Что такое фундаментные балки и их основные параметры

Этапы устройства основания

При разметке участка желательно использовать геодезическое оборудование

После того, как будут закончены работы над проектом будущего здания, следует приступать непосредственно к строительным работам. Прежде всего, производится перенесение проектных чертежей на местность.

Участок строительства разбивается с помощью осевых линий – тонкой проволоки или шпагата, натянутых на колышки.

Эти колышки устанавливаются таким образом, чтобы осевые линии, пересекаясь между собой, образовывали периметр будущего здания. Затем производятся земляные работы. Их характер и объём полностью зависят от типа запроектированного фундамента.

Для равномерного распределения веса здания на опоры, необходимо максимально точно рассчитать на местности точки заложения оснований под столбы.

Ниже рассмотрим особенности устройства монолитных фундаментов для колонн, производимых по различным технологиям.

Столбчатое монолитное основание

Для устройства столбчатого монолитного фундамента достаточно выкопать яму нужной глубины под заливку монолитного стакана, либо для установки готового «стакана». На дне также сооружается песчано-гравийная подушка. Перед заливкой монолитного столбчатого фундамента вымеряется точка установки колонны и сооружается опалубка.

Внутрь нее помещается каркас с закладной или с выступающими вверх штырями для крепления будущей опоры. Конструктивно столбчатое основание может быть исполнено как в виде монолитной плиты, так и в виде ступенчатой пирамиды из двух-трёх уступов. В последнем случае каждая ступень заливается по отдельности, начиная с самой нижней.

Посмотрите видео, как производится установка колонны в стакан.

Ленточное монолитное основание

В этом случае выкапывается траншея по всему периметру постройки, а также там, где будут проходить внутренние несущие стены. В точках монтажа колонн делаются расширения или углубления в грунте, если проектом предусматривается установка или заливка в этих местах бетонных «стаканов».

Конструкция ленточного основания под колонны

В случае если общая масса строящегося здания не такая уж и большая, можно обойтись без подобного усиления конструкции. Достаточно будет в точках монтажа несущих опор лишь усилить каркас с помощью более толстой арматуры, выпуска вертикальных стержней или установки металлических пластин – «закладных».

По всему периметру траншеи, на дно засыпается подушка из крупного песка, гравия или щебня, а затем укладывается объёмный каркас. Он собирается и монтируется таким образом, чтобы возвышаться над уровнем траншеи на определённую высоту (не менее 30-40 см), необходимую для защиты стен здания от потоков талой и дождевой воды. Выступающая часть каркаса забирается в опалубку.

Сплошное монолитное основание

Для заливки сплошной железобетонной плиты необходимо снять верхний слой почвы на всей площади будущей постройки. Затем площадка выравнивается в горизонтальной плоскости и засыпается щебнем, песком или гравием. Поверх песчано-гравийной подушки укладывается объёмный каркас, в точках монтажа опор также делается усиление каркаса, выпускаются стержни (анкерные болты) либо монтируется металлическая закладная пластина.

Рекомендуем посмотреть видео о том, как производится монтаж колонны на готовое основание.

Свайные монолитные основания

По типу устройства такие основания могут быть нескольких типов, но к монолитным фундаментам под колонны можно отнести, пожалуй, только буронабивную технологию. В местах монтажа будущих колонн с помощью бура делается отверстие, куда устанавливается опалубка.

Устанавливать закладные, анкера или выпуски арматуры под будущую колонну лучше до заливки монолита. В этом случае возможно скрепить данные детали с каркасом, что делает связь колонны с основанием более прочной. Кроме того, это отнимет гораздо меньше сил и времени.

Поскольку от правильного выбора фундамента зависит надёжность здания и долговечность его эксплуатации, подходить к расчётам нужно очень ответственно. Наилучшим вариантом будет обратиться к специалистам, которые смогут составить проект с учётом всех мельчайших нюансов.

Плюсы и минусы

Каркас из железобетона имеет позитивные и негативные свойства:

Фундаменты и фундаментные балки промышленных зданий.

Колонны каркаса, как правило, опирают на отдельные железобетонные фундаменты с подколонниками стаканного типа, а стены — на фундаментные балки. Ленточные фундаменты под ряды колонн или сплошные под здания (за исключением фундаментных плит в универсальных зданиях) устраивают редко — на слабых или просадочных грунтах и при больших ударных воздействиях на грунт технологических агрегатов.

Фундаменты небольших и средних размеров (когда масса блока не превышает 6 т). а также облегченные фундаменты ребристой и пустотелой конструкции целесообразно монтировать из сборных (составных) блоков.

Унифицированные монолитные фундаменты, имеющие ступенчатую конструкцию с подколонником и стаканом для заделки колонн, предназначены для колонн прямоугольного сечения и двухветвевых.

Сборные фундаменты могут состоять из одного блока (подколонника со стаканом) или из подколонника и одной плиты. Подколонник устанавливают на плиту по цементно-песчаному слою.

В последнее время широкое распространение получают свайные фундаменты. Железобетонные сваи имеют квадратное или круглое сечение (полые). Головы сваи связывают монолитным или сборным железобетонным ростверком, который одновременно служит подколонником.

Размеры стакана в плане делают больше сечений колонн: поверху на 150 и понизу на 100 мм. Зазоры между стенками стакана и поверхностью колонны, а также низом колонны и дном стакана заполняют бетоном на мелком гравии.

Стены каркасных зданий опирают на железобетонные фундаментные балки, укладываемые между подколенниками фундаментов на бетонные столбики.

Балки имеют тавровое и трапециевидное сечение

По фундаментным балкам для гидроизоляции стен укладывают один-два слоя рулонного материала на мастике. Допускается выполнять гидроизоляцию из цементно-песчаного раствора (1:2) толщиной 30 мм. Для предохранения балок от деформации при пучении грунтов снизу с их боков делают подсыпку из шлака, крупнозернистого песка или кирпичного щебня.

В отапливаемых зданиях при расположении рабочих мест около наружных стен необходимо утеплять пристенную зону пола цеха на ширину до 2 м (например, шлаком). По периметру здания устраивают отмостку из асфальта или бетона шириной 0.9-1.5 м с уклоном от стены не менее 1:2.

Несущие стены в бескаркасных зданиях или с неполным каркасом опирают на фундаменты, выполняемые, как и в гражданских зданиях, из сборных элементов.

51. Железобетонные колонны промышленных зданий.

В зданиях без мостовых кранов устраивают колонны без консолей, а в зданиях с мостовыми кранами — колонны с консолями, на которые опирают подкрановые балки. По расположению в плане различают колонны крайних и средних рядов: первые устанавливают также в рядах, примыкающих к продольным температурным швам.

Железобетонные колонны могут иметь прямоугольное и двутавровое сечения, а также быть двухветвевыми. По сравнению с колоннами прямоугольного сечения двухветвевые колонны имеют повышенную жесткость, но они более трудоемки в изготовлении. Применяют их в здании с высотой более 10.8 м.

В зданиях, оборудованных более чем двумя мостовыми кранами в пролете, по условиям безопасности обслуживающего персонала предусматривают сквозные проходные галереи вдоль подкрановых путей. В этих случаях применяют двухветвевые колонны с лазами, расположенными в уровне верха подкрановых балок.

Ветви колонн сквозного сечения связаны распорками через 1.5-3.0 м по высоте.

В железобетонных колоннах предусматривают стальные закладные элементы, с помощью которых крепят стропильные конструкции, подкрановые балки, стеновые панели (в колоннах крайних рядов) и вертикальные связи. В У1естах опирания стропильных конструкций и подкрановых балок укладывают стальные листы: крепят их анкерными болтами. При

безанкерном креплении стропильных конструкций к колоннам в головки их заделывают стальные пластины.

Для повышения устойчивости зданий в продольном направлении предусматривают систему вертикальных связей между колоннами и в покрытиях. В зданиях без мостовых кранов и с подвесным транспортом межколонные связи ставят только при высоте помещений более 9.6 м. В целях снижения усилий в элементах каркаса от температурных и других воздействий вертикальные связи располагают в середине температурных блоков в каждом ряду колонн.

Рядовые колонны соединяют с связевыми колоннами распорками, размещаемыми по верху колонн, а в зданиях с мостовыми кранами — подкрановыми балками. Связи выполняют из уголков или швеллеров и крепят к колоннам с помощью косынок на сварке.

Выбор размера и маркировка

Длина фундаментных балок должна подбираться в зависимости от расстояния между опорами фундамента. При расчетах необходимо учитывать запас на площадь поверхности ступени опорного столба. Площадь сечения и его тип следует выбирать от величины нагрузки на балку. При использовании типовых серийных изделий, можно использовать расчетную таблицу ГОСТа 28737–90, в которой приведены максимальные значения нагрузок для тех или иных фундаментных балок. Если же вы хотите использовать балки определенной длины, встанет необходимость выполнить расчет, или же, запросить его у завода изготовителя.

Маркировка выглядит следующим образом: «xБФхx», где «х» — это номера, а БФ — аббревиатура — балки фундаментные. Впереди стоящая цифра (от 1 до 6) означает тип и площадь сечения, а две последние — ее длину в дециметрах. Кроме этих обозначений, может указываться вид арматуры и марка ее стали, а также свойства бетона: устойчивость к агрессивным средам и влагостойкость.

Эксплуатационные характеристики балок

Рабочие характеристики балок зависят от качеств бетона и арматуры, используемых в процессе изготовления подобной продукции. Цена фундаментных балок зависит от размера и типа конструкции изделия.

Морозостойкость и теплостойкость балки определяется маркой бетона и типом конструкции. Ведь толщина изделия зависит от последнего критерия.

Прочность и жесткость конструкции определяется по данным, изложенным в ГОСТ 13015.0-83, где содержатся все рабочие характеристики типовых железобетонных конструкций. Причем прочность изделия определяется тремя показателями – передаточным, отпускным и возрастным. И все они зависят от прочности бетона на сжатие.

Размеры фундаментных балок

Стандартные габариты балок для фундамента определяются по типу изделия. То есть, каждая единица сортамента имеет свои типоразмеры. Причем размеры железобетонных конструкций определяет все тот же ГОСТ на фундаментные балки — 28737-90.

Так, для балок типа 1БФ характерны:

• Габариты сечения: 200х160х300 миллиметров (верхняя грань, нижняя грань, высота изделия).
• Длина изделия: 10 типоразмеров от 1,45 до 6 метров.

Для балок типа 2БФ характерны немного иные показатели:

• Габариты сечения: 300х160х300 миллиметров (верхняя грань, нижняя грань, высота изделия). Толщина верхней перекладины тавровой балки равна 10 сантиметрам.
• Длина изделия: 11 типоразмеров от 1,45 до 6 метров.

У балок типа 3БФ:

• Габариты сечения: 400х200х300 миллиметров (верхняя грань, нижняя грань, высота изделия). Толщина верхней перекладины тавровой балки стандартна — 10 сантиметров.
• Длина изделия: 11 типоразмеров от 1,45 до 6 метров.

Изделия типа 4БФ ограничиваются следующим размерным рядом:

• Габариты сечения: 520х200х300 миллиметров (верхняя грань, нижняя грань, высота изделия). Верхняя перекладина тавровой балки — 100 миллиметров (по толщине).
• Длина изделия: 11 типоразмеров от 1,45 до 6 метров.

Для балок типа 5БФ характерны:

• Габариты сечения: 320х240х300 миллиметров (верхняя грань, нижняя грань, высота изделия).
• Длина изделия: 5 типоразмеров от 10,3 до 12 метров.

Изделия 6БФ имеют такие размеры:

• Габариты сечения: 400х240х600 миллиметров (верхняя грань, нижняя грань, высота изделия).
• Длина изделия: 5 типоразмеров от 10,3 до 12 метров.

Указанные размеры имеют все фундаментные балки (фб). Отклонения от указанных габаритов допускаются в пределах, указанных в ГОСТ 28737-90 – не более 12 миллиметров по линейным размерам или не более 20 миллиметров по длине изделия.

При этом минимальное отклонение равно 5 миллиметрам. То есть точность размеров фундаментных балок достаточно условна: ведь при застывании фундамент дает практически неконтролируемую усадку.

Материалы для сборного железобетонного фундамента

Само определение фундамент (основание) дома — уже обязывает отнестись к этой конструкции с особым вниманием. Нельзя ошибиться в выборе материалов для строительства такого сооружения, а потому в этой главе будут рассмотрены основные характеристики материалов, из которых состоит сборный железобетонный ленточный фундамент

Плиты фундаментные железобетонные

Железобетонные фундаментные плиты предназначены для распределения нагрузки от стен сооружения на грунтовое основание фундамента.

Бетонные плиты ФЛ для фундамента

Бетонные плиты для фундамента изготавливают из тяжелого бетона плотностью равной 2200–2500 кг/м3, и используются для возведения подземной части фундамента как на сухих, так и на водонасыщенных грунтах с допустимой температурой воздуха до – 40°С (см. таблицу).

Фундаментные плиты: прочность на сжатие — таблица

Железобетонные плиты ленточных фундаментов: ГОСТ 13580 85, в зависимости от толщины и массы опирающихся на них стен делятся на четыре группы.

Каждая из этих групп обозначена в буквенно–цифровой маркировке изделия:

1. Наименование изделия — ФЛ и ширина плиты в дециметрах.
2. Длина фундаментной плиты в дециметрах.
3. Цифра, указывающая номер группы согласно несущей способности изделия.
4. Буква, обозначающая значение проницаемости бетона.

Параметр, обозначающий проницаемость бетона, обычно указывается для железобетонных плит, используемых в условиях воздействия агрессивных факторов:

1. Н — низкая проницаемость.
2. П — пониженная проницаемость.
3. О — особо низкая проницаемость.

Приведем пример: плита железобетонная под фундамент, длиной 2380 мм и стандартной шириной 1600 мм, при толщине несущих стен 160 мм, обозначается следующей маркировкой — ФЛ16.24–2. Та же плита, но с показателем проницаемости бетона выглядит вот так — ФЛ16.24–2–Н (низкая проницаемость).

Фундамент из железобетонных плит параметры

Фундаментные блоки для сборных фундаментов

Фундаментные блоки ФБС для сборного фундамента

Фундаментные железобетонные блоки ФБС при устройстве основания зданий работают в одной связке с железобетонными фундаментными плитами, но плиты выполняют только роль основания (подушки), а фундаментные блоки выполняют функцию несущих стен подземной и цокольной части здания. А еще могут применяться для строительства ограждающих конструкций промышленных зданий и сооружений.

Применение технологии сборных железобетонных фундаментов при строительстве здания, помогает значительно ускорить процесс производства строительно–монтажных работ в сравнении с традиционными монолитными фундаментами.

Сборные ленточные фундаменты: технология

Правда, конечная цена такого сооружения будет выше цены готового монолитного фундамента, но если сравнить время монтажа готовых укрупненных элементов сборного фундамента, и общее время заливки и набора проектной прочности монолитного фундамента, то сборный вариант выглядит намного лучше по всем этим показателям.

Для индивидуального строительства обычно применяются блоки ФБС следующих модификаций:

• из тяжелого бетона;
• из силикатного бетона;
• из керамзитобетона.

Средняя плотность любого типа фундаментных блоков должна быть 1800 кг/м3 и выше (см. таблицу).

Блоки фундаментные из тяжелого бетона параметры

Фундаментные блоки изготавливаются согласно строительных норм и требований ГОСТа 13579 78, и по своей конструкции делятся на три категории:

1. Фундаментный блок сплошной (ФБС).
2. Сплошные фундаментные блоки с отверстиями для прокладки коммуникаций и вырезами под укладку перемычек (ФБВ).
3. Фундаментный блок пустотный (ФБП).

Маркируются ФБС аналогично фундаментным плитам (ФЛ). Например, длина блока 2380 мм, стандартная ширина 400 мм, типовая высота 580 мм, сплошной — ФБС24.4.6–Т.

Подробнее о ленточных железобетонных фундаментах Вы можете узнать из этого видео:

Типоразмеры балок

Габаритные размеры и геометрическая форма опор определяется Государственным стандартом, который определяет 6 видов изделий этой категории. Чтобы монтаж железобетонных изделий этого вида был легким и дал ожидаемые результаты, типоразмер выбирают с учетом конструкции здания.

1БФ. Серия с трапециевидным сечением, верхнее основание которого – 20 см, а нижнее – 16 см. Существует 6 типоразмеров этой серии с длиной 1,45-6,0 метров. Высота всех изделий 30 см.

2 БФ. Изделия с Т-образным сечением. Ширина верхней площадки – 30 см., величина нижней грани – 16 см, высота — 30 см. Толщина верхней перекладины – 10 см. Серия включает 6 типоразмеров с длиной изделий 1,45-6,0 метров.

3 БФ. Увеличенная версия конструкций типа 2БФ с величиной верхнего основания 40 см. Толщина перекладины остается стандартной – 10 см, как и высота изделия – 30 см. Размер нижней грани также увеличен и составляет 20 см.

4 БФ. Серия крупногабаритных тавровых конструкций для фундаментов. Величина верхней грани – 52 см, нижней – 20 см. Толщина перекладины и высота балки стандартные и составляют 10 и 30 см соответственно. В диапазоне длин изделий от 1,45 до 6,0 метров – 11 типоразмеров.

5 БФ. Универсальные усредненные модели стандартной высоты (30 см) с верхней гранью 32 см, и увеличенной нижней гранью 24 см. Существует 5 типоразмеров железобетонных опорных конструкций этой серии с длиной 10,3-12,0 метров.

6 БФ. Особая серия фундаментных опор с увеличенной вдвое высотой (60 см). Соотношение верхней и нижней граней – 40х24 см. Используются 5 типоразмеров балок серии с длиной 10,3-12,0 метров.

Схема установки балок различных типов

Стандарт допускает отклонение от указанных линейных размеров до 1,2 см и изменения по длине – до 2 см.

Вне зависимости от геометрии сечения опоры, на ней имеются скосы, благодаря которым на этапе производства железобетонное изделие легче вынуть из формы.

Выбор длины моделей определяется:

• глубиной фундамента,
• шагом колонн,
• размерами подколонников.

Ошибки при усилении

В процессе армирования бетонных конструкций имеют место нарушения технологии армирования, вызывающие снижение прочности бетонных изделий

Выполняя работы, обратите внимание на следующие моменты:

• Не допускается применять вместо рабочей арматуры трубы изделия из алюминия, отходы промышленного производства, проволоку и некондиционный металл произвольной конфигурации. Применение указанных материалов, не обладающих необходимыми эксплуатационными характеристиками, вызовет деформацию бетона и его растрескивание.
• Запрещается нагревать участки загибов автогеном, применять болгарку, надпиливая деформируемые участки. Это вызывает ослабление стержней и приведет к непоправимым последствиям под воздействием усилий. Все операции по загибу прутков производятся без искусственного нагрева.
• Прутки усиления класса А-III сгибаются на угол не более 90 градусов с применением специальной оправки, радиус которой равен 5-кратному размеру сечения арматуры. Выполнение загиба на развернутый угол (180 градусов) уменьшает прочность конструкции на 10 процентов.

Назначение

Классическое применение железобетонных балок (или рандбалок) осуществляется при строительстве промышленных, сельскохозяйственных объектов и зданий общественного пользования. Они служат опорой наружных и внутренних стен зданий. При современных технологиях на стадии разработки проекта здания возможно применение фундаментных балок при строительстве жилых помещений. Использование рандбалок является альтернативой монолитной конструкции фундамента, представляет собой сборную технологию при укладке основания постройки.

Балки предназначаются для:

• самонесущих стен блочного и панельного типа;
• самонесущих стен из кирпича;
• стен с навесными панелями;
• сплошных стен;
• стен с дверными и оконными проемами.

По месту назначения в строительстве ФБ делятся на четыре группы:

• пристенные, их монтируют возле наружных стен;
• связные, устанавливаются между колоннами, формирующими планировку здания;
• рядовые балки используют для скрепления пристенных и связных балок;
• санитарно-технические ребристые изделия, предназначенные для санитарно-технических нужд.

Достоинствами этих железобетонных конструкций по сравнению с монолитной технологией являются:

• сокращение сроков возведения строения;
• облегчение проведения подземных коммуникаций внутри здания.

Сегодня благодаря особым характеристикам применение фундаментных конструкций играет важную роль. Их стоимость, согласно расчетам, составляет около 2,5% от общей себестоимости здания.

Широкое применение сборной конструкции фундамента – простой и недорогой способ укладки по сравнению с ленточным фундаментом. Конструкции должны быть надежно закреплены. Классически используется стаканный тип фундамента, когда отдельные элементы опираются на ступени сбоку. Если высота ступени и балки не совпадают, то для этого предусмотрена установка кирпичных или бетонных столбиков.

При использовании столбчатых фундаментов допустимо производить опирание сверху. Столбики называют опорными подушками. При большом основании здания возможно создание в его верхней части специальных ниш, в которые монтируются стандартные рандбалки. Модели урезанных балок используют в отдельных ячейках зданий и присоединяют к температурному поперечному шву.

При строительстве каркасных конструкций применение фундаментных балок целесообразно для монтажа наружных стен. Изделия укладываются на обрез фундамента, покрытый раствором бетона. В целях предотвращения излишней влажности, как правило, поверх железобетонных конструкций наносится раствор песка с цементом.

Монтаж фундаментных конструкций осуществляется только с применением грузоподьёмной техники, так как их вес колеблется от 800 кг до 2230 кг. Согласно нормам ГОСТ балки изготовляются с отверстиями, предусмотренными для подъёма и их монтажа. Таким образом, с помощью строповочных отверстий или специальных заводских монтажных петель и специальных захватных устройств балка крепится к лебедке крана и укладывается на предназначенное место. Балки монтируют на столбы или сваи, в исключительных случаях – на песчано-гравийную подсыпку.

Технология строительства цельной плиты

Технологический процесс сооружения монолитной плиты включает подготовительные мероприятия и основные операции. Разберем главные этапы работ.

Подготовительные работы

Готовясь забетонировать фундамент ЖБ монолитной плитой, следует выполнить ряд подготовительных мероприятий:

До начала заливки бетонной плиты необходимо провести подготовительные работы

1. Изучить характер грунта.
2. Определить уровень водоносных слоев.
3. Рассчитать нагрузочную способность основания.
4. Очистить стройплощадку от мусора и растительности.
5. Выполнить земляные работы.
6. Разровнять поверхность почвы.
7. Выполнить разметку.
8. Постелить геотекстильную ткань.
9. Уложить дренажные трубы.
10. Сформировать песчано-щебеночную подушку.

Технология предусматривает также возможность укладки инженерных сетей при сооружении фундаментной плиты.

Рабочий процесс монтажа фундамента

Завершив подготовку, выполняйте основные операции по монтажу плиты:

1. Смонтируйте щитовую опалубку.
2. Постелите гидроизоляционный материал.
3. Уложите листовой теплоизолятор.
4. Соберите силовой каркас, для которого вяжется армирующая сетка.
5. Подготовьте бетонный раствор в необходимом объеме.
6. Произведите заливку фундамента в один прием.
7. Осуществите вибрационную трамбовку бетона.
8. Выровняйте поверхность бетонной плиты.

Обратите внимание на важные моменты:

• для сборки арматурной решетки используйте вязальную проволоку;
• во время твердения бетона поддерживайте постоянную влажность;
• на залитый бетон постелите полиэтиленовую пленку, предотвращающую потерю влаги.

К демонтажу опалубки приступайте через месяц после начала бетонирования.

Особенности усиления

Усиление арматурными стержнями осуществляют с применением продольных и поперечных прутков арматуры с последующей сваркой или вязкой. Выполняя вязку каркасов, применяйте арматуру с Г-образным изгибами.

Производя армирование балок, соблюдайте следующие требования:

• применяйте прутки диаметром более 10 миллиметров для продольного армирования;
• используйте в качестве ненапрягаемых арматурных прутков стальные стержни, диаметром не менее 12 мм, для вязаных каркасов, предназначенных для опор, высотой более 40 сантиметров;
• обеспечьте интервал между продольными силовыми элементами каркаса не меньше 25 миллиметров – для стержней нижнего уровня, и 30 мм – для прутков верхнего слоя.

Как правило, из железобетона устраивают два вида элементов — балки и плиты

В зависимости от изменения класса бетона, из которого изготавливаются изделия, изменяется диаметр продольных прутков. Для арматуры, имеющей прочность 500 МПа, ее размер в диаметре должен быть:

• 16 мм – для легкого бетона класса В12.5 и ниже.
• 25 мм – при армировании массива класса В15-В25.
• 32 мм – при усилении состава категории В30 и выше.

Если выполняется усиление балок из ячеистых составов класса ниже В10, допускается уменьшение диаметра продольно расположенных прутков – меньше 16 миллиметров.