Фундамент под металлическую колонну

Необходимость армирования

Внешне твердый и прочный бетонный столб, оказавшись в фундаментной конструкции и подвергнутый нагрузочным воздействиям, превращается в колкую субстанцию.

Имея огромный запас прочности, бетонный столб разрушается за долго до набора предельной прочности, и причиной этого является неравномерное распределение нагрузки от сооружения.

Чтобы избежать этого, рекомендуется выполнять армирование столбов фундамента. Данная мера позволит:

максимальную часть особо важных напряжений переносить в глубокие бетонные слои и распределять их главным образом не на камень, а на арматурный каркас;
металлические арматурные прутья отлично соединяют основные элементы фундаментной конструкции – опорные столбы и ростверок;
эксплуатационный период армированных столбов увеличивается в разы по сравнению с простыми бетонными опорами.

Сборка железобетонных блоков

Производить монтаж любой серии сборного железобетонного фундамента необходимо в шахматном порядке, иначе конструкция попросту разрушится в результате сильного удара об угол. При укладке блоков используется цементно-песчаный раствор, толщиной примерно в 20 миллиметров, который следует постоянно выравнивать с помощью строительного уровня. По мере установки швы должны также плотно заполняться раствором.

Не стоит забывать о необходимости оставить между блоками специальные проемы для того, чтобы затем провести средства коммуникации или канализацию. Как только гильзы будут вмонтированы в стену, необходимо заделать все швы и дыры с помощью строительного раствора. В противном случае сквозняков и попадания влаги внутрь дома не избежать.

Также при монтаже блоков настоятельно рекомендуется использовать перевязку в рядах. особенно на месте соприкосновения внутренних и наружных стен. Ну а качественная гидроизоляция имеет одно из самых важных значений, поскольку соприкосновение с влажной средой может стать губительным для фундамента. Именно поэтому в наземной части фундамента стоит забить все пазы блоков плотным грунтом. Лучше всего использовать для этой цели глину или ту же землю, которая останется на участке после выкапывания котлована.

Расчет столбчатых фундаментов металлического каркаса

Уважаемые коллеги, продолжаем рассматривать небольшие примеры использования ФОК Комплекс для расчета фундаментов. Сегодня мы рассмотрим примеры расчета столбчатых фундаментов металлического каркаса. В начале произведем ручной расчет 2-х фундаментов с дальнейшим сравнением с полученными результатами по ФОК Комплекс.

Пример расчета столбчатых фундаментов. Исходные данные

Площадка строительства характеризуется следующими атмосферно-климатическими воздействиями и нагрузками:

вес снегового покрова (расчетное значение) — 240 кг/м2;
давление ветра — 38 кг/м2;

Геология

Относительная разность осадок (Δs/L)u = 0,004; Максимальная Sumax или средняя Su осадка = 15 см;Нагрузки на столбчатые фундаменты получены из ПК ЛИРА. Для ручного расчета рассмотрим фундаменты Фм3 и Фм4

Определение размеров подошвы фундамента

Основные размеры подошвы фундаментов определяем исходя из расчета оснований по деформациям. Площадь подошвы предварительно определим из условия:
P ≤ R,
где P- среднее давление по подошве фундамента, определяем по формуле:
P = ( N0 / A )N0 = P · A
A — площадь подошвы фундамента.
N0 = N +G
N – вертикальная нагрузка на обрезе фундамента
G – вес фундамента с грунтом на уступах
G = A · γ · d
где γ — среднее значение удельного веса фундамента и грунта на его обрезах, принимаемое равным 2 т/м3;
d — глубина заложения;
P · A = N + A · γ · d
A · (P — γ · d ) = N
A = N / (P — γ · d )

Для предварительного определения размеров фундаментов, P определяем по таблице В.3

Р = 250 кПа = 25,48 т/м2.
Для фундамента Фм3, N = 35,049 т
A = 35,049 т / (25,48 т/м2 — 2,00 т/м3 · 3,300 м) = 35,049 т/18,88 т/м2 = 1,856 м2.
A = b2
Принимаем габариты фундамента b = 1,5 м
Для фундамента Фм4, N = 57,880 т
A = 57,880 т / (25,48 т/м2 — 2,00 т/м3 · 3,300 м ) = 57,880 т / 18,88 т/м2 = 3,065 м2.
A = b2
Принимаем габариты фундамента b = 1,8 м
1. Определение расчетного сопротивления грунта основания

5.6.7 При расчете деформаций основания фундаментов с использованием расчетных схем, указанных в 5.6.6, среднее давление под подошвой фундамента р не должно превышать расчетного сопротивления грунта основания R, определяемого по формуле

где γс1 и γс2 коэффициенты условий работы, принимаемые по таблице 5.4;
k- коэффициент, принимаемый равным единице, если прочностные характеристики грунта (φп и сп) определены непосредственными испытаниями, и k=1,1, если они приняты по таблицам приложения Б;
Mγ, Мq, Mc- коэффициенты, принимаемые по таблице 5.5;
kz- коэффициент, принимаемый равным единице при bd (d- глубина заложения фундамента от уровня планировки), в формуле (5.7) принимают d1 = d и db = 0.6 Расчетное сопротивления грунтов основания R, определяемое по формулам (В.1) и (В.2) с учетом значений R0 таблиц B.1-В.10 приложения B, допускается применять для предварительного назначения размеров фундаментов в соответствии с указаниями разделов 5-6.
Исходные данные:

Основание фундаментом являются — суглинком лессовидным непросадочным полутвёрдой консистенции, желто-бурого цвета, с включением прослоев супеси, ожелезненный. (ИГЭ 2)

γс1= 1,10;
γс2= 1,00;
k= 1,00;
kz= 1,00;
Для фундамента Фм3 : b = 1,50 м;
Для фундамента Фм4 : b = 1,80 м;
γII = 1,780 т/м3;
γ’II = 1,691 т/м3;
сII= 1,100 т/м2;
d1 = 3,30 м;
db = 0,0 м;
Mγ = 0,72;
Мq= 3,87;
Mc= 6,45;
Для фундамента Фм3:
R = (1,10 ·1,00) / 1,00· [0,72 · 1,00 · 1,50 м · 1,780 т/м3 + 3,87· 3,30 м· 1,691 т/м3 +
+ (3,87 – 1,00) · 0,0· 1,691 т/м3 + 6,45·1,1 т/м2] = 1,10· (1,922 т/м2 +21,596 т/м2 +
+ 0,0 + 7,095 т/м2) = 33,674 т/м2.
Для фундамента Фм4:
R = (1,10 ·1,00) / 1,00 · [0,72 · 1,00 · 1,80 м·1,780 т/м3 + 3,87 · 3,30 м·1,691 т/м3 +
+ (3,87 – 1,00) ·0,0·1,691 т/м3 + 6,45·1,1 т/м2] = 1,10 · (2,307 т/м2 + 21,596 т/м2 +
+ 0,0 + 7,095 т/м2) = 34,098 т/м2.
2. Определение осадки

5.6.31 Осадку основания фундамента s, см, с использованием расчетной схемы в виде линейно деформируемого полупространства (см. 5.6.6) определяют методом послойного суммирования по формуле

где b — безразмерный коэффициент, равный 0,8;

σzp,i — среднее значение вертикального нормального напряжения (далее — вертикальное напряжение) от внешней нагрузки в i-м слое грунта по вертикали, проходящей через центр подошвы фундамента (см. 5.6.32), кПа;

hi — толщина i-го слоя грунта, см, принимаемая не более 0,4 ширины фундамента;

Ei — модуль деформации i-го слоя грунта по ветви первичного нагружения, кПа;

Как рассчитывается фундамент под металлические колонны

Изображение металлической колонны на обустроенном фундаменте Несмотря на огромную популярность каркасных ленточных или монолитных фундаментов, в некоторых случаях они не могут использоваться из-за особенностей почвы, нагрузок на единицу площади конструкции, особенностей самого здания. Как правило, колонные фундаменты часто строятся для промышленных предприятий тяжелой энергетики, машиностроения и для военных нужд.

Такие бескаркасные фундаменты выдерживают огромные нагрузки, но расчет делается всегда каждой колонны отдельно, ведь тут проводится полный сбор всех допустимых нагрузок со стороны самого здания, почвы и климатических условий в регионе строительства.

Какие бывают колонны?

Эскиз обустройства фундамента под металлической колонной Железобетонные. Они отличаются прочностью, производятся в промышленных условиях, поэтому соответствуют всем нормам качества, а также марке бетона. Внутри таких колонн уже предусмотрено несущее армирование, но колонны такого типа тяжелые и для их монтажа приходится использовать мощную строительную технику.

Металлические. Они более легкие, чем железобетонные, но при этом тут используются совсем иные методы монтажа. К тому же, при расчете нужно однозначно определиться изначально, какой тип колонны лучше использовать.

Какие данные нужно собрать для правильного расчета фундамента под колонны?

Схема соединения металлической колонны с арматурой фундамента Расчет колонного фундамента провести довольно сложно, ведь тут проводится сбор сразу многих факторов. Понятно, что самостоятельно такие сложные вычисления сделать практически невозможно, нужно специальное образование и навыки. Поэтому, перед началом расчета колонного фундамента, нужно получить следующие данные:

особенности климатических условий в регионе строительной площадки, тип и мощность ветров, а также периодичность ливней;
создать подробную геодезическую карту, причем лучше делать скважинный анализ с целью получить данные о структуре почвы, толщине мягких и прочных пород. Также нужно получить данные о залегании грунтовых вод, их сезонном движении;
масса самого здания. Чем она больше, тем и колонны должны быть мощнее. Понятно, что для железобетонных колонн используются фундаменты стаканного типа, а для металлических – совсем другие;
тип колонны, ее несущие характеристики, степень растяжения и сжатия при воздействии повышенных и пониженных температур;
тип бетона, его марка, состав и эксплуатационные характеристики;
структура будущего сооружения, материал несущих стен и перекрытий, высота сооружения.

Разновидности

Состоит столбчатый фундамент из плитной части из 1–5 ступеней и подколонника, полнотелого или полого – стакана. Вид его зависит от типа и материала колонны.

Различают 2 вида:

Металлическая – состоит из оголовка, к которому крепят ригели и балки, стержня и базы – части, соприкасающейся с фундаментом. Бывают сплошные и сквозные колонны – решетчатые, перфорированные. Последние меньше весят и проще в монтаже. Изготавливают конструкции из балок и прокатного профиля.
Железобетонная – производится из армированного бетона марки М300, М400, М600. Конструкция типовая. При малом сечении она выдерживает высокую несущую нагрузку и в отличие от металлической не боится воды. Форма круглая, квадратная и прямоугольная. Круглая чаще встречается у декоративных элементов.

Колонна непрерывно взаимодействует с основанием, нарушение положения хотя бы одной опоры приводит к обрушению дома. Поэтому под колонны не рекомендуется использовать сваи.

Столбчатый фундамент бывает 2 видов:

Монолитный – готовое сооружение, в которых столбы установлены по определенной схеме. Колонны закрепляют на фундамент болтами.
Сборный – каждое основание производится отдельно, на строительной площадке или на заводе, и отдельно устанавливается. Сверху опоры бетонируют, чтобы избежать появления расщелин.

Материал для столбчатого фундамента выбирают исходя из нагрузки и материала колонны:

Бетонные основания – а точнее, железобетонные. Выполняются из тяжелого бетона и упрочняются специальной арматурой. Под металлические колонны ставят только монолитный бетонный, под кирпичные допускается сборный вариант.
Кирпичные – выдерживают меньшую нагрузку и используются для малоэтажных зданий.
Деревянные – подходят только для деревянных или каркасных зданий.
В частном строительстве встречаются опоры из бетонных или асбестовых труб.

Применение, преимущества и недостатки столбчатого основания

В некоторых ситуациях фундамент на столбах является предпочтительнее других конструкций:

Возведение постройки со стенами из легких строительных материалов и без подвального помещения.
При возведении временных сараев и прочих хозпостроек.
Необходимость максимально сэкономить на фундаменте.
Все перечисленное, плюс, нецелесообразность возведения ленточного фундамента.

Кроме того, популярность столбчатого основания характеризуется следующими преимуществами конструкции:

для монтажа столбов требуется минимум времени;
невысокие затраты на рабочую силу
доступность строительных материалов;
обычно нет необходимости в специальной строительной технике;
требуется минимум материалов для тепло и влагоизоляции;
длительный период эксплуатации;
возможность монтажа конструкции на грунтах, подверженных значительному промерзанию;
простота в обслуживании и ремонте конструкции;
себестоимость столбчатого основания значительно ниже, по сравнению с другими фундаментами.

В некоторых случаях, можно обойтись минимумом земляных работ и без бетонирования Источник ruspskrf.ru

Не рекомендуется монтаж столбчатой конструкции при следующих ситуациях:

наличие слабых или подвижных грунтов на строительной площадке;
почва имеет в своем составе значительную часть торфа или глины;
высокий уровень залегания грунтовых вод;
использование тяжелых строительных материалов и возведение нескольких этажей;
перепад высот на строительной площадке более двух метров.

Также от столбчатого фундамента придется отказаться, если по каким-либо причинам под постройкой нужен подвал.

Какие виды фундаментов подходят для колонн

Большая часть фундаментов делится на две крупные категории – монолитные и сборные. Сборная опора — результат кладки блоков на цементно-песчаный раствор, но под колонны производят основания на заводах по утвержденным стандартам. Уже отвердевшие, просохшие изделия привозят на нужное место для монтажа. Монолиты заливают на месте, формируя единую конструкцию без переходов, стыков, швов.

Особенность сооружения с колоннами — каждая принимает нагрузку отдельно и является самостоятельной частью, но при разрушении или перекосе одного участка деформируется вся постройка.

Подвидов оснований много, но лучше рассмотреть четыре вида фундаментов, на основании описанных критериев делать выбор.

Столбчатая опора

Предполагает сильное заглубление столбов, ниже уровня промерзания грунта, часто глубже 2 м.

Столбы могут быть готовыми, то есть, из железа или железобетона. Остается купить материал, привезти, нанять спецтехнику – оборудование, которое будет вбивать опоры в грунт на нужных точках.

Столпы для упора

Заливные конструкции предполагают копку точечных углублений с бетонированием. Столбы создают на месте, путем заливки раствора с каркасным усилением из арматуры.

Подходит для болотистых мест, слабых грунтов, но углублять элементы нужно сильно, иначе зимой почва начнет пучиниться и выдавит столпы.

Столбчатый фундамент, обычно, задействуют для легких построек, по типу маленького дачного домика или сооружения технического назначения.

Ленточная заливка

Если по утвержденной планировке свободное пространство между колоннами будет заполняться кладкой кирпичей, газобетонными блоками или шлакоблоками, используют ленточный фундамент.

Как устроена заливка лентой

Бетон заливается по контуру каждой стены, но внутри, там, где должен быть пол, нет ничего, свободное пространство. Значительно экономятся временные, финансовые ресурсы, готовое основание по техническим параметрам не уступает наиболее прочному аналогу – монолиту.

Монолитное основание

Прочный монолит — цельная железобетонная плита. Под небольшие постройки можно привезти и положить готовую плиту, но для более весомых строений требуется заливка на месте.

На нужном участке размечается внешний контур здания, внутренняя часть отмеченной территории освобождается от плодородного слоя земли. Затем, выполняется засыпка подушки из песка, щебня, устилается площадь строительного полиэтилена в два слоя, либо рубероида. Изоляцию кладут сильно внахлест.

Для укрепления, вяжут несколько отдельных участков арматуры, укладывают на места, последовательно соединяют. Остается навести бетонный раствор, выполнить постепенно полную заливку, придавая усадку строительным вибратором.

Сплошной фундамент

Для заливки монолита лучше брать большую бетономешалку, которая обеспечит наведение наиболее качественного раствора. Можно наводить порции больше, чем можно вылить за один подход – постоянное вращение не даст цементу затвердеть.

После снятия опалубки, конструкцию оставляют просыхать еще минимум на месяц.

Упор на сваи

Свайные опоры сильно схожи со столбчатыми, но различаются. Применяются на участках с насыпным грунтом, болотистых почвах с высоким уровнем протекания подземных вод.

Сваи имеют сверху приваренную площадку, а внизу винтовые режущие кромки, которые позволяют вкручивать изделие глубоко внутрь почвы.

В зависимости от конкретного участка, величины предполагаемой нагрузки, выбирают сваи подходящего размера.

Для вкручивания элементов используют оборудование, либо приглашают пару помощников, берут пару ломов и отрезков трубы. Ручное вкручивание предполагает, что сначала в технические отверстия под верхней свайной площадкой заводят концы ломов, а с другой стороны насаживают патрубки.

Один человек остается в середине удерживать сваю, выравнивать ее по уровню, пока двое других вкручивают. Когда столб войдет в грунт хотя бы на половину, можно продолжить работу одному.

Ошибки при строительстве и способы их избежать

Сооружение фундамента – довольно сложная работа, требующая расчета и квалификации. Начинающие строители чаще всего допускают следующие ошибки:

неправильно рассчитывают распределение нагрузки, при этом фундамент начинает проседать, а стены здания трескаться;
неверно определяют глубину залегания – слишком большая величина ведет только к расходу материалов, а вот недостаточная – к деформации стен;
устанавливают опоры на разную глубину;
используют материал низкого качества – марка бетона должен быть не ниже М200;
неверно оценивают сопротивление грунта – необходима консультация специалиста;
не центрируют каркас при монтаже – особенно разрушительно это сказывается на ростверке;
собирают каркас на грунте – центрирование автоматически исключается;
соединяют прутки и сетку на углах сваркой – это запрещается.

Много важной и полезной информации о столбчатом фундаменте найдете здесь

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.

Ещё, естественно, выбор нужного типа фундамента зависит от особенностей грунта, на котором будет проходить строительство. В общем, глубина закладки основания зависит от массы конструкции и типа грунта.

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.

Монтаж монолитного ростверка

Для заливки бетонного раствора необходимо смонтировать качественную опалубку

Для заливки бетонного раствора необходимо смонтировать качественную опалубку. Начинают с нижних удерживающих щитов. Для этого необходимо нарезать доски, равные шагу между колоннами фундамента. Для их крепления рекомендуется вбить в грунт удерживающие колья. Доски опалубки укладывают на колья вровень с верхним краем столбов.

Боковые щиты опалубки крепят по краям и надежно фиксируют. Боковые планки опалубки можно устелить рубероидом.

Следующим этапом проводят армирование всей конструкции. Здесь стандартно используют армопояс из горизонтальных прутьев сечением 12-16 мм и продольных элементов сечением 6-8 мм

Важно в местах столбов связать арматуру с выступающими из колонн прутьями

Заливку раствора для ростверка нужно проводить в один этап. Поэтому лучше заказать строительный миксер или бетономешалку нужного объема. При заливке бетона необходимо трамбовать раствор через каждые 30 см. Общая толщина (высота) ростверка, как правило, не превышает 60 см.

Через 7-10 дней при условии хорошей сухой погоды бетон считается полностью застывшим. Теперь можно снимать опалубку и давать фундаменту устояться. Все поверхности ростверка также покрывают гидроизоляционными материалами.

После полного высыхания конструкции необходимо провести обратную засыпку котлована с трамбовкой грунта вокруг колонн. Котлован засыпают вровень с отметкой надземной части колонн фундамента. Для декорирования опорных столбов и снижения уровня теплопотерь можно использовать декоративную обшивку столбов сайдингом или же произвести кладку природного камня.

https://youtube.com/watch?v=6hzHFmYjOjQ

Заливка фундамента по месту

Для заливки фундамента по месту установки колонны выполняют индивидуальный расчет с определением площади подошвы, веса и высоты стакана.

Нужно правильно изготовить арматурный каркас по усиленной схеме, чтобы создаваемая конструкция имела высокую степень прочности. Закладка анкерных болтов производится согласно ГОСТу 24379.1-80, отклонения допускаются в пределах ±0,02 см от проекта.

Как должно выполняться армирование подколонника под отдельно стоящую металлическую опору оценивается на этом видео:

Изготавливать фундамент под металлическую колонну необходимо по следующим требованиям стандартов:

использовать марочный бетон не ниже М 200;
предельная водонепроницаемость не выше 5% (соответствовать В2);
защитный слой бетона на арматурных прутках не меньше 3 см (наличие видимых участков стального каркаса запрещено);
трещины в застывшем монолите не могут превышать 0,1 мм.

Геометрия должна выдерживаться Под устраиваемый фундамент устанавливают надежную опалубку, которая выдержит нагрузки при заливке жидкой массы и сохранит заданную геометрию изделия, выход стальных стержней жестко фиксируется.

Фундаменту под колонну, заливаемому по месту, проводят детальный расчет всех параметров в специализированной проектной организации или при помощи компьютерной программы, которая определяет нужные геометрические размеры каждой части и требуемое армирование подошвы и столба.

В процессе бетонирования необходимо сделать закладку специальных геодезических уровней (реперов) и высотных отметок. Они потребуются и для контроля монтажа остальных конструкций здания, и для геодезических исследований в процессе эксплуатации по выявлению осадки основания.

Ленточный фундамент под колонны

Расчет бетона на плиту фундамент калькулятор. Расчет бетона для плиты фундамента калькулятор

Фундаменты под колонны и стены промышленных зданий делают из железобетона, бетона, бутобетона и бутовой кладки. В зависимости от конструктивной схемы здания, величины и характера нагрузок, вида и качества грунтов основания фундаменты бывают ленточные, столбчатые, свайные и сплошные.

Ленточные фундаменты применяют преимущественно под несущими стенами и выполняют аналогично ленточным фундаментам гражданских зданий. При частом расположении колонн и больших нагрузках (более 200 Т на колонну) ленточные фундаменты встречаются и в каркасных промышленных зданиях (рис. 204). Наиболее распространенным видом фундаментов промышленных зданий, имеющих каркасную схему, являются столбчатые фундаменты.

При относительно небольших нагрузках от колонн каркаса (до 100 Т) и нормативном давлении на .грунт, равном 1,5—2,0 кПсм2, применяют столбчатые фундаменты из сборных железобетонных блоков стаканного типа. При нагрузках более 100 Т применяют сборные железобетонные фундаменты из нескольких сборных элементов или монолитные ступенчатые фундаменты из железобетона. Основные типы столбчатых фундаментов промышленных зданий показаны на рис. 205.

Размеры подошвы фундамента, его высота и конструкция зависят от величины воспринимаемых фундаментом нагрузок и свойств грунта основания под фундаментом.

Монолитные ступенчатые фундаменты выполняют с двумя—тремя ступенями высотой по 30 см при высоте фундамента до 100 см и по 60 см при высоте фундамента более 100 см. Конструкция сопряжения монолитных фундаментов с колоннами каркаса зависит от материала и конструкции колонн.

Рис. 204. Ленточный фундамент под колонны каркаса:

а — план фундамента; б — детали; 1 – колонны; 2 —фундамент

Рис. 205. Столбчатые фундаменты колонн:

а — жесткий фундамент с подколонником; б — монолитные железобетонные фундаменты монолитных колонн; в — сборные железобетонные фундаменты стаканного типа; г — то же, для двухветвевых колонн; д — составной фундамент; 1 — колонна; 2 — стальная арматура; 3 — подколонник; 4 — фундамент с уступами; 5 — бетонная подготовка; 6 — пирамидальный фундамент; 7 — фундамент стаканного типа; 8 — бетон или раствор; 9 — железобетонные плиты

При сборных железобетонных колоннах применяют фундаменты со стаканами для колонн. Глубина

стакана должна быть не менее большей стороны колонны, а размеры верха и дна — больше размеров соответствующих сторон колонны на сумму двух зазоров, необходимых для монтажа. Зазор между плоскостью колонны и внутренней гранью стакана принимается равным 75 мм в каждую сторону от колонны для верха стакана и по 50 мм — для дна стакана.

Толщина стенок стакана в его верхней части должна быть не менее 250 мм, а толщина дна, во избежание продавливания фундамента — не менее 200 мм.

Зазор между колонной и стенками стакана при монтаже колонн заполняют бетоном не ниже М150 на мелком гравии.

При колоннах из двух ветвей (двухветвевые колонны) каждая ветвь должна иметь сопряжение с фундаментом. Для сборных железобетонных двухветвевых колонн применяют двухстаканные железобетонные блоки (рис. 205, г) или одностаканные, но отдельно под каждую ветвь колонны.

Сопряжение монолитных железобетонных фундаментов с монолитными колоннами достигается сваркой арматуры колонны с арматурными стержнями (выпусками), замоноличенными в фундамент (рис. 205, б).

Стальные колонны крепят к фундаментам анкерными болтами, которые замоноличивают в фундамент.

Расчет количества опалубки

Произвести расчет опалубки для отливки колонн несложно, если есть возможность приобрести одноразовые или несъемные формы, которые соответствуют по размеру проектным размерам сооружений. В этом случае, просто закупают опалубку для круглых колонн в нужных количествах.

При самостоятельном строительстве проводят расчеты с учетом размеров колонн и размеров досок для сборки или размеров щитов

При выполнении расчетов, принимают во внимание следующие моменты:

колонны имеют относительно небольшую толщину по сравнению с высотой, это обстоятельство нужно обязательно учитывать при расчете нагрузки на материал;
давление на верхнюю часть формы существенно меньше, чем на нижнюю;

большая разница между высотой и шириной негативно сказывается на устойчивости формы, поэтому собранные конструкции обязательно укрепляются установкой подпорок;
формы должны выдерживать нагрузки, оказываемые бетонной смесью, искривление формы недопустимы, колонна с подобным дефектом будет выглядеть некрасиво, кроме того, она будет непрочной.

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.

Этапы строительства

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

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

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

Важно использовать бетон марки 200М. Перед тем, как запускать раствор необходимо установить геодезические уровни, а также высотные знаки. Это будут указатели, где будут размещаться металлические колонны

Также эти указатели помогут при проведении ремонтных работ фундамента, из-за просадки

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.

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.

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.

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

Инструменты и материалы

Для строительства нужны:

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.

Как рассчитать?

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

К первым относятся:

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

К инженерно-геологическим данным относятся:

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 2.02.01-83;
ȳ – средний удельный вес фундамента;
d – глубина.

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

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.

Особенности и правила расчета столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент представляет собой систему столбов, расположенных по углам сооружения, в местах пересечения несущих стен и в других местах сосредоточения нагрузки. Промежуток между столбами в среднем равен двум метрам.

Чтобы столбчатый фундамент представлял собой цельную конструкцию, между его столбами обустраивают ростверк. Он служит для жесткой фиксации фундамента и для равномерного распределения нагрузки от всей конструкции сооружения по всем столбам фундамента, повышая его устойчивость и долговечность.

Такой фундамент по своей надежности не уступает ленточному или каменному, а по экономии средств и материалов, затраченных на его строительство, значительно превосходит их. Его отличают быстрота возведения и отсутствие необходимости проведения тепло- и гидроизоляционных мероприятий.

В зависимости от конструкции строящегося сооружения и материалов, используемых для возведения столбчатого фундамента, различают следующие его виды:

Трубчатый. Он монтируется с использованием металлических или асбестовых труб, заполняемых бетоном;
Бетонный и железобетонный. Для их изготовления используется тяжелый бетон марок В15 — В25. Железобетонный столбчатый фундамент считается наиболее долговечным — срок его эксплуатации около 150 лет;
Кирпичный. Материалом для его строительства служит обожженный красный кирпич;
Каменный. В качестве исходного материала используются плоские камни или бут среднего размера.

Фото столбчатых фундаментов

Стоимость фундамента

Цены варьируются в зависимости от разных показателей, вроде глубины котлована и объёма работ вообщем, но сам фундамент чаще всего имеет фиксированную стоимость.

Ленточный обойдётся довольно дорого, цифра достигнет 20% от стоимости всей конструкции,
столбчатый находится в диапазоне цен от 3.500 до 4.000 рублей, цена довольно приемлемая, но есть минус — если место планируется как общественное, оно должно иметь парковку (по новым нормам), поэтому придётся выкупать для этого кусок земли, так как столбчатый фундамент не предусматривает наличия подвальных и цокольных помещений.

Есть такой интересный строительный ход: колонны опускаются в фундамент, соответственно под землю, сверху оставляют около 3-х метров и сами помещения начинают строить на колоннах, а расстояние от земли до конца опор является парковочным местом.

Особенности фундаментов под стальные колонны