Фундаменты промышленных зданий: устройство конструкции

Типы столбчатого фундамента, материалы и особенности

В зависимости от глубины расположения основания столбчатые фундаменты делятся на следующие виды:

Незаглубленные — глубина их заложения составляет в среднем от 0,3 до 0,5 глубины промерзания почвы в данной местности.
Малозаглубленные — к ним относят основания зданий, заложенных на глубине равной 0,5—0,7 глубины промерзания согласно нормам.
Заглубленные, основание которого опускается на уровень промерзания грунта и ниже.

Изготавливают опоры столбчатого фундамента из различных материалов. На выбор определенного вида материала влияет,в первую очередь, вес возводимого здания.

Для столбов может использоваться:

бутовый камень или камень-плитняк, имеющий средние размеры, причем нужно подбирать материал для опор одних параметров;
красный кирпич хорошего обжига, так как материал низкого качества может быстро разрушиться;
комбинация бетона и бутового камня;
монолитный железобетон;
блоки из железобетона и бетона; трубы из асбестоцемента или металла, заполненные бетонной смесью;
древесина твердых пород.

Для обеспечения устойчивости здания и длительной его эксплуатации опоры при сооружении фундамента должны выдерживать значительную нагрузку, что возможно лишь при определенных габаритах. Размеры каждого столба, глубина их заложения, количество столбов, места расположения, а также расстояние между соседними столбами являются расчетными. Определенно не стоит в данном случае применять метод «на глаз», лучше воспользоваться помощью профессионалов или специализированных программных инструментов.

По конструкции столбчатый фундамент сооружают монолитным (из железобетона), комбинированным (трубы из асбестоцемента или железа, залитые раствором) или сборным из отдельных элементов (кирпич, камень или готовые блоки). Кроме того, возводят фундамент подобного типа, используя готовые столбы из железобетона или дерева.

К особенностям монолитного столбчатого фундамента относятся: использование в качестве основного материала бетонна; трудоемкость из-за соблюдения технологии сооружения столбов; необходимость обустройства опалубки и использования арматуры; надежность, долговечность и прочность конструкции.

Сборный столбчатый фундамент менее трудоемкий и возводится с использованием штучных элементов. Такой фундамент широко использовался в прошлом, он отличается следующими параметрами: значительным сокращением сроков сооружения основания; необходимостью проведения гидроизоляционных работ. Кирпичный фундамент применяется довольно редко из-за сложности возведения и способности кирпича впитывать влагу, разрушаясь под ее воздействием. Поэтому часто используется комбинированный вариант, при котором нижняя часть опор, находящаяся в земле, отливается из монолитного бетона, а верхняя возводится из кирпича. Фундамент из бетонных блоков менее подвержен разрушению под действием влаги, но впитывает ее, поэтому нуждаются в проведении гидроизоляционных мероприятий. Кладку из блоков выполняют с обязательной перевязкой швов, а для усиления прочности в пустоты устанавливают металлические стержни и заполняют их раствором.

Особенности комбинированного столбчатого фундамента: сокращение сроков строительства основания; не требуется точно соблюдать глубину заложения всех опор, так как этот параметр корректируется.

Фундамент из труб, применяющихся в качестве столбов, напоминает свайный, но характеризуется меньшей глубиной заложения.

Характерные черты возведения фундамента из готовых столбов: увеличение скорости сооружения; снижение трудоемкости выполнения работ. Для этой технологии применяются опоры из древесины или железобетона.

Под дома из дерева, особенно возводимые по каркасной технологии, можно устанавливать столбы из древесины хвойных пород или дуба, обработанные специальным составом от гниения.

Для того чтобы увеличить устойчивость опор и исключить их горизонтальное смещение, верхние торцы столбов соединяются между собой металлическими балками, швеллером или монолитной конструкцией из железобетона, называемой ростверком. В зависимости от климатических условий и рельефа местности его нижняя часть может быть заглубленной в траншею, располагаться на уровне земли или иметь зазор между почвой и поверхностью фундамента. Чтобы защитить стены от неблагоприятного воздействия грунта и влаги на столбчатом фундаменте сооружают цоколь.

Влияние грунта на выбор фундамента

Конструкция любого основания подразумевает передачу всей нагрузки от здания на грунт. Соответственно, состав, характеристики и несущая способность грунта играет ключевую роль при выборе типа и конструкции фундамента для будущего здания. Итак, основания грунтового типа могут быть естественными и природными.

Естественные – это основания, на которых фундаменты возводятся без дополнительного укрепления. А к искусственным относятся основания, которые ложатся на специально создаваемую песчаную подушку. Естественные основания бывают следующих типов: песчаные, глинистые, лессовидные (тут нужно помнить о значительной сейсмической опасности), скальные, супеси и суглинки.

Все почвы, кроме скальных, неизбежно дадут значительную просадку здания, поэтому впоследствии неравномерной нагрузки на грунт в различных местах здания возникают трещины.

Устройство

Сборный ленточный фундамент строится методом послойного возведения.

Он состоит из следующих элементов:

Траншея, вырытая в грунте на определенную глубину.
Слой песчаной подушки, обеспечивающий ровную горизонтальную поверхность.
Ряд трапециевидных блоков (ФЛ), образующих опорную площадку для монтажа ленты.
Основное тело ленты, построенное из ФБС.

Существуют комбинированные типы сборных лент, где вместо блоков ФЛ (трапециевидных) используется монолитная бетонная стяжка.

Такой вариант требует больших трудозатрат, но образует более жесткую подушку под ленту, устойчивую к воздействиям сил пучения грунта.

Фундаменты каркасных зданий

Тип фундамента определяется строением стен здания. Если это сборный железобетонный каркас, в котором вертикальными несущими элементами являются колонны, то для их установки применяются фундаменты стаканного типа (ГОСТ 24476*80).

Фундамент под металлические колонны

Особенности устройства стакана под колонну

Их строение начинается от простого блока с выемкой, в которую вставляется и замоноличивается колонна, до башмака со стаканом, в основании которого имеется опорная подошва в виде одной или двух плит.

Железобетонный стакан под колонну тип 1Ф

Фундаментный стакан с башмаком тип 2Ф

Фундамент под колонну, как и сама колонна, может быть и монолитным. В данный момент он представляет собой симметричную конструкцию ступенчатой формы с двумя или тремя выступами и подколонной выемкой. Если колонна тоже монолитная, то вместо подколонника в центре плиты при заливке устанавливают выпуски арматуры.

Монолитный фундаментный стакан может быть двойным в тех случаях, когда необходимо установить две смежные колонны. При этом одна из них вполне может быть стальной, а другая железобетонной.

Технология строительства фундамента-плиты из железобетона

В каждом конкретном случае выбирают наиболее подходящий фундамент под оборудование. Очень часто при его больших габаритах и массе отдают предпочтение фундаменту плитного типа из железобетона.

По технологии строительство фундамента-плиты выполняют в следующей последовательности:

выбирают подходящее (оптимальное) место для размещения одного механизма либо нескольких агрегатов;
определяют положение крепежных элементов, примером которых служат фундаментные болты, предназначенных для жесткой фиксации станины;
по разметке вырывают котлован требуемой проектной высоты и ширины, а глубиной, превышающей уровень промерзания грунта по региону в среднем на 0,5 м;
засыпают дно выемки песчано-щебневой подушкой, требуемой по документам высоты;
монтируют опалубку по периметру будущей основы;
укладывают гидроизоляционный материал, например, рубероид;
устанавливают каркас из арматуры;
выполняют заливку цементным раствором собранной конструкции, укладывая его послойно (по 10-15 см толщиной);
в последний слой монтируют крепежные болты, имеющие загнутые либо конические торцы;
примерно через месяц (после набора бетоном полной прочности) приступают к монтажу оборудования.

Стенки выемок часто делают с уклоном в 45 градусов, чтобы они не осыпались. Вообще величина откоса определяется характеристиками грунта.

Опалубкой могут служить деревянные, металлические, пластиковые (при небольших габаритах основы) щиты.

Под нетяжелые механизмы допускается армирование не проводить. В некоторых случаях дно выемки застилают гасящими колебания материалами, например, деревянным брусом из дуба.

Каждый бетонный слой хорошо утрамбовывают.

В ролике далее показана выемка с выставленными щитами и арматурным каркасом для заливки фундаментной плиты.

Возводить основания для установки агрегатов различных моделей следует согласно СП 26.13330.2012, регламентирующего строительство фундаментов под машины с динамическими нагрузками. Создаваемая конструкция должна соответствовать требованиям, изложенным в паспорте к монтируемому механизму. Важнейшим этапом является проектирование. От правильного расчета габаритов опоры будет зависеть ее прочность и надежность, а в конечном счете – долговечность. Подбирать подходящий вариант фундаментной конструкции следует, опираясь на гидрогеологические особенности местности, характер и величину действующих нагрузок.

Разновидности оснований

Для установки агрегатов используют разные фундаментные конструкции, соответствующие выдвигаемым нормами требованиям.

На практике машины устанавливают в основном на разновидностях опорных конструкций, представленных в таблице далее.

№	Тип фундаментной конструкции	Характеристика возведенной основы
1	фундамент-плита без подвала	заливается только на первом этаже, обходится дорого из-за значительного расхода строительных материалов и больших трудовых затрат, но своей массивностью хорошо гасит возникающие вибрации
2	рамная основа, оснащенная ростверком из балок	способна без негативных последствий выдерживать колебания высокой частоты, поэтому часто используется под установку механизмов ударного принципа действия
3	стенчатая опорная конструкция (является модификацией оснований ленточного типа)	ее возводят со второго этажа, действующая нагрузка от агрегатов при таком строении опоры принимается внешними (несущими) стенами, а также внутренними перегородки
4	основание-перекрытие, имеющее подвал	устраивается выше первого этажа, передает (возникающие в процессе работы машин) вибрации межэтажным перекрытиям (каркасу постройки), способно выдерживать лишь нагрузки статического типа либо колебания с незначительной амплитудой

По своей сути основание-перекрытие, обустроенное подвалом – это та же плита, только построенная из готовых железобетонных блоков, укладываемых на балки перекрытия.

Приведенные фундаментные конструкции разделяют на 2 типа:

бесподвальный (у него практически полностью отсутствует часть, располагаемая над полом);
подвальный ( с хорошо развитым надземным отделом).

Последний вариант может иметь стенчатую либо рамную формы. Он характеризуется большой высотой над плоскостью пола.

Фундаменты по конструкции могут быть также сборными, монолитными, сборно-монолитными. По форме они бывают таких видов:

прямоугольные;
ленточные;
ступенчатые;
фасонные;
трапециевидные.

В качестве фундаментов под агрегаты с периодическим характером действующих нагрузок возможно использование свай разных типов. Поверх опор обустраивают плитный или ленточный ростверк. Монтировать механизмы ударного типа работы нужно на сплошные железобетонные сваи.

Расстояния между устанавливаемыми столбами регламентируются СП 24.13330. Оно не должно превышать 10 их диаметров. Рассчитать колебания свайных оснований можно, руководствуясь соответствующими подразделами этого документа.

В качестве элементов сборных конструкций применяют разные блоки и плиты (пустотелые либо сплошные).

Индивидуальные и групповые фундаменты

Оборудование монтируют на индивидуальные либо групповые фундаментные конструкции.

Групповое основание

Групповые фундаменты предназначены для установки на них нескольких механизмов легкого или среднего веса (до 8 т) с жесткой станиной и нормальной точностью работы, эксплуатируемые с преобладанием статических сил. Толщина их обычно составляет 150-250 мм. Они выполняют зачастую только роль оснований. Единой опорой выступают в основном бетонные (или железобетонные) полы. Но встречаются на практике и другие варианты конструкций.

Станины механизмов считаются жесткими при соотношении их длины к высоте, не более чем 2 к 1.

Основания индивидуального типа строят под точное оборудование, обладающее средней или тяжелой массой, которое работает с динамическими нагрузками умеренной либо значительной величины. Такие опоры кроме отведения вибраций от машин и обеспечения правильного их рабочего положения, еще и изолируют агрегаты друг относительно друга. Это препятствует передаче колебаний между ними.

Легкие машины, либо средней массы агрегаты с преобладающим статическим видом нагрузок, нередко монтируют непосредственно на пол или межэтажное перекрытие (так называемый фундамент первого типа). В случае необходимости такую основу усиливают бетонной стяжкой (с укладкой арматуры при этом), увеличивая также ее толщину.

Фундаменты и фундаментные балки промышленных зданий.

Колонны каркаса, как правило, опирают на отдельные железобетонные фундаменты с подколонниками стаканного типа, а стены — на фундаментные балки. Ленточные фундаменты под ряды колонн или сплошные под здания (за исключением фундаментных плит в универсальных зданиях) устраивают редко — на слабых или просадочных грунтах и при больших ударных воздействиях на грунт технологических агрегатов.

Фундаменты небольших и средних размеров (когда масса блока не превышает 6 т). а также облегченные фундаменты ребристой и пустотелой конструкции целесообразно монтировать из сборных (составных) блоков.

Унифицированные монолитные фундаменты, имеющие ступенчатую конструкцию с подколонником и стаканом для заделки колонн, предназначены для колонн прямоугольного сечения и двухветвевых.

Сборные фундаменты могут состоять из одного блока (подколонника со стаканом) или из подколонника и одной плиты. Подколонник устанавливают на плиту по цементно-песчаному слою.

В последнее время широкое распространение получают свайные фундаменты. Железобетонные сваи имеют квадратное или круглое сечение (полые). Головы сваи связывают монолитным или сборным железобетонным ростверком, который одновременно служит подколонником.

Размеры стакана в плане делают больше сечений колонн: поверху на 150 и понизу на 100 мм. Зазоры между стенками стакана и поверхностью колонны, а также низом колонны и дном стакана заполняют бетоном на мелком гравии.

Стены каркасных зданий опирают на железобетонные фундаментные балки, укладываемые между подколенниками фундаментов на бетонные столбики.

Балки имеют тавровое и трапециевидное сечение

По фундаментным балкам для гидроизоляции стен укладывают один-два слоя рулонного материала на мастике. Допускается выполнять гидроизоляцию из цементно-песчаного раствора (1:2) толщиной 30 мм. Для предохранения балок от деформации при пучении грунтов снизу с их боков делают подсыпку из шлака, крупнозернистого песка или кирпичного щебня.

В отапливаемых зданиях при расположении рабочих мест около наружных стен необходимо утеплять пристенную зону пола цеха на ширину до 2 м (например, шлаком). По периметру здания устраивают отмостку из асфальта или бетона шириной 0.9-1.5 м с уклоном от стены не менее 1:2.

Несущие стены в бескаркасных зданиях или с неполным каркасом опирают на фундаменты, выполняемые, как и в гражданских зданиях, из сборных элементов.

Фундаменты и фундаментные балки промышленных зданий.

Балки имеют тавровое и трапециевидное сечение

Конструкция фундамента

Конструкция столбчатого фундамента состоит из отдельных столбов, устанавливаемых в строго определенных местах:

В углах возводимого здания. В местах пересечения несущих стен. Под несущими простенками. Других местах, в которых сосредоточены большие нагрузки.

Для повышения устойчивости, исключения горизонтального смещения и, как следствие возможного опрокидывания, установленные фундаментные столбы увязываются ростверком. Обустроить столбчатый фундамент можно самостоятельно, но при этом следует все работы выполнять по предварительно составленному чертежу или схеме.

Расчет фундамента столбчатого типа непростое мероприятие и должно выполняться специалистами, которые учтут малейшие нюансы конструкции здания и особенности грунтов на строительной площадке.

Результатом проведенной работы будет общая схема основания под конкретное здание, в которой указано:

Количество столбов и их месторасположение. Форма столбов и линейные размеры. Требуемая густота армирования.

Чертежи

Кроме чертежа для удобства проведения строительных работ рекомендуется иметь под рукой также схему столбчатого фундамента.

Существует две разновидности оснований столбчатого типа для дома:

Монолитный столбчатый фундамент. Сборный столбчатый фундамент.

Чертеж этих конструкций выглядит так:

В первом случае столбы основания заполняются бетоном, а во втором формируются с использованием кирпича или природного камня.

Классификация теплоизоляционных материалов

К современным теплоизоляционным материалам предъявляют жесткие требования. Теплоизоляция дома должна быть энергоэффективной, легкой, экологичной, обеспечивать звукоизоляцию и паро- проницаемость, не быть гигроскопичной и горючей. Теплоизоляцию классифицируют по нескольким признакам.

По принципу действия:

Отражающая. Действие выстроено на отражении инфракрасных лучей от поверхности изоляции обратно в помещение.
Предотвращающая. Предотвращает изменение температуры, как холода, так и тепла, благодаря низкой теплопроводности.

Отражающая теплоизоляция

По назначению:

Промышленная. Применяется для тепловой изоляции промышленного оборудования: фильтров, емкостей, термонагруженных объектов
Строительная. Используется для тепловой изоляции и снижения теплопотерь при строительстве зданий и сооружений, в том числе частного строительства.
Трубная. Предназначена для снижения теплообмена между внешней средой и инженерными коммуникациями. Бывает «горячего» применения, когда температура носителя в системе выше температуры окружающего воздуха; «холодного» — температура носителя ниже температуры окружающего воздуха.

Трубная теплоизоляция

По материалу изготовления:

Органические. Производят из органического сырья природного происхождения: древесины, торфа, сельскохозяйственных отходов и тому подобного; и сырья, полученного в результате органического химического синтеза: пенополистирол, пенополиуретан, поливинилхлорид и другие. Недостатком теплоизоляции из природных материалов служит влагопроницаемость, склонность к разложению, горючесть.
Минеральные. Неорганические теплоизоляционные материалы изготавливают из расплавов шлаков- отходов металлургической промышленности, и некоторых геологических пород. К минеральным утеплителям относят минеральную вату, стекловолокно, вспененное стекло, обработанный перлит, ячеистый бетон.
Смешанные или композиционные. К ним относят различные смеси на основе асбеста, перлита, вермикулита.

Органическая теплоизоляция

По внешнему виду теплоизоляция бывает:

Шнуровая, рулонная: жгуты, маты, шнуры.
Штучная: блоки, полые цилиндры, кирпичи, сегменты, маты, плиты.
Сыпучая: перлит, вермикулит.
Рыхлая: все виды ваты.

Шнуровая теплоизоляция

По структуре:

Ячеистые. Пенобетон, пенопласт, пеностекло, вспененный полиэтилен и другие.
Волокнистые. Стекловата, все виды минеральной ваты.
Зернистые. Перлитовый песок, вермикулит.

Выбор типа фундамента в зависимости от почвы

Если нужно возводить основание на холмистой местности, тогда сразу нужно рассчитывать боковое давление почвы, возможности горизонтального сдвига и давление почвы по уровню промерзания.

Величина таких давлений зависит от множества факторов и ее трудно порой рассчитать правильно. Поэтому конструкция оснований на холмах сразу предусматривает как минимум половину запаса прочности.

В таких случаях нужно использовать столбчатые фундаменты, столбы которых соединяются между собой ростверком (железобетонная обвязка). Также тут можно использовать ленточные фундаменты с надежной горизонтальной и вертикальной обвязкой.

Стационарное основание. Используется при возведении небольших зданий с малой несущей массой.
Плавающий фундамент. Строится на пучинистых почвах, несущие свойства которых отличается от сезона, насыщенности влагой и температурного режима. Конструкция: монолитная или решетчатая плита, толщина зависит от нагрузки самого здания. Используется для небольших сооружений.

Схема столбчатого фундамента под деревянный дом

Ленточный и столбчатый фундаменты. Это распространенные стационарные основания, пользуются заслуженной популярностью среди частных застройщиков. Столбчатая конструкция незаменима на глубоко промерзаемых почвах. Не рекомендуется его использовать при строительстве домов с тяжелыми стенами, ведь тогда нужно проводить подробные расчеты несущей нагрузки на каждый столб индивидуально. А это несет за собой расчет толщины, высоты и типа столба, а также материала его выполнения. Особенность ленточного фундамента в том, что цоколь там плавно переходит в стены, а нагрузка от стен и перекрытий передается равномерно на каждый квадратный сантиметр основания. Ленточное основание способно выдержать значительные нагрузки, можно построить полноценный подвал или технический этаж, а также подземный паркинг. Его нужно возводить на сухих непучинистых грунтах, ведь при установке основания на глубоко промерзающих грунтах его постройка будет очень дорогой и экономически не выгодной.
Фундамент на винтовых сваях. Он появился относительно недавно, раньше применялся в промышленности для возведения оснований для высоковольтных линий электропередач, некоторых промышленных зданий, а также мачт сотовой связи. Но плавно такая технология перешла в частный сектор и активно используется при возведении зданий на сложных почвах. Отличительная особенность свайной конструкции – это возможность монтажа свай на значительной глубине, ведь она вкручивается до тех пор, пока не достигнет плотных пород.

Винтовая свая – это металлическая конструкция с лопастями, которая вкручивается в грунт специальной техникой или вручную.

Как правило, расчет проводится не столько количества этих дешевых строительных конструкций, как нагрузки на ростверк, с помощью которого сваи соединяются между собой. Также свайный фундамент возводится на поверхностях с большими перепадами высот, ведь тут не нужно проводить первичную обработку и выравнивание почвы.

Но основной недостаток свайного фундамента – это необходимость делать теплоизоляцию подполья, а это сложная технология, учитывая наличие открытого пространства снизу. Монтаж свай занимает максимум несколько дней, при этом не нарушается структура самой почвы. Не используется при возведении зданий на скалистых почвах.

Плюсы и минусы каждого вида

Плитный фундамент при всей своей устойчивости даже к постоянным нагрузкам со стороны грунтовых вод и способности к переменам (если захочется сделать перепланировку, то плиты можно легко поменять местами), имеет недостатки в виде высокой цены (за куб около 7500 рублей) и невозможности устанавливаться под цокольными этажами, поэтому если будет даже обычный подвал, то этот вариант сразу отпадает.
Ленточный славится своей способностью правильно распределять нагрузку и возможностью поэтапной заливки, да и большинство строений держатся именно на этом фундаменте, но вот цена тоже достаточно высокая (оценивается в 20% от цены всего дома), да и если предстоит сложная планировка, то реализовать её не получится.
Свайно-винтовой имеет достаточно низкую цену (до 4000 рублей за штуку, цена зависит от диаметра), прост в монтаже и установке, да и сочетается с любой поверхностью, но тут понадобится колоссальная работа от измерителя, его расчеты должны быть настолько верны, чтобы просчитать точную усадку, которая будет в любом случае. Да и выдержать массивную или многоэтажную постройку такие сваи не смогут.
Столбчатый фундамент тоже довольно экономичен (в районе 3500-4000 за штуку), можно использовать в местах с большой вероятностью сильного промерзания грунта, но вот опять распространённые минусы с ограничением по весу, нагружаемому на них и о нулевых этажах в доме придётся забыть.
Плитный фундамент не подвержен морозному пучению из-за своей большой площади соприкасания с грунтом. Верх плиты можно использовать как пол 1 этажа, что сокращает расходы. Однако, такой фундамент дороже всех выше представленных. Цена на такой фундамент в районе 3500-6500 тысяч за квадратный метр.

Стальные колонны

Стальные колонны одноэтажных зданий имеют постоянное и переменное сечения по высоте. Кроме того, колонны делят на сплошного, сквозного и смешанного типов сечений. В смешанном типе колонн надкрановая часть имеет сплошное сечение (в виде одного профиля), а подкрановая – сквозное (в виде двух профилей, соединенных решеткой).

В зданиях бескрановых и с кранами грузоподъемностью до 200 кН высотой до 8.4 м применяют стальные унифицированные колонны постоянного сечения из сварных двутавров с высотой стенки 400 и 630 мм (рис.1а, б). В бескрановых зданиях высотой Н = 9.6 – 18 м используют колонны двухветвевые (рис.1б).

В зданиях высотой 10.8 – 18.0 м, оборудованных кранами грузоподъемностью до 500 кН используют унифицированные двухветвевые колонны ступенчатого очертания, состоящие из двух частей: подкрановой (решетчатой) и надкрановой (из сварного двутавра) (рис.2).

Для зданий, имеющих высоту более 18 м и оборудованных кранами грузоподъемностью 750 кН и более, стальные колонны проектируют индивидуально.

Двухветвевые колонны по типам сечения ветвей проектируют в трех вариантах:

1. При ширине сечения до 400 мм – наружная и подкрановая ветви из прокатных швеллера и двутавра, соответственно;

2. При ширине сечения 400 – 600 мм – наружная ветвь из гнутого швеллера, подкрановая – из прокатного двутавра;

3. При ширине сечения более 600 мм – наружная ветвь из

гнутого швеллера, подкрановая — из сварного двутавра.

Надкрановая часть колонны проектируется из сварного двутавра с высотой стенки 400 мм в крайних и 710 мм – в средних колоннах.

б в

а – для бескрановых зданий высотой до 8.4 м;

б — для бескрановых зданий высотой 9.6 -18 м;

в – для зданий с опорными мостовыми кранами грузоподъемностью до 200 кН;

г — средняя колонна

постоянного сечения из сварных двутавров для зданий с мостовыми опорными кранами

Рис. 1. Стальные колонны постоянного сечения

Для соединения ветвей сквозных колонн применяют решетки различного очертания: треугольные, раскосные, крестовые и полукрестовые. Решетку устраивают двухплоскостной, из прокатных уголков. Для восприятия действующих в горизонтальной плоскости моментов решетка усиливается диафрагмами, расположенными через четыре раскоса по высоте.

а б

Рис. 2. Стальные двухветвевые колонны:

а – средняя колонна с проходом вдоль подкранового пути;

б — типы колонн для зданий с мостовыми опорными

кранами грузоподъемностью 100 – 500 кН

Решетчатая часть колонны завершается одноплоскостной траверсой, соединяющей ее ветви с надкрановой частью, которая выполняется из сварного двутавра.

Сплошные колонны применяют при центральном сжатии или при малых эксцентриситетах продольной силы. Чаще используют колонны сквозного сечения, требующие меньшего расхода металла, хотя они и более трудоемки в изготовлении.

В зданиях с кранами тяжелого режима работы и при их двухъярусном расположении, а также при пролетах, со стороны которых предусматривают расширение цеха целесообразно применять раздельные колонны, позволяющие усиливать подкрановую ветвь (например, при увеличении грузоподъемности крана), не нарушая конструкции покрытия (рис.3).

Рис. 3. Раздельные колонны:

а – при расширении здания;

б – при низко расположенных тяжелых кранах

studfiles.net

Какой фундамент лучше для деревянного дома из бревна

Выбор типа опорных конструкций — важный этап при проектировании здания. Ошибка или невнимательность может привести к плачевным последствиям.

При отборе необходимо учесть одновременное воздействие множества факторов. Далее рассмотрено, какой лучше выбрать фундамент для дома из бревна.

Особенности материала

Здесь нет необходимости рассматривать все характеристики бревен.

Для фундамента достаточно определить массу и устойчивость к деформациям.

Исходя из этих критериев, строительство деревянного дома имеет следующие преимущества:

Масса. Благодаря невысокой плотности (в среднем 500-600 кг/м3 в зависимости от вида древесины и ее влажности) стены из бревна весят намного меньше кирпичных или пенобетонных. Для сравнения можно привести показатели для некоторых материалов. Кирпич керамический полнотелый — 1800 кг/м3, керамзитобетон — 1000-1800 кг/м3, пенобетон — 700-900 кг/м3. Чем легче стены дома, тем меньшая нагрузка придется на фундамент, поэтому потребуется меньшее его сечение и армирование, что позволяет существенно сэкономить. Иногда смета на возведение фундамента достигает до 30% стоимости всего дома, поэтому любое удешевление конструкции становиться существенным.

Теплопроводность. Древесина — теплый материал. Для различных пород показатели разняться, но в среднем они в три раза лучше, чем у керамического кирпича. Для обеспечения нормального сопротивления теплопередаче наружных стен из бревна для большинства климатических районов будет достаточно элементов диаметром 30 см. для сравнения, при строительстве дома из кирпича требуется толщина стены 64 см (без применения теплоизоляционных материалов). Если здесь же учесть плотность этих материалов, то масса отличается в 6-7 раз не в пользу керамики. Чтобы фундамент стоил дешевле и был прост в изготовлении, лучше выбирать более легкие несущие конструкции.

Устойчивость к деформациям. Стены деревянного здания отличаются способностью к небольшим деформациям без разрушения. Это означает, что при неравномерных усадках основания, которых так боятся дома из кирпича и бетона, трещины не появляются

Важно, что здесь учтены лишь небольшие подвижки фундамента. Существенные смещения могут быть опасны и для строения из бревна.

Большая длина элементов

При изготовлении стен из мелкоштучных изделий нельзя гарантировать целостность конструкции. Возможны такие нарушения как «пустошовка» (отсутствие в швах кладки раствора) или плохое качество смеси для соединения элементов. При строительстве из бревна можно не беспокоиться о целостности ряда. Большая длина деревянного материала позволяет стенам дома лучше сопротивляться усадкам грунта основания и фундамента, делая строение более надежным.

Все эти факторы позволяют иметь широкий выбор при ответе на вопрос, какой фундамент лучше для дома из бревна.

Выбор типа опорной конструкции

Перед началом проектирования фундамента потребуется следующая информация:

тип грунта на участке;
расположение грунтовых вод;
нагрузка от вышележащих конструкций (зависит от этажности дома).

Чтобы определить, какой грунт залегает на участке строительства и где располагаются грунтовые воды, потребуется провести геологические изыскания. При самостоятельном выполнении работ рассматривают два метода:

Отрывка шурфов. Откапывание в нескольких точках участка ям, глубина которых на 50 см ниже предполагаемой отметки подошвы фундамента. Анализ состава почвы проводится визуально, обосновываясь на виде стенок шурфа. Тип опорной конструкции выбирают предварительно в зависимости от нагрузки, назначают ориентировочную глубину заложения и проводят исследования. Если характеристики грунта хуже, чем предполагалось, исходные данные меняют.
Самостоятельное бурение. Для этого потребуется ручной бур. Качество почвы определяют по грунту на лопастях.

Совет! Для создания полной картины выбирают несколько точек для исследования в разных местах. Одна из них обязательно должна располагаться в нижней точке участка.

Понять, как выглядят основания, относящиеся к разным типам, поможет ГОСТ «Грунты. Классификация». При отрывке или бурении также определяют водонасыщенность почвы и расположение уровня грунтовых вод (УГВ).