Конструкции столбчатых фундаментов.
Столбчатый фундамент состоит из плиты и подколонника. Плита предназначена для передачи нагрузок на основание. Подколонник предназначен для сопряжения фундамента с колонной. При большой толщине плиты она выполняется переменного сечения. Наиболее распространенным типом переменного сечения плиты является ступенчатое сечение. В проектировании широко используются типовые конструкции сборных и монолитных столбчатых фундаментов. В промышленном строительстве толщина плиты назначается кратной модулю 300 мм. Однако монолитные фундаменты, могут проектироваться с использованием кратных и дробных модулей, получаемых из основного модуля 100 мм, принятого в строительстве. Таким образом, назначение толщины плиты по данным расчета, например, 120 мм не является нарушением норм строительного проектирования, а, напротив, направлено на создание экономичных фундаментных конструкций.
Подколонник по своей конструкции может быть стаканного типа или цельным (монолитным). Конструкция подколонника определяется узлом сопряжения фундамента с колонной. Подколонник стаканного типа устраиваются для сопряжения фундамента со сборным элементом колонны, который омоноличивается в стакане (рис. 5.1). Глубина стакана определяется расчетом и должна быть не менее большего размера поперечного сечения колонны плюс 50 мм. Величина 50 мм представляет собой допуск на точность монтажа (устройства) фундамента по вертикали, позволяющий выверять положение колонны за счет подливки под ее основанием. С целью обеспечения надежного замоноличивания колонны в стакане он выполняется с наклонными внутренними гранями. При этом минимальный размер между стенкой стакана и гранью колонны принимается 50 мм в верхнем сечении и 25 мм в нижнем сечении. Для колонн сечением 600 мм и более указанные размеры соответственно составляют 75 мм и 50 мм. Толщина стенок стакана принимается, как правило, не менее 150 мм. Размеры стакана могут быть увеличены в большую сторону для опирания фундаментных балок. Фундаментной балкой называют пролетную фундаментную конструкцию, предназначенную для опирания на нее конструкций самонесущих стен. Для опирания фундаментных балок используются также подбетонки и кирпичные столбы, передающие нагрузки на плиту фундамента.
| Рис. 5.1. Конструктивные параметры подколонника стаканного типа: на рис. обозначены рекомендуемые размеры для гражданских зданий, в скобках – то же для промышленных зданий.
| |
Цельные подколонники устраиваются при сопряжении фундаментов с колонной с путем стыковки рабочей арматуры (рис. 5.2, а) или при сопряжении фундамента с базой колонны с помощью анкерных болтов (рис. 5.2, б).
Рис. 5.2. Схемы сопряжения цельного подколонника с колонной: а – с помощью выпусков арматурных стержней; б – с помощью анкерных болтов.
Столбчатые фундаменты могут быть жесткими или гибкими. Преимущественным напряженным состоянием жесткого фундамента является одноосное сжатие. В гибких фундаментах преимущественным напряженным состоянием является поперечный изгиб плиты. Тип фундамента по жесткости может быть определен графическим способом (рис. 5.3) по углу наклона к вертикали линии, проведенной от грани подколонника к крайней точке подошвы фундамента. Если этот угол меньше 45° для бетонного фундамента и примерно 36° для каменного фундамента, фундамент считается жестким. Жесткими выполняются, как правило, каменные и бетонные фундаменты, материал которых плохо сопротивляется растягивающим напряжениям. Железобетонные фундаменты проектируются, как правило, гибкими. Жесткие фундаменты имеют большую высоту по сравнению с гибкими фундаментами и являются по этой причине более материалоемкими.
Рис. 5.3. Классификация столбчатых фундаментов по жёсткости: а – гибкий фундамент; б – жёсткий фундамент; 45° - угол наклона плоскости продавливания для бетонного фундамента; 36° - то же для каменного фундамента.
Фундаменты устраиваются на предварительно уплотненном основании по бетонной подготовке толщиной не менее 50 мм, зависящей от качества подготовки основания, в первую очередь от степени ровности основания. Для уплотнения водонасыщенных грунтов основания используются грунтовые подушки, изготавливаемые из песка или щебня толщиной 100 – 300 мм.
