Колонны используются в каркасных зданиях и зданиях с неполным каркасом, они позволяют создать условия для свободной планировки и сэкономить материал. Далее мы рассмотрим этапы проектирования фундаментов под металлическую и железобетонную колонну.
Этапы проектирования фундаментов под металлическую колонну
Металлокаркасы используют в промышленных (производственных зданиях, фабриках, цехах) и общественных зданиях (торговые, выставочные залы, концертные залы, театры, музеи и т.д.). Эти конструкции выдерживают большие нагрузки при сравнительно небольших габаритах, позволяют вести монтаж круглый год. Фундамент под колонны должен отвечать высоким требованиям прочности, помимо того, необходимо правильно выполнить и соединение колонны и фундамента, для этого предусматривается скрепление двух конструкций с помощью болтов. Анкерные болты должны быть установлены с высокой точностью, согласно разметке, они монтируются в теле фундамента еще в процессе заливки, допустимая погрешность составляет не более 2 миллиметров. Необходимая точность достигается за счет использования специального кондуктора.
Кондуктор – это монтажное приспособление, которое позволяет точно установит анкерные болты в бетон под базу колонны. Кондукторы отличаются по количеству болтов, их точностью определяется точность установки болтов.
Обычно для металлических колонн используют сборный железобетонный или монолитный фундамент. Монолитный фундамент более универсален, его используют как для металлических, так и для железобетонных колон. Так как конструкция отливается непосредственно на площадке, то по форме она напоминает усеченную пирамиду. Сборный фундамент состоит из нескольких элементов-ступеней, размеры которых уменьшаются, при этом внизу размещается самая большая ступень.
Для колонн целесообразно использовать столбчатый тип фундамента, для его расчета требуется:
- определить нагрузки, которые приходятся на фундамент (вертикальная, изгибающий момент, поперечная), состав грунтов, уровень грунтовых вод;
- определить глубину заложения фундамента, которая должна быть ниже глубины промерзания, что позволяет определить предварительные габариты фундамента;
- провести расчет максимального и минимального краевого давления;
- провести расчет сопротивления грунта.
В результате выполнения всех расчетов должен быть подобран фундамент, который удовлетворит требованиям всех проверок.
Рисунок 1. Схема крепления металлической колонны и железобетонного фундамента. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Этапы проектирования фундаментов под железобетонную колонну
В качестве исходных данных для расчета фундамента под железобетонную колонну потребуется указать сечение колонны, грунты и расчетную нагрузку. Фундаменты обычно выполняют в виде монолитных или сборных железобетонных конструкций. В силу своей формы конструкция получила название «стакан», фундамент стаканного типа обеспечивает надежное защемление колонны.
Дальнейший расчет состоит из следующих этапов:
- определить глубину заложения фундамента из условия длины железобетонной колоны. На основании нормативной глубины промерзания определяется глубина заложения фундамента;
- определить нагрузку на фундамент без учета веса грунта, чтобы вычислить предварительные размеры подошвы фундамента (окончательные размеры определяем с учетом поправки);
- вычислить расчетное сопротивление грунта;
- определить высоту фундамента исходя и условия продавливания колонны через его тело;
- определить остальные размеры фундамента;
- выполнить расчет армирования подошвы фундамента;
- выполнить подбор арматуры и расчет монтажных петель.
Ключевым критерием для определения габаритов фундамента является глубина промерзания, которая меняется от района к району. Определить эту величину можно по карте промерзания грунтов. К примеру, для Екатеринбурга глубина промерзания составляет 190 сантиметров, а для Калининграда – 80 см. Размещение фундамента ниже отметки промерзания позволяет обезопасить основание от процессов пучения.
Металлические и железобетонные колонны требуют грамотного расчета подходящих фундаментов, при этом важно учитывать данные о состоянии грунтов и глубину их промерзания, уровень грунтовых вод. Выбор в пользу монолитного или сборного железобетонного основания будет зависеть от конкретных условий проекта и требований заказчика. Если в проекте используют только сборные железобетонные конструкции, то и фундамент выполняют сборным. Монолитное домостроение требует другой организации производства работ и соответствующих расчетов.
