Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
7. Фундаменты и фундаментные балки.
7.1 Сборный железобетонный каркас одноэтажных промышленных зданий.
Железобетонный каркас по сравнению со стальным позволяет экономить до 50-60% стали. Преимущественное распространение имеют каркасы из сборного железобетона.
Сборный железобетонный каркас одноэтажных зданий образуют поперечные рамы, раскрепленные связями. Рамы состоят из колонн, жестко соединенных с фундаментами, и стропильных конструкций, шарнирно опирающихся на колонны.
При шарнирном соединении ригелей и колонн обеспечивается высокая степень универсальности конструкции. Колонны при этом можно использовать при различных пролётах и типах несущих конструкций покрытия (если усиление на колонну не превышает её несущей способности), а несущие конструкции покрытия при различных типах и высотах колонн. Кроме того, шарнирное соединение колонн и ригелей конструктивно проще жесткого, а расход материалов при рамных системах с жёсткими и шарнирными узлами примерно одинаков.
Железобетонный каркас одноэтажного здания помимо фундаментов, колонн и ригелей включает фундаментные, подкрановые и обвязочные балки, подстропильные конструкции (если шаг колонн больше шага стропильных конструкций) и связи.
7.2 Фундаменты и фундаментные балки.
На устройство фундаментов приходится от 20 до 25% бетона, расходуемого на все элементы пром. здания, а стоимость фундаментов составляет от 5 до 20% от полной стоимости здания. Поэтому правильный выбор конструкции фундамента имеет существенное экономическое значение.
По способу возведения фундаменты подразделяют на монолитные и сборные.
По экономическим соображениям фундаменты небольших и средних размеров, а также облегченные фундаменты ребристой и пустотелой конструкции целесообразно выполнять сборными составными или сборными одноблочными, если масса блока не превышает 6 т.
Такие фундаменты перевозят и монтируют обычными кранами.
Под колонны каркаса предусматривают: отдельные фундаменты с подколонниками стаканного типа, а стены опирают на фундаментные
99
балки. Ленточные фундаменты под ряды колонн или сплошные фундаменты под здания( за исключением фундаментных плит в универсальных зданиях) устраивают редко на слабых или просадочных грунтах и при больших ударных воздействиях на грунт технологического оборудования и свайные фундаменты.
Унифицированные монолитные железобетонные фундаменты, имеющие ступенчатую конструкцию с подколонниками и стаканом для заделки колонн, предназначены для прямоугольных и двухветвенных колонн (рис. 7.1. а).
Для изготовления фундаментов применяют бетон марки 200 и арматуру в виде сеток из стали классов А-I и А-П.
В зависимости от величины нагрузки на колонны, её сечения и глубин заложения подошвы фундаментов предусмотрено несколько типоразмеров фундаментов. (см. рис. 7.1)
Высота фундаментных блоков 1.5 и от 1.8 до 4.2 м. с градацией через 0.6 м.: размеры подколонника в плане от 0.9х0.9 до1.2х2.7 м. с модулем 0.3 м.: размеры. (см. рис.7.1)
Глубина стакана принята 0.8; 0.9; 0.95; и 1.25 м, а высота ступеней -0.3 и 0.45 м.
Сборные фундаменты могут состоять из одного блока (подколонника со стаканом (рис. 7.1 г) или быть составными из подколонника и опорной фундаментной плиты (рис. 7.1, б). По расходу бетона, стоимости и затратам труда на возведение сборные фундаменты экономичнее монолитных, но на них больше расходуется стали.
Подколонник устанавливают на плиту по слою цементно-песчаного раствора. При воздействии на фундамент изгибающего момента соединение подколонника с плитой усиливают сваркой закладных элементов; места сварки заделывают бетоном. площадь подошвы составных фундаментов может быть доведена до 27 м2 .
В целях уменьшения веса и снижения расхода стали под колонны, рекомендуется применять сборные ребристые фундаменты (рис. 7.1, г, д.). Такие фундаменты достаточно жестки, прочны и трещиноустойчивы.
Увеличить глубину заложения фундаментов можно путём увеличения высоты их стаканной части, устройства подколонников пенькового типа, применением песчаной, щебеночной или бетонной
подготовки требуемой толщины, а также использованием удлиненных колонн. Первые три варианта позволяет применять колонны той же длины, что и принятые по наименьшей отметке заложения фундаментов. Во всех случаях конструкции фундаментов не изменяются.
Стены каркасных зданий опирают на фундаментные балки, укладываемые между подколонниками фундаментов на специальные
100
железобетонные столбики или на консоли колонн. Наличие балок облегчает устройство под стенами тоннелей, каналов и коллекторов для ввода в здание различных подземных коммуникаций, фундаментные балки, кроме того, защищают пол от продувания в случае просадки отмостки, вследствие чего конструкция панельных стен без фундаментных балок допускается для неотапливаемых зданий.
В местах устройства ворот для въезда в цех автомобильного или железнодорожного транспорта фундаментные балки не предусматривают. Железобетонную раму ворот и участки стены в пределах этого шага колонн опирают на монолитную подбетонку.
Железобетонные фундаментные балки при шаге колонн 6 м. в зависимости от размеров подколонников и способов опирания имеют длину от 5.95 до 4.3 м. Сечение фундаментных балок тавровое и трапецевидное (рис. 7.4 а).
Под самонесущие стены из кирпича, мелких блоков и панелей высоту сечения балок принимают 450 мм, а под стены навесные из панелей 300 мм. Ширина сечения балок поверху в зависимости от типа и толщины стены может составлять 200 520 мм.
При шаге колонн 12 м. применяют балки трапецевидного сечения высотой 400 600 мм. (последние для панельных стен с кирпичным цоколем), шириной поверху 300 400 мм; длина балок II, 95+10.2 м (рис. 7.4).
Верх фундаментных балок должен быть на 30 мм. ниже уровня пола (отметка 0.03 м). Балки устанавливают на подливку из цементного раствора толщиной 20 мм. (рис. 7.4 б). Раствором заполняют также зазоры между торцами балок и стенками подколонников.
Фундаменты с подколонниками пенькового типа устраивают под железобетонные колонны большого сечения или под стальные колонны (рис. 7.1 ж). Пенёк, являющийся элементом колонны, устанавливают в период нулевого цикла. Пенёк с фундаментом и
колонну с пеньком соединяют сваркой выпусков арматуры с бетоном, нагнетаемым в швы.
В случае залегания у поверхности земли слабых грунтов и близкого расположения уровня грунтовых вод под колонны пром. здания целесообразнее устраивать свайные фундаменты. Широко распространенные железобетонные сваи, имеющие квадратное или круглое (полое) сечение. Головные части сваи связывают монолитным или сборным железобетонным ростверком, который служит одновременно подколонником (рис. 7.1 в).
Возведение свайных фундаментов взамен обычных значительно уменьшает объем земляных работ, снижает расход материалов, допускает
103
меньшую глубину заложения фундаментов под оборудование (она зачастую обусловлена наличием насыпного грунта от обратной засыпки котлованов фундаментов).
Размеры стаканов в плане делает большими сечения колонн: поверху- на 150 мм и по низу на 100 мм. Днище стакана располагают на 50 мм ниже пяты колонны. Проектное положение низа колонны фиксируется слоем бетона, укладываемого на дно стакана. Зазоры между стенками стакана и поверхностью колонны заполняют бетоном на мелком гравии. Под спаренные колонны в местах температурных швов и перепадов высот смежных пролетов (осадочные швы) устанавливают фундаменты с двумя раздельными стаканами.
В целях сокращения числа типоразмеров колонн верх фундаментов независимо от глубины заложения подошвы следует располагать в уровне примыкающей к зданию земли, т.е. на 0,15 м ниже отметки чистого пола цеха. Это позволяет вести монтаж колонн при засыпанных котлованах, после устройства подготовки под полы и прокладки подземных коммуникаций, т.е. после работ нулевого цикла.
Глубина заложения подошвы фундаментов зависит от грунтовых условий и глубины промерзания грунта. При наличии в цехе подвалов, тоннелей или приямков вблизи колонн глубину заложения фундаментов под эти колонны увеличивают. Разница в отметках заложения фундаментов (даже по одному ряду колонн) может достигать нескольких метров.
Увеличить глубину заложения фундаментов можно путем увеличения высоты их стаканной части, устройства подколонников пенькового типа, применением песочной, щебеночной или бетонной подготовки требуемой толщины, а также использованием удлинительных колонн. Первые три варианта позволяют применять колонны той же длины, что и принятые по наименьшей отметке заложения фундаментов. Во всех случаях конструкции фундаментов не изменяются.
Колонны с фундаментами соединяют различными способами. В практике отечественного строительства колонны закрепляют в фундаментах бетоном (рис. 7.2, а, б). Такое крепление является жестким. Некоторые типы соединений колонн с фундаментами, применяемые за рубежом, показаны на рис. 7.2, в-а.
Стены каркасных зданий опирают на фундаментные балки, укладываемые между подколонниками фундаментов на специальные железобетонные столбики или на консоли колонн. Наличие фундаментных балок облегчает устройство под стенами тоннелей, каналов и коллекторов для ввода в здание различных подземных коммуникаций. Фундаментные балки, кроме того, защищают под от продувания в случае просадки
104
отмостки, вследствие чего конструкция панельных стен без фундаментных балок допускается только для неотапливаемых зданий.
В местах устройства ворот для въезда в цех автомобильного или железнодорожного транспорта фундаментные балки не предусматривают. Железобетонную раму ворот и участки стены в пределах этого шага колонн опирают на монолитную подбетонку.
Железобетонные фундаментные балки при шаге колонн 6 м в зависимости от размеров подколонников и способов опирания имеют длину от 5,95 до 4,3 м. Сечение фундаментных балок тавровое и трапецевидное (рис. 7.4, а). Под самонесущие стены из кирпича, мелких блоков и панелей высоту сечения балок принимают 450 мм, а под стены навесные из панелей - 300 мм. Ширина сечения балок поверху в зависимости от типа и толщины стены может составлять 200-520 мм.
При шаге колонн 12 м применяют балки трапецевидного сечения высотой 400 и 600 мм (последние для панельных стен с кирпичным цоколем), шириной поверху 300-400 мм; длина балок 11,9510,2 м (рис. 7.4)
Верх фундаментных балок должен быть на 30 мм ниже уровня пола (отметка - 0.03 м). Балки устанавливают на подливку из цементного раствора толщиной 20 мм (рис. 7.4, б). Раствором заполняют также зазоры между торцами балок и стенками подколонников.
Навесные панели стен допускается опирать на слой набетонки, передавая их массу непосредственно на подколонники. В этом случае фундаментные балки целесообразно опирать на подколонники (а не на столбики), через консоли, выполняемые на каждом торце балок из двух стержней диаметром 18мм.(рис.7.4.в). Длина таких консолей 150мм. Отсутствие опорных столбиков позволяет упростить опалубку подколонников, снизить расход бетона и трудоемкость возведения фундаментов.
На практике работы нулевого цикла иногда заканчивают ниже отметки-0,15м. В таких случаях фундаментные балки допускается укладывать на верхние уступы подколонников (при сохранении отметки верха балок-0,03м.) . При этом отпадает необходимость в столбиках, а фундаментные балки требуются одинаковой длины независимо от места укладки(5,95 и 11,95м.).
По фундаментным балкам для гидроизоляции стен укладывают один-два слоя рулонного водонепроницаемого материала на мастике. Во избежание деформации балок вследствие пучения грунтов снизу и сбоку балок предусматривают подсыпку из шлака, крупнозернистого песка или кирпичного щебня.
106
В отапливаемых зданиях при расположении рабочих мест около наружных стен необходимо утеплять пристенную зону пола цеха на ширину до 2м. Для этой цели используют шлак или керамзит, укладываемый слоем толщиной 0,5-0,7м. По периметру здания устраивают отмостку из асфальта или бетона шириной 0,9-1,5м., которой придают уклон 3-5% от стены (рис.7,4).
Несущие стены в зданиях бескаркасных или с неполным каркасом опирают на ленточные фундаменты, которые, как и в гражданских зданиях выполняют из сборных элементов.
107
Рис.7.1. Типы фундаментов промышленных зданий:
а- монолитный; б- сборный составной; в- свайный; г- сборный одноблочный; д- сборный; е- сборный пустотелый; ж- с подколонником пенькового типа.
101
Рис.7.3. Детали фундаментов крайнего ряда колонн:
1- песок; 2- щебеночная подготовка; 3- асфальтовое покрытие толщиной 20-40 мм; 4- гидроизоляция; 5-колонна; 6-шлак или крупнозернистый песок; 7-железобетонные столбики; 8- фундаментная балка.
102
Рис.7.4. Фундаментные балки:
а- типы балок; б- опирание балок на столбики; в- то же, на выпуске арматуры; 1- набетонка высотой 120 мм; 2- подливка из раствора толщиной 20 мм; 3- железобетонный столбик; 4- стеновая панель; 5- выпуски арматур.
105
стр.
7. Фундаменты и фундаментные балки.
7.1. Сборный железобетонный каркас одноэтажных
промышленных зданий………………………………… 99
7.2. Фундаменты и фундаментные балки………………….. 99
97