ФУНДАМЕНТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Глава 1

ФУНДАМЕНТЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Типовые столбовые монолитные железобетонные фундаменты под колонны промышленных зданий состоят из подколонника и одно-, двух- или трехступенчатой плитной части. Фундаменты запроектированы в шести вариантах по высоте (1,5 м и от 1,8 до 4,2 м с интервалами 0,6 м).
Обрез фундамента располагается на отметке —0,15 м под железобетонные и на отметке —0,7; —1,0 м под стальные колонны. Таким образом, заглубляются развитые базы стальных колонн.
При вскрытии основания целиковый грунт, непосредственно воспринимающий нагрузку, выравнивается и накрывается бетонной подготовкой толщиной 100 мм из бетона марки 50. На бетонную подготовку ложится подошва фундамента.
Высота ступеней плитной части 0,3 и 0,45 м. В связи с применяемой для устройства форм инвентарной щитовой опалубкой все размеры сечений в плане кратны 0,3 м. Площадь сечения подколонников принята в шести вариантах от 0,9 X 0,9 м. В последующих вариантах ширина сечения (в направлении шага колонн) принимается 1,2 м, а высота (в направлении пролета между колоннами) изменяется от 1,2 до 2,7 м. Площадь сечения подошвы изменяется от 1,5X1,5 м (пло--щадь 2,25 м2) до 7,2X6,6 (площадь 47,5 м2). Она выбирается в связи с нагрузкой, передаваемой колонной, и допускаемым удельным давлением грунта.
Зазор между гранями колонн и стенами стака-/на принят по верху 75 мм и по низу 50 мм, а между низом колонн и дном стакана 50 мм Небольшой уклон стенок стакана упрощает распалубку. Минимальная толщина стенки стакана по верху 175 мм обеспечивает ее прочность при монтажных и постоянных нагрузках. Заливка стаканов после установки колонн производится бетоном марки 200 на мелком гравии.
Сечение подколонников под базы стальных колонн выбирается исходя из размещения анкерных болтов так, чтобы расстояние от оси болта до грани подколонника было не менее 150 мм.
В зависимости от вылета граней подошвы фундамента по отношению к подколоннику форма плитной части принимается одно-, двух- или трехступенчатой, так чтобы при высоте ступеней до 0,45 м вылет всей плитной части и отдельных ступеней ограничивался уклоном 1 : 2 при опорных кранах грузоподъемностью до 50 т и 1 : 1,5 при опорных кранах большей грузоподъемности.
Для каждой комбинации площади сечений подошвы и подколонника принят один типоразмер плитной части. При очертании подошвы фундамента, близком к 1,5 квадратам и более, уступы ступеней в направлении шага колонн совмещаются. Всего под рядовые колонны одноэтажных зданий предусмотрен 651 типоразмер, а под рядовые колонны многоэтажных зданий — 288 типоразмеров опалубки. Причем в последнем случае 226 типоразмеров отличаются от фундаментов под колонны одноэтажных зданий только глубиной стакана.
В зависимости от схемы армирования в каждом типоразмере опалубки может быть выполнено несколько фундаментов различной несущей способности. Таким образом, в целом стандартом предусматривается более двух тысяч вариантов фундаментов, практически охватывающих возможные сочетания нагрузки, собираемой колонной, и допускаемого удельного давления грунта.
Для опирания фундаментных балок рекомендуется устройство приливов площадью сечения 0,3X0,6 м с обрезом на отметке —0,45 м (при высоте балок 0,4 м, для шага колонн 6 м) , и с обрезом на отметке —0,65 м (при высоте балок 0,6 м — для шага колонн 12 м).
Фундаменты армируются типовыми арматурными сетками (горизонтальный элемент) и плоскими каркасами (вертикальный элемент). Сетки и плоские каркасы изготавливаются из арматуры периодического профиля на автоматических линиях с применением контактной точечной электросварки во всех местах пересечений стержней.
На высоте защитного слоя (35—50 мм от подошвы фундамента) укладываются два ряда сеток плитной части, располагаемых в перекрестном направлении. Рабочая арматура сеток расположена с интервалом 0,2 м. Ширина сеток 1; 1,4; 1,6 м задана с учетом размещения их целого числа при любой предусмотренной стандартом конфигурации подошвы фундамента. Длина сеток (от 1,45 до 7,15 м с интервалом через 0,3 м) на 50 мм короче ширины или высоты сечения подошвы фундамента.
В центре фундамента на сетке плитной части устанавливается объемный каркас подколонника, свариваемый из четырех плоских каркасов. Распределительная арматура плоских каркасов не доходит до их верха примерно на глубину стакана, с тем чтобы можно было образовать его обойму, нанизывая на рабочие стержни каркаса ряд сеток подколонника. В подколонниках пенькового типа под стальные колонны эти сетки, кроме периметральных, имеют и ряд внутренних стержней.

Высота и ширина плоских каркасов и размеры в плане сеток подколонника назначаются исходя из его сечения и принятой высоты фундаментов.

Сборка каркасов подколонника, как правило, производится на поточных линиях в арматурном цехе или на полигоне в зоне действия монтажного крана. Жесткость собранных каркасов при транспортировке обеспечивается съемными диагональными связями.

В связи с необходимостью графически отразить различие между монолитным и сборным, конструктивным и легким бетоном на рассматриваемых листах и далее, согласно примечанию 3б к § 2 ГОСТ 2.306—68, сборные железобетонные элементы в отличие от монолитного бетона обозначены в разрезах без вкрапления точек, из конструктивного бетона — с вкраплением треугольников, из легкого бетона — с вкраплением овалов.

Инвентарная опалубка монолитных железобетонных фундаментов может рассматриваться как строительная конструкция здания, поскольку ее устройство входит в построечную трудоемкость, а она сама по себе является достаточно сложным и металлоемким сооружением. |В данной книге рассмотрены конструкции опалубки для фундаментов со ступенчатой и пирамидальной плитной частью. Последняя позволяет уменьшить объем бетона, но несколько увеличивает металлоемкость форм.|

Комплект опалубки со ступенчатой плитной частью состоит из: плоских щитов девяти типоразмеров, образующих опалубные панели ступеней Элитной части и подколонника; П-образных щитов двух типоразмеров для последующего бетонирования опор под фундаментные балки; стяжек двух типоразмеров, диагональных опорных балок, связывающих между собой опалубочные панели ступеней; набора пуансонов, образующих стаканы; подмостей при бетонировании формы. Щиты для образования панелей подколонника выполняются из стального листа толщиной 2 мм с окаймлением и ребрами жесткости из уголков 63X40X5 мм и имеют размеры: (0,75; 0,9 и 1,2) X 0,75 м и (0,9 и 1,2) X 1,2 м. Аналогичные щиты для ступеней плитной части имеют размеры (0,3 и 1,5) X (0,3 и 0,45) м. Плоские панели каждой ступени собираются путем скрепления щитов болтами. Болты снабжены удлиненными шайбами так, чтобы полка окаймляющего уголка не мешала подтягиванию гайки. Собранные опалубочные панели соединяются в трех углах через промежуточный уголок винтами. Четвертый угол соединяется винтовым замком, позволяющим уточнить размеры формы.

Объемные формы отдельных ступеней связаны между собой и с формой подколонника диагонально расположенными опорными балками, касательными к углам вышележащих форм. При посредстве этих балок вся опалубка фундамента может быть собрана до его бетонирования. При раздельном бетонировании ступеней и подколонника диагональные опорные балки могут быть исключены.

Укрупнительная сборка опалубочных панелей подколонника производится из отдельных щитов на выровненной монтажной площадке. Щиты укладываются рабочей поверхностью вниз. К горизонтальным или вертикальным ребрам щитов посредством пальцев крепятся откидные шпильки и пропускаются в зазор между швеллерами, составляющими стяжку. Гайками стяжки подтягиваются к щитам и сплачивают панель опалубки. Опалубочные панели подколонника соединяются между собой в пространственный блок на месте бетонирования аналогично опалубочным панелям ступеней.

Пуансон для образования стакана посредством опорных балок крепится к опалубке подколонника. Так как верхняя грань опалубки может превышать обрез фундамента, предусмотрена возможность регулирования положения пуансона по высоте. После распалубки фундаментов под крайние и торцовые колонны производятся крепление П-образных щитов к подколеннику и бетонирование опор под фундаментные балки.

Блочная опалубка фундамента с пирамидальной плитной частью состоит из нижней рамы, трапециевидных панелей плитной части и прямоугольных панелей подколонника. Размеры щитов, образующих панели, назначаются в связи с конкретными размерами фундамента, проектируемого индивидуально. Щиты состоят из стальных листов толщиной 3 мм с окаймлением и ребрами жесткости из полос площадью сечения 70 X 5 мм. При сборке формы щиты болтами скрепляются между собой и с нижней рамой.

Жесткость формы обеспечивается обвязками из швеллеров, связанных в углах шарнирами или замками, позволяющими производить обжатие, и раскосами из прокатных уголков, соединяющими нижнюю раму с блочной опалубкой подколонника.

Если есть возможность использования кранового оборудования грузоподъемностью около 10 т, объемные блоки опалубки можно собирать на монтажной площадке вокруг арматурного каркаса и устанавливать вместе с ним.

Глубокое заложение фундаментов определяется геологическим строением грунта или наличием подвалов под производственными помещениями. Для экономии бетона и ускорения монтажа здания в этих случаях целесообразно устанавливать в монолитную плитную часть фундамента подколонники облегченного сечения. Они могут быть выполнены рамными двухветвевыми или в виде ствола двутаврового сечения с оголовком, на который устанавливается стальная колонна.

Отметка верха оголовка (обрез фундамента) принята в зависимости от высоты базы стальной колонны — для зданий с опорными кранами грузоподъемностью до и более 50 т соответственно —0,7 м и —1,0 м. Оголовки снабжаются закладными болтами для анкеровки базы колонны. Размеры оголовков соответственно определяются: длина — высотой сечения колонны в крайних и средних рядах здания, ширина — выносом и высота — глубиной заделки анкерных болтов. Общая высота двухветвевого подколонника предусмотрена 5,1-9,9 м с интервалом через 1,2 м. Глубина заделки в плитную часть 1,2 м. В подко-

Лист 1.05. Фундаменты из сборных железобетонных элементов

лонниках высотой 7,5 м и более ветви связываются распоркой.

Двухветвевые подколонники для зданий без подвала запроектированы с учетом непосредственной передачи усилий от ветвей стальной колонны на стойки железобетонной рамы при их жестком сопряжении с оголовком.

В зданиях с подвалом для опирания ригелей перекрытия расстояние между стойками увеличено. При этом оголовок опирается на часть сечения стоек и образует с ними условное шарнирное соединение.

При больших нагрузках двухветвевые подколонники заменяются монолитными. В целях экономии бетона их сечение принимается двутавровым — тождественным для разных колонн одного здания или группы зданий. Размеры оголовков определяются опорной частью колони; размеры плитной части — передаваемым на грунт усилием. Таким образом, основная часть фундамента бетонируется в одной форме. Над подвалами, в оголовках, приведенных на чертеже, предусматриваются консоли для опирания ригелей перекрытия.

Конструкция подколонников разработана в ленинградском институте «Промстройпроект».

Сборные составные железобетонные фундаменты разработаны для применения в каркасах производственных зданий под колонны с расчетной нагрузкой до 3000 т. Фундаменты состоят из плитной части, выполненной из плит, имеющих продольную выемку, и ребер-подколонников, вставляемых в эту выемку. После замоноличивания пазух составные фундаменты работают как цельная конструкция за счет обжатия ребра консолями плиты при изгибе последней. В законченном виде составной фундамент представляет собой отдельно стоящий башмак таврового сечения с равной (см. аксонометрическую схему) или большей, чем у ребра, длиной плитной части.

Конструкция ребра-подколонника зависит от типа устанавливаемых на фундамент колонн и способа их опирания. При подколоннике пенькового типа, завершающемся опорной гранью, сборные железобетонные колонны устанавливаются на фундамент подрезным торцом, опорным «зубом» или стальным буфером и крепятся к нему ванной сваркой выпусков арматуры с последующим замоноли-чиванием пазух конструктивным бетоном. При площади сечения колонн до 2400 X 600 мм опорная грань ребра принимается 2500 X 1000 мм. Под стальные колонны опорная грань ребра может быть уширена до 1200 мм за счет консолей на боковых гранях. Уширение связано с конструкцией базы стальной колонны, размерами опорной плиты и выносом анкерных болтов. Подколонники стаканного типа могут быть образованы в железобетонной обойме, устанавливаемой на опорную грань Отметка обреза обоймы — 0,15 м. Внутренняя часть обоймы заполняется бетоном на месте < устройством стакана стандартных размеров.

В расположенных на оси деформационного шва температурного отсека составных фундаментах по; парные колонны подколонники выполняются и: монолитного железобетона.

Плитная часть фундаментов укладывается т грунт по 100-миллиметровому подстилающему слою средне- или крупнозернистого песка, на железобетонные плиты днища подвала—по 30-мил лиметровому слою цементно-песчаного раствор; марки 50. Подстилающие слои уплотняются вибро методом.

Фундаментные плиты соединяются между собой на петлевых стыках арматуры с замоноличиванием зазора. Ребра составных фундаментов устанавли ваются на слой бетона, укладываемый по дну вы емки плит и уплотняемый вибрацией. Сопротивле ние этого стыка сдвигающим усилиям увеличи вается за счет бетонной шпонки, образующейся ] пазах на нижней грани ребра и дне выемки плит

Пазухи между ребром и плитами — по боковым граням и в торцах (последние образуются при укороченных относительно плитной части ребрах армируются противоусадочными арматурными кар касами и замоноличиваются. Ширина выемки плитах 1500 мм по верху и 1400 мм по дну поз-воляет удобно прорабатывать бетон замоноличива-ния.

Железобетонные элементы фундаментов форму ются из бетона марок 300; 400; 500. Стык замоноличиваются бетоном марки 400.

Масса монтажных элементов до 40 т. Все эле-менты снабжены монтажными отверстиями ил петлями для строповки. Монтаж фундаментов может производиться самоходными кранами боль шой грузоподъемности.

Способ сооружения железобетонных тавровы фундаментов разработан в Ленинградском отделе-нии института «Теплоэлектропроект»*. Их преиму-щество перед монолитными фундаментами — моно-литность конструкции, обеспечиваемая способом сочленения составных элементов, сочетающаяся единым принципом конструирования всего здания.

* Авторское свидетельство № 288677 на имя инж. И. С. Литвина.