Стык железобетонной колонны с фундаментом

Стыки сборного железобетонного каркаса зданий электростанций

Основными стыками каркаса главного корпуса являются стык колонны с фундаментом, стык элементов колонн, стык ригеля с колонной, а также стык продольной распорки с колонной. Стыки каркасов должны обеспечивать целостность и монолитность конструкций, а также возможность продолжения монтажа до замоноличивания и приобретения бетоном стыка заданной прочности. Конструкции стыков должны соответствовать технологии заводского изготовления элементов в формах, обеспечивающих высокую точность выполнения изделий и расположения выпусков арматуры.

Основным видом соединения арматуры является ванная или многослойная сварка.

Стык колонны с фундаментом предусмотрен либо с заделкой колонны в стакан фундамента, либо с устройством в торце колонны опорного зуба и сварки арматуры. Заделка колонны в стакан применяется, как правило, при колоннах относительно небольшого размера (до 600X1200 мм). При колоннах большого сечения, а также при ленточных фундаментах, имеющих в верхней зоне арматуру, колонна устанавливается на фундамент опорным зубом. После рихтовки выпуски арматуры фундамента и колонны свариваются (рис. 7.18). Затем устанавливаются дополнительные хомуты, стык заполняется бетоном, марка которого соответствует марке бетона колонны. После приобретения бетоном стыка расчетной прочности конструкция работает как цельная колонна. Такие стыки до бетонирования способны выдерживать нагрузку от монтируемых элементов каркаса. Однако, учитывая ответственный характер сопряжения, рекомендуется замоноличнвание стыков производить после установки и выверки конструкций первого яруса.

Зуб колонны может выполняться железобетонным или из заполненной бетоном металлической трубы. При металлической трубе могут произойти расслоение бетона и образование трещины в случае эксцентричной установки колонны при монтаже. Поэтому нижнюю зону колонны в пределах заделки трубы дополнительно армируют сварными сетками по всей площади сечения. Предпочтение следует отдать получившему повсеместное распространение железобетонному зубу.

Читайте также:  Как делать свайный фундамент с ростверком

Стыки элементов колонны подразделяются на укрупнительные и монтажные. Укрупнительные стыки выполняются при укрупнении заводских элементов. Монтажные стыки осуществляются непосредственно при монтаже.

В настоящее время укрупнительные стыки на строительных площадках, как правило, не выполняются. Обычно заводские элементы колонн сопрягаются на монтаже непосредственно. Это оправдано при применении приторцованных на заводе колонн.

Монтажные стыки элементов колонн выполняются «сухими», т. е. без заливки бетоном. При малых сечениях колонн (до 600X600 мм) сопряжения могут осуществляться с помощью центрирующих прокладок, через которые передается нормальная (сжимающая) сила, тогда как момент передается через арматуру. Так как вся сжимающая сила передается через центрирующую прокладку на небольшую площадку, следует предусматривать дополнительное армирование бетона сетками.

Сварка в стыке может выполняться двумя способами. По первому способу при изготовлении колонны к концам продольной арматуры по периметру сечения приваривается обойма из листовой стали. На монтаже к обойме навариваются накладки, площадь сечения которых равна площади арматуры (рис. 7.19, а). По второму способу при изготовлении колонны по периметру предусматривается подрезка, в которую выпускаются концы арматуры. На монтаже эта арматура сваривается ванным способом (рис. 7.19,6). Для защиты арматуры от коррозии стык бетонируется, но этот бетон не является рабочим и может наноситься при отделочных работах.

Наиболее характерными для главного корпуса являются стыки колонн сечением до 2000X600 мм и более, воспринимающих нагрузки до 2000—2500 тс, с приторцованными бетонными поверхностями сопрягаемых элементов. Приторцовка в зависимости от производственных условий изготовления колонн может выполняться тремя способами.

1 способ. Изготовление колонны на заводе-изготовителе производится в одной форме (опалубке) на всю длину. В местах монтажных стыков устанавливаются прокладные фрезерованные листы. После бетонирования и выемки из формы элементов колонны образуются приторцованные торцы сопрягаемых элементов. При этом способе изготовления элементы колонн должны выпускаться с индивидуальной маркировкой, обозначающей. какие элементы взаимно приторцованы.

II способ. При невозможности изготовления на всю длину (вследствие малых производственных площадей, размеров пропарочной камеры и т. д.) колонны могут изготовляться отдельными элементами, причем в местах монтажных стыков концы элементов колонн на участке в 300 мм не бетонируются.

После изготовления выкладываются на всю длину колонны (или по два смежных элемента) отдельные элементы колонн и проверяется правильность их взаимного положения и прямолинейность. После выверки в местах монтажных стыков прокладываются фрезерованные листы и добетоннруются концы колонн. Добетонирование концов элементов должно выполняться на заводе-изготовителе и только в виде исключения может быть допущено на укрупнительной площадке строительства. При этом методе также требуется индивидуальная маркировка.

III способ. Наиболее прогрессивный способ обеспечивает изготовление на заводе-изготовителе обезличенных приторцованных элементов колонн. Изготовление колонн производится поточно-агрегатным способом в специальных опалубочных формах, обеспечивающих изготовление приторцованных поверхностей колонн с точностью до 0,2 мм. Возможное несовпадение в приторцованном стыке не превышает 0,5 мм. Изготовление обезличенных колонн упрощает комплектацию строительства изделиями, позволяет заводу-изготовителю работать на склад, допускает заказ элементов колонн только первого яруса для завершения нулевого цикла.

При приторцованных стыках сварка арматуры колонн в монтажных стыках может выполняться двумя способами. По первому способу на монтаже к обоймам навариваются листовые накладки (рис. 7.19, в). По второму способу при изготовлении колонны выполняются пазы или гнезда, в которые выпускаются концы арматуры. При монтаже арматура сваривается ванным способом (рис. 7.19, г).

Стык с ванной сваркой восстанавливает естественное сечение железобетонной колонны. Передача усилий в арматуре происходит без эксцентриситета. При обоймах с накладками из-за эксцентриситета возможно возникновение моментов.

Стык с ванной сваркой прост в изготовлении и не вызывает дополнительного расхода стали, в то время как устройство обойм с накладками требует расхода стали, а также выполнения значительного объема сварных швов.

Стык с ванной сваркой долговечен и огнестоек. Стык с накладками менее долговечен, требует систематической окраски.

Трудозатраты и стоимость изготовления стыка с ванной сваркой значительно ниже трудозатрат и стоимости стыка с накладками.

Таким образом, конструкцию стыка колонны с ванной сваркой арматуры следует считать более рациональной и полностью себя оправдавшей. В настоящее время при сборных железобетонных каркасах главных корпусов всех электростанций применяется только такой тип стыка.

Стык ригеля с колонной должен обеспечить узел рамы, воспринимающий момент и поперечную силу. Наиболее простым и достаточно проверенным является стык с ванной сваркой арматурных выпусков (рис. 7.20, с). Для этого сопряжения в колонне предусмотрена консоль, на которую устанавливается ригель. Выпуски арматуры из плоскости колонны и из торца ригеля свариваются между собой при монтаже ванным способом. Выпуски арматуры выполняются не только в верхней зоне ригеля, но частично и в нижней, так как в рамах главных корпусов и других сооружений от горизонтальных нагрузок в опорах могут возникнуть моменты обратных знаков, обусловливающие растяжение в нижней зоне ригеля. При наличии в верхней зоне ригеля двух-трех рядов арматуры (по высоте) для удобства сварки нижних рядов в верхних рядах предусмотрены вставки, обеспечивающие свободный доступ ко всем стержням.

После сварки выпусков устанавливаются дополнительные хомуты и зазор между торцом ригеля и колонной шириной 150—200 мм заполняется бетоном, марка которого соответствует марке бетона ригеля. Тщательность выполнения обусловлена тем, что сжимающее усилие в нижней зоне ригеля передается через заливку.

Хотя стык рассмотренной конструкции является «мокрым», он не требует немедленного бетонирования, так как восприятие монтажных нагрузок от каркаса обеспечивается после сварки арматуры.

Конструкция стыка ригеля с колонной без ванной сварки предусматривает наличие у торца ригеля закладных деталей, к которым приварена арматура ригеля (рис. 7.20,6). В месте верхней арматуры ригеля в колонне предусматривается металлическая обойма, к которой с помощью накладки приваривается закладная часть ригеля. Нижняя закладная часть ригеля приваривается к закладной части на консоли колонны. Такой стык допустим только при небольших усилиях в узлах рамы. Конструкция стыков требует большего расхода стали, трудоемка в изготовлении и обладает недостатками стыков элементов колонн с накладками. Поэтому применение таких стыков в главном корпусе ТЭС нерационально. Стык ригеля с колонной с пропуском ригеля через колонну (см. рис. 7.10) позволяет отказаться от консолей, упростить каркас и выполнить ригель предварительно напряженным.

Стык распорки с колонной может быть выполнен шарнирным или жестким. При шарнирном соединении перед подъемом колонны к ее закладной части приваривается металлический столик, на который при монтаже укладывается распорка и к которому приваривается ее закладная часть (рис. 7.21, а).

Другим применявшимся ранее типом шарнирного сопряжения распорки с колонной является устройство совка, в который вставляется железобетонная распорка, привариваемая своими закладными частями к боковым щекам (рис. 7.21, 6). Прн перекосе совков заводка в них распорок затруднена и требует подрубки железобетонных распорок по месту. Поэтому это решение нельзя признать удачным.

Для сокращения числа закладных деталей в колоннах, а также ликвидации связей разработана конструкция жесткого крепления распорки к колонне с помощью сварки выпусков арматуры (рис. 7.21, в). В этом стыке распорку приваривают к опорному столику, приваренному в свою очередь к выпускам арматуры. Такой столик не обладает достаточной жесткостью и поэтому может быть применен только при небольших нагрузках.

Дальнейшей модернизацией этого стыка явились улучшение конструкции столика и его крепление к колонне при помощи болтов (рис. 7.21, г). В этом узле выполнены скосы в торцах распорки, улучшающие условия заполнения бетоном. На некоторых электростанциях (Конаковская ГРЭС и др.) применен видоизмененный стык такой конструкции. Вместо выпусков арматуры, предусматриваемой при изготовлении, выполнены отверстия, в которые при монтаже вставлялись арматурные стержни, покрыты антикоррозионной обмазкой. Такое решение, упрощающее изготовление колонн, нельзя признать удачным, так как люфт в отверстиях не может обеспечить плотную посадку арматурных стержней и надежную передачу поперечных сил без деформации узла.

Следует отметить, что в узле, приведенном на рис. 7.21, з, заливка бетоном требуется только для восприятия поперечных сил. Поэтому при отсутствии технологических нагрузок можно допустить монтаж всего главного корпуса, а также работу монтажных кранов до заливки этих узлов бетоном.

Жесткое соединение распорки с колонной без заливки бетоном может быть выполнено сваркой закладных частей в колонне и распорке листовыми накладками (рис. 7.21, д). Такое решение узла требует дополнительного расхода стали, а также усложняет изготовление распорок и колонн из-за наличия в них закладных частей.

В конструкцию стыка распорки с колонной при шаге колонн 12 м (рис. 7.22) внесены изменения. В частности, в верхней грани распорки предусмотрены специальные хомуты, охватывающие выпуски продольной арматуры, усилен опорный столик, увеличен зазор между торцом распорки и колонной, в торце предусмотрены горизонтальные борозды (шпонки) для лучшего сцепления с бетоном.

В отличие от сопряжений колонны с фундаментом в ригеля с колонной в рассмотренных конструкциях креплений продольных распорок к колоннам на поверхности узла остаются металлические детали, которые снижают огнестойкость конструкции и требуют систематического окрашивания. Перечисленные конструкции крепления распорок с колоннами обладают известными недостатками. Удачной следует считать конструкцию с выпусками арматуры и замоноличиванием (рис. 7.21, г и 7.22).

Источник

4.3.3. Отдельные 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).

Размеры в плане подошвы ( b, l ), ступеней ( b1, l1 ), подколонника ( luc, buc ) принимаются кратными 300 мм; высота ступеней ( h1, h2 ) — 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
h1 h2 h3
300 300
450 450
600 300 300
750 300 450
900 300 300 300
1050 300 300 450
1200 300 450 450
1500 450 450 600

Модульные размеры фундамента следующие:

hf 1500—12000
h 300, 450, 600, 750, 900, 1050, 1200, 1500, 1800
h1, h2, h3 300, 450, 600
b 1500—6600
l 1500—8400
b1, b2 1500—6000
buc 900—2400
luc 900—3600
l1, l2 1500—7500

Высота ступеней принимается по табл. 4.22 в зависимости от высоты плитной части фундамента [1]. Вынос нижней ступени вычисляется по формуле c1 = kh1 , 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 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
0,2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2,9 3 3
3
0,25 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2,5 2,8 3
2,6 3
0,3 3 3 3 3 3 3 2,7 3 3 2,3 2,5 3
2,8 2,4 2,6
0,35 2,8 3 3 2,7 3 3 2,4 2,7 3 2,1 2,3 2,7
3 2,9 2,6 2,9 2,2 2,4 2,9
0,4 2,6 2,9 3 2,5 2,8 3 2,3 2,5 3 2 2,1 2,5
2,7 3 2,7 3 2,4 2,7 2,2 2,6
0,45 2,4 2,7 3 2,3 2,6 3 2,1 2,3 2,8 1,9 2 2,3
2,5 2,8 2,5 2,7 2,2 2,5 3 2,1 2,5
0,5 2,3 2,5 3 2,2 2,4 3 2 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 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 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, м 3
lc bc тип подколон-
ника
размеры, мм тип подколон-
ника
размеры, им hg lg bg
luc buc luc buc
400 400 А 900 300 AT 900 2100 800
900
500 500 0,22
0,25
500
600
600
500
400
600
Б 1200 1200 БТ 1200 2100 800
900
800
600
700
700
600
500
600
0,31
0,34
0,41
800
800
400
500
В 1200 1200 ВТ 1500 2100 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, м 3
l b l1 b1 h1 h2 hf
ФА6-1
ФА6-2
ФА6-3
ФА6-4
ФА6-5
ФА6-6
2400 2100 1500 1500 300 300 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
2700 2100 1800 1500 300 300 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
2700 2400 1800 1500 300 300 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
3000 2400 2100 1500 300 300 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, м 3
b l b1 h1 h1 hf
ФАТ3-1
ФАТ3-2
ФАТ3-3
ФАТ3-4
ФАТ3-5
ФАТ3-6
1800 2100 300 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
2400 2100 1500 300 300 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
2700 2100 1800 300 300 1500
1800
2400
3000
3600
4200
4,5
5,1
6,2
7,4
8,5
9,6

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.

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, м 3
lc bc тип подколон-
ников
размеры, мм тип подколон-
ников
размеры, мм hg lg bg
luc buc luc buc
300 300 А 900 900 AT 900 2100 450
450
400 400 0,08
0,12
400 400 650
1050
500 500 0,18
0,29
600 400 Б 1200 1200 БТ 1200 2100 650
1050
700 500 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.

Источник

Оцените статью
Строительство и ремонт