Узел опирания фундаментной балки на фундамент колонны
Обновлено: 18.05.2024
Жёсткое опирание балки на круглую колонну
Рассчитывается так же как и "классический" жесткий узел: двутавр + двутавр (см. например Беленя).
Момент раскладывается на пару сил делением на плечо между осями полок, накладки и швы рассчитываются на эти усилия, учитывая влияние продольной силы в балке.
Так же боковые накладки (со стенки на стенку) и сварные швы рассчитывается на поперечную силу.
Устойчивость стенки трубы в узле обеспечивается опоясывающими стальными листами совместно с вертикальными ребрами жесткости.
Архитектор, инженер по строительству.
А из каких соображений мне подобрать вертикальное ребро жёсткости и толщину опоясывающих листов?Из таких условий, чтобы они прошли по прочности, и при их толщине возможно было сделать такой сварной шов, чтобы и он прошел по прочности (может не хватить длины шва, тогда увеличиваем толщину накладки, катет шва сделать больше).
Ну и толщину листа нужно брать по сокращенному сортаменту.
В жестких узлах я меньше t10 не применял никогда. А если ее не хватает, то увеличиваю до тех пор пока все условия прочности не выполняются.
Катеты швов закладывать небольшие (начать с 6-8мм, ну 10мм, и не увлеваться швами по 14-16мм и более.
А вообще Беленю все-таки почитать не помешает - на все вопросы на форуме не ответить.
Фундаменты и фундаментные балки
При каркасной системе устраивают отдельно стоящие фундаменты под каждую колонну.
Глубину заложения фундамента определяют в зависимости от длины заделки сборной колонны в стакане, гидрогеологических и климатических условий.
Для железобетонных колонн в проекте рекомендуется принимать обычные ступенчатые столбчатые фундаменты стаканного типа (рис.13).
Рис.13. Железобетонные фундаменты и способы заделки в них колонн:
а) монолитный; б) сборный; в) свайный; г, д) заделка колонн в фундаменты; 1- ростверк; 2- свая; 3- бетон; 4- колонна
Ширина стаканной части фундамента должна обеспечивать достаточную заделку колонны в фундамент и быть шире колонны примерно на 250- 300 мм в каждую сторону от грани колонны. Отметка верха стакана фундамента должна приниматься равной - 0,150 мм из условия рациональной организации строительных работ и требований унификации.
Отдельно стоящие фундаменты под колонны на разрезах здания должны быть обозначены пунктиром.
При навесных и самонесущих стенах на фундаменты по периметру здания опираются фундаментные балки. Фундаментные балки укладывают под все наружные стены, кроме навесных панелей неотапливаемых зданий (рис.14).
Фундаментные балки не укладывают в проемы ворот. Номинальная длина фундаментных балок должна соответствовать шагу колонн, а ширина верхней полки - толщине стены.
Фундаментные балки укладываются на бетонные столбики (приливы) сечением 300 х 600 мм, отметку верха которых принимают: -0,35; -0,45 и -0,65 м при высоте фундаментных балок соответственно 300, 400, 450 и 600 мм.
Верх фундаментных балок располагают на 30 мм ниже уровня чистого пола (отметка -0,03 м), устанавливая их на слой из цементно-песчаного раствора толщиной 20 мм (рис.14, в).
Рис.14. Фундаментные балки и опирание балок на фундаменты:
а) типы фундаментныхбалок диной 6 м; б) то же, 12м; в) опирание фундаментных балок на фундаменты;
1- набетонка толщиной 120 мм; 2- слой раствора толщиной 20 мм; 3- опорный столбик; 4- фундаментная балка;
Для предохранения балок от деформации при пучинистых грунтах снизу и с их боков у крайних фундаментов необходимо показать утепление фундаментных балок из шлака или керамзитового гравия, как это показано на рис.15.
Рис.15. Утепление фундаментной балки:
1- набетонка; 2- слой раствора толщиной 20 мм; 3- опорный столбик; 4- фундаментная балка;
По верху фундаментных балок устраивают гидроизоляцию из рулонных гидроизоляционных материалов или из цементно-песчаного раствора толщиной 30 мм.
Металлические колонны опирают на железобетонные фундаменты столбчатого типа, у которых верхний обрез располагают на отметке минус 0,7 - 1,0 м (при высоте базы соответственно менее или более 400 мм).
Рис.16. Фундамент под стальную колонну и опирание стальной колонны на фундамент
1- колонна; 2- фундаментная балка; 3- бетонный прилив; 4- обетонка
По верху фундаментов укладывают слой цементно-песчаного раствора толщиной 100 мм для выравнивания и опирания базы колонны. Базы крепят к фундаментам анкерными болтами (рис.16).
Стены, как и в зданиях с железобетонным каркасом, опирают на фундаментные балки, укладываемые на уступы фундаментов или бетонные приливы (рис.16).
Колонны
В зависимости от объемно - планировочных параметров крановой нагрузки, режима работы мостового крана, а также технологического процесса и состояния внутренней среды в цехе, колонны могут быть приняты из железобетона, металла или комбинированными.
Железобетонные колонны. Для зданий цехов, не имеющих кранового оборудования, применяют колонны прямоугольного сечения высотой до 9,6 м (рис.17, а, б). Колонны средних рядов имеют небольшие уширения - оголовки (вут), что увеличивает опору для ферм и балок покрытия.
Рис.17. Основные типы железобетонных колонн
а) прямоугольного сечения для зданий без мостовых кранов с шагом 6 м; б) то же, с шагом 12 м;
в) прямоугольного сечения для зданий с мостовыми кранами с шагом 6 и 12 м; д) двухветвевые для крановых зданий; ж) Г и Т - образные
В зданиях, оборудованных мостовым кранами, используют два типа колонн:
- при высоте цеха до 10,8 м и грузоподъемностью кранов от 10 до 20 т - колонны прямоугольного сечения с консолями (рис.17, в);
- при высоте цеха от 10,8 до 18,0 м и грузоподъемностью кранов от 10 до 50 т - колонны двухветвевые (рис.17, д).
Для крепления стропильных конструкций, подкрановых балок и стенового ограждения колонны имеют металлические закладные детали (рис.17, г).
Величина заглубления колонны ниже нулевой отметки зависит от типа и высоты колонны, грузоподъемности кранового оборудования и наличия помещений или приямков, располагаемых ниже уровня пола и может составлять 0,9 . 1,35 м и более.
При шаге колонн наружного ряда 6 м и внутреннего ряда 12 м вводятся подстропильные системы, что требует уменьшения высоты колонн среднего ряда на высоту опорной части подстропильной конструкции на 600 мм.
Стальные колонны.Стальной каркас целесообразно применять при укрупненной сетке колонн, большой высоте, с тяжелыми мостовыми кранами, когда по условиям эксплуатации железобетонный каркас недостаточно надежен.
Стальные колонны одноэтажных зданий могут иметь постоянное или переменное сечение (рис.18).
Рис.18. Основные типы стальных колонн:
а) постоянного по высоте сечения; б) то же, переменного; в) раздельного тип
Колонны постоянного сечения устанавливают в зданиях бескрановых и с кранами небольшой грузоподъемности (до 20 т) высотой до 9,6 м (рис.18, а).
Чаще применяют двухветвевые колонны из-за меньшего расхода стали (рис.18, б, в). Колонны раздельного типа следует применять в зданиях с тяжелыми мостовыми кранами (более 125 т); при двухярусном расположении кранов или в пролетах, со стороны которых предполагается расширение цеха (рис.18, г).
Для увеличения площади опирания колонн и соединения их с фундаментами в нижней части колонн предусматривают стальные базы (рис.19).
Центрально сжатые колонны и внецентренно сжатые колонны с небольшим изгибающим моментом рекомендуется устанавливать на базы из стальной плиты или усиленной ребрами жесткости. Для этих колонн могут применяться базы, состоящие из стальных опорных плит и траверс.
Двухветвевые колонны в случае небольшого расстояния между ветвями устанавливают на общие или раздельные базы.
Базы со стержнем колонн соединяют сваркой. Перед установкой нижний торец колонны и поверхность опорной плиты фрезеруют.
Рис.19. Базы стальных колонн и способы опирания их на фундаменты:
а) база из стальной плиты; б) то же, с дополнительными ребрами; в- то же, с траверсами; г) сплошная база из плиты и швеллеров; д) - раздельные базы ветвей колонны
При невысоких базах верх фундаментов можно располагать на уровне пола (или низа подстилающего слоя). При этом упрощается монтаж колонн, так как его ведут по окончании работ нулевого цикла, и снижается расход стали на колонны.
В целях защиты колонн от коррозии подпольные их части вместе с базами покрывают слоем бетона. Такая операция отпадает при расположении верха фундамента в уровне пола.
Помимо основных колонн в промышленных зданиях предусматривают фахверковые колонны, устанавливаемые в торцах зданий и между основными колоннами крайних продольных рядов при шаге 12 м и длине стеновых панелей 6 м.
Фахверковые колонны предназначены для крепления стен. Они воспринимают массу стен и ветровые нагрузки.
Фахверковые колонны изготавливают железобетонными и стальными. Железобетонные колонны имеют сечение от 300 х300 до 400 х 600 мм. Стальные колонны фахверка выполняют из сварных широкополочных двутавров.
Каркасы промышленных зданий должны обладать пространственной жесткостью, которую обеспечивают вертикальные и горизонтальные связи. Первые устраивают между колоннами и в покрытии, вторые - только в пределах покрытий.
Вертикальные связи между колоннами устанавливают, чтобы повысить устойчивость здания в продольном направлении. В целях снижения усилий в элементах каркаса от температуры и других воздействий вертикальные связи располагают в середине температурных блоков в каждом ряду колон.
При шаге 6 м применяют крестовые связи, а при шаге 12 и 18 м - портальные (рис.9).
Вертикальные связи должны быть показаны в каждом продольном ряду колонн, в каждом температурном отсеке, в одном из средних шагов. Желательно, чтобы в параллельных рядах связи располагались между одноименными осями, т.е. в одном створе.
Рис.9. Вертикальные связи между железобетонными колоннами:
а) - схема связей по колоннам на плане здания; б) - то же, на разрезах здания; 1- крестовые связи;
2- портальные связи
В зданиях без мостовых кранов и с подвесным транспортом межколонные связи ставят только при высоте помещений более 9,6 м. Связи выполняют из уголков или швеллеров и крепят к колоннам с помощью косынок на сварке (рис.9, б).
Помимо вертикальных связей между колоннами предусматривают систему вертикальных связей и в покрытии (рис.10).
Связи в покрытиях выбирают с учетом каркаса, типа покрытия, высоты здания, вида внутрицехового подъемно- транспортного оборудования, его грузоподъемности и режима работы.
Между опорами ферм или балок вертикальные связи устанавливают не чаще чем через один шаг колонн. В местах отсутствия вертикальных связей ставят распорки, располагаемые поверху колонн (рис.10, а).
По средним рядам колонн крайние подстропильные фермы в каждом температурном блоке связывают с верхними поясами стропильных ферм горизонтальными распорками (рис.10, б).
При шаге колонн крайних и средних рядов 12 м предусматривают горизонтальные связевые фермы, размещая их в уровне нижнего пояса стропильных ферм по торцам температурных блоков в каждом пролете (рис.10, в).
Рис.10. Связи в покрытиях- при железобетонных стропильных конструкциях:
а) вертикальных связей; б, в) то же, горизонтальных; 1- вертикальная связь по фермам; 2- распорка; 3- горизонтальная распорка по стропильным фермам; 4- горизонтальная ферма в торцах; 5- связь по колоннам
В зданиях с фонарями вертикальные связи устанавливают в торцах фонарей между фонарными рамами каждого температурного блока (рис.11).
Рис.11. Схема расположения связей в покрытии при наличие фонаря
Подкрановые балки
Для выполнения погрузо-разгрузочных работ в промышленных зданиях применяют подъемно-транспортное оборудование в виде электрических мостовых кранов, подвесных кран-балок, козловых кранов, электротельферов и т.д.
Подкрановые балки с уложенными по ним рельсам образуют пути движения мостовых кранов. Кроме того, они придают зданию дополнительную пространственную жесткость.
В промышленных зданиях применяют железобетонные или металлические подкрановые балки.
Железобетонные подкрановые балки могут иметь тавровое или двутавровое сечение (рис. 19, а, б). Первые предусматривают при шаге колонн 6 м, вторые - при шаге 12 м. Железобетонные подкрановые балки устанавливают под краны грузоподъемностью от 20 до 32 т. Высота балок 800, 1000 и 1400 мм, ширина полок 550, 600 и 650 мм.
В балках предусмотрены закладные элементы для крепления к колоннам (стальные пластины), для крепления рельсов и троллей (трубки).
Во избежание ударов мостовых кранов о колонны торцового фахверка здания на концах подкрановых путей устраивают стальные упоры с амортизаторами - буферами из деревянного бруса (рис.19, д).
Рис.19. Железобетонные подкрановые балки:
Железобетонные подкрановые балки имеют ограниченное применение, это связано с их большой массой, сравнительно небольшим сроком службы (из-за больших динамических нагрузок) и сложностью рихтовки подкрановых путей; их допускается использовать в зданиях с мостовыми кранами легкого и среднего режима работы, при шаге колонн 6 и 12 м и грузоподъемностью крана до 30 т.
Стальные подкрановые балки могут выполняться сплошными или решетчатыми (рис.20).
Балки сплошного сечения устанавливают при шаге колонн 6 м и небольшой грузоподъемности кранов. Их изготовляют из прокатного двутавра с усилением верхнего пояса стальным листом или уголками (рис.20, а). Чаше применяют балки сплошного двутаврового сечения, сваренные из трех листов (рис. 20, б).
Для воспринятия горизонтальных усилий, возникающих при торможении кранов, предусматривают тормозные фермы или балки.
Решетчатые подкрановые балки в виде шпренгельных систем более экономичны по сравнению с сплошными, так как стали требуется на 20% меньше. Их можно станавливать в зданиях с шагом колонн более 6 м под краны среднего и легкого режимов работы (рис. 20, г).
Элементы сечения подкрановых балок соединяют сваркой. В зданиях, оборудованных мостовыми кранами большой грузоподъемности, подкрановые балки допускается выполнять клепаными (рис.20, в). При таком варианте их пояса изготовляют из низколегированной и высокопрочной стали. В последнем случае для стенок применяют углеродистую сталь.
Рис.20. Основные типы стальных подкрановых балок
Высоту сечения сплошных балок принимают от 650 до 2050 мм (через 200 мм). Стенки балок усиливают поперечными ребрами жесткости, располагаемыми через 1,2-1,5 м.
Подкрановые балки опирают на консоли колонн и крепят анкерными болтами и планками (рис.20, д, е). Между собой балки соединяют болтами, пропущенными через опорные ребра. В уровне подкрановых путей при кранах тяжелого режима работы предусматривают площадки для сквозных проходов шириной не менее 0,5 м, ограждаемые по всей длине. В местах расположения колонн проходы устраивают сбоку колонн или через лазы в них.
Стальные рельсы под краны крепят к балкам парными крюками или лапками (рис. 20, ж, и). Расстояние между парами креплений по длине пути принимают 750 мм. На концах подкрановых путей устраивают упоры - амортизаторы, как и при железобетонных балках, исключающие удары кранов о торцевые стены здания.
Размеры, серия и назначение рандбалок
Фундаментные балки (или рандбалки) из железобетона используются в качестве основания под стены зданий с отдельно стоящими фундаментами. Чаще всего такая технология применяется для промышленных объектов, сельскохозяйственных строений и зданий общественного назначения. Основная функция балок заключается в создании опоры под стены и связывании отдельных опор в единое целое.
Область применения балок
Чаще всего такие конструкции применялись для строительства промышленных объектов и зданий общественного назначения при использовании фундаментов стаканного типа. В настоящее время такие опорные элементы используются редко. Но балки не утратили свою актуальность. Они могут быть использованы в качестве ростверка для свайного или столбчатого основания каркасных строений.
Сборная технология имеет ряд преимуществ перед монолитом. Основным плюсом становится сокращение сроков выполнения работ, поскольку отпадает необходимость выжидать время твердения бетона.
Устройство фундаментных балок при возведении жилых частных домов характеризуется некоторыми сложностями:
- часто при строительстве индивидуального жилья используются нетиповые решения, использование элементов, изготовленных по серии (определенные размеры, сечение) затрудняется;
- типовые конструкции имеют слишком большие размеры, для их монтажа необходима большегрузная техника, что удорожает процесс строительства.
Перед началом работ важно учесть эти недостатки и учесть их последствия.
Виды фундаментных балок
При использовании элементов для жилых и промышленных зданий руководствуются двумя нормативными документами:
- ГОСТ 28737-90 содержит основную информацию относительно размеров конструкций, форм их сечения, маркировки, материалов, требований приемки, методов контроля качества и условий хранения и перевозки;
- серия 1.115.1-1.95 — указания к применению и рабочие чертежи балок для промышленных и сельских объектов;
- серия 1.115.1-1 — маркировка, применение, рабочие чертежи и требования к изготовлению элементов для жилых зданий.
Совет! Чаще всего заводы изготавливают балки по ГОСТу 28737-90 для промышленных зданий. Не стоит этого пугаться. Такие балки можно использовать и для жилых объектов.
Типы сечений фундаментных балок.
Согласно ГОСТ 28737-90 и сериям фундаментные балки под стены могут иметь типы сечений, представленные в таблице.
| Маркировка | Описание сечения | Высота | Возможная длина |
| 1БФ | трапеция с нижней гранью 160 мм и верхней 200 мм | 300 мм | 1,45 м — 5,95 м |
| 2БФ | тавровое сечение с основанием шириной 160 мм, ширина верхней части составляет 300 мм | 300 мм | 1,45 м — 5,95 м |
| 3БФ | тавровое сечение с опорной частью шириной 200 мм, верхняя грань — 400 мм | 300 мм | 1,45 м — 5,95 м |
| 4БФ | тавр с основанием 200 мм и верхней частью 520 мм | 300 мм | 1,45 м — 5,95 м |
| 5БФ | трапеция с нижней частью 240 мм и верхней 320 мм | 300 мм | 10,3 м — 11,95 м |
| 6БФ | трапеция с нижней частью 240 мм и верхней 400 мм | 600 мм | 10,3 м — 11,95 м |
По ширине отклонение может составлять до 6 мм, а по высоте до 8 мм. Такие результаты не являются браком.
Как выбрать
Рандбалки таврового сечения.
Длина балки подбирается в зависимости от расстояния между фундаментами. К размеру необходимо прибавить запас на опирание с двух сторон. Размеры сечения выбираются в зависимости от нагрузки. При использовании изделий по индивидуальному заказу выполняется расчет.
Для типовых элементов чаще всего известна максимальная нагрузка (несущая способность). Ее можно уточнить на заводе изготовителе. При необходимости пользуются таблицами из серии. В них указаны рекомендуемые маркировки для разных конструктивных решений стен.
Материалы для изготовления
Основное сырье для фундаментных балок — тяжелый бетон. Марка подбирается в зависимости от расчетной нагрузки, длины элемента и типа арматуры. Армирование может быть с предварительным напряжением или без него. ГОСТ предписывает следующее:
- балки длиной до 6 м могут изготавливаться как с предварительным напряжением арматуры, так и без него;
- все элементы длиной более 6 м выпускаются с предварительно напряженным армированием.
Чаще всего заводы предлагают все балки с предварительно напряженной арматурой. Для таких изделий применяется бетон марок М250 — М350 (или классов В20 —В25).
Для армирования назначают стержни классов:
- АIII (А400), ВрI и ВрпI без предварительного напряжения;
- АIII (А400), АIV (А600) с предварительным напряжением.
Маркировка
Чтобы правильно заказать элементы фундаментов на заводе, необходимо знать не только нужные размеры и тип сечения балок, но и их обозначение. В общем случае оно выглядит следующим образом:
Цифра на первой позиции может равняться от 1 до 6 и обозначает тип сечения изделия. Двузначное число после буквенной части показывает округленную длину элемента в дециметрах. После такой маркировки может быть указан тип армирования. Через тире показывают класс стали. Также в конце может быть указана водопроницаемость бетона и его устойчивость к химическим средам.
Совет! Чаще всего при заказе на заводе типовых изделий не нужно определять марку стали. Достаточно лишь правильно выбрать типоразмер балки и ее длину.
Опирание фундаментных балок
Балки под несущие и ненесущие стены должны быть надежно закреплены. При использовании для фундаментов стаканного типа элементы опирали на ступени сбоку. При необходимости под элементы предусматривались кирпичные или бетонные столбики (если высота ступени и высота балки не совпадали). При возведении столбчатых фундаментов используют опирание сверху.
Опирание на фундаменты стаканного типа.
Монтаж фундаментных балок выполняется с применением грузоподъемной техники. Выполнить его самостоятельно невозможно, поскольку масса одного изделия очень велика. Крепление элемента к лебедке крана осуществляется за счет специальных монтажных петель или строповочных отверстий, которые предусмотрены при изготовлении на заводе.
Крепление фундаментных балок при монтаже не предусматривается. У изготовленных по серии элементов нет закладных деталей, с помощью которых можно было бы приварить их к опорам. Смещение балки предотвращается ее собственным весом и нагрузкой от вышележащих конструкций.
Важно соблюдать минимальную величину опирания. Рекомендуется назначать ее не меньше 250 мм — 300 мм. При недостаточном закреплении возможно смещение конструкции.
После монтажа железобетонной обвязки приступают к работам выше нуля. Для предотвращения повреждения стен необходимо предусмотреть слой гидроизоляции поверх балок. Чаще всего в этом случае используют два слоя рулонного материала:
- рубероид;
- линокром;
- гидроизол.
Грамотный выбор и монтаж рандбалок сложно выполнить самостоятельно. Изначально эта технология разрабатывалась для массового строительства, где не возникало недостатка в рабочей силе и специальной технике. При невозможности привлечения профессионалов, лучше остановиться на ростверке в монолитном исполнении.
4.3.3. Отдельные фундаменты под колонны (ч. 1)
Основным типом фундаментов, устраиваемых под колонны, являются монолитные железобетонные фундаменты, включающие плитную часть ступенчатой формы и подколонник. Сопряжение сборных колонн с фундаментом осуществляется с помощью стакана (см. рис. 4.1, а), монолитных — соединением арматуры колонн с выпусками из фундамента (рис. 4.8, а), стальных — креплением башмака колонны к анкерным болтам, забетонированным в фундаменте (рис. 4.8, б).
Размеры в плане подошвы ( b, l ), ступеней ( b1, l1 ), подколонника ( luc, buc ) принимаются кратными 300 мм; высота ступеней ( h1, h2 ) — кратной 150 мм; высота фундамента ( hf ) — кратной 300 мм, высота плитной части ( h ) — кратной 150 мм.
ТАБЛИЦА 4.22. ВЫСОТА СТУПЕНЕЙ ФУНДАМЕНТОВ, мм
| Высота плитной части фундамента h , мм | h1 | h2 | h3 |
| 300 | 300 | – | – |
| 450 | 450 | – | – |
| 600 | 300 | 300 | – |
| 750 | 300 | 450 | – |
| 900 | 300 | 300 | 300 |
| 1050 | 300 | 300 | 450 |
| 1200 | 300 | 450 | 450 |
| 1500 | 450 | 450 | 600 |
Модульные размеры фундамента следующие:
| hf | 1500—12000 |
| h | 300, 450, 600, 750, 900, 1050, 1200, 1500, 1800 |
| h1, h2, h3 | 300, 450, 600 |
| b | 1500—6600 |
| l | 1500—8400 |
| b1, b2 | 1500—6000 |
| buc | 900—2400 |
| luc | 900—3600 |
| l1, l2 | 1500—7500 |
Высота ступеней принимается по табл. 4.22 в зависимости от высоты плитной части фундамента [1]. Вынос нижней ступени вычисляется по формуле c1 = kh1 , где k — коэффициент, принимаемый по табл. 4.23.
Руководство по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений промышленных предприятийФорма фундамента и подколонника в плане принимается: при центральной нагрузке — квадратной, размерами b×b и buc×buc ; при внецентренной нагрузке — прямоугольной, размерами b×l и buc×luc , отношение b/l составляет 0,6–0,85.
Габариты фундаментов под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям КЭ-01-49 и КЭ-01-55, для одноэтажных промышленных зданий принимаются по серии 1.412-1/77. Буквы в марках фундаментов обозначают: Ф — фундамент; А, Б, В и AT, БТ и ВТ — тип подколонников для рядовых фундаментов и под температурные швы (табл. 4.24), а числа характеризуют типоразмер подошвы плитной части фундамента и его типоразмер по высоте.
ТАБЛИЦА 4.23. КОЭФФИЦИЕНТ k
| Давление на грунт, МПа | Значения k при классе бетона | |||||||||||
| В10 | В15 | В20 | В10 | В15 | В20 | В10 | В15 | В20 | В10 | В15 | В20 | |
 |  |  |  | |||||||||
| 0,15 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 0,2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2,9 | 3 | 3 |
| 3 | ||||||||||||
| 0,25 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2,5 | 2,8 | 3 |
| 2,6 | 3 | |||||||||||
| 0,3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2,7 | 3 | 3 | 2,3 | 2,5 | 3 |
| 2,8 | 2,4 | 2,6 | ||||||||||
| 0,35 | 2,8 | 3 | 3 | 2,7 | 3 | 3 | 2,4 | 2,7 | 3 | 2,1 | 2,3 | 2,7 |
| 3 | 2,9 | 2,6 | 2,9 | 2,2 | 2,4 | 2,9 | ||||||
| 0,4 | 2,6 | 2,9 | 3 | 2,5 | 2,8 | 3 | 2,3 | 2,5 | 3 | 2 | 2,1 | 2,5 |
| 2,7 | 3 | 2,7 | 3 | 2,4 | 2,7 | 2,2 | 2,6 | |||||
| 0,45 | 2,4 | 2,7 | 3 | 2,3 | 2,6 | 3 | 2,1 | 2,3 | 2,8 | 1,9 | 2 | 2,3 |
| 2,5 | 2,8 | 2,5 | 2,7 | 2,2 | 2,5 | 3 | 2,1 | 2,5 | ||||
| 0,5 | 2,3 | 2,5 | 3 | 2,2 | 2,4 | 3 | 2 | 2,2 | 2,6 | 1,8 | 1,9 | 2,2 |
| 2,4 | 2,7 | 2,3 | 2,6 | 2,1 | 2,3 | 2,8 | 2 | 2,3 | ||||
| 0,55 | 2,2 | 2,4 | 2,8 | 2,1 | 2,3 | 2,7 | 1,9 | 2,1 | 2,5 | 1,7 | 1,8 | 2,1 |
| 2,3 | 2,5 | 3,8 | 2,2 | 2,4 | 2,9 | 2 | 2,2 | 2,6 | 1,9 | 2,2 | ||
Примечание. Над чертой указано значение без учета крановых и ветровых нагрузок, под чертой — с учетом этих нагрузок.
ТАБЛИЦА 4.24. РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННОЙ ЧАСТИ ФУНДАМЕНТОВ
| Размеры колонн, мм | Рядовой фундамент | Фундамент под температурный шов | Размеры стаканов, мм | Объем стакана, м 3 | |||||||
| lc | bc | тип подколон- ника | размеры, мм | тип подколон- ника | размеры, им | hg | lg | bg | |||
| luc | buc | luc | buc | ||||||||
| 400 | 400 | А | 900 | 300 | AT | 900 | 2100 | 800 900 | 500 | 500 | 0,22 0,25 |
| 500 600 600 | 500 400 600 | Б | 1200 | 1200 | БТ | 1200 | 2100 | 800 900 800 | 600 700 700 | 600 500 600 | 0,31 0,34 0,41 |
| 800 800 | 400 500 | В | 1200 | 1200 | ВТ | 1500 | 2100 | 900 900 | 900 900 | 500 600 | 0,44 0,52 |
По высоте приняты следующие размеры: тип 1 — 1,5 м; тип 2 — 1,8 м; тип 3 — 2,4 м; тип 4 — 3 м; тип 5 — 3,6 м и тип 6 — 4,2 м. В табл. 4.25 и 4.26 приводятся в качестве примера эскизы и размеры рядовых фундаментов и фундаментов под температурные швы. Эти фундаменты могут применяться при расчетном сопротивлении основания 0,15—0,6 МПа.
Все размеры фундаментов приняты кратными 300 мм. Применяется бетон класс В10 и В15. Армирование осуществляется плоскими сварными сетками из арматуры классов A-I, А-II и А-III. Защитный слой бетона принят толщиной 35 мм с одновременным устройством подготовки толщиной 100 мм из бетона В3,5.
ТАБЛИЦА 4.25. РАЗМЕРЫ РЯДОВЫХ ФУНДАМЕНТОВ
ТАБЛИЦА 4.26. РАЗМЕРЫ ФУНДАМЕНТОВ ПОД ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШВЫ
| Эскиз | Марка фундамента | Размеры, мм | Объем бетона, м 3 | |||||
| b | l | b1 | h1 | h1 | hf | |||
 | ФАТ3-1 ФАТ3-2 ФАТ3-3 ФАТ3-4 ФАТ3-5 ФАТ3-6 | 1800 | 2100 | – | 300 | – | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 3,4 4,0 5,1 6,2 7,4 8,5 |
 | ФАТ6-1 ФАТ6-2 ФАТ6-3 ФАТ6-4 ФАТ6-5 ФАТ6-6 | 2400 | 2100 | 1500 | 300 | 300 | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 4,2 4,7 5,9 7,0 8,1 9,3 |
| ФАТ7-1 ФАТ7-2 ФАТ7-3 ФАТ7-4 ФАТ7-5 ФАТ7-6 | 2700 | 2100 | 1800 | 300 | 300 | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 4,5 5,1 6,2 7,4 8,5 9,6 | |
Для опирания фундаментных балок предусмотрена подбетонка (рис. 4.9). Пример конструктивного решения фундамента приведен на рис. 4.10.
Габариты монолитных фундаментов под типовые колонны двухветвевого сечения, в частности для серии КЭ-01-52 одноэтажных промышленных зданий, принимаются по серии 1.412-2/77. Размеры подколонной части таких фундаментов приведены в табл. 4.27. Габариты плитной части имеют типоразмеры от 1 до 18, а также типоразмер 19, при котором размер подошвы составляет 6×5 м. По высоте фундаменты могут быть 1—6-го типа. Остальные параметры такие же, как и в серии 1.412-1/77.
Железобетонные фундаменты под типовые колонны прямоугольного сечения, например по сериям ИИ-04, ИИ-20 и 1.420-6 для многоэтажных производственных зданий, принимаются по серии 1.412-3/79.
ТАБЛИЦА 4.27. ТИПЫ И РАЗМЕРЫ ПОДКОЛОННИКОВ
| Размеры колонн, мм | Рядовой фундамент | Фундамент под температурный шов | Размеры стаканов, мм | Объем стакана, м 3 | |||||||
| lc | bc | тип подколон- ников | размеры, мм | тип подколон- ников | размеры, мм | hg | lg | bg | |||
| luc | buc | luc | buc | ||||||||
| 300 | 300 | А | 900 | 900 | AT | 900 | 2100 | 450 450 | 400 | 400 | 0,08 0,12 |
| 400 | 400 | 650 1050 | 500 | 500 | 0,18 0,29 | ||||||
| 600 | 400 | Б | 1200 | 1200 | БТ | 1200 | 2100 | 650 1050 | 700 | 500 | 0,25 0,40 |
Отличие в маркировке фундаментов по сравнению с другими сериями заключается в том, что после цифры, обозначающей типоразмер подошвы, приводится высота плитной части. Размеры подколонной части фундамента приведены в табл. 4.27. Габариты плитной части включают типоразмеры от 1 до 18 и типоразмер 19 (с размером подошвы 5,4×6 м). по высоте фундаменты могут быть 1—6-го типа. Остальные параметры такие же, как и в серии 1.412-1/77. Монолитные железобетонные фундаменты под железобетонные типовые фахверковые колонны прямоугольного сечения, в частности по шифрам 460-75, 13-74 и 1142-77, принимаются по серии 1.412.1-4. Размеры фундаментов приведены в табл. 4.28. Сопряжение колонны с фундаментом шарнирное. Фундаменты разработаны для давления 0,15- 0,6 МПа. Применяется бетон класса В10. Армирование осуществляется сварными сетками из арматуры классов A-I, А-II и А-III. Пример узла опирания колонны на фундамент дан на рис. 4.11.
Под колонны зданий применяются сборные фундаменты из одного или нескольких элементов. на рис. 4.12 приведены решения сборных фундаментов под колонны каркаса для многоэтажных общественных и производственных зданий из элементов серии 1.020-1. Элементы фундамента типа Ф применяются на естественном основании, типа ФС — для составных фундаментов (табл. 4.29). Толщина защитного слоя бетона нижней рабочей арматуры принимается 35 мм, а остальной арматуры — 30 мм. Глубина заделки колонны в фундамент должна быть не менее величин, приведенных в табл. 4.30.
Балки фундаментные, их назначение, типы
Чаще всего такие конструкции применялись для строительства промышленных объектов и зданий общественного назначения при использовании фундаментов стаканного типа. В настоящее время такие опорные элементы используются редко. Но балки не утратили свою актуальность. Они могут быть использованы в качестве ростверка для свайного или столбчатого основания каркасных строений.
Сборная технология имеет ряд преимуществ перед монолитом. Основным плюсом становится сокращение сроков выполнения работ, поскольку отпадает необходимость выжидать время твердения бетона.
Устройство фундаментных балок при возведении жилых частных домов характеризуется некоторыми сложностями:
- часто при строительстве индивидуального жилья используются нетиповые решения, использование элементов, изготовленных по серии (определенные размеры, сечение) затрудняется;
- типовые конструкции имеют слишком большие размеры, для их монтажа необходима большегрузная техника, что удорожает процесс строительства.
Перед началом работ важно учесть эти недостатки и учесть их последствия.
Плюсы и минусы рандбалок
Бетонные фундаментные балки имеют ряд особенностей, влияющих на их технические и эксплуатационные качества. Среди основных плюсов можно указать:
- Жёсткость.
- Морозостойкость.
- Стойкость к агрессивным воздействиям внешней среды.
- Устойчивость к повышенной влажности.
Рандбалки для устройства фундамента
Благодаря этим качествам, фундаментные основания из ж/б балок рекомендуется использовать в следующих случаях:
- При строительстве зданий на слабых грунтах, когда существует опасность значительных просадок основания.
- Когда строительство производится в регионах с минимальными зимними температурами, превышающими -40°С.
- При заложении фундамента на грунтах с высоким уровнем подпочвенных вод, а также с высокими показателями кислотности.
- При возведении зданий в районах с повышенной сейсмической активностью, достигающей 9 баллов.
Самый главный минус данной технологии– монтаж фундаментных балок невозможен без привлечения подъёмного крана.
Перевозка рандбалок
Виды фундаментных балок
При использовании элементов для жилых и промышленных зданий руководствуются двумя нормативными документами:
- ГОСТ 28737-90 содержит основную информацию относительно размеров конструкций, форм их сечения, маркировки, материалов, требований приемки, методов контроля качества и условий хранения и перевозки;
- серия 1.115.1-1.95 — указания к применению и рабочие чертежи балок для промышленных и сельских объектов;
- серия 1.115.1-1 — маркировка, применение, рабочие чертежи и требования к изготовлению элементов для жилых зданий.
Совет! Чаще всего заводы изготавливают балки по ГОСТу 28737-90 для промышленных зданий. Не стоит этого пугаться. Такие балки можно использовать и для жилых объектов.
Типы сечений фундаментных балок.
Согласно ГОСТ 28737-90 и сериям фундаментные балки под стены могут иметь типы сечений, представленные в таблице.
| Маркировка | Описание сечения | Высота | Возможная длина |
| 1БФ | трапеция с нижней гранью 160 мм и верхней 200 мм | 300 мм | 1,45 м — 5,95 м |
| 2БФ | тавровое сечение с основанием шириной 160 мм, ширина верхней части составляет 300 мм | 300 мм | 1,45 м — 5,95 м |
| 3БФ | тавровое сечение с опорной частью шириной 200 мм, верхняя грань — 400 мм | 300 мм | 1,45 м — 5,95 м |
| 4БФ | тавр с основанием 200 мм и верхней частью 520 мм | 300 мм | 1,45 м — 5,95 м |
| 5БФ | трапеция с нижней частью 240 мм и верхней 320 мм | 300 мм | 10,3 м — 11,95 м |
| 6БФ | трапеция с нижней частью 240 мм и верхней 400 мм | 600 мм | 10,3 м — 11,95 м |
По ширине отклонение может составлять до 6 мм, а по высоте до 8 мм. Такие результаты не являются браком.
Балки фундаментные, их назначение, типы
Сборные железобетонные фундаментные балки служат для опирания на них конструкций стен, они также защищают пол от продувания в случае просадки отмостки.
Применение фундаментных балок обязательно в производственных зданиях с кирпичными и блочными стенами. При навесных панельных стенах фундаментные балки хотя и не несут нагрузки от них, однако существенно облегчают производство работ и обеспечивают долговечность нижней части панелей. Установка стен на фундаментные балки кроме экономических создает также и эксплуатационные преимущества — упрощает устройство под ними всевозможных подземных коммуникаций (каналов, туннелей и т.п.).
Форма поперечного сечения фундаментных балок определяется по каталогу в зависимости от типа (конструкции) и толщины стены и может быть трапециевидной или тавровой. Поперечное сечение имеет скосы, облегчающие извлечение балок из форм при изготовлении.
Рисунок – фундаментная балка таврового сечения
Рисунок — фундаментная балка трапециевидного сечения
Фундаментные балки свободно укладывают между подколониками фундаментов соседних колонн на специальные бетонные столбики, устраиваемые на уступах фундаментов. Столбики иногда называют приливами, их размеры в плане не менее 300×600 мм. Зазоры между торцами балок и подколонниками должны быть не менее 25 мм, их заполняют бетоном класса С8/10.
Рисунок -опирание фундаментной балки на фундамент
1 – набетонку по верху стакана фундамента до отметки -0.030 выполнять из бетона класса С8/10 после монтажа колонн, рам ворот и балок фундаментных
Для опирания наружных стен балки укладывают с внешней стороны колонн так, чтобы ось балок совпадала с осью стены. Для опирания конструкций внутренних стен (при их наличии) продольные оси балок совмещают с центрами колонн.
Длина фундаментных балок определяется по рисунку
Рисунок -укладка фундаментной балки на фундамент
В шаге воротного проема фундаментные балки отсутствуют, т.к. на нагрузку от транспорта они не рассчитаны. Кладку кирпичного обрамления ворот опирают на набетонки столбчатых фундаментов колонн.
Отметка верха фундаментной балки всегда должна быть — 0,030 м. На этой отметке по верху балки устраивают горизонтальную гидроизоляцию из 1…2 слоев рулонного гидроизоляционного материала на мастике или слоя цементно-песчаного раствора состава 1:2 толщиной 30 мм.
Для предотвращения деформации балок вследствие возможного пучения грунтов снизу под балки и со сторон предусматривают подсыпку из дренажных материалов (шлака, крупнозернистого песка или кирпичного щебня). Подсыпка выполняет и еще одну функцию — исключает возможность промерзания пола вдоль наружных стен здания.
Вдоль фундаментных балок на поверхности грунта устраивают тротуар или отмостку с уклоном от стен здания 3 … 5 % для отвода поверхностных вод.
Рисунок -Узел фундамента под колону крайнего ряда
Как выбрать
Рандбалки таврового сечения.
Длина балки подбирается в зависимости от расстояния между фундаментами. К размеру необходимо прибавить запас на опирание с двух сторон. Размеры сечения выбираются в зависимости от нагрузки. При использовании изделий по индивидуальному заказу выполняется расчет.
Для типовых элементов чаще всего известна максимальная нагрузка (несущая способность). Ее можно уточнить на заводе изготовителе. При необходимости пользуются таблицами из серии. В них указаны рекомендуемые маркировки для разных конструктивных решений стен.
Фундаментные балки для панельных и кирпичных стен
В каркасных зданиях со стенами из мелкоштучных материалов (кирпича, легкобетонных блоков) или панелей, для передачи нагрузок от стен на фундаменты используются специальные конструкции – балки фундаментные железобетонные, которые в зависимости от конструктивного решения нулевого цикла здания могут иметь различную длину, а в зависимости от веса ограждающих конструкций и различную несущую способность.
Эти балки рассчитываются на нагрузку от сплошных наружных стен, а также стен с оконными и дверными проемами. В то же время, такие конструкции не используются в пролетах, где предусматривается проем под ворота, поскольку они не рассчитаны на восприятие нагрузок от автомобильного транспорта.
Московским заводом ЖБИ-4 выпускается широкая номенклатура фундаментных балок для каркасных зданий с пролетом колонн 6,0 м:
- длиной, которая зависит от конструкции фундамента от 4,30 до 5,95 м;
- шириной опорной полки, определяемой в зависимости от толщины стенового ограждения, от 0,26 до 0,52 м;
- высотой 0,30 и 0,45 м;
Такой ассортимент железобетонных изделий этого назначения, позволяет выполнить стеновое ограждение зданий как производственного, так и гражданского назначения из кирпича, строительных блоков или стеновых панелей, возводимых в Москве и Московской области.
Материалы для изготовления
Основное сырье для фундаментных балок — тяжелый бетон. Марка подбирается в зависимости от расчетной нагрузки, длины элемента и типа арматуры. Армирование может быть с предварительным напряжением или без него. ГОСТ предписывает следующее:
- балки длиной до 6 м могут изготавливаться как с предварительным напряжением арматуры, так и без него;
- все элементы длиной более 6 м выпускаются с предварительно напряженным армированием.
Чаще всего заводы предлагают все балки с предварительно напряженной арматурой. Для таких изделий применяется бетон марок М250 — М350 (или классов В20 —В25).
Для армирования назначают стержни классов:
- АIII (А400), ВрI и ВрпI без предварительного напряжения;
- АIII (А400), АIV (А600) с предварительным напряжением.
Функции железобетонных фундаментных балок
ЖБ-балка выполняет две основные функции:
- Является несущим изделием для внешних и внутренних стен. При нарушении целостности отмостки ФБ препятствуют потерям тепла из строительного объекта.
- Отделяет стеновые конструкции от грунта и тем самым предотвращает попадание грунтовой влаги в стеновые материалы и сохраняет их эксплуатационные характеристики.
Железобетонные балки используются в качестве оснований самонесущих кирпичных, блочных, панельных стен, стен с навесными панелями. Эти изделия применяются в качестве оснований как для сплошных стен, так и для стеновых конструкций с проемами.
Маркировка
Чтобы правильно заказать элементы фундаментов на заводе, необходимо знать не только нужные размеры и тип сечения балок, но и их обозначение. В общем случае оно выглядит следующим образом:
Цифра на первой позиции может равняться от 1 до 6 и обозначает тип сечения изделия. Двузначное число после буквенной части показывает округленную длину элемента в дециметрах. После такой маркировки может быть указан тип армирования. Через тире показывают класс стали. Также в конце может быть указана водопроницаемость бетона и его устойчивость к химическим средам.
Совет! Чаще всего при заказе на заводе типовых изделий не нужно определять марку стали. Достаточно лишь правильно выбрать типоразмер балки и ее длину.
Читайте также: