Фундамент под колонны промышленного здания: типы конструкций, проектирование и расчет основания под колонны по ГОСТу

основания панельных, модульных, зданий из сендвич-панелей

Если для жилых малоэтажных домов могут использоваться мелкозаглубленные фундаменты ленточного типа сборные или монолитные, то для строительства промышленных зданий и сооружений используются совершенно другие фундаменты, кардинально отличающиеся своей конструкцией и размерами от всех прочих.

И связано это, прежде всего, с теми нагрузками, которые должны выдерживать фундаменты промышленных зданий: оборудования, мебели, складских помещений, транспорта, в зависимости от целевого назначения.

Виды фундаментов для промзданий

Выбор того иного типа фундаментов промышленных зданий зависит от многих факторов:

• Геологической характеристики грунтов.
• Уровня промерзания почвы в районе строительства.
• Уровня грунтовых вод.
• Полного комплекса нагрузок.
• Климатических условий – преобладающих ветров, количества осадков.
• Характера деятельности того предприятия для которого выбирается тип фундамента; наличия близко расположенных автострад, железнодорожных путей, аэропортов, метро.

Для строительства промышленного объекта фундаменты могут устраиваться сборные, сборно – монолитные или монолитные.

По конструктивным особенностям фундаменты разделяют на ленточные, свайные, столбчатые или плитные.

Ленточные конструкции выполняются под несущие наружные и внутренние стены, которые возводятся из кирпича, газо-, пенно- и силикатных бетонных блоков. Лента фундамента  может выполняться как из сборных элементов, так и быть монолитной. Данный тип фундаментов может устраиваться как на грунтовое основание, так и на свайное.

При опирании фундамента на грунт нагрузки от здания передаются непосредственно в землю. Если ленточный фундамент опирается на монолитный ростверк, выполняемый, обычно, из железобетона, то в этом случае нагрузки передаются на сваи, которые уже дальше распределяют их в грунт.

Свайный фундамент применяют, когда в районе строительства грунты слабые, пучинистые, имеющие низкую несущую способность.

При этом свайные фундаменты различают по способу установки свай:

• Сваи – стойки.
• Висячие сваи.

Сваи стойки выбираются в том случае, когда под небольшим слоем слабого грунта находится пласт прочной породы, на которую и опирается свая. В противном случае, когда длина сваи не может дойти до прочного основания, устраивают сваи висячие.

Когда возводится здание с каркасной системой стен, фундаменты под колонны зданий устраиваются столбчатые. При этом подразумевается, что нагрузка и давление от отдельно стоящей колонны не превосходит несущую способность грунта. Столбчатые фундаменты могут возводиться также и под каркасные здания, где в качестве опоры используют отдельные столбы, соединяющиеся между собой рандбалками, образующими ростверк. Давление на грунт, вызываемое всеми нагрузками происходит именно через данные балки.

Фундамент плитный или, как его еще называют, «плавающий», представляет собой конструкцию в виде плоской плиты, выполняемой из железобетона, расположенной под всем зданием.

Независимо от того, какие выбраны конструктивные решения фундаментов промышленных зданий, все они должны отвечать строительным нормам и правилам, основываться на инженерных расчетах.

 Собираем нагрузки

Рассмотрим, каким нагрузкам подвергаются фундаменты зданий. Это — постоянные и временные нагрузки.

К постоянным относятся:

• Вес всех строительных материалов, используемых при возведении наружных и внутренних стен.
• Перекрытий.
• Крыши и кровли.
• Оконных и дверных конструкций.
• Вес лестничных маршей и площадок.
• Стационарного оборудования, если речь идет о промышленном предприятии.

К временным или динамическим нагрузкам можно отнести:

• Вес мобильного оборудования, мебели, людей, проживающих или работающих в данном здании.
• Инженерного оборудования, обеспечивающее безопасность и комфорт – пожарные лестницы, аэраторы, мостики и трапы на крыше, кондиционеры, вентиляция и прочее; снеговые и ветровые нагрузки.
• Нагрузка на грунт от расположенных вблизи проезжих автомобильных дорог, железнодорожных путей, аэропортов, подземных сооружений.
• Все значения собранных нагрузок учитываются при разработках проектов, где на этом основании выбирается тип и вид фундамента, его размеры и глубина залегания.

Состояние грунта

Но на глубину залегания основное влияние оказывает геологическое состояние грунта в районе строительства промышленного объекта. Почвы, как известно, состоят из разных пластов пород, расположенных на разных уровнях.

Чтобы рассчитать, например, фундаменты каркасов промышленных зданий, необходимо провести геологические изыскательские работы. Именно от их результатов будет зависеть какой тип фундамента подходит для того или иного здания промышленного типа.

Кроме состояния грунта на выбор фундамента оказывает влияние и глубина залегания грунтовых вод и уровень промерзания почвы в данном месте застройки.

Фундаменты для разнотипных зданий

• Фундамент под здание из сэндвич панелей

Если грунты слабые, то понизив уровень грунтовых вод путем устройства дренажных систем, можно устраивать фундамент под здание из сэндвич панелей, поскольку такие

Сваи изготавливаются из железобетона, металла, дерева, бетона в виде многогранных или круглых стержней. Предназначаются данные изделия для погружения в грунт. Фундамент, образованный сваями может состоять из отдельных свай или группы, называемой кустом. Группы свай по верху соединяются жесткой конструкцией, называемой ростверк, который может быть монолитным в виде балки или плиты, или сборным, но в этом случае только балочным.

Ростверки бывают высокими и низкими. Высокие ростверки представляют собой основание здания или сооружения, лежащее выше уровня земли. Низкие, соответственно, это те, которые находятся ниже уровня земли.

• Фундамент панельных зданий

Современное строительство располагает широким набором конструктивных решений для возведения зданий и сооружений разного типа.

Например,  фундаменты панельных зданий выполняются путем устройства монолитного железобетонного или сборного основания. При этом делается расширение нижней части фундамента, которая более равномерно передает нагрузку от веса сооружения на грунт. Бетонирование происходит послойно с обязательным применением глубинных или поверхностных вибраторов, в зависимости от того, какой формы и размера элемент подлежит бетонированию.

Основание должно представлять собой песчано гравийную подушку, на которую устанавливаются фундаментные плиты трапециевидной формы. Поверх фундаментных плит монтируются бетонные блоки.

• Фундамент под модульное здание

В отличие от панельных конструкций фундамент под модульное здание, может выбираться любого типа и вида, учитывая, что такое сооружение не оказывает большого давления на

грунт. В этом случае весь упор при выборе фундамента делается не на способность грунта выдержать нагрузки от веса строения, сколько на состав грунта.

Нет нужды устраивать мощный фундамент, если можно сделать основание для модульного сооружения с минимальными финансовыми затратами, использовав, например винтовые или буронабивные сваи.  Кстати, для здания из сэндвич панелей, которые в последнее время получили широкое распространение, фундамент выбирается по тому же принципу, что и для модульных сооружений.

• Фундаменты крупнопанельных зданий

В строительстве фундаменты крупнопанельных зданий, в зависимости от состояния грунта, могут устраиваться путем сооружения ленточных, свайных и плитных.

Свайные фундаменты хороши тем, что при низкой деформативности имеют хорошую несущую способность.

Самыми часто применяемыми фундаментами остаются сборные ленточные, которые монтируются в виде сплошной или прерывистой ленты под всеми несущими конструкциями стен. Могут состоять из бетонных подушек и стеновых фундаментных блоков.

Основание под любое сооружение должно отличаться, прежде всего, прочностью и надежностью и долговечностью. Поэтому при расчете учитываются все нагрузки, а монтаж фундаментов осуществляется согласно технологии, принятой за основу в строительных нормах и правилах.

Фундаменты промышленных зданий: устройство конструкции

Фундаменты промышленных зданий имеют существенное отличие от классических монолитов для жилых строений. Оно зависит от размеров конструкции, подпорок, которые используются в отдельном случае, а также от геологических данных местности. Учитывая эти особенности, фундаменты делятся на две категории: для стен и колонн. В первую входят три разновидности фундаментов:

• Ленточный.
• Столбчатый.
• Свайный.

Во вторую категорию входят два типа фундаментов:

1. Монолитная основа.
2. Сборная основа.

Конструкция фундаментов обязательно должна состоять из бетона марки 150, или 200, а также стальной сеткой с ячейкой в 20х20 сантиметров. Габаритные основания должны армироваться арматурой диаметром от 10 миллиметров, связанной в прямоугольный каркас с помощью катаной эластичной проволоки. При большом коэффициенте усадки почвы необходимо залить уплотнительный слой бетона (его ширина – не менее десяти сантиметров).

Фундамент для стен

Основное правило для заливки этой категории фундаментов – они должны быть монолитными. При этом давление на отдельный участок грунта распределяется на всю длину.

Ленточный фундамент

Это самый распространенный вид основания для промышленных зданий. Он имеет следующее устройство. В качестве подошвы используется блок-подушка. На него устанавливается стеновой блок (маркировка– СП). Этот элемент имеет стандартные размеры: 600 мм в высоту, толщину в 300-600 миллиметров и длину 2,4 метра. Он не должен иметь пустот. Для перевязки блоков используются модели СПД с длиной в 80 сантиметров. Данный вариант фундаментов заливают под несущие стены, выполненные из кирпича, или блоков.

В случае применения бетонных панелей используется монолитная конструкция. При этом в траншее монтируется армопояс в два раза шире, чем сам фундамент. Затем заливается основная часть конструкции. Для снижения расходов на бетонные работы, подушка может быть выполнена в виде отдельных толстых пластин. Для этого в траншее делается дополнительное углубление, в которое устанавливается металлический каркас.

Столбчатый фундамент

Основное причина использования столбчатого фундамента для промышленных зданий – в случае плотного грунта, который не дает значительную усадку. Устройство такого основания состоит из монолитного башмака и бетонного столба, который устанавливается в специальный паз, благодаря чему не смещается при возникновении вибраций. Его используют, если нагрузка на стены незначительная.

Максимальное расстояние между этими элементами не должно превышать шесть метров. Они обязательно должны связываться с основными частями строения при помощи бетонных перемычек.

Перед тем как заливать основание для столба, участок грунта под ним нужно уплотнить с помощью вибролапы. Песчаная подсыпка на дне траншеи глубиной от 30 до 60 сантиметров обеспечит минимальное уплотнение в процессе эксплуатации здания. Столбчатые фундаменты промышленных зданий скорее дополнительные, чем основные элементы. Чаще всего их используют в качестве оснований для перегородок внутри помещения. Они позволяют сэкономить средства на заливку основания для внутренних перемычек. Однако если на стене будет установлен габаритный подъемник, или другое устройство, которое будет принимать на себя дополнительную нагрузку, тогда следует заливать более стабильную конструкцию.

Свайный фундамент

Основное использование – в случае слабого грунта с большой усадкой. Устройство такого фундамента состоит из вбитой в землю сваи, на которой расположена монолитная основа здания. Сваи, которые используются в этом случае, могут быть круглыми и квадратными (в разрезе). Чтобы избежать деформации элемента, сверху на него надевается бугель, а снизу – башмак. Это стальные наконечники. Они позволяют бетонной конструкции выдерживать сильные удары молотом копер.

Реже применяются деревянные сваи. В этом случае они должны быть из хвойных пород древесины (для предотвращения преждевременного гниения основы). В исключительных случаях используется металлический аналог. В обоих случаях следует учесть, что такой фундамент имеет меньший рабочий ресурс, чем бетонная свая. Глубина установки сваи зависит от особенностей грунта, а также размеров здания. Эти расчеты может сделать местная проектно-строительная организация.

Преимущество такого варианта основания – минимальная усадка габаритного здания в зонах с мягким грунтом (песчаная, или болотистая местность), а также меньшие затраты на земляные работы.

Фундамент для колонн

Особенность этой категории основы заключается в том, что она устанавливается под отдельными элементами строения (непосредственно под колонной).

Устройство такой основы состоит из одно- или многоступенчатого башмака, а также стакана, в который помещается колонна. Для армирования необходимо использовать сваренную стальную сетку.

Монолитная основа

Данный тип основания для колонны имеет монолитную структуру. Для его заливки в земле выкапывается яма необходимых размеров, и монтируется опалубка. Высота каждой ступени не должна быть меньше 300 миллиметров. Монолитный вариант более прост и надежен в монтаже и эксплуатации. Важно, чтобы все грани отдельных ступеней были симметричными. Полная глубина такого фундамента (до стакана для колонны) может составлять от 1,2 до трех метров.

Во время заливки бетона металлическая армирующая конструкция должна полностью находиться в толще раствора. В яме ее нужно расположить на весу, а не просто положить на землю. Иначе со временем подушка потеряет свою прочность, так как металлический каркас постепенно поржавел.

Сборная основа

Устройство такого основания проще изготавливать. Для этого делается опалубка, и заливается бетонная плита необходимых размеров. Толщина изделия не должна быть меньше 30 сантиметров. Элементы не нуждаются в дополнительной фиксации. Вес отдельной колонны, а также элементов конструкции здания, закрепленных на ней, не позволит им смещаться. Посмотрите видео, как установить колонну на основание.

Колонна может крепиться несколькими способами. Первый – в специальный паз, отлитый во время создания плиты (с последующей подливкой цементного раствора после установки опоры). Второй – крепление к закладным (металлические балки, уголки, или швеллеры), залитых бетоном.

Если на промышленном предприятии используются металлические колонны, тогда они крепятся особенным способом. Во время заливки основания к армирующему слою крепятся шпильки с нарезанной резьбой. После застывания к конструкции подсоединяется металлическая опора. Она фиксируется либо при помощи сварки, либо винтовым методом к приваренной пластине внизу столба.

Создавая основание для вертикальных элементов здания, важно выдерживать идеально прямой угол (90 градусов). В этом случае все элементы здания будут надежно закреплены на своих местах.

Понимание различных типов фундаментов зданий

08 февраля 2019 г. | 0 комментариев

Как мозгу нужен череп, кораблю нужен корпус, поезду нужны железнодорожные пути и станции, так и зданиям нужен фундамент. Прежде чем разбираться в различных типах фундаментов, давайте узнаем, что такое фундамент или основание.

Фундаменты (также известные как опоры) необходимы для поддержки всего, что построено на земле. К ним относятся красивые сооружения и здания, которые мы создаем на нем. Термин «фундамент» правильно используется для стальной конструкции , чтобы создать точку опоры на земле, чтобы равномерно выдерживать вес конструкции и оставаться неповрежденной. Большинство фундаментов состоят из двух частей:

Надстройка  – Фундамент, расположенный выше уровня земли.

Основание  – Фундамент ниже уровня земли.

Твердый грунт, на котором лежит фундамент, называется фундаментом. Фундамент передает нагрузку конструкции и ее собственный вес. Тип необходимого фундамента зависит от основания здания. Фундаменты делятся на две подкатегории в зависимости от передачи нагрузки на грунт – фундаменты мелкого заложения и фундаменты глубокого заложения.

Фундамент мелкозаглубленный — это тип фундамента здания, распределяющий нагрузки от здания на верхние слои грунта. Они выдерживают возложенные нагрузки, когда поверхностные грунты достаточно прочные и жесткие. Для участков с более слабой почвой может оказаться более экономичным улучшить грунт, если вы используете мелкозаглубленный фундамент.

Фундамент этого типа непрерывно проходит параллельно направлению стены. Это помогает передавать и распределять вес нагрузки стены в землю по площади почвы. Основная цель этого фундамента состоит в том, чтобы распределить вес нагрузки так, чтобы почва могла выдержать нагрузку. Фундамент стены подходит в тех случаях, когда передаваемые нагрузки малы и экономичны в плотных песках и гравии. При этом ширина фундамента в 2-3 раза больше ширины стены на уровне земли.

Фундамент колонны подходит и экономичен для поддержки колонн в стальных конструкциях. Фундамент колонны выполнен в виде плоской плиты и может быть выполнен из простого или железобетона. Фундаментная база колонны большая, чтобы поддерживать колонну здания. Этот тип фундамента распределяет вес, приходящийся на колонну, на более обширную площадь, что предотвращает погружение колонны в землю.

Эти фундаменты предназначены для поддержки двух или более стальных колонн в ряд в стальной конструкции. Если основание для колонны выходит за границы участка, предпочтительнее использовать комбинированное основание. Он также подходит для близко расположенных колонн и при низкой несущей способности грунта. Изолированные фундаменты для каждой колонны, как правило, более экономичны.

Ленточный фундамент — разновидность комбинированного фундамента. Если краевой фундамент не может быть продлен за границу участка, он соединяется с другими внутренними фундаментами с помощью ленточной балки или балки уклона. Ременная балка распределяет внутренние усилия от одной опоры к другой по одной колонне на внецентренно нагруженную опору колонны. Чтобы распределить эти силы на ближайшую опору, требуется ленточная балка.

Плотный или матовый фундамент — это тип фундамента, который распространяется по всей площади под зданием. Они помогают выдерживать тяжелые структурные нагрузки от колонн и стен. Это предотвращает дифференциальную осадку отдельных фундаментов. Таким образом, конструкция матового фундамента может нести нагрузку элементов конструкции здания при неблагоприятных грунтовых условиях.

Когда несущая способность грунта очень низкая, выбор мелкозаглубленного фундамента может оказаться неэкономичным или даже невозможным. В таких случаях глубокие фундаменты являются идеальным решением для передачи нагрузок конструкции по вертикали на более прочный слой, залегающий на значительной глубине ниже поверхности земли.

Свая представляет собой тонкий элемент с небольшой площадью поперечного сечения по сравнению с его длиной. Это тип глубокого фундамента, который используется для передачи тяжелых нагрузок от конструкции на слой твердой породы глубоко под уровнем земли во время стальной конструкции. Они могут передавать нагрузку либо подшипником, либо трением. Это также используется для предотвращения подъема конструкции из-за боковых нагрузок во время землетрясения и сил ветра.

Буровая шахта (также известная как кессон) представляет собой тип глубокого фундамента, функции которого аналогичны свайному фундаменту. Он имеет монолитный бетонный фундамент повышенной емкости, залитый, образованный пробуренной выемкой. Он может противостоять нагрузкам от конструкции за счет сопротивления вала, сопротивления пальцев ног или их комбинации. Стальная конструкция предполагает бурение шахт или кессонов с помощью шнека. Пробуренные валы могут выдерживать большие нагрузки на колонны по сравнению со свайными фундаментами. Но этот тип фундамента не подходит, если существуют глубокие залежи мягких глин и рыхлый водоносный зернистый грунт.

Фундамент представляет собой достойную инвестицию, когда речь идет о стальной конструкции. Независимо от того, какой тип фундамента вы решите использовать для своего структурного здания, вам необходимо проконсультироваться со специалистом по стальным конструкциям , чтобы использовать сталь в ее наилучшей форме в стальной конструкции и безупречно завершить строительство.

Рубрика: Стальные конструкции | Комментарии к записи «Знакомство с различными типами фундаментов зданий» отключены

Какой тип фундамента здания лучше всего подходит для вашего коммерческого строительного проекта?

Какой тип фундамента лучше всего подходит для вашего коммерческого строительного проекта?

Каждое здание возможно благодаря прочному фундаменту. От высотных зданий до загородных домов фундаменты являются ключом к обеспечению структурно надежной конструкции. Существует множество типов фундаментов, рассчитанных на различные нагрузки, бюджеты и функциональные возможности. Вы должны знать, какой тип строительного фундамента планирует использовать ваша строительная площадка, чтобы гарантировать долговечность готового продукта.

Почему необходимо строительство фундамента

Фундамент обеспечивает основу для поддержки строительных конструкций и безопасно передает нагрузку от здания на землю. Обычно они изготавливаются из железобетона различной планировки и глубины в зависимости от инженерных требований здания. Вот самые распространенные типы фундаментов зданий и их назначение в строительстве.

Две основные категории фундамента

Все фундаменты зданий делятся на две основные категории; глубокие фундаменты или неглубокие фундаменты. Двумя факторами, определяющими глубину фундамента, являются нагрузка на конструкцию и несущая способность грунта. Чем тяжелее или выше конструкция, тем глубже должен быть фундамент для ее крепления. Высотные здания в центре города будут иметь совершенно иные строительные соображения, чем малоэтажные многоквартирные дома. Если вы собираетесь начать процесс строительства на участке с грунтом с низкой несущей способностью, это означает, что ваш фундамент должен быть глубже, чтобы достичь прочного, стабильного слоя, известного как твердые слои, расположенные под поверхностью.

Типы фундаментов

Плитный фундамент

Плитный фундамент, также известный как матовый фундамент, относится к мелкозаглубленной категории фундаментов зданий. Они состоят из тонкого слоя бетона, который покрывает всю площадь поверхности здания. Эти фундаменты идеально подходят для небольших построек, таких как дома и сараи. Обычно они имеют глубину 10-20 сантиметров и обеспечивают небольшую изоляцию.

Приподнятые фундаменты

Приподнятые фундаменты возвышаются над землей с помощью небольших бетонных столбов, поддерживающих фундамент и обеспечивающих доступ к приспособлениям или хранилищам. Эти фундаменты зданий обеспечивают такие конструкции, как дома, с подпольями, но они должны хорошо вентилироваться, чтобы предотвратить повреждение конструкции гниением или плесенью.

Стеновой или ленточный фундамент

Это еще один тип неглубокого фундамента здания, который может экономично выдерживать небольшие плотные нагрузки, особенно если они расположены на плотном песке или гравии. Эти фундаменты обычно изготавливаются из простого или железобетона, камня, кирпича или Logicwall и обеспечивают поддержку стен, толщина которых в 2–3 раза превышает толщину фасада здания.

Изолированный фундамент

Изолированный фундамент представляет собой фундамент здания, в котором используется комбинация колонн с широким основанием и плитного основания из простого или железобетона. Этот фундамент используется для закрепления здания примерно на 1,5 метра в земле. Изолированное основание особенно хорошо работает при размещении на больших расстояниях и может выдерживать небольшие и средние нагрузки.

Комбинированный фундамент

Комбинированный фундамент используется для поддержки больших нагрузок с двумя или более колоннами в ряду. Он также может быть прямоугольной формы с большими соединяющимися плитами. Этот фундамент здания отлично подходит для обеспечения дополнительной поддержки при меньшей занимаемой площади для конструкций, которые должны быть построены на грунте с низкой несущей способностью.

Консольный фундамент

Консольный фундамент или ленточный фундамент — это та же концепция, что и комбинированный фундамент, но с более экономичной площадью основания для участков, где фундамент не может выходить за границу участка. В нем используются плиты для колонн, которые могут быть близко друг к другу, поддерживаемые «ремнем» из бетона между ними вместо одной цельной части.

Фундаменты с забивными сваями

Свайные фундаменты представляют собой глубокие, тяжелые несущие фундаменты, используемые, когда вес здания слишком велик для грунта под ним. Длинные сваи из дерева, стали, армированного или композитного бетона вбиваются глубоко под поверхность, чтобы закрепить конструкцию наверху и обеспечить устойчивость в твердых слоях земли. Они чаще всего используются для высотных или более тяжелых конструкций, где отношение нагрузки к площади поверхности велико.

Фундаменты для пирса

Подобно приподнятым фундаментам, опорные фундаменты представляют собой еще одну форму глубоких фундаментов, состоящих из цилиндрических бетонных колонн, опускаемых в выкопанную землю. Они широко используются в коммерческой строительной отрасли из-за их прочности и универсальности. Они уже, чем фундаменты из забивных свай, устойчивы и идеально подходят для районов с почвой, которая слишком тверда для свай.

Фундаменты Cassion

Фундаменты Cassion представляют собой большие пустотелые блоки, обычно возводимые на месте над землей, заглубляемые в землю и затем заполняемые бетоном. Обеспечивая прочную поддержку сооружений, требующих защиты берега, таких как прибрежное строительство мостов, пирсов и техническое обслуживание судов, они могут откачивать воду, чтобы сохранить строительную площадку сухой.