стали заключается в том, что предварительно подготавливается подушка, внутри которой делается углубление. Сюда и будет крепиться колонная, путем анкерной фиксации.

Особенности фундамента под металлические колонны

Этапы строительства

Применение металлических столпов не предполагает наличие сборных конструкций. В противном случае пришлось бы делать дополнительный расчет несущих характеристик строения.

Особенности фундамента под металлические колонны

Оптимальный вариант – это использование монолитного фундамента из бетона. Указанный вид основания прочнее, быстро заливается. Строительный процесс разделяют на следующие этапы:

Особенности фундамента под металлические колонны

Предварительно рассчитывают максимально допустимые нагрузки, оказываемые на подушку основания; Проводится разметка точек, где будут установлены колонны. Затем проводятся земляные работы; Роется скважина. Длина и размер котлована зависит от сечения металлической колонны и расчетной глубины; Теперь нужно сделать внешнюю опалубку. Для этого берутся доски, рекомендуется использовать фанеру с влагостойким покрытием. Как правило, такая опалубка несъемная; Делается подушка из песка и гравия. Предварительно поверхность грунта выравнивается, затем засыпают песок. Слой не больше 15 см, тщательно трамбуется. Сверху засыпается щебень. Слой не больше 20-25 см. Также тщательно трамбуется и выравнивается по горизонтали; Следующим этапом идет создание армирующего пояса, который будет основным. Металлические прутья устанавливаются по периметру подушки. Арматуру располагают как по вертикали, так и по горизонтали; Теперь подготовленный котлован заполняют бетонным раствором

Читайте также:  Нужна ли отмостка для ленточного фундамента

Важно использовать бетон марки 200М. Перед тем, как запускать раствор необходимо установить геодезические уровни, а также высотные знаки

Особенности фундамента под металлические колонны

Это будут указатели, где будут размещаться металлические колонны. Также эти указатели помогут при проведении ремонтных работ фундамента, из-за просадки.

Внутри углублений устанавливаются анкерные соединения, с помощью которых происходит крепление стальных элементов. Но и здесь есть свои особенности.

Особенности фундамента под металлические колонны

Надежность и прочность крепления проверяется следующим образом: после того, как анкера привариваются к арматурному слою, бетонное основание разбивают и смотрят на состояние болтов. Если последние остались на месте, значит, монтаж проведен правильно и можно продолжать строительство. В случае, когда конструкция отклонилась от центра даже на 2 миллиметра, возникает необходимость замены анкерных болтов. Проверку проводят после каждой установки. В противном случае возведенная конструкция будет неустойчивой и может привести к разрушению здания.

Особенности фундамента под металлические колонны

Расчет

Индивидуальные застройщики процесс армирования опорных элементов сводят к четко продуманному определению потребности в металлических прутьях.

Разберем пример расчета армирования столбчатого фундамента. Предположим, необходимо изготовить арматурный каркас для столба с сечением двадцать сантиметров и глубиной установки в два метра. Для усиления такой опоры потребуются четыре прута, установленных вертикально, диаметр которых равен 1.2 см. Прутья перевязываются горизонтально в четырех местах, через каждые полметра.

Для армирования столбчатого фундамента под стальную колонну для каждой из них делаются следующие расчеты:

  • к длине опорного элемента прибавляют двадцатисантиметровый припуск, с помощью которого выполняется связка с ростверком;
  • полученное значение умножается на количество прутьев (четыре штуки в каждом столбе);
  • вязальную проволоку определяют следующим образом: сечение умножают на количество прутьев в каркасе и на число перевязок.

Остается полученные данные перемножить на потребность столбов, чтобы узнать, сколько потребуется арматуры и проволоки для каркасных оснований.

Читайте также:  Достоинства и недостатки опорно-столбчатого фундамента

Основные элементы металлической колонны

  • Оголовок.

Это верхняя часть колонны, к которой присоединяются фермы, ригели, балки, рельсы мостовых кранов (в заводских цехах). Крепление может осуществляться двумя способами: сверху и сбоку. Если выбран шарнирный свободный вариант присоединения, то балка устанавливается поверх оголовка, который представляет собой плиту с ребрами жесткости.

Прочность и устойчивость такой конструкции обеспечивается за счет сварки и укрепления платформы дополнительными поперечными элементами. Если крепление осуществляется жестким методом, балку соединяют с боковой стороной опоры. К металлической колонне приваривают столик, на который укладывается ригель, ферма и т. д. Оголовок колонны предназначен для принятия внешней нагрузки и дальнейшей ее передачи на фундамент.

  • Стержень.

Так называют среднюю часть металлической колонны. Стержень – это тот участок, который испытывает постоянное воздействие на сжатие. В зависимости от предполагаемой нагрузки при проектировании каркаса здания рассчитывается оптимальная толщина стенок стержня. При необходимости он может быть оснащен дополнительными укрепляющими элементами. Косынки и ребра жесткости делают стержень более устойчивым и надежным.

В зависимости от вида стержни делятся на сплошные и сквозные (безраскосные, перфорированные и решетчатые). Большинство стержней изготавливается из одиночных широкополочных двутавровых балок или прокатных профилей.

Рекомендовано к прочтению

  • Резка меди лазером: преимущества и недостатки технологии
  • Виды резки металла: промышленное применение
  • Металлообработка по чертежам: удобно и выгодно
  • База.

Так называется нижняя часть металлической колонны здания, которая соприкасается с фундаментом. Конструкция базы подбирается индивидуально, с учетом вида, высоты сечения стержня, выбранного способа монтажа металлической опоры и варианта прикрепления к фундаменту. Для присоединения колонны к фундаменту обычно используются анкерные болты. База может быть раздельной или сплошной, с траверсами или без.

  • Консоли.
Читайте также:  Особенности проектирования строительных конструкций

Консоли необходимы для металлических опор, устанавливаемых в промышленных объектах строительства. Если в цехе или на складе планируется монтаж мостового крана, то рельсы для его движения прокладываются с упором на несущие опоры. Консоли предназначены для крепления металлических балок к металлическим колоннам.

Наиболее популярными видами сечения металлических колонн являются:

  • двутавр;
  • круг;
  • прямоугольник/квадрат.

Металлические несущие колонны изготавливаются производителем с использованием профильных труб либо двутавровых балок. Для того чтобы рассчитать размер стойки, необходимо определить прочность стенок колонны с учетом особенностей фундамента и всех присоединяемых элементов конструкции.

Проектирование металлических колонн осуществляется с учетом нижеперечисленных требований:

  • минимальный расход материала (стали);
  • легкость установки;
  • однотипность параметров (в рамках одного объекта);
  • минимальная затрата ресурсов при изготовлении;
  • наличие простых и надежных стыков;
  • минимальная площадь, занимаемая колонной на фундаменте;
  • простота присоединения вспомогательных элементов общей конструкции;
  • отсутствие сложных узлов и переходов.

Расчёт основания

Ни в коем случае нельзя приступать к работам, пока не составлен проект будущей конструкции. Сначала нужно рассчитать, какая нагрузка предполагается на основание будущего строения. На основе этих расчётов определяют необходимое количество опор и их размер, определяют структуру армирования каркаса и выбирают предпочтительный тип фундамента.

При проектировании основания надо учитывать некоторые нюансы, а именно:

  • чем более плотный грунт, тем большие он может выдержать нагрузки;
  • чем больше площадь основания, тем большую массу она примет на себя;
  • если уровень почвенных вод высок, то нижняя точка основания должна быть ниже, чем уровень промерзания грунта.

Составляя проект, помните, что вся масса постройки должна распределяться на все опоры равномерно. Особенности почвы должны учитываться в каждой отдельной точке заложения опор, каждая из которых должна быть в однородном слое грунта.