Конструирование фундаментов

В промышленном строительстве наиболее широкое применение находят монолитные железобетонные фундаменты под колонны. Сборные фундаменты целесообразны, когда объем бетона фундамента не превышает 2 м³.

Монолитные фундаменты состоят из плитной части и подколонника. Сопряжение сборных железобетонных колонн с фундаментом - стаканного типа, стальных колонн - путем крепления башмака к анкерным болтам, забетонированным в фундаменте. Унифицированные (модульные) размеры фундаментов приведены в табл. 9.1. Отношение размеров подошвы фундаментов L_F / B_F принимают равным 1 - при центральной нагрузке и 0,5 - 0,9 при внецентренном нагружении фундаментов. Отметка верхнего обреза фундаментов колонн принимается в уровне фундаментной балки (-0.15 м), а при ее отсутствии -0.05 м.

Минимальные классы (по прочности) и марки (по морозостойкости) материалов фундаментов принимаются в зависимости от грунтовых условий и класса сооружения (как правило, для монолитных фундаментов В12.5, для сборных фундаментов В15). Под монолитными фундаментами устраивается бетонная подготовка толщиной 100 мм, под сборными фундаментами - выравнивающий слой из песка средней крупности толщиной 100 мм.

Толщину стенок неармированного стакана в верхней части принимают не менее 0,75 высоты подколонника или глубины стакана, но не менее 200 мм. Толщина стенок армированного по расчету стакана принимается не менее 150 мм, а стенок, расположенных перпендикулярно плоскости действия изгибающего момента не менее 0,2-0,3 высоты сечения колонны. Зазоры между колонной и стенками стакана принимаются не менее 75 мм - по верху, 50 мм - по низу стакана. Глубина стакана принимается на 50 мм больше глубины заделки колонны (для возможности ее рихтовки при монтаже). Зазоры заполняются бетоном класса не ниже В12,5 на мелком заполнителе.

Минимальная толщина дна стакана определяется расчетом на продавливание колонной, и принимается не менее 200 мм.

Минимальная толщина защитного слоя бетона для рабочей арматуры части фундамента: у монолитных ф-тов при наличии бетонной подготовки - 35 мм; то же, при отсутствии подготовки - 70 мм; у сборных фундаменттов и подколонников монолитных фундаменттов - 30 мм.

Основные размеры типовых монолитных железобетонных фундаментов под сборные колонны:

- полная высота фундамента 1500; 1800; 2400; 3000; 3600; 4200 мм;

- размеры подколонника в плане 900х900 мм (для колонн сечением 400х400 мм и 500х500 мм при глубине стакана 800 мм); 1200х1200 мм (для колонн сечением 400х600 мм и 500х600 мм при глубине стакана 900 мм и 800 мм); 1200х1500 мм (для колонн сечением 400х800 мм и 500х800 мм при глубине стакана 900 мм);

- размеры плитной части определяются количеством ступеней (до трех) и размерами ступеней, принимаемыми равными 300, 450 или 600 мм.

Ленточные фундаменты под стены делают, как правило, сборными из бетонных стеновых блоков типа ФБС и железобетонных плит-подушек типа ФЛ.

Основные размеры стеновых блоков:

по ширине - 300, 400, 500 и 600 мм;

по высоте - 280 и 580 мм;

по длине - 880, 1180 и 2380 мм.

Маркировка сплошных стеновых блоков: ФБС L.B.H-1,

где L, B, H - соответственно длина, ширина и высота блока (округленно в дециметрах).

Глубина перевязки рядов блоков принимается для малосжимаемых грунтов - не менее 0,4 высоты блока, а для сильносжимаемых грунтов (Е₀ < 10 МПа) и макропористых просадочных грунтов - не менее высоты блока. Для обеспечения пространственной жесткости фундамента между продольными и поперечными стенами устраивают связь путем перевязки блоков и заделки в швы сеток из араматуры диаметром 8-10 мм. Размеры сеток определяются из условий анкеровки стержней.

Основные типовые размеры ж/б плит-подушек:

по ширине - 600; 800; 100; 1200; 1400; 2000; 2400; 2800; 3200; 3600;

4200; 4800; 5200 мм;

по высоте - 300 и 500 мм (при ширине более 1600 мм);

по длине - 1180; 780 (при ширине от 100 до 3200 мм);

2380 (при ширине от 1000 до 1600 мм) мм.

Маркировка ж/б плит подушек:

ФЛ L.В-2 /при ширине плит до 3200 мм/ - для грунтов с расчетным сопротивлением до 250 кПа;

Ф L.В-50-1 (при ширине плит от 3600 до 5200 мм) - для грунтов с расчетным сопротивлением до 200 кПа.

Сборные плиты подушки укладываются сплошь вдоль стены или с разрывами шириной 0.2-0.4 м (но не более 0.9 м) для полного использования несущей способности грунта основания. Если среднее давление по подошве фундамента (Р) меньше расчетного сопротивления грунта основания (R), то допустимая величина зазора между плитами-подушками (D L) определяется по формуле D L = (R- P) L / R, где L - длина блока-подушки.

Разработанная автором программа проектирования фундаментов на естественном основании "FOUND-OPTIM" основные идеи которой изложены выше по заданным грунтовым условиям нагрузкам, действующим на верхний обрез фундамента, ограничениям на геометрические размеры фундамента “предлагает” один или несколько вариантов фундаментов, размеры которых удовлетворяют введенным ограничениям. По каждому варианту вычисляется конечная осадка фундамента и окончательный выбор размеров фундамента осуществляет пользователь с учетом необходимости обеспечения требуемой неравномерности осадок фундаментов под всем зданием в целом.