Руководство по конструированиию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного натяжения) – часть 4

3. КОНСТРУИРОВАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

3.1. Минимальные размеры сечения бетонных и железобетонных элементов, определяемые из расчета по действующим усилиям и соответствующим группам предельных состояний, должны назначаться с учетом экономических требований, необходимости унификации опалубочных форм и армирования, а также условий принятой технологии изготовления конструкций. Кроме того, размеры сечения элементов железобетонных конструкций должны приниматься такими, чтобы соблюдались требования в части расположения арматуры в сечении (толщины защитных слоев бетона, расстояний между стержнями и т.п.) и анкеровки арматуры.

3.2. Размеры бетонных и железобетонных элементов сборных конструкций следует назначать с учетом грузоподъемных средств на заводе-изготовителе и на строительстве. В необходимых случаях следует учитывать возможность подъема железобетонного изделия вместе с формой. При назначении размеров элементов следует учитывать также условия транспортировки.

3.3. Защитный слой бетона а_б для рабочей арматуры должен обеспечивать совместную работу арматуры с бетоном на всех стадиях работы конструкции, а также защиту арматуры от внешних атмосферных, температурных и тому подобных воздействий.

В настоящем Руководстве а_б - наименьшее расстояние от грани бетона (в том числе внутренней в полых элементах) до поверхности ближайшего к ней арматурного стержня.

3.4. Толщина защитного слоя бетона а_б для стержневой арматуры (кроме арматуры подошвы фундаментов, а также подколонников, армируемых по п. 3.32 настоящего Руководства), как правило, должна быть не более 50 мм. В защитном слое толщиной более 50 мм растянутой зоны сечения следует устанавливать конструктивную арматуру в виде сеток, площадь сечения продольной арматуры которых должна быть не менее 0,1F_a, а шаг поперечной арматуры должен быть не более 400 мм и не должен превышать высоты сечения элемента (здесь F_a - площадь сечения продольной растянутой арматуры, имеющей защитный слой бетона толщиной более 50 мм и установленной у одной грани элемента).

3.5. Для конструкций, работающих в агрессивных средах, толщина защитного слоя бетона должна назначаться с учетом требований главы СНиП по защите строительных конструкций от коррозии.

При назначении толщины защитного слоя бетона должны также учитываться требования главы СНиП по противопожарным нормам проектирования зданий и сооружений.

3.6. В полых элементах кольцевого или коробчатого сечения расстояние от стержневой продольной арматуры до внутренней поверхности бетона должно удовлетворять требованиям к назначению толщины защитного слоя у наружной поверхности соответствующего элемента.

3.7. Расстояния в свету между стержнями арматуры по высоте и ширине сечения должны обеспечивать совместную работу арматуры с бетоном и назначаться с учетом удобства укладки и уплотнения бетонной смеси.

В элементах, изготовляемых без применения виброплощадок или вибраторов, укрепляемых на опалубке, должно быть обеспечено свободное прохождение между арматурными стержнями наконечников штыковых вибраторов или виброштампующих элементов машин, уплотняющих бетонную смесь.

Расстояние в свету между стержнями периодического профиля принимается по номинальному диаметру без учета выступов и ребер.

При назначении расстояния в свету между стержнями в конструкциях с большим насыщением арматуры следует учитывать:

а) фактические размеры поперечных сечений стержней периодического профиля с учетом допускаемых отклонений от них;

б) радиусы загиба стержней и соответствующие фактические габариты гнутых элементов;

в) допускаемые отклонения от проектных размеров при размещении стержней сварных сеток, каркасов, закладных деталей и т.п.

3.8. Площадь сечения продольной арматуры в железобетонных элементах (в процентах площади сечения бетона) должна приниматься не менее указанной в табл. 16.

Требования табл. 16 не распространяются на армирование, определяемое расчетом элемента для стадии транспортирования и монтажа. В этом случае площадь сечения арматуры определяется только расчетом по прочности.

Требования настоящего пункта не учитываются при назначении площади сечения арматуры, устанавливаемой по контуру плит или панелей из расчета на изгиб в плоскости плиты (панели), а также если их толщина назначена конструктивно.

Минимальное армирование стеновых панелей принимается в соответствии с Инструкцией по проектированию панельных жилых зданий.

Элементы, не удовлетворяющие требованиям минимального армирования, относятся к бетонным элементам.

3.9. У всех поверхностей железобетонных элементов, вблизи которых ставится продольная арматура, как правило, должна предусматриваться также поперечная арматура, охватывающая крайние продольные стержни.

3.10. В бетонных конструкциях должно предусматриваться конструктивное армирование:

а) в местах резкого изменения размеров сечения элементов;

б) в местах изменения высоты стен (на участке не менее 1 м) в бетонных стенах под и над проемами каждого этажа;

г) в конструкциях, подвергающихся воздействию динамической нагрузки;

д) у растянутой или менее сжатой грани внецентренно-сжатых элементов, если в сечении возникают растягивающие напряжения менее 10 кгс/см²; при наибольших сжимающих напряжениях более 08 R_пp (напряжения определяются как для упругого тела); при этом коэффициент армирования μ принимается равным или более 0,025 %

Требования настоящего пункта не распространяются на элементы сборных конструкций, проверяемые в стадии транспортирования и монтажа. В этом случае необходимое армирование определяется только расчетом по прочности.

Если, согласно расчету, с учетом сопротивления растянутой зоны бетона арматура не требуется и опытом доказана возможность транспортирования и монтажа таких элементов без арматуры, конструктивная арматура не предусматривается.

3.11. Диаметр стержней продольной арматуры сборных и монолитных железобетонных конструкций должен, как правило, приниматься не более 40 мм.

3.12. Во избежание повреждений сборных элементов от местных концентраций напряжений при резком изменении направлений граней изделий (например, во внутренних углах) рекомендуется предусматривать смягчение очертания в виде фасок или закруглений, по возможности небольшой величины (до 50 мм), чтобы не требовалось местное армирование (рис. 46, а, б, в).

Во внешних острых углах во избежание откалывания бетона следует устраивать скосы или закругления (рис. 46, г, д).

Небольшие отверстия в железобетонных элементах для пропуска коммуникаций, строповки и т.п. следует по возможности располагать в пределах ячеек арматурных сеток и каркасов так, чтобы не нужно было перерезать арматуру и вводить дополнительное местное армирование (рис.46, а).

Рис. 46. Фаски, закругления и скосы в железобетонных элементах

а - в ребристой плите и в проеме, б - в тавровой балке, в - в узле фермы, г - смягчение острого угла в ригеле, д - переход от торца к стенке балки

3.13. При проектировании бетонных и железобетонных конструкций их очертание следует принимать с учетом устройства и способа использования форм (опалубки).

При применении форм с откидными бортами очертание изделия не должно препятствовать повороту борта (рис. 47, а) перед распалубкой.

При применении неразъемных форм для возможности извлечения изделия из формы должны предусматриваться уклоны 1:10 (рис. 47, г).

При неразъемных формах с использованием выпрессовывания уклон должен быть не менее 1:15 (рис. 47, д).

При немедленной распалубке путем вертикального смещения формирующего элемента оснастки (рис. 47, е, ж) уклон должен быть не менее 1:50.

При использовании форм с одним неподвижным и одним откидным бортом для возможности вертикального подъема конструкций при распалубке следует переход от большей ширины изделия к меньшей, например от нижней полки к стенке (рис. 47, б), принимать под углом не менее 40°. Эти требования можно не предъявлять, если с заводом-изготовителем согласована форма, снабженная выпрессовывающим устройством.

3.14. При стыковании железобетонных элементов сборных конструкций усилия от одного элемента к другому передаются через стыкуемую рабочую арматуру, стальные закладные детали, заполняемые бетоном швы, бетонные шпонки или (для сжатых элементов) непосредственно через бетонные поверхности стыкуемых элементов.

Рис. 47. Технологические уклоны в железобетонных элементах

а - изготовляемых в форме с откидными бортами; б - изготовляемых в форме с глухим бортом; в - то же, с применением выпрессовщика; г, и - изготовляемых в неразъемной форме; д - то же, с применением выпрессовщика; е, ж - при немедленной распалубке; 1 - железобетонное изделие; 2 - форма; 3 - откидной борт; 4 - выпрессовщик; 5 - формующая рамка; 6 - вкладыш

3.15. Жесткие стыки сборных конструкций должны, как правило, замоноличиваться путем заполнения швов между элементами бетоном. Если при изготовлении элементов обеспечивается плотная подгонка поверхностей друг к другу (например, путем использования торца одного из стыкуемых элементов в качестве опалубки для торца другого), то допускается при передаче через стык только сжимающего усилия выполнение стыков «насухо».

3.16. Стыки элементов, воспринимающие растягивающие усилия, должны выполняться:

а) сваркой стальных закладных деталей;

б) сваркой выпусков арматуры;

в) пропуском через каналы или пазы стыкуемых элементов стержней арматуры, канатов или болтов с последующим натяжением их и заполнением пазов и каналов цементным раствором или мелкозернистым бетоном.

При проектировании стыков элементов сборных конструкций должны предусматриваться такие соединения закладных деталей, при которых не происходило бы разгибания их частей, а также выколов бетона.

3.17. При проектировании элементов сборных перекрытий должно предусматриваться устройство швов между ними, заполняемых бетоном. Ширина швов должна назначаться из условия обеспечения качественного заполнения их и должна составлять не менее 20 мм для элементов высотой сечения до 250 мм и не менее 30 мм при элементах большей высоты.

3.18. В настоящем Руководстве термин «поперечная арматура» принят для обозначения этой арматуры как для вязаных каркасов, так и для сварных и включает в себя понятия хомуты и поперечные стержни. Термин «хомут» принят для обозначения поперечной арматуры, как правило, вязаных каркасов. Термин, «поперечный стержень» принят для обозначения поперечной арматуры сварных сеток и каркасов. Термин «шпилька» принят для обозначения соединительных стержней, употребляемых для образования как сварных, так и вязаных каркасов. Шпилька может иметь или не иметь крюки на концах.

ФУНДАМЕНТЫ И РОСТВЕРКИ

3.19. Фундаментами являются подземные конструкции, предназначенные для передачи нагрузок от вышележащих частей здания или сооружения на грунтовое основание.

Применяют фундаменты на естественном основании и свайные (рис. 48). Фундамент на естественном основании состоит из плитной части и подколонника.

Свайный фундамент образуется из свай и ростверка, последний в свою очередь представляет собой плитную часть и подколонник.

Плитную часть фундаментов рекомендуется конструировать ступенчатого типа.

Наряду со ступенчатой плитной частью рекомендуется применять фундаменты с пирамидальной плитной частью (рис. 49). Фундаменты могут быть сборными и монолитными.

Сборные фундаменты рекомендуется конструировать в виде цельного блока, состоящего из плитной части и подколонника (рис. 50).

Рис. 48. Отдельные ступенчатые фундаменты

а - фундамент на естественном основании; б - свайный фундамент; 1 - колонна; 2 - подколонник; 3 - плитная часть; 4 - обрез фундамента; 5 - подошва фундамента; 6 - бетонная подготовка; 7 - сваи

3.20. В фундаменте (ростверке) различают обрез - верхнюю поверхность, на которую опираются конструкции, расположенные выше, и подошву - нижнюю поверхность, которая, как правило, больше поверхности по обрезу и поэтому передает нагрузку на грунтовое основание с меньшим удельным давлением.

В свайных фундаментах в подошву ростверка заделываются верхние концы свай.

Расстояние между подошвой и обрезом фундамента (ростверка) составляет его высоту Н_ф.

Рис. 49. Отдельный пирамидальный фундамент

1 - колонна; 2 - подколонник; 3 - пирамидальная плитная часть; 4 - бетонная подготовка

3.21. Верх фундамента рекомендуется принимать:

• для фундаментов сборных колонн - на отметке - 0,15;
• для фундаментов монолитных колонн - в уровне верха фундаментной балки, а при ее отсутствии - на отметке - 0,05;
• для фундаментов стальных колонн - на 100 мм ниже отметки опорной плиты башмака колонны.

Глубина заложения фундамента принимается на основании расчетных данных и в соответствии с главой СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений.

Размеры фундамента определяются в соответствии с п. 3.1 настоящего Руководства.

Высота фундамента Н_ф, кроме того, назначается по условиям заглубления, по условиям заделки сборной колонны или по условиям заделки выпусков арматуры при монолитных колоннах и анкерных болтов при стальных колоннах.

Высота плитной части фундамента назначается по расчету. Если высота фундамента получается больше высоты плитной части, то за счет разницы в высотах устраивается подколонник. Высоту фундамента рекомендуется назначать кратной 300 мм.

3.22. Размеры в плане подколонника и подошвы должны назначаться кратными 300 мм.

Форма поперечного сечения подколонника, как правило, принимается прямоугольной. При соответствующем обосновании для стальных двухветвевых колонн могут быть приняты и другие формы поперечных сечений подколонников, например двухветвевые, также Х-образные подколонники. Двухветвевые подколонники конструируют так же, как и колонны, а рекомендации по конструированию Х-образных подколонников приведены в п. 3.32 настоящего Руководства.

3.23. Размеры по высоте подколонника и плитной части назначаются кратными 150 мм. Высоты ступеней устанавливаются в зависимости от полной высоты плитной части фундамента и принимаются равными 300 и 450 мм. При высоте плитной части 1500 мм и более высота верхней ступени может быть принята равной 600 мм.

Высоты ступеней рекомендуется принимать по табл. 17.

3.24. Под монолитными фундаментами независимо от грунтовых условий (кроме скальных грунтов) рекомендуется всегда предусматривать бетонную подготовку толщиной 100 мм из бетона марки М50, а под сборными - из среднезернистого песка слоем 100 мм.

При необходимости устройства фундаментов на скальных грунтах следует предусматривать выравнивающий слой по грунту из бетона марки М50.

Рис. 50. Сборный железобетонный фундамент

t = 20 ÷ 30 мм при металлической опалубке; t = 50 мм при деревянной опалубке

3.25. Проектную марку бетона по прочности на сжатие для монолитных фундаментов на естественном основании и монолитных ростверков отдельных свайных фундаментов рекомендуется назначать не ниже марки M150.

Сборные фундаменты и ростверки следует выполнять из бетона марок М200 или М300.

3.26. Толщина защитного слоя бетона а_б для рабочей арматуры подошвы монолитных фундаментов должна удовлетворять требованиям п. 3.3 настоящего Руководства и приниматься не менее 35 мм (с учетом, что выполняется бетонная подготовка), а при отсутствии бетонной подготовки - 70 мм. Толщина защитного слоя в сборных фундаментах и подколонниках монолитных фундаментов должна быть не менее 30 мм.

При необходимости армирования подошвы фундамента, устраиваемого на скальном грунте, следует предусматривать защитный слой бетона толщиной 35 мм.

3.27. Диаметр рабочих стержней арматуры (сварной или вязаной) подошвы, укладываемых вдоль стороны 3 м и менее, должен быть не менее 10 мм, а стержней, укладываемых вдоль стороны более 3 м, - не менее 12 мм.

3.28. Подошвы фундаментов рекомендуется армировать типовыми унифицированными сварными сетками (см. табл. 5), укладываемыми в два слоя с рабочей арматурой во взаимно перпендикулярном направлении. Возможные схемы раскладки типовых унифицированных сеток в слое даны на рис. 51.

При ширине фундамента до 3 м можно применить одну сетку с рабочими стержнями в двух направлениях, если это не противоречит условиям унификации армирования фундаментов данного объекта.

При армировании подошвы фундаментов типовыми унифицированными сетками следует проверять расчетом надежность анкеровки рабочих стержней, так как крайние поперечные стержни типовых сеток размещаются на расстоянии 150 или 300 мм от боковой грани нижней ступени.

Анкеровка продольных рабочих стержней считается обеспеченной, если и пределах участка нижней ступени, на котором прочность сечения обеспечивается бетоном - l_б, расположен хотя бы один поперечный стержень сварной сетки или соблюдается условие

_б > l_ан. (16)

Рис. 51. Раскладка сварных унифицированных сеток одного слоя по подошвам отдельных фундаментов колонн

1 - сетки; 2 - подошва фундамента

Значения l_б (рис. 52) для фундаментов из разных марок бетона в зависимости от отношения сопротивления осевому растяжению бетона R_p к краевому давлению на грунт под подошвой фундамента р_гр (взятому из расчета) определяется по графику рис. 53.

Для определения значения l_б для фундамента из бетона проектной марки M150 (R_р = 6,3 кгс/см²) при краевом давлении фундамента на грунт р_гр = 1,8 кгс/см² и высоте ступени h₁ = 30 см вычисляем отношение , находим на оси ординат точку со значением 3,5 и проводим от нее прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с кривой для значения h₁ = 30 см. От точки пересечения этих линий опускаем перпендикуляр на ось абсцисс, где и читаем значение l_б = 43 см.

Рис. 52. Анкеровка рабочей арматуры подошвы фундамента (второй слой сеток условно не показан)

1 - фундамент; 2 - продольные (рабочие) стержни сварных сеток; 3 - поперечные (монтажные) стержни сварных сеток; d и d₁ - соответственно диаметры продольных и поперечных стержней сеток; h₁ - высота нижней ступени фундамента

Рис. 53. График для определения длины участка l_б, на которой прочность наклонных сечений обеспечивается бетоном нижней ступени фундамента

R_р - расчетное сопротивление бетона осевому растяжению по табл. 13 главы СНиП II-2I-75; P_гр - наибольшее краевое давление на грунт от расчетной нагрузки без учета веса фундамента и грунта на его уступах; h₁ - высота нижней ступени фундамента

Значенияl_ап определяются по п. 2.40 настоящего Руководства. Если расчетом показано, что анкеровка стержней типовой унифицированной сетки не обеспечивается, то необходимо предусмотреть одно из следующих мероприятий:

а) приварить к краям сетки на расстоянии 25 мм от концов продольных стержней по дополнительному поперечному анкерному стержню диаметром не менее половины диаметра рабочего стержня;

б) снизить диаметр рабочих стержней сеток за счет уменьшения их шага с 200 до 100 мм путем укладки сетки на сетку;

в) увеличить высоту нижней ступени фундамента;

г) увеличить марку бетона фундамента.

3.29. Допускается, при необходимости, армировать подошвы фундаментов отдельными стержнями. В этом случае стержни раскладываются во взаимно-перпендикулярных направлениях, параллельных сторонам подошвы. Шаг стержней рекомендуется принимать 200 мм, длина стержней каждого направления должна быть одинаковой. В случае применения арматуры периодического профиля два крайних ряда пересечений стержней по периметру сетки должны быть соединены сваркой. Допускается применение дуговой сварки. Внутренние пересечения должны быть перевязаны через узел в шахматном порядке. Если для армирования подошв применяется гладкая арматура, стержни должны заканчиваться крюками, а сварка пересечений по периметру в этом случае не требуется.

3.30. Минимальный процент армирования подошвы фундаментов и ростверков не регламентируется.

3.31. Подколонники, если необходимо по расчету, должны армироваться продольной и поперечной арматурой по принципу армирования колонн.

Площадь сечения продольной арматуры с каждой стороны железобетонного подколонника должна быть не менее 0,05 % площади поперечного сечения подколонника.

Диаметр продольных стержней монолитных подколонников должен быть не менее 12 мм.

3.32. Если в железобетонных подколонниках сжатая арматура по расчету не требуется, а сечение растянутой арматуры необходимо по расчету не более 0,3 % площади поперечного сечения бетона, то допускается не устанавливать продольную и поперечную арматуру по граням, параллельным плоскости действия изгибающего момента (по длинным сторонам поперечного сечения подколонника). Армирование по граням подколонников, перпендикулярным плоскости действия изгибающего момента (по коротким сторонам поперечного сечения подколонника), выполняется в этом случае сварными типовыми унифицированными сетками с обеспечением толщины защитного слоя бетона не менее 50 мм и не менее двух диаметров продольной рабочей арматуры. При этом конструктивную арматуру в защитном слое толщиной более 50 мм устанавливать не требуется; не требуется также соединение продольных стержней противоположных сеток хомутами и шпильками (рис. 54, а).

Аналогично армируются подколонники, рассчитанные как бетонные, если в них требуется установка конструктивной арматуры (см. п. 3.10, д настоящего Руководства).

Если допускается расчетом, то такое армирование сварными сетками (без их взаимной связи) может осуществляться не только по двум, но и по четырем сторонам сечения подколонника (рис. 54, б). Сетки в этом случае крепятся к жесткой опалубке.

В случае применения подколонников Х-образного поперечного сечения их конструирование рекомендуется выполнять по рис. 55.

3.33. В случае невозможности крепления сеток к опалубке армирование подколонников при высоте фундамента до 7,2 м можно осуществлять пространственными самонесущими каркасами по рис. 56. При этом в каркасах высотой до 4,5 м устанавливаются только развязывающие шпильки, а высотой 4,5 - 7,2 м устанавливаются дополнительно горизонтальные диафрагмы жесткости из стержней диаметром 12 - 16 мм через 1800 мм по высоте.

При армировании подколонников фундаментов высотой более 7,2 м при соответствующем обосновании для навески сварных сеток с двух или четырех сторон допускается применять каркас с использованием прокатных профилей преимущественно из уголков (рис. 57).

Прокатные профили этих каркасов должны учитываться в качестве рабочей арматуры подколонника.

При нежесткой опалубке допускается также армировать подколонник сетками с отогнутыми краями (рис. 57, поз. 3).

Рис. 54. Армирование подколонников прямоугольного сечения сварными сетками без их взаимной связи шпильками и хомутами

а - расчетная растянутая арматура в одной плоскости; б - расчетная растянутая арматура в двух плоскостях

Рис. 55. Армирование подколонников Х-образного сечения сварными сетками

а - расчетная растянутая арматура в одной плоскости; б - расчетная растянутая арматура в двух плоскостях

Рис. 56. Армирование подколонников самонесущими каркасами, собираемыми из сеток

а - общий вид фундамента; б - схемы установки развязывающих шпилек и горизонтальных арматурных связей в каркасах; в - схемы установки сеток при сборке их в каркас; 1 - сетки; 2 - шпильки (через 600 мм по высоте); 3 - горизонтальные арматурные связи (при 4,5 м £ Н_ф £ 7,2 м); 4 - дуговая сварка (l_шв = 40 мм, h_шв = 6 мм, шаг 600 мм)

Рис. 57. Армирование подколонников сетками, навешиваемыми на несущий каркас, и гнутыми сетками

а - при расчетной растянутой арматуре в одной плоскости; б - при расчетной растянутой арматуре в двух плоскостях; 1 - плоские сетки; 2 - несущий каркас; 3 - гнутые сетки

3.34. Армирование сварными сетками высоких подколонников при раздельном бетонировании плитной части и подколонника рекомендуется выполнять со стыкованием сеток над плитной частью (рис. 58). Стыкование растянутых рабочих стержней сеток внахлестку при обрыве всех стержней в одном сечении следует выполнять на величину 2l_н (рис. 58, а).

При обрыве в одном сечении 50 % рабочих стержней стыкование сеток можно осуществлять вразбежку путем выпуска из плитной части фундамента двух сеток: одна сетка выпускается на длину l_н, а вторая - на 2l_н (рис. 58, б). Суммарная площадь сечения стержней сеток должна составлять площадь сечения рабочей арматуры подколонника.

3.35. Продольные стержни арматуры подколонников монолитных фундаментов при отсутствии грунтовых вод рекомендуется устанавливать непосредственно на бетонную подготовку, заканчивая их здесь без крюков и отгибов.

Рис. 58. Устройство стыков растянутых стержней внахлестку в фундаментах колонн при раздельном бетонировании ступенчатой части фундамента и подколонника

а - при стыковке всех стержней в одном сечении; б - при стыковке 60 % стержней в одном сечении; 1 - ступенчатая часть фундамента; 2 - подколонник; 3 - стыковая сетка; 4 - сетка подколонника; 5 - сетки подошвы фундамента

Дополнительные указания по конструированию фундаментов сборных железобетонных колонн

3.36. Фундаменты сборных колонн рекомендуется конструировать по рис. 59 со стаканной частью для защемления колонн.

Стаканы фундаментов двухветвевых колонн с расстоянием между наружными гранями ветвей h_н > 2,4 м рекомендуется выполнять отдельно под каждую ветвь.

Глубину стакана фундамента h_c следует назначать на 50 мм больше глубины заделки колонны h_з.

3.37. Глубина заделки типовых колонн в фундамент принимается по соответствующим типовым сериям. Глубина заделки нетиповых колонн принимается в зависимости от типа колонны.

Колонны прямоугольного сечения заделываются в фундамент на глубину, определяемую по табл. 18.

Рис. 59. Монолитные фундаменты сборных колонн

а - фундамент с развитым подколонником для колонны прямоугольного сечения и двухветвевой; б - то же, фундамент, состоящий только из плитной части; 1 - стакан; 2 - колонна; 3 - подколонник; 4 - плитная часть фундамента

Глубина заделки колонны должна также удовлетворять требованию анкеровки продольной рабочей арматуры колонны в фундаменте (табл. 19).

Допускается уменьшать глубину заделки растянутых стержней:

а) если они поставлены с запасом по сравнению с расчетом по прочности, умножив значения таблицы на коэффициент , но принимать не менее значений заделки для сжатой арматуры. Здесь N_а - усилие, которое должно быть воспринято анкеруемыми растянутыми стержнями по расчету;

N_а - площадь сечения фактически установленных анкеруемых растянутых стержней;

б) при устройстве усилений на концах анкеруемых стержней (п. 2.41 «б», «в» настоящего Руководства), но принимать не менее 15d.

Глубина заделки двухветвевых колонн должна также удовлетворять требованиям анкеровки растянутой ветви колонны в стакане фундамента. Достаточность анкеровки ветви проверяется расчетом на сцепление бетона по плоскостям контакта бетона замоноличивания с бетоном стенок стакана и с бетоном ветви колонны.

следует армировать по рис. 60 поперечной и продольной арматурой в соответствии с расчетом. При этом толщина стенок стакана должна быть не менее 150 мм. Кроме того, толщина стенок, расположенных перпендикулярно плоскости действия изгибающего момента, должна быть не менее величии, указанных в табл. 20.

Рис. 60. Армирование стаканной части фундамента сборной колонны сварными сетками (С1)

1 - фундамент; 2 - колонна; 3 - продольная арматура подколонника; 4 - поперечная арматура подколонника

3.40. Поперечное армирование стенок стакана следует выполнить сварными сетками с унифицированным шагом. Стержни этих сеток располагаются у наружных и внутренних плоскостей стенок. Диаметр стержней сеток следует принимать по расчету, но не менее четверти диаметра продольных стержней подколонника и во всех случаях не менее 8 мм.

Если верх стенок стакана по расчету необходимо армировать сильнее, чем в остальной его части, то диаметр стержней двух верхних сеток принимается увеличенным, а шаг сеток сохраняется. Расстояние между сетками следует назначать не более четверти глубины стакана и не более 200 мм.

Подколонник ниже дна стакана армируется в соответствии с требованиями настоящего Руководства к армированию колонн.

Стержни продольной арматуры подколонника должны проходить внутри ячеек сварных сеток поперечной арматуры.

3.41. Бетон для замоноличивания колонны в стакане фундамента должен быть не ниже марки М150 и не ниже марки бетона фундамента, уменьшенной на одну ступень (50 кгс/см²).

Дополнительные указания по конструированию фундаментов монолитных железобетонных колонн

3.42. Фундаменты монолитных колонн рекомендуется конструировать на рис. 61.

Размеры поперечного сечения подколонника по сравнению с размерами поперечного сечения колонны принимаются увеличенными на 50 мм в каждую сторону, что необходимо для удобства установки опалубки колонны.

Отметка верха подколонника назначается на 50 мм ниже уровня чистого пола. Стык колонны с подколонником, как правило, устраивается на отметке обреза фундамента.

Рис. 61. Фундамент монолитной железобетонной колонны

3.43. Соединение монолитных фундаментов с монолитными колоннами выполняется путем стыкования продольной арматуры колонны с выпусками стержней из фундамента.

3.44. Количество, диаметр и разбивка арматурных выпусков из подколонника должны быть такими же, как и в колонне в месте ее заделки. Заделка выпусков арматуры в фундаменте должна быть не менее величины l_ан (см. пп. 2.40 или 2.41. настоящего Руководства). Как правило, выпуски доводятся до подошвы фундамента и являются продольной арматурой подколонника. Эта арматура должна быть объединена хомутами пли поперечными стержнями.

При большой высоте может выполняться дополнительный стык продольной арматуры путем устройства выпусков из верхней ступени плитной части фундамента(рис. 62).

Рис. 62. Армирование фундамента монолитной колонны

Рис. 63. Расположение выпусков стержней периодического профиля для устройства стыков арматуры фундамента с арматурой колонны внахлестку без сварки

Рис. 64. Расположение выпусков гладких стержней для устройства стыков арматуры фундамента с арматурой колонны внахлестку без сварки

3.45. При армировании колонн вязаной арматурой стержни периодического профиля при их числе у растянутой грани сечения больше двух стыкуются в двух уровнях по рис. 63. Стыки гладких стержней устраиваются в зависимости от их количества у растянутой грани сечения подколонника в двух или трех уровнях по рис. 64.

Длина перепуска (нахлестки) стержней в стыке l_н определяется по п. 2.46. настоящего Руководства.

Выпуски из фундамента следует назначать с таким расчетом, чтобы стержни большей длины и большего диаметра располагались по углам поперечного сечения подколонника.

В пределах стыка следует устанавливать хомуты с шагом не более 10 диаметров стержня продольной арматуры (берется меньший диаметр).

3.46. Выпуски стержней из фундаментов для устройства сварных стыков с продольной арматурой колонн с помощью ванной полуавтоматической сварки под флюсом выполняются, как правило, на одном уровне. Длина выпуска должна быть не менее 4d стыкуемого стержня и не менее 160 мм; расстояния в свету между выпускаемыми стержнями должны быть не менее 50 мм.

Дополнительные указания по конструированию фундаментов стальных колонн

3.47. Конструирование верхней части фундамента и отметка обреза зависят от принятого в проекте металлических конструкций способа опирания стального башмака на фундамент и метода монтажа колонны (рис. 65).

Размеры подколонника в плане устанавливаются в зависимости от размеров стального башмака, и они должны удовлетворять размещению фундаментных болтов (рис. 66), выпускаемых из фундамента для крепления башмака и передачи усилий от колонны.

3.48. Фундаментные болты должны быть заделаны в фундамент на глубину l_ан, принимаемую по табл. 21 в зависимости от типа болта (рис. 67).

Глубина заделки должна быть не менее 25d для болтов типа 1 и не менее 15d для болтов типов 2 и 3.

Анкерные плиты болтов типов 2 и 3 при расстоянии между болтами, меньшем или равном размеру плиты, следует применять сварными, объединяя в одну плиту для группы болтов.

Примечания: 1. Анкерные плиты, по желанию изготовителя, могут принимать квадратными или круглыми.

2. Типы болтов к обозначения параметров даны на рис. 67.

3. Параметр «Т» для определения полной длины болта принимается по заданию авторов проекта металлоконструкций колонны.

4. Глубина заделки l_ан указана для болтов, изготовляемых из стали Ст3.

Рис. 65. Опирание стальных конструкций колонн на железобетонные фундаменты

1 - фундамент; 2 - анкерные болты; 3 - стальные конструкции башмака колонны; 4 - выверочные болты; 5 - подливка цементным раствором или бетоном; 6 - выверенные закрепленные шайбы; 7 - выверенные балки

3.49. Следует применять фундаментные болты из углеродистых и низколегированных сталей:

а) при расчетной температуре выше минус 40 °С - из стали марки ВСт3кп2 (ГОСТ 380-71*) или при соответствующем обосновании из стали марок 09Г2С и 10Г2С1 (ГОСТ 19281-73).

б) при расчетной температуре от минус 40 °С до минус 65 °С - из стали марок 09Г2С и 10Г2С1 (ГОСТ 19281-73).

Примечание. В проекте и в документации по заказу должна указываться категория низколегированной стали.

Высокопрочные болты надлежит применять из углеродистой стали 35 (ГОСТ 1050-74) или из легированных сталей 40Х (ТУ 14-4-87-72), 40ХФА и 38ХС (ГОСТ 4543-71), термически обработанных в готовом изделии (болте).

3.50. В случае применения фундаментных болтов из низколегированных или высокопрочных сталей величину их заделки следует умножить на коэффициент , где , R_a - расчетные сопротивления соответственно низколегированной или высокопрочной стали и стали Ст3.

3.51. Если при удовлетворении требований по заделке фундаментных болтов от их низа до подошвы фундамента остается расстояние менее одного метра, целесообразно болты доводить до низа фундамента (рис. 68), но при условии, что это не противоречит унификации болтов для фундаментов данного объекта. В этом случае можно отказаться от продольной арматуры подколонника.

Рис. 66. Размеры подколонника в зависимости от размещения фундаментных болтов для крепления металлоконструкций башмака стальной колонны

1 - анкерные болты; 2 - башмак колонны; 3 - фундамент

Примечания: 1. l_ан и H_о - принимается по табл. 21. 2. Т - принимается по заданию авторов проекта металлоконструкций колонны.

3.52. Фундаментные болты должны быть установлены в проектное положение и забетонированы одновременно с фундаментом.

В случае если жесткость арматурного каркаса достаточна для фиксирования фундаментных болтов в проектном положении при бетонировании, что проверяется расчетом, следует для фиксирования использовать каркас.

Если крепление болтов требует усиления арматурного каркаса, рекомендуется применять инвентарные кондуктора, которые закрепляются за пределами подколонника.

Рис. 67. Фундаментные болты для крепления стальных колонн

а - с отгибом диаметром резьбы от М20 до М48 (тип 1); б - с анкерной плитой диаметром резьбы от М20 до М48 (тип 2); в - с анкерной плитой диаметром резьбы от М56 до М90 (тип 3); 1 - шпилька; 2 - шайба; 3 - гайка (ГОСТ 6915-74 для типов 1, 2; ГОСТ 10605-72 для типа 3); 4 - анкерная плита

Примечание. Размеры даны в табл. 21.

3.53. При необходимости по расчету косвенного армирования верхней части подколонника под опорными частями стальных колонн здесь следует предусматривать установку пакета сварных сеток в количестве не менее четырех штук с шагом 50 - 150 мм.

Первая сварная сетка должна устанавливаться на расстоянии не более требуемой толщины защитного слоя бетона, а весь пакет сеток при наличии учитываемой в расчете продольной сжатой арматуры подколонника должен располагаться на длине (считая от обреза фундамента) не менее 20d продольной арматуры, если она выполняется из гладких стержней, и 10d, если она выполняется из стержней периодического профиля.

В случае если сжатая продольная арматура по расчету не требуется и не устанавливается (см. п. 3.51 настоящего Руководства), то пакет сеток должен располагаться на длине не менее расстояния от обреза фундамента до сечения подколонника, где косвенное армирование по расчету уже не нужно, считая что усилия от местного сжатия распространяются под углом 45° (рис. 69).

 

Сетки косвенного армирования следует конструировать из арматуры классов A-I, A-II, A-III, B-I и Вр-I, применяя диаметры стержней не более 14 мм. Рекомендуется сваривать сетки из стержней диаметром 5 - 10 мм, причем из более прочной стали. Размеры ячеек сетки должны быть 50 - 100 мм, а площади сечения стержней на единицу длины сетки в одном и в другом направлении не должны различаться более чем в 1,5 раза.

Вместо сварных цельных сеток допускается применять составные сетки из гребенок, которые установкой во взаимно перпендикулярных направлениях образуют сетку.

Стержни продольной арматуры подколонника, если такая арматура имеется, должны устанавливаться внутри контура сеток.

Рис. 68. Положение фундаментных болтов по высоте фундамента

1 - фундаментные болты; 2 - фундамент; 3 - арматура подошвы фундамента; 4 - арматура подколонника

Рис. 69. Косвенное армирование подколонников фундаментов стальных колонн

а - опирание башмака стойки сплошного сечения; б - то же, двухветвевой колонны; 1 - фундамент; 2 - металлоконструкции башмака колонны; 3 - сварные сетки косвенного армирования

Дополнительные указания по конструированию ростверков

3.54. Ростверк отдельного свайного фундамента в плане рекомендуется принимать в зависимости от действующей на фундамент нагрузки (центральной или внецентренной) квадратной или прямоугольной формы (см. рис. 48).

Размеры ростверка в плане принимают согласно настоящему Руководству, п. 3.1 и 3.2, и они должны удовлетворять условию размещения свай в кусте, а также быть кратными 300 мм.

3.55. Расстояния между осями свай должны быть не менее 3d (здесь d - диаметр круглого, сторона квадратного или большая сторона прямоугольного сечения свай).

Расстояние от края плиты ростверки до ближайших граней свай следует принимать не менее 100 мм.

3.56. Железобетонные ростверки допускается применять сборными с изготовлением их цельными или составными. В сборных ростверках для головок свай предусматриваются отверстия.

Сопряжения элементов сборных ростверков между собой и со сваями устраиваются путем сварки выпусков арматуры или закладных деталей.

3.57. При стаканном сопряжении сборных железобетонных колонн с ростверком толщина дна стакана принимается по расчету и должна быть не менее 250 мм.

3.58. При заделке верхних концов свай в плиту ростверка на глубину 50 мм арматурные сетки плиты ростверка укладываются сверху на оголовки свай. При заделке свай в плиту ростверка на большую глубину стержни сеток, попадающие на сваи, вырезаются и сетки укладываются с защитным слоем 50 мм.

В случае необходимости по расчету для компенсации вырезанных стержней по контуру свай укладываются дополнительно отдельные стержни, привязываемые к основным сеткам.

Крайние рабочие стержни основных сеток должны располагаться на расстоянии не более 50 мм от края ростверка.