Расчет и проектирование фундамента стаканного типа

Конструкция фундаментов промышленных зданий
По способу возведения фундаменты промышленных зданий 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.

Ленточный фундамент

Ленточные фундаменты проектируют под щитовыми, каркасными, каменными, брусовыми и бревенчатыми домами. Данный фундамент представляет собой непрерывную монолитную бетонную ленту, заглубленную в землю и воспринимающую нагрузку от каких-либо несущих элементов строительной конструкции: стен, колонн и пр. Ленточный фундамент обустраивается по периметру строящегося здания и под всеми его стенами.

Данный тип фундамента зачастую используется при строительстве одноэтажных или двухэтажных домов с подвалом или без него. Для обеспечения качественного распределения нагрузок ленточные фундаменты опираются на специальные распределительные подушки, которые называются фундаментными плитами. Они позволят передавать усилия на большую площадь и позволяют проводить работы по обустройству фундамента без сложной предварительной подготовки грунта.

Ленточные фундаменты бывают двух видов:

  • Монолитные, которые обустраиваются путем заливки бетонного раствора в предварительно подготовленную на строительной площадке опалубку;
  • Сборные, которые изготавливаются из отдельных железобетонных блоков типового размера, производимых в заводских условиях. Как правило, данные фундаменты монтируются на строительной площадке с помощью специализированной техники. Они состоят из рядов блоков, причем для формирования нижнего используются блоки трапецеидальной формы.

Также ленточные фундаменты различаются по типу используемого материала:

Ленточный фундамент
  • Бутобетонные. При изготовлении бетонного раствора используется крупный заполнитель: кирпичный бой, крупный гравий, мелкие валуны;
  • Железобетонные. При изготовлении их используется бетон класса В15-В30 и арматура;
  • Кирпичные. При их обустройстве используется глиняный полнотелый кирпич марки М100-М200 на базе цементно-песчаного раствора марок М50-150.

Железобетонные и бутобетонные фундаменты наиболее востребованы в частном строительстве. Это связано с доступностью материалов, которые используются для изготовления бетонного раствора. Такие ленточные фундаменты могут обустраиваться при возведении тяжелых зданий с массивными многослойными стенами толщиной от 40 см или с несущими стенами из кирпича толщиной от 38 см.

Кирпичный фундамент устанавливается под здания до 5 этажей, стены которых возведены из керамического кирпича, в тех случаях, когда нет возможности выполнить монолитно-опалубочные работы.

Технологическая простота обустройства ленточных фундаментов является главным их преимуществом. Кроме этого для них характерна высокая несущая способность, что позволяет использовать данные конструкции, к примеру, в качестве подвальных стен. Необходимость использования специализированной техники для доставки материалов на строительную площадку и подготовку бетонного раствора, пожалуй, единственный существенный недостаток ленточных фундаментов.

Область использования стаканных фундаментов

Предназначением такого необычного снования считается передача нагрузочных воздействий от несущих элементов и перекрытий посредством колонных столбов, вмонтированных в стаканные заготовки.

Верха опорных элементов тоже прочно соединены с ростверковой конструкций, которую разрешается монтировать на значительном превышении по отношению к уровню земли.

Фундаменты под колонны стаканного типа применяются:

Область использования стаканных фундаментов
  • во время строительства колонных сооружений промышленного предназначения;
  • при устройстве многоярусных парковок под землей;
  • в качестве несущих основ под мостовые конструкции, эстакады и электролинии;
  • для монтажа каркасных сооружений, отличающихся большой длиной и располагающихся на зыбких почвенных составах, имеющих разнообразные горизонтальные расслоения;
  • в ситуациях, когда возникает необходимость обеспечения показателя прочности объектов, располагающихся в регионах, отличающихся сейсмической нестабильностью;
  • когда проектным заданием предусматривается расстановка колонн под перекрытия, значение размеров пролетов которых варьируется от шести до девяти метров.
Читайте также:  Как и чем самостоятельно утеплить цокольный этаж

Фундаменты стаканного типа для монтирования колонн представляют собой единственно оптимальный способ, соответствующий ГОСТу, для возведения машинных ангаров, конденсаторных и компрессорных помещений в атомной энергетике.

Нюансы монтажа

Заслуживающий внимания нюанс использования стаканного фундамента заключается в том, что при установке на них металлических колонн необходимо использовать только специализированные анкерные болты. Такие болты изготавливают по ГОСТ При этом располагаться они должны точно с проектными расчетами, допустимо отклонение не более 2 мм.

Размеры конструкции и анкерное устройство увеличивают в диаметре, если требуется удерживать большие нагрузки.

Если говорить о создании фундамента под бетонные колонны, то здесь обязательным условием в любом случае является то, чтобы пометка верхней точки фундамента была расположена ниже пола на расстоянии 15 см.

Если встала задача создать основание повышенной прочности — для этих целей следует использовать армирование (также заливается ленточный фундамент). Для этих целей из стальных прутьев собирают специальный каркас, который впоследствии заливают бетоном.

Армирование состоит из нескольких этапов: сперва собирают сетку для основания (обычно ее делают в два слоя). Затем — делают армирующий каркас для стакана. То, насколько будет армирование увеличивать прочность, будет зависеть от его качества сборки, а также диаметра используемых прутьев.

к оглавлению ↑

Нюансы монтажа (видео)

к оглавлению ↑

Нюансы выбора и подготовки

Фундамент сборный стаканного типа бывает двух видов: это вариант в виде монолитной конструкции и сборный вариант из металлических (стальные столбы) и железобетонных оснований. Технические отличия заключаются в том, что сборные конструкции в итоге образуют наклонную поверхность (они имеют шарнирное соединение), а в монолитных — поверхность и ее крепление является ровно горизонтальной.

Нюансы монтажа

Обычно монолитные основания устанавливают в тех случаях, если возводимое здание будет иметь большие размеры и как следствие массу. Также устройство монолитного фундамента имеет более простой монтаж чем ленточный, поэтому он используется чаще.

Если же возводимое здание будет небольшим и при строительстве важна скорость, то целесообразнее использовать не монолитный или ленточный вариант, а сборные конструкции и стальные фахверковые опоры. Выбрать подходящий вариант можно, сделав правильный расчет.

Прежде чем делать монтаж основания, специалисты проводят ряд экспериментов и делают расчет нескольких параметров. В первую очередь это анализ почвы, это позволит определить будет ли проседать фундамент после строительства. Также происходит обязательный анализ наличия грунтовых вод, делается разрез грунта.

Фундамент под колонну стаканного типа

Если эти параметры известны, необходимо сделать расчет того, какая нагрузка будет оказана на каждую опору при возведении здания. Для этих целей нужно вычислить массу сооружения, а также узнать, какова общая площадь опоры.

Если расчет покажет, что здание будет оказывать на фундамент большее давление, чем способен выдержать грунт, размеры (площадь) фундамента расширяют, также рассчитывают и ленточный фундамент.

Фундамент стаканного типа и стальные фахверковые опоры изготавливают из бетонов двух марок: М200 и F50. Если необходим результат, который бы хорошо выдерживал отрицательные температуры, лучше всего отдавать предпочтение фундаменту на основе бетона F50.

Что касается прочности бетона, то она определяется по ГОСТ 10180-78.

Перейти к расчету

Нет похожих записей.

Подготовка к возведению

Подготовка включает:

  • планировку – опоры монтируют по углам, на участках примыкания и пересечения стен, на протяжении несущей стены через 3–6 м и под каждой колонной;
  • разметку и выемку земли на необходимую глубину;
  • если глубина залегания велика, то на дно ям укладывают песчаную или бетонную подложку;
  • сооружение опалубки.
Читайте также:  Арболит как утеплитель, его плюсы и минусы

Глубина залегания и высота бетонной подложки определяется весом здания и рыхлостью почвы.

Инструменты и материалы

Для строительства нужны:

Подготовка к возведению
  • доска или фанера для опалубки;
  • песок, битый кирпич, гравий для подушки;
  • бетон марки М300, М400, М600;
  • рубероид или другой пленочный материал для гидроизоляции;
  • анкерный крепеж для металлических колонн.

Для работы понадобятся следующие инструменты и приспособления:

  • капроновый шнур и деревянные колья для разметки;
  • совковая и штыковая лопаты;
  • отвес, строительный уровень, рулетка;
  • ручная трамбовка.

Если бетон изготавливают самостоятельно, то нужна бетономешалка или емкость для размешивания раствора.

Как рассчитать?

Исходными данными для расчета служит нагрузка, которую оказывает колонна, и результаты инженерно-геологических исследований.

К первым относятся:

  1. Вертикальная нагрузка – вес колонны и величина нагрузка, передаваемая на нее стенами и кровлей.
  2. Изгибающий момент.
  3. Поперечная – приходящаяся на опору от базы колонны.
  4. Нагрузка при действии крутящих моментов в 2 плоскостях.
  5. Полная ветровая и снеговая – рассчитывается по погодным данным региона.

К инженерно-геологическим данным относятся:

Подготовка к возведению
  • свойства грунта;
  • уровень грунтовых вод;
  • глубина промерзания грунта.

По полученным данным рассчитывают величину опорных столбов для колонн.

Пример расчета под монолитную колонну

Вычисляют глубину залегания и сечение основания. В простых случаях параметр определяет максимальная глубина промерзания.

Для более точных вычислений используют формулу: df=kh*dfn, где:

  • kh – коэффициент, принимаемый для фундамента отапливаемого дома;
  • dfn – глубина промерзания.

Размеры основания рассчитывают по формуле: А=N/(R0-ȳd), где:

  • N – вертикальная нагрузка, ее получают при расчетах каркаса здания;
  • R0 – сопротивление грунта — величина представлена в справочнике СНиП ;
  • ȳ – средний удельный вес фундамента;
  • d – глубина.

Для зданий выше 3 этажей расчет производят более сложные, с учетом краевой нагрузки.

Подготовка к возведению

Пример расчета под металлическую колонну

Материал не влияет на методику вычислений. Учитывать нужно глубину заглубления самой колонны. Поэтому используется та же самая методика расчета.

Для удобства исчислений непрофессионалам лучше воспользоваться онлайн-калькуляторами в Интернете.

В них указаны все требуемые параметры для вычислений. Расчет производится автоматически.

Расчет прочности фундамента

Определяем давление по подошве фундамента от расчетных усилий но без учета веса фундамента и грунта на уступах фундамента. Приводим все силы к центру подошвы фундамента.

Расчет по I комбинации:

Расчет по II комбинации:

Схема для определения поперечных сил, изгибающих моментов и площади арматуры:

Проверяем достаточность размеров, т.к. может произойти разрушение по наклонным сечениям от действия поперечных сил.

Сечение 2-2

Определяем приведенную равномерно-распределенную нагрузку для сечения 2-2:

Мв =1,5bho2Rbt;

Тогда, Мв = 1,51,451,04275 = 176,44 тсм;

Т.о. при принятых размерах прочность фундамента по наклонным сечениям обеспечена без установки поперечной арматуры.

Определяем значение изгибающего момента в сечении:

Определяем площадь сечения арматуры:

Сечение 3-3

Определяем приведенную равномерно-распределенную нагрузку для сечения 3-3:

Мв =1,5bho2Rbt;

Мв = 1,51,451,04275 = 176,44 тсм;

Т.о. при принятых размерах прочность фундамента по наклонным сечениям обеспечена без установки поперечной арматуры.

Определяем значение изгибающего момента в сечении:

Определяем площадь сечения арматуры:

Сечение 4-4

Определяем значение изгибающего момента в сечении:

Определяем площадь сечения арматуры:

Принимаем нижнюю арматуру 9Ш18 с шагом 300 мм .

Читайте также:  Возведение монолитного фундамента свайно ростверкового

Верхняя арматура 15Ш10 с шагом 300 мм

Армирование фундамента:

Столбчатые фундаменты область их применения конструктивные решения

Столбчатый фундамент состоит из отельных столбов, связанных над поверхностью грунта ростверкомСтолбчатый фундамент считается наиболее простым в возведении и экономически выгодным.

Благодаря этому основание такого типа получило широкое распространение в промышленном, общественном и индивидуальном строительстве.

Тем не менее, применение фундамента, из-за его конструктивных особенностей, в определенных условиях может быть ограничено.

Столбчатые фундаменты относятся к составным несущим конструкциям, предназначенным для возведения зданий на естественном основании. Такие фундаменты состоят из столбчатых опор с развитой подошвой и перекрытий, соединяющих опоры.

Столбчатые фундаменты у нас применяют под весьма легкие конструкции, а именно: дома из дерева или же каркасные дома

Чаще всего, фундаменты на столбчатых основах используют в малоэтажном, бесподвальном строительстве.

Тем не менее, устройство столбчатого фундамента возможно и для зданий с подвальными помещениями. Но, в этом случае, понадобятся дополнительные конструктивные решения (монтаж башмака, столба, ранд-балки, плиты ограждения).

В случае, когда по проектным расчетам опорная способность всех столбов оказывается достаточной, фундамент используют и для строительства достаточно тяжелых зданий из кирпича, шлакоблока.

При этом, почва под строительство должна обладать высокими прочностными показателями.

Так, тяжелые здания на столбчатом фундаменте можно возводить на:

Столбчатые фундаменты область их применения конструктивные решения
  • Скальных грунтах;
  • Твердых глинистых почвах;
  • Крупнообломочных грунтах.

Возможность строительства на столбчатом основании должна определяться, исходя из геологических факторов, нагрузки на фундамент.

Определяющими факторами являются вес здания, деформационные свойства грунтов, степень сопротивляемости почв сжатию, разрыву, сдвигам, уровень залегания почвенных вод.

Немаловажным является и план-проект здания, размещение бытовых инженерных коммуникаций.

Принимать решение о строительстве зданий (в особенности тяжелых) на столбчатом фундаменте без проведения предварительных, тщательных расчетов категорически запрещается.

Варианты конструкций фундамента

Добрый день всем интересующимся постройкой домов!

В приведенной ниже статье речь пойдет об одной из самых важных частей любой строительной конструкции – ее фундаменте. Мы с вами коротко разберем основные варианты устройства фундаментов, их описания и характеристики.

Недаром фундамент считается одной из самых важных составляющих любого дома. Ведь он является таким элементом в строительстве, без которого никак невозможно обойтись.

Подведем итоги

В этой статье мы рассмотрели самые популярные и ходовые виды фундаментов. Какой из них выбрать, дело ваше. Отталкивайтесь от того, какой тип грунта у вас на участке, где находятся грунтовые воды, и какова точка промерзания грунта. Опытный геодезист сможет ответить вам на эти вопросы. Исходи из этих данных, вы сможете определиться с тем, какой тип фундамента использовать в своем случае. Все они хороши по-своему. А благодаря нашим советам, вы сможете соорудить качественное основание.

  • Строим дом из пеноблоков своими руками
  • Плавающий фундамент
  • Опалубка для фундамента своими руками
  • Фундамент под печь в баню

Преимущества и недостатки стаканных оснований

  • Учитывая, что производятся стаканные конструкции только в заводских условиях по требованиям ГОСТа, они отличаются высокой прочностью и надежностью;
  • Можно возвести основание в сжатые сроки;
  • Выдерживают большие нагрузки.

Но есть и недостатки таких фундаментов, среди которых – это стоимость изделий, их большая масса и необходимость использования мощной строительной техники.

Ведь стаканные сборные конструкции имеют большую массу и размеры, поэтому тут предусмотрена сложная транспортировка к месту строительства.