Монолитная плита перекрытия на сваях своими руками: Монолитная плита перекрытия на сваях своими руками. Свайно-винтовой фундамент с ростверком из монолитной плиты. Плитный фундамент технология

Монолитная плита перекрытия своими руками

Оглавление

• 1 Технология монолитного перекрытия пошагово
  • 1.1 Монтаж опалубки
    • 1.1.1 Установка стоек
    • 1.1.2 Усиление стоек
    • 1.1.3 Изготовление нижнего щита
    • 1.1.4 Установка боковых щитов
  • 1.2 Коммуникации, пустотообразователи, электрика
  • 1.3 Армирование конструкции
    • 1.3.1 Нижний пояс
    • 1.3.2 Верхний пояс
  • 1.4 Перемычки технологических швов
  • 1.5 Заливка первого участка
  • 1.6 Средняя плита

Дешевле всего обходится монолитная плита перекрытия при возведении здания своими руками, если ее залить в опалубку по месту. Качеством она незначительно уступает промышленным плитам ПК, однако имеет большую толщину, что обусловлено ненапрягаемой арматурой.

Состоит плита перекрытия из армированного бетона, который необходимо залить в опалубку, которая не прогнется, деформируется под нагрузкой. Для строительства своими руками понадобится пиломатериал, инструменты для кроя, подгонки, сборки щитов. После распалубки он может быть использован в стропильной системе.

Арматура является расходным материалом, коммуникации так же остаются забетонированными. Самой сложной является плита перекрытия подвального этажа ввиду многочисленных узлов ввода инженерных систем. Технология состоит из нескольких операций, каждая из которых подробно рассмотрена ниже.

Монтаж опалубки

Чтобы плита перекрытия имела стабильную геометрию, идеальную плоскостность обеих поверхностей, необходимо смонтировать своими руками надежную опалубку с запасом прочности минимум вдвое. Дешевле всего обходятся пиломатериалы:

• доска 20 х 5 см – стойки, прогоны, балки
• доска «дюймовка» – толщина 25 мм, ширина любая

Для изготовления балок, прогонов доску 20 х 5 см распускают пополам, для стоек – на три части (65 х 50 мм каждая). Для усиления конструкции понадобится дюймовка. Необходима древесина II сорта, которая при усилении выдерживает 700 кг на квадрат.

Установка стоек

Заливается плита перекрытия в опалубку, нижний щит которой служит уровнем потолка. Стойки нарезаются короче на толщину балок + прогонов + доски щитов (10 + 10 + 2,5 см), чем высота этажа. Конструкция имеет вид:

• прогоны для опирания щитов опалубки опираются на балки
• под балками установлены стойки, отрегулированные по вертикали в двух плоскостях
• шаг всех элементов 1 м, результатом становится квадратная конструкция

В местах примыкания прогонов, балок к стенам нижнего уровня используются анкеры с шестигранной головкой. Обычные дюбель-гвозди со шлицом под фигурную отвертку невозможно демонтировать при распалубке.

Усиление стоек

Для предотвращения смещения нижних концов стоек, изгибания этих элементов посредине используется двухуровневая обвязка своими руками дюймовой доской в двух направлениях. Нижний пояс крепится на высоте 10 см от пола, верхний в середине стоек.

Изготовление нижнего щита

При указанном шаге прогонов 1 м плита перекрытия продавит щиты опалубки. Поэтому каждый пролет усиливается брусом 10 х 5 см, полученным при роспуске доски. Широкие 25 мм доски лучше использовать у стен, узкими можно заполнять среднее пространство.

Крупные щели запениваются своими руками, на мелкие можно не обращать внимания, так как поверхность застилается полиэтиленовой пленкой, которая сохранит влагу в бетоне, не позволит вытечь ей сквозь небольшие зазоры.

Для лестничных маршей внутренних коммуникаций остается проем. Его можно частично заполнить доской для комфортного хождения при заливке, оставив небольшой люк с временной приставной лестницей. При использовании многослойной фанеры сокращается время монтажа, однако смета увеличивается вдвое.

На последнем этапе краской размещаются контуры перегородок, стен. Это позволит повысить точность прохождения электрики, прочих инженерных систем.

Установка боковых щитов

Отбортовка перекрытия производится своими руками из доски толщиной 4 см минимум, можно использовать доску 5 см, купленную на начальном этапе. Во избежание деформаций по наружным плоскостям стен монтируют куски бруса, являющиеся упорами для боковых щитов опалубки.

Максимальную прочность сопряжения плит/стен получают следующим способом:

• в кладке оставляют продольную канавку в середине стены
• за три ряда до перекрытия в стены по периметру закладываются арматурные стержни, выступающие над перекрытием на 40 – 60 см

Эта арматура позже загибается, связывается с прутками нижней, верхней сетки плиты. Для изгиба под прямым углом с необходимым радиусом используется приспособление в виде трубчатого молотка.

Коммуникации, пустотообразователи, электрика

Внутри каждого перекрытия проходят коммуникации, которые проще установить до заливки, нежели долбить плиту перфоратором впоследствии. Традиционно, максимальная концентрация инженерных систем наблюдается в перекрытии цоколя/подвала:

• вытяжки в каждой комнате
• электрика во всех помещениях
• канализация для вывода в наружную сеть
• стояки ХВС
• дымоход котельной
• технологические отверстия для слаботочных систем, газовой линии

Для их установки своими руками лучше всего использовать раструбные фитинги внутренней канализации с заглушками. Они монтируются в соответствии с разметкой стен, заглушки фиксируются саморезами с нижней части опалубки (насквозь), боковым щитам (для отводов вентиляции).

Электрокабели маркируются изолентой, бирками, прочими удобными способами. Запрещено прокладывать гофру кабеля вдоль нижнего слоя армопояса под ней. Это снизит защитный слой, ослабит плиту на данном участке. Поэтому после армирования разводку электрики необходимо проконтролировать.

Армирование конструкции

В 90% случаев плита перекрытия армируется двумя сплошными арматурными сетками, что вызывает перерасход материала. Средняя часть плиты на сжатие практически не работает, поэтому здесь может использоваться разряженная сетка с крупными ячейками. Однако для этого необходим точный расчет схемы прутков в каждой сетке. Технология монтажа своими руками приведена далее.

Нижний пояс

Ячейки формируются при укладке, обвязываются проволокой стержни непосредственно на месте эксплуатации. Это позволяет обеспечить одинаковый защитный слой (обычно 4 см) со всех сторон. Основными требованиями являются:

• разбежка стыков при наращивании прутка в соседних рядах от 60 диаметров
• прокладки высотой 3 см минимум размером 10 х 10 см (бетон, полимер)
• загиб вниз под прямым углом по периметру для связки со стенами
• привязка загнутых стержней, торчащих из стен

Запрещено подкладывать под сетку щебень, куски труб, арматуры, деревянные бруски.

Верхний пояс

Хомуты, изготовленные самостоятельно, обходятся дешевле, учитывают размеры плиты, конкретные эксплуатационные условия. Их выгибают тем же приспособлением, которое использовалось для загиба прутков в стенах.

Верхняя сетка вяжется из стержней, уложенных на столики. В средней части допускается увеличение ячейки согласно расчетам. Углы технологических проемов для внутренних лестниц усиливают по диагонали. В опалубку проемов выпускают стержни нижней сетки.

Перемычки технологических швов

Заливка за один прием крайне неудобна в отсутствие наружных лесов по всему периметру здания. Поэтому чаще перекрытие изготавливается поэтапно. Вертикальные перемычки монтируют следующим способом:

• пропилы в нижней части для арматуры первого пояса
• пропилы вверху для арматуры второго пояса
• монтаж щита на место с укладкой арматуры в прорези
• запенивание щелей в прорезях для стержней
• укосины от настила через 60 см

Для обеспечения связи двух плит перекрытия, заливаемых поэтапно, можно изготовить выему в первой плите. Для этого достаточно закрепить внутри перемычки продольную доску в ее средней части между поясами арматуры, не опирая на нижние прутки.

Заливка первого участка

Бетон заказывается у производителя либо изготавливается в пятне застройки. Его необходимо подавать, укладывать, уплотнять глубинным вибратором с перерывами, не превышающими 2 часа. После этого срока в бетоне начинается гидратация, он теряет подвижность, не образует монолита с ранее уложенным слоем.

Распалубка перегородки технологического шва возможна на 4 – 7 день после заливки. Щит можно перенести на следующий участок продолжить работы в этот же день.

Средняя плита

Заливка последующих участков перекрытия аналогично указанному способу. При виброуплотнении следует ориентироваться на прекращение пузырьков, появление цементного молочка, сокрытии жидким раствором крупного щебня. Все эти факторы указывают на нормальное уплотнение, можно перемещать наконечник вибратора в соседнее место.

Участок с лестничным проемом обычно заливается в последнюю очередь, когда по остальной поверхности можно ходить с ведрами, инструментом для разравнивания. Швы обрабатываются после 70% набора прочности (летом на четвертый день). Для выравнивания плоскости, стачивания возможных наплывов используется УШМ с алмазной оснасткой тарельчатого типа. Распалубка возможна через неделю – две в зависимости от погоды. Первые трое суток бетону необходимо леечное увлажнение без напора.

Приведенная пошаговая инструкция гарантирует максимально возможный эксплуатационный ресурс. Качество перекрытий практически идентично заводским плитам. Увеличение толщины обусловлено невозможностью предварительного напряжения армопояса в домашних условиях. Зато, коммуникации проложены в железобетоне на эксплуатационных местах, что резко снижает трудозатраты, бюджет отделочных работ.

Монолитная плита перекрытия своими руками

Оглавление

• 1 Технология изготовления
  • 1.1 Монтаж опалубки
  • 1.2 Армирование
  • 1.3 Коммуникации
  • 1.4 Заливка, уплотнение
  • 1.5 Специфика работ
• 2 Сборно-монолитная плита

Оптимальным решением для кирпичного здания является монолитная плита перекрытия с пространственным армопоясом. Для снижения нагрузок на пенно-, газобетонные стены обычно используются плиты СМП, заливаемые частично. Методы строительства обоих вариантов приведены ниже.

Технология изготовления

Ввиду отсутствия у домашнего мастера промышленной опалубки перекрытий, дороговизны аренды подобного оборудования, палубы чаще изготавливаются из 25 мм досок, стойки, балки, прогоны собирают из бруса либо распущенной доски. При стандартных потолках 2,5 – 3 м для стоек достаточно сечения 6,5 х 5 см, прогонов, балок 10 х 5 см. При этом должна использоваться древесина минимум второго сорта. Оптимальным решением является доска 20 х 5 см, которую можно распустить пополам, на три части, соответственно для получения нужного сечения бруска.

Монтаж опалубки

Время работ целиком зависит от горизонтальности пола этажа. По стяжке, перекрытию установить стойки в один уровень гораздо проще. Если отсутствует даже черновой пол, каждый столб придется подгонять индивидуально. Технически монтаж опалубки имеет вид:

• вычерчивание горизонтали – построителем плоскостей по существующей кладки для определения уровня нижней плоскости перекрытия
• монтаж балок – боковые бруски укладываются на угловые стойки по уровню, по ним натягивается шнур, производится установка остальных элементов
• укладка прогонов – прогоны устанавливаются на ребро перпендикулярно балкам
• установка стоек – шаг 1 – 1,2 м максимум, в нижней части столбы обвязываются доской 25 мм, при необходимости используется дополнительная обвязка на уровне 1,5 м в обоих направлениях
• укладка щита – доски фиксируются к прогонам саморезами, крупные щели запениваются с подрезкой пены после высыхания

После чего необходимо укрыть палубу полиэтиленовой пленкой, чтобы вода из бетона не впитывалась в древесину.

Армирование

При профессиональном расчете плиты на сжатие/растяжение можно существенно сэкономить на арматуре. В средней части конструкции ее можно укладывать с разряжением ячейки 2 – 3 м. на практике подобные расчеты в специальных программах доступны исключительно профессионалам. Плиты армируются арматурными сетками с одинаковым шагом по всему периметру. Для этого используются стержни периодического сечения 12 – 16 мм класса А-3 минимум.

Сетки вяжут из прутков по месту с соблюдением требований:

• перехлест от 10 диаметров при наращивании
• отсутствие ржавчины
• предпочтительнее соединение проволокой
• защитный слой бетона 15 – 40 мм

Нижняя сетка укладывается на полимерные подставки (имеют крестообразные вырезы для фиксации) либо бетонные бруски высотой 2 – 4 см сечением 10 х 10 см.

Коммуникации

При самостоятельной заливке плиты все коммуникации можно расположить в удобных местах без перфоратора. Для этого используются полимерные трубы с заглушками либо куски экструдированного пенополистирола. Самой крупной коммуникацией является лестничный марш. Вокруг проема монтируется опалубка, углы усиливаются диагонально расположенными стержнями арматуры. Для фиксации лестницы из плиты сквозь опалубку выпускаются прутки нижнего армопояса.

Для трубопроводов ХВС, ГВС, канализации используются гильзы, в которые трубы пропускаются на этапе отделки. Элементы воздуховодов, дымоходов могут сразу монтироваться на место эксплуатации, чтобы позднее быть подключенными в систему. Заглушки крепятся саморезами насквозь с обратной стороны опалубки, снимаются вместе со щитами по умолчанию. При распределении смеси в опалубке обеспечивается точное позиционирование закладных без дополнительных усилий.

Электропроводку необходимо маркировать, чтобы не прозванивать кабель впоследствии. Для этого достаточно нескольких мотков разноцветной изоленты или прикрепления бирок с надписями. Если в перекрытия закладываются контуры теплого пола, шлифовка должна производиться при наборе прочности бетоном 50% максимум.

Заливка, уплотнение

В нормативной документации рекомендуется заливка за один прием. На практике заказать бетон необходимого объема несколькими миксерами не сложно. Однако его нужно переместить в опалубку, уложить, утрамбовать глубинным/поверхностным вибратором. Заказ бетононасоса обходится дорого, для выхода рабочих из массива бетона при окончательном заполнении опалубки необходимы леса на внешних стенах здания.

Поэтому часто используется заливка частями с использованием технологических швов:

• в щите цепной пилой изготавливаются прорези для арматуры
• он надевается на стержни нижней сетки вдоль короткой стены здания
• верхние прутки укладываются в ответные прорези
• снаружи щит фиксируется в вертикальном положении подпоркам, укосинами
• щели запениваются в нижней, верхней части
• изнутри вдоль щита между двумя поясами арматуры прикручивается планка

Последняя операция позволяет получить в торце отлитой плиты паз, который при следующей заливке заполнится бетоном второго куска плиты, обеспечив жесткое соединение.

Укладка смеси в опалубку производится ведрами, тачками по наклонным доскам. Бетон выравнивается правилом, уплотняется наконечником глубинного или подошвой поверхностного вибратора до появления молочка, прекращения пузырьков. Стандартным уходом является леечное увлажнение каждые 3 часа в течение трех дней. После чего возможна распалубка, хождение при последующей заливке.

Специфика работ

При установке лесов хотя бы на одну наружную стену коттеджа заливка возможна за один прием. Боковые щиты опалубки по периметру фиксируются закрепленным на стенах вертикальным брусом, поднимающимся выше уровня плиты. Подача бетононасосом обладает достоинствами:

• бетон низкого качества не перемещается этим устройством, по умолчанию гарантируя высокое качество плиты
• возможен подъем смеси на любой этаж с одной позиции без переустановки машины
• качество укладки на порядок выше ручного вываливания, достаточно ручной трамбовка стержнем без применения вибрационного оборудования

Доски палубы необходимо крепить саморезами к прогонам в обязательном порядке. В противном случае они «гуляют» даже при хождении рабочего. Если использовать наращивание стоек кусками в верхней части, производить распалубку становится проще. Весь пиломатериал при укрывании палубы полиэтиленом может использоваться повторно.

Для изгибания арматуры можно изготовить простейшее приспособления:

• короткий кусок трубы, приваренный к длинной трубчатой ручке сбоку
• уголок с прорезью в месте сопряжения полок

Трубчатой конструкцией можно придать необходимый радиус. Уголок используется для изгиба стержней, торчащих из стеновой кладки. Достаточно отрезать его в размер, упирать изнутри, гнуть пруток вторым приспособлением на себя. Технологические швы при заливке в несколько приемов достаточно обработать алмазной оснасткой для УШМ тарельчатого типа.

Для подвальных этажей, жилых помещений, в которых проектируется декорирование перекрытий уровневыми, натяжными потолками, в качестве опалубки часто используется профлист с достаточной несущей способностью.

Это позволяет снизить число балок, стоек, поскольку лист обладает пространственной жесткостью. Обычно используют профнастил ТП-75 с крупной волной. Опалубка в этом случае несъемная, остается на потолке нижнего уровня на всем протяжении эксплуатации.

Сборно-монолитная плита

Основным недостатком самодельных перекрытий является отсутствие внутренних полостей, как у промышленных аналогов. Они излишне нагружают силовой каркас коттеджа, требуются мощные фундаменты, повышается расход бетона, арматуры. Для индивидуальных застройщиков существует плита СМП, являющаяся сборно-монолитным аналогом заводских ж/б изделий. Технология изготовления имеет вид:

• закупка, доставка – индивидуальный застройщик покупает комплектующие (ж/б балки, блоки из керамики, легких бетонов, арматура), привозит их на объект на Газели, выгружает вручную
• сборка – пролеты перекрываются балками с треугольными арматурными каркасами, на них укладываются блоки, арматурная сетка используется только в верхней части конструкции
• заливка – заполнение пустот между уложенными элементами, создание защитного 4 см слоя бетона поверх арматуры

Подобные перекрытия обладают в полтора раза большим поглощением ударных шумов, меньше нагружают стены. Для удобства застройщиков вес самых тяжелых элементов ограничен 20 кг. При одинаковой прочности с заводскими плитами СМП имеют в 9 раз большее теплосопротивление.

Таким образом, индивидуальный застройщик сможет выбрать оптимальный вариант для коттеджа еще на этапе проектирования. При заливке классической монолитной плиты он получает многократный прочностной запас. Плиты СМП позволяют сократить бюджет строительства, эксплуатации, сроки работ.

Уважаемый гуру сарая на столбах: бетонное основание или нет?

УВАЖАЕМЫЙ ГУРУ ПО СТОЛБАМ: Я читал много дискуссий об установке столбов в бетон без «основания» под ними по сравнению с установкой столбов на бетонное основание и обратной засыпкой гравием и землей. Похоже, дело в гнили. Что вы порекомендуете? ЗАГАДКА В МАГНОЙЕ

УВАЖАЕМАЯ ЗАГАДКА: Кажется, мы с вами читаем одни и те же сообщения на форумах по всему интернету!

Начнем с концепции «без фундамента». Обычно грунт не способен противостоять приложенным вертикальным нагрузкам, когда эти нагрузки передаются только через столб. Поэтому стойка устанавливается на какое-либо основание, которое в случае стоечно-каркасной конструкции обычно бетонное.

Фундаменты должны иметь достаточную площадь (радиус в квадрате x pi), чтобы предотвратить оседание здания не только под весом самой конструкции, но и под нагрузкой от снега или минимальной динамической нагрузкой. Они также должны быть достаточно толстыми, чтобы колонна не проткнула фундамент.

Учитывая, что даже для здания с небольшими пролетами и минимальными нагрузками требуется диаметр фундамента 18 дюймов или более, довольно непрактично думать о другом материале, кроме бетона, который можно было бы разместить под колоннами по доступной цене.

К проблеме «гнили». Глава 23 IBC (Международный строительный кодекс) требует, чтобы древесина, контактирующая с бетоном, была либо «естественно прочной», либо обработана консервантом под давлением. Это, само по себе, имеет тенденцию лишать доверия фракцию «бетон гниет обработанная древесина».

Я знаю каждую крупную компанию по строительству стоек в Америке. Я еще не слышал, чтобы кто-нибудь из них сообщил о том, что у него сгнил хотя бы один «правильно обработанный столб».

Доводом в этом вопросе является «правильно обработанный столб».

Когда в 2000 году был опубликован первый IBC, в разделе 1805.7.1.2 говорилось: «Деревянные столбы должны обрабатываться в соответствии с AWPA C2 или C4. Этот язык остался прежним в IBC 2003 года. Стандарты AWPA C2 и C4 были отозваны, поэтому они больше не применяются и не упоминаются в более поздних редакциях Кодекса.

Однако в IBC 2006 года все изменилось. В разделе 1807.7.1 говорится: «Деревянные столбы должны быть обработаны в соответствии с AWPA U1 для столбов из пиломатериалов (Спецификация товара A, категория использования 4B)». В IBC 2009 г. (и повторено для издания 2012 г. ) формулировка осталась прежней, однако раздел Кодекса, на который делается ссылка, теперь 1807.3.

Что это значит для вас или среднего потребителя, который покупает новый сарай для столбов? Все!

Посетите местный лесопилку или большой магазин пиломатериалов. Прогуляйтесь по отделу обработанных под давлением пиломатериалов. На каждом куске пиломатериала, обработанного консервантом под давлением, есть бирка. Этот тег определял, кто был лечащим врачом, а также уровень лечения давлением. К сожалению, большинство столбов, обработанных давлением, будут обработаны только UC-4A… который НЕ соответствует требованиям Кодекса для использования в опорных зданиях!

Это означает, что существует множество зданий с недостаточно обработанными колоннами, что является причиной гниения, а не близости к бетону.

Каждый раз, когда кто-то пытается навязать мне историю о том, что «бетон гниет, обработанное дерево», я прошу их показать мне хотя бы один лабораторный тест, подтверждающий их точку зрения. Ни один не существует.

Лучшее решение – и моя рекомендация – использовать должным образом обработанную стойку, залитую предварительно приготовленной бетонной смесью в виде монолитной заливки. Поместите минимум шесть (а лучше восемь) дюймов бетона под колонну и восемь или более дюймов вверх по стойке (это называется нижним воротником).

Похожие сообщения:

Руководство по металлическим фундаментам зданий

Введение

ПРИМЕЧАНИЕ. Фундамент и анкерные болты НЕ входят в комплект металлического строительного комплекта.

Хорошо спроектированный и построенный фундамент имеет решающее значение для любого здания, но ему часто уделяется гораздо меньше внимания, чем надземной металлической конструкции, которая входит в комплект. Многие потенциальные покупатели не знают, как приступить к проектированию и строительству фундамента.

Фундаменты имеют решающее значение для производительности здания. Плохой фундамент может привести к тому, что стены окажутся не отвесными, осадка пола и повреждения при землетрясениях и ветровых явлениях. Эти проблемы, в свою очередь, могут привести к проблемам с безопасностью, очень дорогому ремонту или к тому, что срок службы здания будет намного короче, чем мог бы быть. Иногда дешевле снести здание и начать с нуля, чем пытаться исправить плохо спроектированный и построенный фундамент.

Фундаменты для сборных металлических зданий отличаются и, как правило, более сложны, чем фундаменты для обычных конструкций.

Поэтому вам необходимо воспользоваться услугами лицензированного инженера-конструктора / инженера по фундаменту, имеющего опыт проектирования.

Вам нужно будет найти местного инженера для проектирования этих фундаментов и уважаемого подрядчика для их строительства.

Ключевые моменты

Вот некоторые важные моменты для проектирования и строительства фундаментов для металлических строительных систем:

• Для всех металлических зданий требуется бетонный фундамент и, как правило, плиты на уровне грунта. (Некоторым сельскохозяйственным зданиям и навесам бетонные плиты могут не понадобиться.) Тип фундамента и плит будет зависеть от предполагаемого использования здания, его размера и местоположения.

• Изучите почву, чтобы убедиться, что у вас есть хорошая опора для фундамента; если необходимо, принесите заливку более высокого качества, как обсуждалось в нашей статье о подготовке сайта.

• Обязательно соблюдайте все применимые строительные нормы и правила. В местных строительных нормах будет указана минимальная глубина фундамента в вашем районе (для защиты от замерзания), минимальная толщина и прочность бетона и т. д. В нормах и местных правилах может быть указан максимальный размер здания, которое может быть возведено без обеспечения здания. разрешать. Например, Международный строительный кодекс 2021 года требует разрешения даже для строительства небольших сооружений, таких как сараи для инструментов и складов, а также игровые домики с площадью пола более 120 квадратных футов.

• Как уже говорилось, в большинстве случаев фундамент должен проектировать лицензированный инженер-строитель . За исключением очень небольших металлических зданий, таких как складские помещения площадью менее 120 квадратных футов, самостоятельное проектирование и строительство фундамента НЕ рекомендуется . Любой сбой или поломку фундамента будет очень сложно и дорого исправить, поэтому здесь не место экономить на профессиональных услугах.

• Инженер-строитель должен знать передовой опыт проектирования металлических фундаментов зданий. К сожалению, не каждый инженер знаком со специфическими проблемами проектирования этих фундаментов, которые отличаются от фундаментов обычных зданий. Попросите инженера следовать рекомендациям, изложенным в «Руководстве по проектированию фундаментов и анкеров для металлических строительных систем» Александра Ньюмана (McGraw-Hill, 2013). Обсудите лучший тип фундамента для вашего проекта с вашим инженером по фундаменту.

• Тип фундамента для вашего металлического здания будет зависеть от перечисленных ниже факторов. Существует несколько типов надежных металлических систем фундаментов зданий , таких как стойкие к моменту фундаменты, фундаменты с анкерными стержнями, маты и фундаменты глубокого заложения (буровые валы или сваи). Существует несколько ненадежных, но дешевых типов фундамента, например, со шпильками или плитами с выступами. Они могут быть распространены, но, как правило, их следует избегать, поскольку их использование может не соответствовать кодам.
  Для работы инженеру потребуются инженерные чертежи металлических конструкций, предоставленные вашим поставщиком строительных комплектов.

Фундамент для пирса стального здания

Проектирование металлического фундамента здания

Факторы, влияющие на проектирование фундамента

Почва на вашем участке должна быть исследована. Вам нужна хорошая основа для вашего фонда! Основные характеристики грунта являются решающим фактором в стабильности и долговечности вашего быстровозводимого здания. Процесс описан в нашей статье Подготовка сайта.

Должна быть известна линия мороза . Ваш фундамент должен будет простираться ниже этой линии.

Ветровые нагрузки. В отличие от других типов конструкций, металлические здания очень легкие. Они должны опираться на прочный фундамент; в противном случае сильный ураган может нарушить структурную целостность здания. Думайте о металлическом здании как об огромном парусе, удерживаемом на месте несколькими крепкими якорями. Во многих случаях 9Фундаменты 0003 должны быть тяжелее, чем для других зданий , из-за необходимого «балласта», который противостоит подъему ветра и боковым силам.

Снеговые нагрузки.   Снеговая нагрузка на вашем участке также повлияет на размеры фундамента, на этот раз для нисходящей нагрузки.

Сейсмические нагрузки.  Строительные нормы и правила требуют определенных конкретных конструкций фундамента в зонах высокой сейсмичности.

См. нашу статью Разрешения на строительство, нормы и нагрузки для получения дополнительной информации.

Типы фундаментов для больших металлических зданий могут отличаться от типов для небольших, потому что большие здания будут оказывать более высокую нагрузку на их фундамент. Естественно, вашему инженеру по фундаменту необходимо знать размеры здания, которое вы планируете купить, и расположение анкерных болтов для крепления стальных колонн.

Если у вас есть планы на будущее расширение или увеличение нагрузки на стальное здание, целесообразно спроектировать фундамент с учетом этих планов. Расширение фундамента постфактум было бы намного сложнее и дороже.

Кто отвечает за проектирование фундамента?

Как отмечалось выше, проектирование фундамента должно выполняться лицензированным инженером-строителем, имеющим опыт проектирования металлических фундаментов зданий.

Проектирование и установка качественных фундаментов требует специальных знаний и навыков.

Да, вам потребуются планы фундамента, составленные лицензированным инженером-строителем. Металлический строительный комплект поставляется с подробными планами, но НЕ с планами фундамента. План фундамента, заверенный профессиональным инженером, обычно требуется как часть заявки на получение разрешения на строительство. (См. нашу статью «Планирование проекта металлического здания».)

Вашему подрядчику по бетонным работам также потребуется план фундамента и детали фундамента, чтобы подготовить точную смету на работу на основе системы фундамента, необходимой для вашего здания.

Поставщик здания обычно предоставляет список реакций здания (сил, действующих на первичные рамы) при статической, снеговой и ветровой нагрузке (плюс другие нагрузки, если необходимо). Инженер-конструктор фундаментов использует эти реакции для выбора наиболее подходящего типа фундамента и гарантирует, что фундаменты могут безопасно выдерживать возложенные на них нагрузки.

Фундаменты для обычных зданий и для металлоконструкций имеют два основных отличия:

1. Как уже упоминалось, необходимость сопротивления ветровым подъемам требует относительно тяжелых фундаментов.
2. В большинстве металлических зданий в качестве первичного каркаса используются жесткие каркасы, которые воздействуют на фундамент не только вертикальными силами, но и горизонтальными силами, стремящимися толкнуть фундаменты в стороны. Это не обычная проблема в традиционном стоечно-балочном строительстве.

Таким образом, фундамент вашего здания может быть намного прочнее и отличаться от фундамента, скажем, большого дома или двухэтажного офиса, где большие сосредоточенные подъемные и боковые нагрузки либо отсутствуют, либо преодолеваются весом здание.

Варианты металлических фундаментов зданий

Существует несколько типов металлических фундаментов зданий. Некоторые из них дороже, но работают лучше. Другие дешевы, но ненадежны, и их следует указывать с особой осторожностью. Кроме того, то, что может подойти для небольшого здания, не подходит для большой коммерческой конструкции со стальным каркасом.

Наиболее распространенные типы стальных фундаментов зданий:

Фундаменты на противоположных сторонах жесткой рамы соединены, что «гасит» горизонтальные реакции колонны на обоих концах. Анкерные стержни варьируются от дешевых и менее надежных, таких как пара арматурных стержней, помещенных в утолщенную плиту, до более дорогих, но более надежных конструкций, таких как бетонные балки. Фундамент колонны должен быть достаточно тяжелым, чтобы сопротивляться подъему ветром.

Стяжки и фундамент колонны
Кредит: BuildingsGuide ©

Они аналогичны стяжкам, но опираются на плиту на земле для передачи горизонтальных усилий. Хотя шпильки широко использовались в прошлом, сегодняшние правила делают их менее экономичными. Так как плита теперь выполняет конструктивную роль, она должна быть спроектирована как приподнятая конструкционная плита (армироваться арматурой, а не проволочной сеткой, не иметь контрольных соединений и т. д.). Кроме того, если в будущем плиту разрежут для установки инженерных коммуникаций, система перестанет функционировать. Эту систему следует использовать с осторожностью.

Шпилька и основание колонны
Кредит: BuildingsGuide ©

Это наиболее универсальное решение для стальных фундаментов зданий. Он также широко используется в нестроительных конструкциях. Фундамент работает аналогично консольной подпорной стене и имеет широкое основание, устойчивое к опрокидыванию и скольжению.

Фундамент сопротивления моменту
Кредит: BuildingsGuide ©

Эта система, известная также как перевернутая плита, широко используется в жилищном строительстве. Он работает так же, как и фундамент, устойчивый к моменту, и правильная конструкция приводит к размеру вута, аналогичному основанию фундамента, устойчивому к моменту, а не к маленькому узкому выступу, обычно ожидаемому строителями. Этой конструкции следует избегать для металлических зданий, за исключением, может быть, самых маленьких. Эта система непрактична в районах с глубокими линиями промерзания.

Плитный фундамент с веткой
Кредит: BuildingsGuide ©

Маты представляют собой толстые плиты, армированные в двух направлениях сверху и снизу. Они могут быть достаточно тяжелыми, чтобы сопротивляться подъему ветром, а их армирование действует как распределенные стяжки. Их стоимость относительно высока.

Бетонный фундамент
Кредит: BuildingsGuide ©

Свайные фундаменты дороги и обычно используются только на бедных грунтах, где перечисленные выше неглубокие фундаменты неэкономичны или непрактичны.

Бетонный свайный фундамент
Кредит: BuildingsGuide ©

В качестве свай эти глубокие фундаменты можно использовать на участках с бедными грунтами. Они достаточно экономичны и популярны как для стальных фундаментов зданий , так и для нестроительных конструкций, таких как дорожные знаки и столбы. Поскольку глубокие опоры не зависят от плит на земле, они подходят для сельскохозяйственных построек. Глубокие опоры можно использовать в сочетании с балками по периметру.

Бетонный фундамент для пирса
Кредит: BuildingsGuide ©

Независимо от того, какая система выбрана, фундаменты должны быть достаточно тяжелыми, чтобы выдерживать силы подъема ветром, а не только быть рассчитаны на нисходящую нагрузку.

Фундаменты для малых металлических зданий

В эту категорию входят жилые металлические гаражи, складские помещения и аналогичные конструкции, размеры которых обычно не превышают 30 футов на 40 футов. Как отмечалось выше, даже для этих зданий (площадью не менее 120 квадратных футов) обычно требуется разрешение на строительство. Им также, скорее всего, потребуется набор чертежей фундамента, подготовленных лицензированным инженером-строителем.

Наиболее подходящими системами фундамента для этих зданий являются:

• Анкерные стержни + фундаменты колонн
• Шпильки + опоры для колонн (использовать с осторожностью)
• Плита с веткой (использовать с осторожностью)
• Коврики
• Просверленные валы.

Для большинства этих зданий также потребуется плитный фундамент.

Фундаменты для сельскохозяйственных металлических зданий

Эта категория включает амбары, арены для верховой езды и аналогичные конструкции, как правило, с грунтовым полом. Как отмечалось выше, даже для этих зданий (при площади не менее 120 квадратных футов), вероятно, потребуется разрешение на строительство. Им также, скорее всего, потребуется набор чертежей фундамента, подготовленных лицензированным инженером-строителем.

Поскольку в этих зданиях, как правило, отсутствует плита перекрытия, наиболее подходящими системами фундамента являются:

• Фундаменты с сопротивлением моменту и
• Просверленные валы.

Фундаменты для больших коммерческих металлических зданий

Эта категория включает склады, промышленные, коммерческие и общественные здания средних и больших размеров. Поскольку нагрузка на фундамент выше, эти конструкции требуют наиболее надежных решений. Скорее всего, потребуется комплект чертежей фундамента, подготовленный лицензированным инженером-строителем.

Наиболее подходящими системами фундамента для этих зданий являются:

• Анкерные стержни + фундаменты колонн
• Моментоупорные фундаменты
• Коврики
• Сваи
• Просверленные валы.

Большинству зданий потребуется плита на грунтовых и периметральных фундаментных стенах или балки, проходящие ниже линии промерзания. Колонны здания опираются на пилястры колонн (см. фото ниже). Все эти элементы разработаны инженером-строителем.

Бетонный фундамент по периметру с колонными пилястрами
Кредит: SunwardSteel

Анкерные болты для металлических конструкций

Анкерные болты выполняют две функции:

1. Они стабилизируют колонны здания во время монтажа металлоконструкций и
2. Помогают передавать силы ветра и землетрясения от рамы к фундаменту.

Тип, диаметр, длина и количество анкерных болтов зависят от вашего здания. Эти анкеры имеют решающее значение и должны быть разработаны лицензированным инженером-строителем.

В то время как в прошлом считалось достаточным наличие двух анкеров на колонну, сегодня OSHA требует как минимум четыре. Кроме того, в прошлом были распространены анкерные болты с крючками, но современные передовые методы требуют анкеров, изготовленных из стержней с полной или частичной резьбой с одной или несколькими гайками наверху и на заглубленном конце.

Точность установки анкерных болтов

Быстровозводимые здания и другие конструкции со стальным каркасом имеют жесткие допуски при установке. Если анкерные болты не расположены в правильном месте (даже на дюйм), колонны не поместятся на фундаменте. Монтаж должен выполняться высококвалифицированными специалистами, такими как геодезисты и наладчики. Это НЕ работа, чтобы оставлять разнорабочим!

Схема расположения анкерных болтов

От поставщика строительных материалов вы получите подробные планы (чертежи и числовые характеристики) типов и расположения болтов. Вам нужно будет передать их вашему проектировщику фундамента и подрядчику, чтобы они точно знали, где разместить болты перед установкой бетонного фундамента.

Анкерные болты для металлического фундамента здания
Кредит: BuildingsGuide ©

Металлический строительный фундамент Часто задаваемые вопросы

Нужен ли фундамент для металлических зданий?

Да, для всех металлических зданий требуется определенный тип бетонного фундамента, к которому здание будет крепиться. Тип фундамента диктуется нагрузкой на колонны здания и грунты на участке.

Нужна ли металлическому зданию плита на уровне земли?

Большинству металлических зданий требуется прочный бетонный пол – плита на уровне грунта (иногда структурная плита, перекрывающая грунт между оголовками свай). Некоторым зданиям, таким как сельскохозяйственные склады, нужен только земляной пол.

Когда закладывать фундамент?

Зима НЕ хорошее время для закладки фундамента! Лучше всего весна, осень и лето.
Укладка бетона зимой может привести к повреждениям от замерзания. Бетон должен быть выше 50 ° F в течение нескольких дней, чтобы вылечить должным образом.

Если работа зимой неизбежна из-за срочности проекта, это может быть возможно – с дополнительной работой и затратами. Но если проект не срочный, лучше всего оформить документы, спланировать и купить материалы зимой, чтобы быть готовым к работе весной.

Как прикрепить металлическое здание к бетонному фундаменту?

Некоторые типы сельскохозяйственных или других зданий являются открытыми или полуоткрытыми.