Металлические колонны: виды, применение, монтаж и устройство фундаментов под них

С каких элементов состоит такой фундамент

Схема устройства ленточного прерывистого фундамента. Фундаментная подушка

Она считается самой важной и ключевой частью основания, ведь именно на нее ложится основная нагрузка от здания. Производится в форме удлиненной трапеции, внутри предусмотрена соединительная несущая арматура, размеры могут существенно отличаться в зависимости от надежности и прочности. В производстве подушек используется только лучший армирующий материал и бетоны класса не менее В-12,5

Фундаментные блоки. Это параллелепипеды, сделанные с бетона с дополнительным армированием. Тут используется бетон класса В-7,5-В-15. По сторонам блоков есть конструктивные пазы, поэтому блоки соединяются между собой в виде пазлов. Размеры отличаются, как и структура бетона и армирования

В производстве подушек используется только лучший армирующий материал и бетоны класса не менее В-12,5. Фундаментные блоки. Это параллелепипеды, сделанные с бетона с дополнительным армированием. Тут используется бетон класса В-7,5-В-15. По сторонам блоков есть конструктивные пазы, поэтому блоки соединяются между собой в виде пазлов. Размеры отличаются, как и структура бетона и армирования.

Железобетонные колонны промышленных зданий.

В зданиях без мостовых кранов устраивают колонны без консолей, а в зданиях с мостовыми кранами — колонны с консолями, на которые опирают подкрановые балки. По расположению в плане различают колонны крайних и средних рядов: первые устанавливают также в рядах, примыкающих к продольным температурным швам.

Железобетонные колонны могут иметь прямоугольное и двутавровое сечения, а также быть двухветвевыми. По сравнению с колоннами прямоугольного сечения двухветвевые колонны имеют повышенную жесткость, но они более трудоемки в изготовлении. Применяют их в здании с высотой более 10.8 м.

В зданиях, оборудованных более чем двумя мостовыми кранами в пролете, по условиям безопасности обслуживающего персонала предусматривают сквозные проходные галереи вдоль подкрановых путей. В этих случаях применяют двухветвевые колонны с лазами, расположенными в уровне верха подкрановых балок.

Ветви колонн сквозного сечения связаны распорками через 1.5-3.0 м по высоте.

В железобетонных колоннах предусматривают стальные закладные элементы, с помощью которых крепят стропильные конструкции, подкрановые балки, стеновые панели (в колоннах крайних рядов) и вертикальные связи. В У1естах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок укладывают стальные листы: крепят их анкерными болтами. При

безанкерном креплении стропильных конструкций к колоннам в головки их заделывают стальные пластины.

Для повышения устойчивости зданий в продольном направлении предусматривают систему вертикальных связей между колоннами и в покрытиях. В зданиях без мостовых кранов и с подвесным транспортом межколонные связи ставят только при высоте помещений более 9.6 м. В целях снижения усилий в элементах каркаса от температурных и других воздействий вертикальные связи располагают в середине температурных блоков в каждом ряду колонн.

Рядовые колонны соединяют с связевыми колоннами распорками, размещаемыми по верху колонн, а в зданиях с мостовыми кранами — подкрановыми балками. Связи выполняют из уголков или швеллеров и крепят к колоннам с помощью косынок на сварке.

Расположение, конструкция и гидроизоляция столбчатого фундамента

В связи с тем, что такой тип фундаментов наиболее приспособлен для точечных нагрузок, его размещают под стойками (колоннами) а так же в местах концентрации нагрузок – в углах и местах пересечения балок ростверка. При существенных пролётах (определяется расчётом) по длине балок выполняются дополнительные фундаменты, в противном случае понадобятся чрезмерно мощные балки.

Столбчатый фундамент в классическом варианте состоит из нижней части (подошвы) и верхней (подколонника, иногда говорят «стакан»). Подошва представляет собой, по сути, плитный фундамент небольшого размера. Подколонник – это просто столб, опертый на подошву. В том случае, если он внутри полый, его называют «стаканом». Полый вариант предназначен для зачеканки колонны (стойки) внутри стакана. На полнотелый подколонник стойка или балка ростверка опирается сверху посредством анкерных болтов или закладной детали.

Связь между подошвой и подколонником жёсткая, обеспечивается арматурными стержнями, заведенными в тело подошвы.

Общий вид столбчатого фундамента.

Для такого типа фундаментов применяется только горизонтальная гидроизоляция в уровне верха подколонника. Её выполняют обычно из двух слоёв рулонного гидроизолирующего материала – рубероид, плотная плёнка и т.п.

Монтаж выше располагаемых конструкций, осуществляется с помощью замоноличенных в подколоннике анкерных болтов, либо закладных деталей.

Общий вид закладной детали. Установки стальной стойки на неё выполняется сваркой.

Фундаментные болты. После замоноличивания болтов в теле фундамента крепление конструкций осуществляется с помощью гаек с шайбами.

Этапы строительства под монолитную колонну

При возведении частного коттеджа или дачи строительстве сооружают монолитный фундамент. Чтобы сэкономить материалы, опорные столбы выполняются в виде ступеней. Высота и число ступеней зависит от нагрузки.

Для основания выкапывают яму необходимого размера и укладывают на дно слой песка и щебня толщиной в 20 см. Если глубина фундамента большая, устраивают бетонную подушку. Затем возводят опалубку из фанеры или дерева.

Армирование опор

Армирование выполняется по мере возведения фундамента. Используют для этого прутки диаметром в 12–16 мм, связанные или сваренные в готовые каркасы.

В качестве горизонтальных элементов используется стальная сетка с размерами ячеек от 5–6 мм, но не более 12 мм:

1. После утрамбовки песчаной-гравийной подушки, заливают не менее 10 см бетона и опускают в яму подготовленную конструкцию.
2. Сечение каркаса лишь чуть меньше сечения скважины. Каркас входит плотно.
3. Середину столба не армируют, так как нагрузка здесь минимальна.
4. Выпуски арматуры загибают горизонтально – по 30–40 см. Если подколонник делают кирпичный, хотя бы один арматурный прут нужно заанкерить в кирпичной кладке.

Величина подколонника может совпадать с сечением столба. Если требуется именно стакан, сооружают опалубку сложной формы.

Изготовление каркаса можно посмотреть в этом видео:

Монтаж башмака

Чтобы равномерно распределить нагрузку от здания, рекомендуют делать башмак – расширение нижней части скважины:

1. Изготавливают опалубку, диаметр которой в 1,5 раза больше, чем сечение будущих столбов и устанавливают на песчаную подушку.
2. Заливают бетоном марки М300–М400 только башмак.
3. Бетон застывает не менее 10 дней.

После схватывания раствора продолжают возведение фундамента.

Установка колонн

Начинают работу с сооружения армирующего каркаса:

1. Монолитная колонна армируется прутками. При большом сечении прутки дополнительно усиливаются горизонтальными хомутами.
2. Для опалубки используют деревянные доски нужной длины. Их скрепляют хомутами. Рекомендуется изнутри простелить опалубку рубероидом, чтобы позднее ее легче было снять. Поверхность колонны будет гладкой.
3. Для заливки используют бетон марки М200 или выше. Чтобы удалить воздух, раствор протыкают металлическим штырем. Опалубку снимают только после полного высыхания.

Оптимальная температура строительства – выше +15 С. Если здание сооружают зимой, в бетон добавляют пластифицирующие добавки с тем, чтобы ускорить застывание.

Ростверк

Под железобетонные колонны возводят монолитный ростверк, по сути, это бетонная лента, усиленная стальными прутками. Используется при строительстве каркасных и панельных зданий, деревянных срубов:

1. Изготавливают опалубку необходимых размеров.
2. Укладывают арматуру. Для усиления плитной части используют арматурную сетку, которую размещают в 2 слоя. Между ними должен быть изолирующий слой бетона – не менее 20 см, поэтому заливку выполняют в 2 стадии.
3. Горизонтальные сетки соединяют вертикальными фрагментами прутков. Длина минимально возможная, чтобы каркас со временем не утратил устойчивости.

Достоинства и недостатки монолитных фундаментов

Монолитный фундамент имеет свои плюсы и минусы, что позволит вам лучше ориентироваться на строительном рынке, а главное – выбрать, какой железобетонный фундамент лучше подходит для ваших целей.

Плюсы:

монолитный фундамент отличается повышенной прочностью и возможностью выдерживать разные виды нагрузок

Эти плюсы позволяют вести строительство дома на пучинистых грунтах; технология изготовления таких оснований дает возможность осуществить строительство значительно быстрее своими руками, чем основания из ФБС; монолитная плита может быть выполнена самой разной конфигурации, что особенно важно при постройке здания с нестандартной формой основания; железобетонный фундамент имеет хорошие гидроизоляционные характеристики, если правильно произведен расчет толщины изоляции; для изготовления нет нужды использовать дорогостоящую подъемную технику, за счет чего строительство выходит несколько дешевле; отзывы строителей говорят о том, что технология отличается простотой, правильно залить монолитную плиту своими руками смогут даже низкоквалифицированные работники; железобетонный фундамент выступает как подушка, которая защищает цоколь и подвал от внешних факторов

Монолитный плитный фундамент для дома

Минусы:

• слабые теплоизоляционные свойства. Если произвести расчет теплопроводимости бетона, то можно увидеть, что арматура создаёт «мостики холода», это минусы для способности конструкции удерживать заданную температуру;
• высокая стоимость изготовления. Цена работ лишь над конструкцией основания может достигать третий стоимости всего здания. ФБС в этом плане обойдется куда дешевле.

Разновидности монолитных фундаментов

Устройство монолитного фундамента может производиться 3 способами, какой из них лучше выбрать – зависит от назначения строительства:

• ленточный;
• плитный;
• столбчатый.

Ленточный монолитный фундамент располагают вдоль периметра дома, а также в качестве фундамента для стен. Это наиболее популярный тип фундамента для того, чтобы построить коттедж или частный дом двухэтажного типа своими руками.

Опалубка для монолитного ленточного фундамента

Он предусматривает возможность устройства полуподвала, который может играть роль гаража или технического этажа, в чем так нуждается современный коттедж. Технология такого основания с обеспечением правильной работы требует установку песчано-гравийной подушки.

Устройство плитного фундамента происходит под всей площадью дома. Благодаря большой опорной площади, он может выдерживать большие нагрузки и неустойчивость грунта.

Главной способностью фундаментной плиты является возможность перемещаться вместе с грунтом, потому монолитный плитный фундамент еще называют «плавающий». Но такой фундамент нельзя устраивать на склоне и в местах, которые подвержены затоплениям – из-за небольшой высоты, такое основание одновременно будет служить и полом зданию.

Глубина — стакан

Глубина стакана назначается также с таким расчетом, чтобы была обеспечена анкеровка стержней рабочей арматуры стойки.

Глубину стакана фундамента принимают 90 см, что согласно данным гл. Расстояние от дна стакана до подошвы фундамента принято 250 мм. Полная высота фундамента Я 900 2501150 мм принимается 1200 мм, что кратно 300 мм.

Железобетонные монолитные фундаменты под сборные колонны.| Сборные железобетонные фундаменты, а — фундаменты стаканного типа. б — составные фундаменты из сплошных плит. / — фундамент. 2 — фундаментная балка. 3 — бетонный столбик. 4 — песчаная подготовка. 5 — колонна, 6 — стена. 7 -стакан для колонны. в-гидроизоляция. 9 — сплошные нижние плиты. 10 — сплошная плита со стаканом для колонны.

Кроме того, глубина стакана должна обеспечивать возможность заделки продольной арматуры колонн в фундамент на длину, равную 25 диаметрам стержней.

В сборных фундаментах глубина стакана должна быть не менее большего размера сечения колонны плюс 50 мм на заливку раствора. Толщина дна стакана принимается не менее 200 мм. Толщину стакана поверху рекомендуется принимать не менее 200 мм и не менее 0 75 высоты верхней ступени. Размеры зазоров между стенками стакана и колонной принимаются 75 мм поверху и 50 мм понизу.

Фундамент ступенчатого типа с подколенниками под сборную железобетонную колонну.

Для возможности рихтовки колонны глубину стакана фундамента принимают равной глубине заделки ( колонны) плюс 50 мм. Толщину дна стакана следует принимать по расчету на продавли-вание стаканного фундамента, но не менее 200 мм. Минимальную толщину стенок неармированного стакана поверху нужно принимать не менее 0 75 высоты верхней ступени ( подколенника) фундамента или 0 75 глубины стакана hc и не менее 200 мм.

Для некоторых колонн указанного поперечного сечения требуется глубина стакана ftc 1250 мм.

Перед установкой стаканной части отдельных фундаментов должна быть проверена глубина стаканов: Дорустгается-отклоишие глубины стакана до 50 мм. Стаканы с минусовыми отклонениями по глубине к установке непригодны.

Несущая стена из пеностекла. 1 — блоки из пеностекла с замкнутыми порами на теплом растворе, 2 — штукатурка из известково-цемент-ного раствора М-25, 3 — штукатурка из из-вестково-цементного раствора М-50, 4 — перекрытие ( размер о определяется расчетом, но не менее 150 мм.

В фундаментах устраивают гнезда-стаканы для установки сборных колонн. Глубина стакана должна быть не менее диаметра или большей стороны колонны плюс 50 мм и не менее 20 диаметров ее рабочей арматуры.

Основные размеры и армирование ступенчатых фундаментов стаканного типа.

Расчет сечений фундаментов стаканного типа выполняют так же, как фундаментов монолитных колонн. Глубину стакана назначают не меньше большего размера сечения колонны, а для двухветвевых колонн — не менее полуторного большего размера поперечного сечения отдельной ветви и не меньше 0 5 размера большей стороны полного сечения колонны.

Конструкция вне.

Глубину стакана фундамента п принимаем 90 см, что, соглас — — но данным гл.

Процесс сооружения фундамента на металлических трубах.

Для начала необходимо подготовить площадку, на которой будет возведен фундамент. Места, где в грунт будут вводиться трубы, можно отметить колышками. Затем копают яму глубиной около 80 см. Данный этап является подготовкой к бурению. Количество труб определяется исходя из разработанного проекта дома. Если по проекту в доме будет находиться печь, то необходимо предусмотреть еще четыре стальные трубы. Затем берете бур с насадкой, диаметр которой превышает диаметр трубы на 5 см. Наступает этап сверления грунта. Если в грунте под фундамент находится большое количество корней, то перерубать их стоит с помощью заранее подготовленного куска арматуры с приваренным топориком на конце.

Определите глубину бурения. Если поверхность участка ровная, то этот этап не вызовет у вас затруднений. Главное помнить, что глубина бурения обязательно должна быть ниже глубины промерзания. Если же поверхность участка неровная и место, отведенное под фундамент слишком низкое, то стоит подсыпать грунт. Необходимо измерить самое высокое место участка и прибавить размер, на который следует выводить трубы из земли. Фактически это и есть высота металлического фундамента.

Сразу же после бурения отверстие засыпают песком, а затем гравием. Толщина каждого слоя должна составлять около 15 см. Затем заливают «подушку» — смесь, состоящую из цемента и гравия. Толщина этого слоя достигает 25 см. Под отверстие отмеряют трубу и обрезают, не забывая оставить небольшой запас. Внизу к трубе некоторые предпочитают приваривать «пятки». «Пятки» представляют собой квадратные металлические кусочки, углы которых выступают за края трубы.

Трубу металлического фундамента предварительно обрабатывают антикоррозийным средством. Это может быть мастика либо битум. Обработать следует участок, который будет выступать над землей. После этого трубу можно вставлять в отверстие. Для лучшего её захода используйте кувалду. Затем выставите трубу по уровню. Чтобы труба не косилась, ее необходимо подпереть. Уже после этого трубу можно засыпать либо залить бетоном. Бетон заливается в отверстие между трубой и землей вокруг нее. Труба также практически полностью заливается бетоном (смесью цемента и щебеня).

На этом этапе сооружения металлического фундамента можно сэкономить. Но делать это не рекомендуется. Экономят следующим образом: заливают бетон, затем засыпают песок, потом гравий и сверху опять бетон. Таким образом каждый «ингредиент» составит одну треть

Но в этом случае важно тщательно трамбовать щебень и песок, а в середину трубы рекомендуется вставить арматуру. Когда бетон схватится и труба немного осядет, необходимо произвести замер плоскости фундамента и под него подрезать трубы

Все трубы необходимо залить бетоном.

На следующем этапе строительства металлического фундамента по всему периметру и поперек него привариваются швеллеры. В зависимости от используемого строительного материала их размер может составлять 160-200 мм. В местах нахождения несущих стен должны быть вбиты трубы. К ним можно приваривать всевозможные металлические изделия, но обязательно достаточной толщины и ширины. При этом наружные края необходимо выводить вровень. Внутри же это условие соблюдать необязательно.

Если в трубу была вставлена арматура, ее нужно выпустить в отверстие швеллера и приварить.

Когда бетон затвердеет, фундамент стоит нагрузить, чтобы он осел. Для этого на него равномерно складывают весь материал. Процесс усадки фундамента может продолжаться один-два месяца. Теперь можно приступать непосредственно к строительству здания. Однако этот этап рекомендуется начинать по прошествии хотя бы месяца с момента заливки бетона.

Трубы металлического фундамента зашивают плитами из асбоцемента. Советуют сделать в них несколько «дверок», чтобы весной их можно было с легкостью проветрить, избежав сырости.