Фундаменты с несущей консолью
1.5. Фундаменты
Фундаменты консольных опор. Под металлические опоры в первые годы электрификации устанавливались в основном монолитные ступенчатые фундаменты. Изготовлялись они на месте из бетона марки М110. Анкерные болты у них проходили сквозь всю призматическую часть и заделывались в ступенчатую часть. Никакой дополнительной арматуры в них не ставилось.
Транстехпроектом в 1954 г. были спроектированы блочные призматические фундаменты с углублениями по боковым сторонам в целях экономии бетона. Они получили марку К (рис. 1.13). Сечение их рассчитывалось, как железобетонное, с учетом работы продольной арматуры. Для изготовления фундаментов типа К должен был применяться бетон марки М110.
Рис. 1.13. Призматические фундаменты консольных опор типов К-1 — K-IV (а) и типов K-V — K-VII (б)
Под анкерные консольные опоры типа МШ были спроектированы два типа фундаментов: бетонные и железобетонные. Бетонные фундаменты имели размер поперечного сечения вверху 600X1200 мм или 500X1200 мм (рис. 1.14).
Рис. 1.14. Фундаментные блоки опор типа МШ: а, б — бетонные; в — железобетонные
Железобетонные фундаменты по форме напоминали бетонные, но были более тонкими и поэтому армировались сварными каркасами (рис. 1.15).
Рис. 1.15. Схемы расположения арматуры в железобетонных фундаментных блоках опор типа МШ в стойке (а) и в плите (б
Анкерные болты с арматурным каркасом непосредственно контакта не должны были иметь.
Железобетонные фундаменты изготовлялись из бетона марки М170. Вертикальная арматура в них рассчитывалась на восприятие растягивающего усилия, которое было равно суммарному усилию в анкерных болтах.
Под опоры типа МО устанавливались бетонные фундаменты и железобетонные анкеры (рис. 1.16 и 1.17). Анкерные болты в этих фундахментах проходили на всю высоту и были сварными. Изготовлять их предусматривалось из бетона марки М110.
Рис. 1.16. Фундаменты под опоры типа МО
Для консольных металлических и железобетонных опор был разработан новый проект блочных фундаментов. Вместо типа К стал тип А. У этих фундаментов изменилась привязка анкерных болтов и уменьшился расход материалов. По конструкции они идентичны фундаментам типа К. Для изготовления их применен бетон марки Мl50.
Рис. 1.17. Железобетонные анкеры для опор типа МО
Для 13-метровых опор с двухпутными консолями были спроектированы призматические фундаменты типа П. Они напоминали фундаменты типов К и А, но имели большие размеры поперечного сечения. Анкерные болты в фундаментах типа П пропускались на всю глубину. Состояли они из двух частей, собираемых на сварке. Защитный слой бетона у них должен был составлять не менее 50 мм. Для улучшения фиксации положения анкерных болтов в опалубочных формах при изготовлении фундаментов и увеличения сцепления их с массивом устанавливались хомуты. Изготовлялись фундаменты типа П из бетона марки М150. Для консольных железобетонных опор в 1957 г. разработан проект двутавровых стаканных фундаментов. Они имели одинаковую высоту и ширину сечения (67X67 см), толщину полки и стенки до 7 см. Армирование было выполнено ненапряженной продольной арматурой из стали Ст5 или 25ГС. Поперечная арматура состояла из спирали и плоских сварных каркасов (рис. 1.18). Защитный слой бетона составлял не менее 30 мм от рабочей продольной арматуры и 25 мм от поперечной. Фиксация каркасов в форме при изготовлении фундаментов должна была производиться с помощью цементных прокладок, привязываемых к продольной арматуре. Но реально это делалось далеко не всегда.
Рис. 1.18. Схема расположения арматуры в двутавровых стаканных фундаментах в стаканной (а) и двутавровой (б) частях
Типовой проект двутавровых стаканных фундаментов периодически перерабатывался, но существенных изменений в него внесено не было.
В 1976 г. было предложено перейти на изготовление трехлучевых фундаментов. Соединение их с опорами оставлено, как и прежде, стаканным, а подземная часть выполнена в виде трех лучей (рис. 1.19).
Рис. 1.19. Схема расположения арматуры в трехлучевых фундаментах в стаканной (а) и трехлучевой (б) частях
Недостатком системы армирования подземной части этих фундаментов является то, что каркасы трех лучей слабо соединены между собой. Надлежащей анкеровки поперечной арматуры не было сделано. Это приводило иногда к развитию продольных трещин в зоне сопряжения лучей. В проекте 1983 г. система армирования была улучшена, но не все вопросы фиксации каркасов в опалубочных формах были решены. В этих фундаментах, как и в двутавровых стаканных, толщина защитного слоя не всегда была выдержана.
Рис. 1.20. Типовой ступенчатый фундамент
В стаканных фундаментах паз между опорой и стенками стакана должен был заполняться цементным раствором. Разрешалось при установке фундаментов в зимнее время заполнять его на высоту 40 см от дна стакана мелкозернистым щебнем, а вверху раскреплять опору дубовыми или березовыми клиньями. Для предотвращения попадания воды в стаканы кольцевой зазор должен был законопачиваться несмоленым жгутом и сверху устраиваться слив. С наступлением теплого периода слив и жгут должны были сниматься, а щебень — проливаться цементным раствором состава 1:2. В остальном омоноличивание должно было производиться, как в теплое время года, т. е. остальная часть зазора должна была расчеканиваться цементно-песчаным раствором. Но, к сожалению, после сдачи объектов строители редко проводили надлежащую зачеканку швов. Поэтому многие опоры остались в эксплуатации установленными на клиньях. Сливы с течением времени разрушились, и стаканная часть фундаментов заполнилась (водой.
Кроме рассмотренных фундаментов, под консольные опоры применялись также свайные. Делались они из мостовых свай длиной 8-10 м и сечением 35X35 см. Для соединения этих свай с опорами изготовлялись специальные железобетонные сборные оголовки. Омоноличивание их выполнялось цементно-песчаным раствором. Применялись такие фундаменты редко, в основном тогда, когда несущая способность грунтов была очень низкой и обычные фундаменты не обладали в этих условиях требуемой устойчивостью.
Фундаменты опор гибких поперечин. Под станционные опоры гибких поперечин долгое время применялись ступенчатые монолитные фундаменты с анкерными болтами, заглубленными в ступенчатую часть. Количество анкерных болтов достигало 16 шт. на фундамент, т. е. по 4 шт. в каждом углу. Болты изготовлялись из мягких сталей, коэффициент условий работы их принимался 0,65, т. е. с 35%-ным запасом прочности.
Спроектированные Транстехпроектом в 1954 г. ступенчатые фундаменты в целях экономии бетона имели внутренний колодец (рис. 1.20). Изготовлялись фундаменты из бетона марки М110. Расход материалов на них очень большой, котлованы глубокие, делать их тяжело. Поэтому был разработан одновременно со ступенчатым пустотелым еще и фундамент раздельного типа Р, показанный на рис. 1.21. Для изготовления этих фундаментов применен бетон марки М300. Армирование фундаментов типа Р показано на рис. 1.22.
Рис. 1.21. Типовой фундамент раздельного типа Р
Типовой проект свайных фундаментов для металлических опор гибких поперечин (рис. 1.23) разработан Гипропромтрансстроем в 1960 г. Свайные фундаменты предназначены для металлических опор мощностью до 150 тс•м. Соединение свай с ростверком предусмотрено было в двух вариантах: на сварке и болтовое. Плита ростверка в целях экономии бетона принята в форме двутавра. Длина свай в зависимости от геологических условий и требуемой несущей способности их изменяется в довольно широких пределах (от 5 до 10 м). Армирование ростверков и свай принято в виде пространственных каркасов, свариваемых из плоских сеток (рис. 1.24). Изготовлять свайные фундаменты предполагалось из бетона марки М300.
Рис. 1.22. Схема армирования блока раздельного фундамента
Под опоры гибких поперечин, рассчитанных на изгибающий момент от 250 кН•м (25 тс-м) до 650 кН•м (65 тс•м), были спроектированы и нашли небольшое применение также двутавровые железобетонные фундаменты типа Д с уширенной полкой (рис. 1.25). Армировались эти фундаменты пространственными каркасами (рис. 1.26). Анкерные болты их имели U-образную форму. Для этих фундаментов должен был применяться бетон марки М300.
Рис. 1.23. Свайный фундамент под опору гибкой поперечины
Источник
Фундаменты консольные и выносные
Консоли и консольные закладные детали используют для передачи нагрузок от устанавливаемой опоры на фундаментный блок, горизонтальным смещением (вылетом) оси устанавливаемой стальной конструкции относительно оси фундаментного блока. Рекомендуются следующие условия эксплуатации данных конструкций:
- к лиматические районы — II4 .. II11 по ГОСТ 16350;
- ветровые районы — с I по VII по СП 20.13330.2011;
- в нешняя среда — слабоагрессивная (по степени агрессивного воздействия) по СНиП 2.03.11.
- ветровые районы — с I по VII по СП 20.13330.2011;
- внешняя среда — слабоагрессивная (по степени агрессивного воздействия) по СНиП 2.03.11.
Использование закладных элементов в климатических районах I4. II3 возможно, но должно быть проектно обосновано и согласовано с изготовителем. Консольные элементы изготавливаются в двух исполнениях.
Консольные закладные детали имеют несущую часть, предназначенную для установки в фундаментный блок и вынесенный по горизонтали фланец для установки опоры.
Прямые консольные элементы имеют два разнесенных узла крепления (фланцы с отверстиями) и предназначены для установки совместно с закладным элементом.
Части консольных элементов, конструктивно выступающие из фундаментного блока, защищены от коррозии в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11 и ГОСТ 9.602. По умолчанию, данные части покрываются слоем битумной мастики толщиной до 2,5 мм. Под запрос могут иметь покрытие всех наружных поверхностей битумной мастикой или оцинковываться горячим цинкованием в соответствии с ГОСТ 9.307-89.
УСТАНОВКА ЗАКЛАДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Установка консольных закладных деталей осуществляется в подготовленный котлован — после установки фланца по уровню и достижения требуемой его ориентации подземная часть заливается бетоном. Установка прямого консольного элемента осуществляется одним из его фланцев на фланец закладной детали, установленной в обустроенный фундамент. Крепежные элементы для установки поставляются комплектно с консолью. Основные параметры фундамента (количество и марка бетона) в целом определяются исходя из климатических условий района эксплуатации и параметров грунта.
УСТАНОВКА ОБОРУДОВАНИЯ
На свободный фланец консольного элемента устанавливается опора. В зависимости от нагрузок и конструктивных требований, для установки применяются резьбовые крепежные детали (болты, шпильки, гайки, шайбы), поставляемые комплектно с опорами. Установку оборудования допускается проводить только после набора фундаментом требуемой прочности.
Источник
Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент
Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент относится к области строительства, а именно к конструкциям опорных узлов сопряжения новых колонн, предназначенных для усиления зданий с существующими фундаментами для несущих стеновых панелей, и может быть использована при реконструкции и капитальном ремонте зданий. Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент содержит ствол колонны, элементы для крепления прогона. Ствол колонны, нижняя его часть, представлена стальной консольной конструкцией, состоящей из соединенных воедино ствола колонны, консольной балки, опорного листа, вертикальных ребер жесткости. Стальную консольную конструкцию устанавливают в углубление, выполненное в теле существующего фундамента на слой цементно-песчаного раствора. Консольную конструкцию крепят к существующему фундаменту шпильками в комплекте с шайбами, гайками, после чего углубление заделывают быстротвердеющим бетоном на расширяющемся цементе. Достигнутый технический результат выражается в улучшении работы системы конструкций: «колонна-существующий фундамент» за счет симметричности конструкции существующего фундамента; сокращении трудоемкости, материалоемкости и сроков работ; сохранении эксплуатационных характеристик здания.
Полезная модель «Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент» относится к области строительства, а именно к конструкциям опорных узлов сопряжения новых колонн, предназначенных для усиления зданий с существующими фундаментами для несущих стеновых панелей, и может быть использована при реконструкции и капитальном ремонте зданий.
Известны и, как правило, применяются для установки новых колонн вблизи от существующих стен в реконструируемых зданиях решения, в которых предусматривается устройство новых фундаментов снаружи здания, вблизи существующих фундаментов. [2], [3].
Следует отметить, что наиболее остро стоит проблема обеспечения безопасности эксплуатации крупнопанельных жилых домов серии 1-335 с неполным каркасом. Эта проблема существует долгое время и в настоящее время еще более обостряется.
Жилые дома указанной серии построены во многих городах Российской Федерации, общая площадь жилого фонда таких домов составляет 28,2 млн. кв. метров, в том числе в г.Омске — 0,57 млн. кв. метров [5], [6].
Анализ применяемых проектных решений повышения надежности зданий показывает, что в этих целях предусматривалось подведение различных конструкций (металлических, железобетонных) изнутри здания, где требуется выполнить работы внутри заселенных квартир (без отселения жильцов) по частичной разборке перегородок в местах примыкания к наружным стенам для установки колонн с последующей заделкой разобранных перегородок [7]. При этом значительные затруднения для жильцов вызывают работы, необходимые для разборки и последующей заделки колонн.
При установке колонн снаружи здания [8] передача нагрузок с опорных узлов прогонов осуществляется через металлические тяжи на новые колонны, устанавливаемые на новые фундаменты. Объемы работ внутри квартир резко сокращаются, но увеличивается ориентировочно в 2,5 раза расход металла на устройство наружных колонн. Общие затраты еще более увеличиваются в связи с устройством фундаментов для установки колонн. Кроме того необходима откопка котлована для возведения нового фундамента под новую колонну.
Недостатком этих решений, как правило, является то, что вышеуказанные конструктивные решения намечались к реализации без отселения жильцов и поэтому не получили массового практического применения. Это объясняется высокой трудоемкостью работ в стесненных условиях и большими неудобствами для жильцов, кроме того, при реализации указанных решений возникают трудности в связи с необходимостью возведения фундаментов и установкой на них несущих конструкций (колонн) высотой, равной высоте здания, чем обосновывается их значительная масса и стоимость.
В качестве ближайшего аналога выбрана Конструкция опирания колонны на новый фундамент [8]. Она является наиболее близкой по совокупности существенных признаков к предлагаемой полезной модели «Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент».
Ближайший аналог представляет собой монолитную армированную конструкцию 1, которая возводится на строительной площадке и предназначена для восприятия вертикальной нагрузки от колонны 2, которая крепится анкерами 3. Между монолитной армированной конструкцией 1 и колонной 2 предусмотрен цементно-песчаный раствор 4, обеспечивающий равномерность передачи нагрузки.
Изготовление такой конструкции сопряжено с применением ручного труда в стесненных условиях котлована, величина которого должна быть минимальной с целью причинения минимальных неудобств жильцам дома, работы на котором производятся без отселения жильцов.
К причинам, мешающим получению технического результата, который обеспечивается предлагаемой полезной моделью «Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент» можно отнести недостаточную надежность работы конструкции в связи с ее вынужденной несимметричностью формы, трудоемкостью работ и материалоемкостью изготовления.
Предлагаемой полезной моделью «Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент» решается задача повышения надежности системы конструкций усиления, а именно непосредственной передачи нагрузки от колонны на существующий фундамент без участия третьего элемента — монолитной армированной конструкции несимметричной формы, исключения затрат на производство земляных работ и устройство собственной монолитной армированной конструкции.
Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является:
— улучшение работы системы конструкций: «колонна-существующий фундамент» за счет симметричности конструкции существующего фундамента;
— сокращение трудоемкости, материалоемкости и сроков работ;
— сохранение эксплуатационных характеристик здания.
Для решения поставленной задачи «Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент» содержит стальную консольную конструкцию 1, соединенную воедино и состоящую из ствола колонны 2, консольной балки 3, опорного листа 4, вертикальных ребер жесткости 5, шпилек 6, гаек, шайб 7.
Для достижения технического результата «Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент» содержит новые существенные признаки:
— ствол колонны — нижнюю ее часть,
— вертикальные ребра жесткости,
Совокупность перечисленных новых существенных признаков вместе с известными признаками: стволом колонны, элементами для крепления прогона, позволяет получить требуемый технический результат:
— улучшение работы системы конструкций: «колонна-существующий фундамент» за счет симметричности конструкции существующего фундамента;
— сокращение трудоемкости, материалоемкости и сроков работ;
— сохранение эксплуатационных характеристик здания.
За счет имеющихся в комплекте шпилек с гайками и шайбами ствол колонны жестко соединен с телом цокольной панели, опираясь при этом опорным листом консольной конструкции на фундаментный блок существующего фундамента. Дня качественной передачи усилия с опорного листа колонны на фундамент, между ними предусмотрена прослойка из цементно-песчаного раствора.
«Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент» представлена чертежами и схемой.
Фиг.1 — Конструкция опирания колонн на новый фундамент (ближайший аналог).
Фиг.2-3 — Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент.
Позиции на фиг.2-3 обозначают:
1 — Стальная консольная конструкция:
2 — ствол колонны (нижняя ее часть),
3 — консольная балка,
4 — опорный лист,
5 — вертикальные ребра жесткости,
7 — гайки и шайбы.
8 — Углубление в существующем фундаменте,
9 — Существующий фундамент.
«Консольную конструкцию опирания колонны на существующий фундамент» осуществляют следующим образом. Консольную конструкцию опирания колонны на существующий фундамент 1, состоящую из жестко соединенных: ствола колонны 2, консольной балки 3, опорного листа 4 и вертикальных ребер жесткости 5, устанавливают на слой цементно-песчаного раствора в углубление 8, специально выполненное в теле существующего фундамента 9 и закрепляют шпильками 6, гайками и шайбами 7, после чего углубление тщательно заделывают быстротвердеющим бетоном на расширяющемся цементе.
При осуществлении заявляемой полезной модели был достигнут требуемый технический результат, выражающийся в улучшении, по сравнению с ближайшим аналогом, работы системы конструкций: «колонна-существующий фундамент» за счет симметричности конструкции существующего фундамента; сокращении трудоемкости, материалоемкости и сроков работ; сохранении эксплуатационных характеристик здания, что в целом позволит продлить срок безопасной эксплуатации жилых домов данного типа.
«Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент» соответствует условию «промышленная применимость», т.к. относится к широко используемым в строительстве устройствам для реконструкции, ремонта и модернизации зданий, а именно к конструкциям опорных узлов сопряжения колонн для усиления зданий.
1. Реконструкция и модернизация пятиэтажных жилых зданий первых массовых серий типовых проектов. // Методические рекомендации. ЦНИИЭП жилища, М.: 1988. С.51
2. Нелепов А.Р. Методология обследований, оценки состояния, надежности и реконструкции зданий. // Монография. Омск, Издательство Наследие, 2002. С 803
3. Мосенкис Ю.М., Нелепов А.Р. // Сводный технический отчет по предварительным (визуальным) обследованиям жилых домов серии 1-335 в административных округах г.Омска в 2006 г., 
6490, Омск. 2006. С.80
4. Мосенкис Ю.М. Обосновывающие материалы на выделение инвестиций по обеспечению безопасной эксплуатации жилых домов серии 1-335 с неполным каркасом. Технический отчет, 2006 г..
5. Афанасьев А.А., Матвеев Е.П. Реконструкция жилых зданий, М., 2008 г., 234 с.
6. Исходные данные для технико-экономического обоснования мероприятий реконструкции жилых домов первых массовых серий в составе подпрограммы «Модернизация объектов коммунальной инфраструктуры» федеральной целевой программы «Жилище» на 2002-2010 годы. ГОУ СИБАДИ, технический отчет, Омск, 2007 г., с.77.
7. Индустриальные изделия серии 1-335. Типовой проект. Ленинград. 1959.
8. Проектно-изыскательские работы (обследование на жилых домах первых массовых серий 1-335 ПК, ремонтно-восстановительные работы на жилом доме по адресу: ул. Нефтезаводская, 8, 6490/9.1-АС), ПИИ «Омскжелдорпроект» — филиал ОАО «Росжелдорпроект».
1. Консольная конструкция опирания колонны на существующий фундамент содержит ствол колонны, элементы для крепления прогона, отличающаяся тем, что ствол колонны, нижняя его часть, представлена стальной консольной конструкцией, состоящей из соединенных воедино ствола колонны, консольной балки, опорного листа, вертикальных ребер жесткости.
2. Консольная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что нижней частью стальную консольную конструкцию устанавливают в углубление, выполненное в теле существующего фундамента.
3. Консольная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что ее заделывают в углубление на слой цементно-песчаного раствора.
4. Консольная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что установленную в углубление консольную конструкцию крепят к существующему фундаменту шпильками в комплекте с шайбами, гайками, после чего углубление заделывают быстротвердеющим бетоном на расширяющемся цементе.
Источник