Фундамент одноэтажных промышленных зданий с железобетонным каркасом

Железобетонный каркас одноэтажных зданий из сборных элементов

Каркасы промышленных зданий выполняют в основном из сборного железобетона (рис. 67).

Основными элементами железобетонного сборного каркаса одноэтажных промышленных зданий являются фундаменты, фундаментные балки, колонны, несущие элементы покрытия (фермы), подкрановые балки и связи.

В каркасах большой протяженности устраивают температурные швы, расчленяющие каркас на отдельные участки, называемые температурными блоками.

Рис. 67. Общий вид железобетонного каркаса:

1 – колонна; 2 – подкрановая балка; 3 – ферма; 4 – плиты покрытия; 5 – рама фонаря;

6 – стальные связи.

Колонны подразделяют на две группы: одноветвевые (рис. 68, 69) и двуветвевые (рис. 70).

Рис. 68. Сборные одноветвевые железобетонные колонны для бескрановых пролетов одноэтажных зданий.

Рис. 69. Сборные одноветвевые железобетонные колонны для крановых пролетов.

Рис. 70. Сборные железобетонные двуветвевые колонны для крановых пролетов.

Те и другие делятся на крайние, расположенные вдоль наружных продольных стен, и средние (в многопролетных зданиях). Одноветвевые бесконсольные колонны применяют в пролетах без кранов или с подвесными кран-балками, колонны с консолями – в пролетах, оборудованных мостовыми кранами.

Двуветвевые колонны находят применение в крупнопролетных зданиях (10,8 м и выше) большой высоты с мостовыми и подвесными кранами.

Фундаменты под колонны каркаса применяют сборные железобетонные стаканного типа или свайные. В зависимости от размеров и общего веса конструкция фундамента может состоять из одного или нескольких элементов.

Верхнюю плоскость фундамента располагают на 150 мм ниже уровня чистого пола. По выровненной поверхности устраивают горизонтальную гидроизоляцию и возводят стены.

Подкрановые балки служат для передвижения по ним мостовых кранов (рис. 70). Одновременно они являются продольными связями между стойками каркаса. Для кранов грузоподъемностью до 30 тонн применяют типовые подкрановые балки из сборного предварительно напряженного железобетона.

Рис. 70. Опирание подкрановой балки на колонну:

1 – колонна; 2 – подкрановая балка.

Верхние полки балок служат для крепления к ним крановых рельсов и восприятия горизонтальных инерционных усилий, вызываемых торможением крановой тележки.

Стропильные балки бывают односкатные, двускатные и с горизонтальными поясами для зданий с плоской крышей и предназначаются для установки с шагом 6 и 12 метров. Их можно опирать как на колонны, так и на несущие стены.

Стропильные фермы выполняются из сборного предварительного напряженного железобетона для пролетов 12, 24 и 30 метров и предназначены для установки с шагом 6 и 12 метров (рис. 71).

Рис. 71. Железобетонные предварительно напряженные стропильные фермы:

а – сегментная ферма; б – ферма с горизонтальными поясами.

По очертанию фермы предусмотрены двух типов: сегментные и с горизонтальными поясами.

Подстропильные конструкции применяются в средних рядах многопролетных зданий для опирания ферм или балок покрытия в тех случаях, когда их шаг составляет 6 метров, а шаг колонн средних рядов – 12 метров. Их устанавливают вдоль здания по верху колонн.

Колонны и основные несущие элементы покрытий образуют ряд поперечных рам. Для обеспечения пространственной жесткости каркаса между этими рамами необходима система связей. Связи, располагаемые в плоскостях верхнего или нижнего поясов ферм, называют горизонтальными, а связи, устанавливаемые в вертикальных плоскостях между фермами или колоннами – вертикальными. Роль горизонтальных связей выполняют крупноразмерные панели покрытия, скрепляемые с верхними поясами ферм и балок. Для восприятия инерционных сил при торможении кранов между колоннами в продольных рядах устраивают вертикальные связи (крестовые или портальные) (рис. 72).

Рис. 72. Вертикальные связи между колоннами:

а – крестовые; б – портальные;

1 – железобетонные колонны; 2 – подкрановые балки; 3 – балки покрытия;

Источник

Фундаменты для промышленных зданий и сооружений: типы конструкций и особенности устройства

В отличие от гражданских зданий, конструкциям промышленных приходится испытывать не только статические нагрузки (от собственного веса и массы оборудования), но и динамические, вибрационные. Соответственно, фундаменты промышленных зданий должны иметь большой запас прочности и проектироваться не только на основании гидрометеорологических и геолого-геодезических изысканий, но и с учётом технологических и эксплуатационных особенностей сооружения.

Столбчато-ростверковый фундамент

При том, что способов осуществления задачи обычно имеется несколько, во время проектирования возможные вариации сравнивают и выбирают тот, который обеспечит наиболее выгодные технико-экономические показатели.

Выбор, определяемый расчётом

На выбор конструктива фундамента при проектировании промышленных зданий сначала влияет тип основания, на который ему предстоит опираться. Оно может быть как естественным, так и искусственным (насыпным) и иметь разные несущие способности.

Насыпное основание

Согласно с результатами полученных изысканий, определяется тип и конструкционные особенности фундамента, материал его исполнения, размеры в сечении и глубина заложения.

Предельные состояния грунтов

Естественные и насыпные основания обязательно просчитываются по двум видам предельного состояния:

1. Деформациям – рассчитываются в любом случае. В расчётах учитывается совокупное действие нагрузок и влияние внешних факторов (например, грунтовых вод, способных ослабить прочность грунта).
2. Несущей способности. Такие расчёты производятся, когда есть опасность воздействия горизонтальных нагрузок – например, сейсмических, либо здание находится на скальном основании или в непосредственной близости с откосом и сместить положение фундамента невозможно. При проектировании подпорных стенок такой расчёт выполняется обязательно.

На подпорные стенки действует горизонтальное давление грунта

Кроме того, при проектировании необходимо предусматривать вероятность изменения гидрогеологии участка застройки не только в процессе исполнения работ, но и в будущем, при использовании здания. Проблемы могут вызваны:

• естественными колебаниями отметки зеркала подземных вод, как сезонных, так и многолетних;
• образованием верховодки (локализации поверхностной воды в пустотах грунта выше УГВ);
• техногенными изменениями, влияющими на уровень залегания подземной воды;
• степенью её агрессивности как по отношению к грунту, так и к материалам заглубляемых конструкций.

Верховодка может доставлять немало неприятностей строителям

Гидрогеология

Возможные изменения гидрогеологической обстановки и вероятности подтопления на участке застройки должны оцениваться в процессе инженерных изысканий. Во всяком случае, для зданий I и II класса (жилые и общественные), это обязательно. При неблагоприятном развитии событий, проект сразу же предусматривает работы по укреплению грунта, дренажу и водопонижению, либо усиленной гидроизоляции (о способах гидроизоляции фундаментов читайте в статье).

Заглубление подошвы фундамента

На выбор глубины заложения фундамента промышленного здания влияют:

1. Назначение сооружения.
2. Конструктивные особенности здания.
3. Расчётные нагрузки.
4. Глубина закладки инженерных коммуникаций и фундаментов соседних зданий.
5. Рельеф территории застройки.
6. Свойства грунта.
7. Характер подземных вод.
8. Сезонное промерзание грунта на местности (УГП).

Принцип закладки фундамента в зависимости от глубины промерзания

Карта промерзания грунтов Вернуться к оглавлению

Фундаменты каркасных зданий

Тип фундамента определяется строением стен здания. Если это сборный железобетонный каркас, в котором вертикальными несущими элементами являются колонны, то для их установки применяются фундаменты стаканного типа (ГОСТ 24476*80).

Фундамент под металлические колонны

Особенности устройства стакана под колонну

Их строение начинается от простого блока с выемкой, в которую вставляется и замоноличивается колонна, до башмака со стаканом, в основании которого имеется опорная подошва в виде одной или двух плит.

Железобетонный стакан под колонну тип 1Ф Фундаментный стакан с башмаком тип 2Ф

• Фундамент под колонну, как и сама колонна, может быть и монолитным. В данный момент он представляет собой симметричную конструкцию ступенчатой формы с двумя или тремя выступами и подколонной выемкой. Если колонна тоже монолитная, то вместо подколонника в центре плиты при заливке устанавливают выпуски арматуры.

Монолитный фундаментный стакан может быть двойным в тех случаях, когда необходимо установить две смежные колонны. При этом одна из них вполне может быть стальной, а другая железобетонной.

Общий стаканный фундамент для смежных колонн — чертёж Вернуться к оглавлению

Фундаменты для опоры сплошных стен

В зданиях, где основные нагрузки от веса здания воспринимает не каркас, а сплошные стены из блоков или кирпича, фундаменты представляют собой сборную или монолитную ленту. Лента может опираться как на грунт, так и на точечные опоры – столбы или сваи (в этом случае опорную ленту называют ростверком (о строительстве фундамента с ростверком рассказано в нашей статье)).

Сборная и монолитная лента

Лента может быть монолитной, но в целях сокращения сроков строительства на крупных промышленных объектах чаще проектируют сборные фундаменты. Они собираются из неармированных бетонных или железобетонных блоков, плит, подушек, а также укрупнённых или доборных элементов.

Лента в монолитном варианте

• Плиты (подушки) укладываются плашмя в качестве основания и служат для увеличения площади опорной подошвы. Под ними должно быть предварительно выровненное песчаное основание, либо, если грунт нестабильный, выполняется бетонная подготовка. Блоки используют в качестве стен для вывода ленты на поверхность грунта.

Лента в сборном варианте

• Сборный фундамент может быть не только сплошным, но и прерывистым. Укладка блоков с разрывами до 90 см помогает сократить расход материала в тех случаях, когда грунт на участке имеет отличную несущую способность. Сокращаются расходы на оплату труда, и соответственно снижается себестоимость конструкции.

Сплошной сборный фундамент

• При устройстве ленты на просадочном грунте, поверх подушек — прежде чем монтировать блоки, устраивают шов толщиной до 5 см с заложенной в него прослойкой арматуры. Ещё один слой монолита, но уже толщиной до 15 см, предусматривают и поверх самого фундамента.

Прерывистый ленточный фундамент

• Подушку фундамента делают не из подушек, а монолитом, стенку так же собирают из блоков. Чаще всего такое строение необходимо, когда здание имеет подвал. В этом случае блоки выполняют функции только стенового материала, а монолит воспринимает нагрузки от веса здания и распределяет их на грунт.

Монолитные подушки под блочные стены

• Полностью монолитная лента имеет форму тавра с расширенной прямоугольной или ступенчатой подошвой. Она заливается по опалубке, установленной либо на уплотнённое насыпное основание, либо на жёсткий подготовительный слой из тощего бетона (подбетонку).

Сечение полностью монолитной Т-образной ленты

Перед бетонированием в опалубку предварительно монтируется объёмный арматурный каркас.

Столбы и фундаментные балки

Если основание вполне прочное, а здание одноэтажное и больших нагрузок не создаст, вместо более дорогой сплошной ленты проектируют фундаменты столбчатого типа.

Столбчатый фундамент с балками

Это монолитные бетонные столбы, расположенные в местах пересечения и примыкания стен, а также в промежутках между ними, с минимальным расстоянием 3 м (максимум 6 м).

Вариант устройства фундаментных столбов

Все опоры связываются между собой фундаментными балками – железобетонными или металлическими, которым и предстоит воспринимать нагрузку от веса стен.

Узел сопряжения фундаментной балки со столбами

Чтобы уменьшить их деформацию, под балками может быть устроена подсыпка из песка или шлака, толщина которой может достигать полуметра.

Источник