2015-06-30
1965Отдельные 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).
Рис. 4.8. Соединение колонн с фундаментом
а — монолитной; б — стальной; 1 — арматурные сетки; 2 — анкерные болты
Размеры в плане подошвы (b, l), ступеней (b 1, l 1), подколонника (luc, buc) принимаются кратными 300 мм; высота ступеней (h 1, h 2) — 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 | h 1 | h 2 | h 3 |
| – | – | ||
| – | – | ||
| – | |||
| – | |||
Модульные размеры фундамента следующие:
| hf | 1500—12000 |
| h | 300, 450, 600, 750, 900, 1050, 1200, 1500, 1800 |
| h 1, h 2, h 3 | 300, 450, 600 |
| b | 1500—6600 |
| l | 1500—8400 |
| b 1, b 2 | 1500—6000 |
| buc | 900—2400 |
| luc | 900—3600 |
| l 1, l 2 | 1500—7500 |
Высота ступеней принимается по табл. 4.22 в зависимости от высоты плитной части фундамента [1]. Вынос нижней ступени вычисляется по формуле c 1 = kh 1, где k — коэффициент, принимаемый по табл. 4.23.
Форма 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 | ||||||||||||
| 0,2 | 2,9 | |||||||||||
| 0,25 | 2,5 | 2,8 | ||||||||||
| 2,6 | ||||||||||||
| 0,3 | 2,7 | 2,3 | 2,5 | |||||||||
| 2,8 | 2,4 | 2,6 | ||||||||||
| 0,35 | 2,8 | 2,7 | 2,4 | 2,7 | 2,1 | 2,3 | 2,7 | |||||
| 2,9 | 2,6 | 2,9 | 2,2 | 2,4 | 2,9 | |||||||
| 0,4 | 2,6 | 2,9 | 2,5 | 2,8 | 2,3 | 2,5 | 2,1 | 2,5 | ||||
| 2,7 | 2,7 | 2,4 | 2,7 | 2,2 | 2,6 | |||||||
| 0,45 | 2,4 | 2,7 | 2,3 | 2,6 | 2,1 | 2,3 | 2,8 | 1,9 | 2,3 | |||
| 2,5 | 2,8 | 2,5 | 2,7 | 2,2 | 2,5 | 2,1 | 2,5 | |||||
| 0,5 | 2,3 | 2,5 | 2,2 | 2,4 | 2,2 | 2,6 | 1,8 | 1,9 | 2,2 | |||
| 2,4 | 2,7 | 2,3 | 2,6 | 2,1 | 2,3 | 2,8 | 2,3 | |||||
| 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 | 2,6 | 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, м3 | |||||||
| lc | bc | тип подколонника | размеры, мм | тип подколонника | размеры, им | hg | lg | bg | |||
| luc | buc | luc | buc | ||||||||
| А | AT | 800 900 | 0,22 0,25 | ||||||||
| 500 600 600 | 500 400 600 | Б | БТ | 800 900 800 | 600 700 700 | 600 500 600 | 0,31 0,34 0,41 | ||||
| 800 800 | 400 500 | В | ВТ | 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
| Эскиз | Марка фундамента | Размеры, мм | Объем бетона, м3 | ||||||
| l | b | l 1 | b 1 | h 1 | h 2 | hf | |||
| ФА6-1 ФА6-2 ФА6-3 ФА6-4 ФА6-5 ФА6-6 | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 2,9 3,2 3,6 4,1 4,6 5,1 | ||||||
| ФА7-1 ФА7-2 ФА7-3 ФА7-4 ФА7-5 ФА7-6 | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 3,2 3,3 4,0 4,5 4,9 5,4 | |||||||
| ФА8-1 ФА8-2 ФА8-3 ФА8-4 ФА8-5 ФА8-6 | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 3,5 3,7 4,2 4,7 5,2 5,7 | |||||||
| ФА9-1 ФА9-2 ФА9-3 ФА9-4 ФА9-5 ФА9-6 | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 3,8 4,1 4,6 5,0 5,5 6,0 |
ТАБЛИЦА 4.26. РАЗМЕРЫ ФУНДАМЕНТОВ ПОД ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШВЫ
| Эскиз | Марка фундамента | Размеры, мм | Объем бетона, м3 | |||||
| b | l | b 1 | h 1 | h 1 | hf | |||
| ФАТ3-1 ФАТ3-2 ФАТ3-3 ФАТ3-4 ФАТ3-5 ФАТ3-6 | – | – | 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 | 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 | 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 4,5 5,1 6,2 7,4 8,5 9,6 |
Рис. 4.9. Фундамент с подбетонкой для опирании балок 1 — фундамент; 2 — подбетонка; 3 — колонна
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.
Рис. 4.10. Фундамент стаканного типа под колонну
1—6 — арматурные сетки
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, м3 | |||||||
| lc | bc | тип подколонников | размеры, мм | тип подколонников | размеры, мм | hg | lg | bg | |||
| luc | buc | luc | buc | ||||||||
| А | AT | 450 450 | 0,08 0,12 | ||||||||
| 650 1050 | 0,18 0,29 | ||||||||||
| Б | БТ | 650 1050 | 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.
Рис. 4.11. Узел опирания колонны на фундамент
1 — закладное изделие колонны; 2 — анкер; 3 — соединительный элемент
Рис. 4.12. Сборный фундамент под колонну
Отдельные фундаменты под колонны (ч. 2)
ТАБЛИЦА 4.28. РАЗМЕРЫ ФУНДАМЕНТОВ ФАХВЕРКОВЫХ КОЛОНН
| Эскиз | Марка фундамента | Размеры, мм | Объем бетона, м3 | |||||
| l 1 | b 1 |  c 1
| d 1 | h 1
| hf | |||
| ФФ1-1 ФФ1-2 ФФ1-3 ФФ1-4 ФФ1-5 ФФ1-6 | 1500 –
| 1500 –
| 300 –
| 300 –
| 300 –
| 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 1,65 1,89 2,38 2,86 3,35 3,83 |
| ФФ2-1 ФФ2-2 ФФ2-3 ФФ2-4 ФФ2-5 ФФ2-6 | 1800 –
| 1800 –
| 450 –
| 450 –
| 300 –
| 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 1,94 2,19 2,67 3,16 3,65 4,13 | |
| ФФ3-1 ФФ3-2 ФФ3-3 ФФ3-4 ФФ3-5 ФФ3-6 | 2400 1500
| 1800 900
| 450 300
| 450 –
| 300 300
| 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 2,43 2,67 3,16 3,65 4,13 4,62 |
| ФФ4-1 ФФ4-2 ФФ4-3 ФФ4-4 ФФ4-5 ФФ4-6 | 2400 1500
| 2100 1500
| 450 300
| 300 300
| 300 300
| 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 2,92 3,16 3,65 4,13 4,62 5,10 | |
| ФФ5-1 ФФ5-2 ФФ5-3 ФФ5-4 ФФ5-5 ФФ5-6 | 2700 1800
| 2100 1500
| 450 450
| 300 300
| 300 300
| 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 3,24 3,48 3,97 4,46 4,94 5,43 |
| ФФ6-1 ФФ6-2 ФФ6-3 ФФ6-4 ФФ6-5 ФФ6-6 | 3000 1800
| 2400 1500
| 600 450
| 450 300
| 300 300
| 1500 1800 2400 3000 3600 4200 | 3,70 3,94 4,43 4,92 5,40 5,89 |
ТАБЛИЦА 4.29. РАЗМЕРЫ СБОРНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
| Типоразмер фундамента | Размеры фундаментов, мм | Масса фундамента, т | |||||
| b | hf | А | В | С | D | ||
| 1Ф13 1Ф17 1Ф21 | 4300 1700 2100 | 150 50 50 | 200 400 650 | 3,19 4,17 5,49 | |||
| 2Ф13 2Ф17 2Ф21 | 1300 1700 2100 | 150 50 50 | 200 400 650 | 3,05 4,04 5,35 | |||
| 1ФС13 2ФС13 | 450 550 | 275 225 | 3,19 3,05 |
Глубина заделки двухветвевых колонн
h' > 0,5 + 0,33 h,
где h — расстояние между наружными гранями ветвей колонн.
При h ≥ 2,1 м h' принимается равной 1,2 м.
ТАБЛИЦА 4.30. ГЛУБИНА ЗАДЕЛКИ КОЛОНН
| Отношение толщины стенки стакана к высоте верхнего подколонника | Глубина заделки h' колонны прямоугольного сечения при эксцентриситете продельной силы | |
| е 0 < 2 h с | е 0 > 2 h с | |
| > 0,5 | hc | hc |
| ≤ 0,5 | hc | 
|
Глубина заделки всех типов колонн должна, кроме того, быть не менее глубины заделки ее рабочей арматуры, принимаемой по табл. 4.31. Для возможности рихтовки сборных колонн глубина стакана принимается на 50 мм больше глубины заделки колонны.
ТАБЛИЦА 4.31. ГЛУБИНА ЗАДЕЛКИ АРМАТУРЫ КОЛОНН
| Арматура | Колонна | Глубина заделки рабочей арматуры колонн при проектном классе бетона | |
| В15 | В20 и выше | ||
| Горячекатаная периодического профиля класса A-II | Прямоугольного сечения Двухветвевая | 25 d (15 d) 30 d (15 d) | 20 d (10 d) 25 d (10 d) |
| То же, А-III | Прямоугольного сечения Двухветвевая | 30 d (18 d) 35 d (18 d) | 25 d (15 d) 30 d (15 d) |
Примечания: 1. Допускается уменьшать глубину заделки колонн до 15 диаметров продольной рабочей арматуры при условии приварки к концам продольных рабочих стержней (дополнительных анкерующих стержней или шайб).
2. Значения, приведенные в скобках, относятся к глубине заделки сжатой рабочей арматуры,
3. Для парных стержней колонны глубина заделки определяется в соответствии с приведенным (по площади сечения) диаметром.
Толщина дна стакана назначается по расчету, но не менее 200 мм. Толщина стенок неармированного стакана dg поверху принимается не менее 0,75 высоты подколонника, а при его отсутствии — высоте верхней ступени или 0,75 глубины стакана, но не менее 200 мм. Толщина армированного стакана назначается расчетом, но не менее величин, указанных в табл. 4.32. Размеры стакана понизу принимаются больше размера колонны в плане на 100 мм, поверху — на 150 мм.
Рекомендуемые классы бетона для железобетонных монолитных фундаментов В10 и В15, для сборных — В15 и В20. Замоноличивание колонны производится бетоном марки не ниже В10. Армирование подошвы осуществляется сетками из арматуры периодического профиля классов А-II и А-III. Расстояние между осями рабочих стержней составляет 200 мм, диаметр при их длине до 3 м — не менее 10 мм, при большей длине — 12 мм. Во всех пересечениях стержни должны быть сварены. Диаметр продольных рабочих стержней подколонника принимается не менее 12 мм. Подколонники армируются продольными и поперечными стержнями; площадь сечения стержней определяется расчетом.
В местах опирания монолитных колонн на фундаменты выпуски арматуры из фундамента соединяются с арматурой колоны. Заделка выпусков арматуры в фундамент и длина выпусков из фундамента принимаются не менее величин, приведенных в табл. 4.33.
Стыки выпусков арматуры колонн и фундаментов устраиваются выше пола. Стыки рабочей арматуры при диаметре стержней до 32 мм, расположенной в растянутой зоне, должны иметь длину нахлестки не менее величин, указанных в табл. 4.33. При этом стыки располагаются вразбежку. Выпуски арматуры соединяются хомутами с расстоянием между ними не более 10 диаметров.
ТАБЛИЦА 4.32. ТОЛЩИНА СТЕНОК АРМИРОВАННОГО СТАКАНА
| Направление усилия | Колонна | Толщина стенок стакана |
| В плоскости нагибающего момента | Прямоугольного сечения при эксцентриситете продольной силы e < 2 hc То же, но при e > 2 hc Двухветвевая | 0,2 hc, но не менее 150 мм 0,3 hc, но не менее 150 мм 0,2 h', но не менее 150 мм |
| Из плоскости изгибающего момента | Прямоугольного сечения и двухветвевая | > 150 мм |
ТАБЛИЦА 4.33. ДЛИНА ЗАДЕЛКИ ВЫПУСКОВ АРМАТУРЫ
| Арматура | Длина выпусков при бетоне проектного класса | |
| В10 | В15 и выше | |
| Горячекатаная периодического профиля класса A-II и круглая (гладкая) класса A-I То же, класса А-III | 35 d 45 d | 30 d 40 d |
Под монолитными фундаментами при любых грунтах предусматривается сплошная бетонная подготовка толщиной 100 мм из бетона марки не ниже М50, под сборными допускается принимать песчаную подготовку.
Целесообразно возводить фундаменты на промежуточной подготовке, переменной жесткости в плане (рис. 4.13). В этом случае эпюра контактных давлений трансформируется таким образом, что наибольшие давления на грунт концентрируются под бетонной частью подготовки.
В связных грунтах целесообразно применение буробетонных (рис. 4.14) или щелевых пространственных фундаментов (рис. 4.15). Буробетонный фундамент устраивается в разбуриваемых полостях, заполняемых литым бетоном.
