Сбор нагрузок на фундамент промышленного здания с металлическим каркасом

Сбор нагрузок на каркас промышленного здания

Пространственная многостержневая конструкция каркаса промышленного здания, воспринимающая и передающая на фундаменты все нагрузки и воздействия, при замене ее расчетными схемами расчленяется на плоские системы (поперечные рамы и продольные конструкции). Это приводит к погрешностям в определении усилий, которые при расчете стальных каркасов частично компенсируются приближенным учетом пространственной работы каркаса.

Таким образом, при расчете поперечных рам стальных каркасов промышленных зданий используются упрощенные расчетные схемы, которые резко сокращают трудоемкость расчета и приводят к погрешностям, практически не влияющим на результаты расчета. Однако это возможно только при расчетах определенной конструктивной формы, соответствующей системам традиционных каркасов промышленных зданий.

Действительные усилия в элементах каркаса всегда отличаются от тех, которые определены даже по “точной” расчетной схеме. Это связано, во-первых, с методами расчета, принятыми в строительной механике, а во-вторых, с идеализированными условиями опирания поперечных рам и сопряжений ее элементов.

В настоящее время в строительной механике принят расчет по недеформируемой схеме. Например, если в колонне имеется нормальная сила, то дополнительный момент, который возникает при небольшом смещении верхнего узла рамы, при определении усилий не учитывается. Имеются методы расчета систем по деформируемой схеме, при которых система канонических уравнений превращается в систему дифференциальных. Примеры использования этих методов для расчета систем, похожих на расчетные схемы поперечных рам, показали, что при нагрузках, близких к расчетным, использование недеформируемой схемы дает небольшие погрешности.

Значительно сильнее искажают характеры распределения усилий в системе и ее перемещения податливость фланцевых соединений ригеля с колонной и поворот фундаментов при нагружении рамы. Поворот фундаментов уменьшает изгибающие моменты в нижней части колонны (при шарнирном опирании колонны момент равен нулю) и увеличивают в верхней. Податливость крепления ригеля к колонне увеличивает моменты в нижней и уменьшает в верхней части колонны. Имеются методы учета этих обстоятельств действительной работы, которые используются при уточненных проверочных расчетах (особенно при решении вопросов реконструкции промышленных цехов и проектировании усиления конструкций каркаса). При расчете рам новых зданий все обстоятельства действительной ра0оты учитываются косвенно введением коэффициентов условий работы, спецификой определения усилий.

Оси стоек в расчетной схеме совпадают с центрами тяжести верхнего и нижнего сечений колонны. В ступенчатых колоннах крайних рядов центры тяжести верхней и нижней части расположены не на одной оси, и поэтому стойка рамы имеет горизонтальный уступ, равный расстоянию между геометрическими осями колонн. Заделка стоек принимается на уровне низа базы, ось ригеля совмещается с нижним поясом стропильной фермы.

Чтобы определить размер уступа колонны, е и моменты инерции сечений нижнего IН и верхнего IВ участков колонны, а также ригеля IР нужно знать их сечения, которые на данной стадии проектирования неизвестны. Поэтому при установлении расчетной схемы рамы используют данные проектирования аналогичных сооружений или делают очень упрощенный предварительный расчет рамы с подбором сечений и на основе этого устанавливают требуемые величины. Такой подход возможен потому, что, как показывают проверочные расчеты, отклонение в соотношениях моментов инерции элементов рамы до 30 % мало сказывается на расчетных усилиях в раме, и только при большей разнице расчет ее нужно проверить заново.

По опыту проектирования производственных зданий известно, что расстояние между центрами тяжести сечений верхнего и нижнего участков колонны (с несимметричным сечением нижнего участка)

Поперечные рамы промышленных зданий рассчитываются на следующие нагрузки:

собственный вес кровли и конструкций покрытия;

вес стен (при оттирании стен на каркас);

вертикальное давление от кранов;

давление ветра на стены и фонари здания.

Первые четыре вида нагрузок относятся к основным воздействиям, ветровая нагрузка является дополнительным воздействием.

Собственный вес кровли и конструкций покрытия вместе со снегом передается на колонну в виде опорного давления фермы Рф, которое приложено к верхней части колонны с эксцентриситетом. Кроме того, на верхнюю часть колонны также эксцентрично опирается часть стены, нагрузка от которой передается через элементы стенового каркаса в виде отдельных сосредоточенных сил Рс.

Расчетное вертикальное давление кранов на одну колонну определяется загружением соответствующей линии влияния нагрузкой от давлений колес крана Р, принимаемых по стандартам на краны. Как уже указывалось выше, расчет обычно ведется на два крана; при этом определяют максимальное и минимальное давления на колонну

где n = 1,3 — коэффициент перегрузки крановых нагрузок;
Рмакс — максимальное давление на колесо крана (по ГОСТ);
Pмин — минимальное давление на колесо крана, определяемое по формуле

Q — грузоподъемность крана;

G — полный вес крана с тележкой;

nк — полное число колес крана;

у — ординаты линии влияния.

Для определения воздействия поперечного торможения кранов на раму сперва вычисляют силу, приложенную к каждому колесу крана:

где g — вес тележки крана;

n1 — число колес каждого крана на одной стороне.

Суммарное воздействие сил торможения на раму определяется так же, как и для вертикального давления и по той же линии влияния:

Сила поперечного торможения Т передается только на одну из колонн рамы.

Продольная тормозная сила, передающаяся на вертикальные связи между колоннами, определяется по формуле

где nт — число тормозных колес на одной балке (обычно равное половине общего числа колес на балке).

Ветровая нагрузка принимается в соответствии со СНиП (П-Б.1, § 4); причем предполагается, что она действует как равномерно распределенная нагрузка

где q0 — скоростной напор, по СНиП;

k — аэродинамический коэффициент;

n = 1,2 — коэффициент перегрузки.

Ветровую нагрузку, действующую на фонарь и на часть стены в пределах высоты ригеля, передают на раму в виде сосредоточенной силы Рв, приложенной на уровне нижнего пояса ригеля. Эта сила равна Рв = kq0nbhʹ.

Расчет фундамента промышленного здания

Разработка проекта фундамента для каркасного одноэтажного промышленного здания. Сбор нагрузок, действующих на фундаменты. Подбор колонн и назначение размеров подколонника. Устройство и расчет свайных фундаментов. Подбор молота для погружения сваи.

Рубрика	Строительство и архитектура
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	09.04.2013
Размер файла	1,6 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

В настоящее время проблема грамотного проектирования, расчета и обустройства фундаментов является очень актуальной, так как правильно выполненные вышеперечисленные работы являются залогом долговечной и надежной работы всей конструкции. Напротив ошибки в расчете и нарушение технологии возведения, могут привести к негативным последствиям, таким как, например, неравномерная осадка, что в свою очередь может спровоцировать образование трещин и преждевременное разрушение здания.

Целью выполнения курсового проекта является приобретение теоретических и практических навыков проектирования фундаментов и знакомство с действующими строительными нормами и правилами, для дальнейшего использования этих знаний при разработке и строительстве реальных объектов.

Нашей задачей является в соответствии с заданием подобрать, спроектировать и рассчитать наиболее подходящий фундамент для указанного варианта каркасного промышленного здания, определить материал для этого фундамента и его размеры.

В данном курсовом проекте исследуется промышленное здание с полным железобетонным каркасом.

Рассматриваются два варианта устройства фундамента: фундамент мелкого заложения и свайный фундамент.

Курсовой проект состоит из 1 листа чертежей выполненных на листе формата A1 и 54 листов пояснительной записки.

Курсовой проект содержит в себе 19 иллюстраций и 8 таблиц с расчетами. Последовательность проектирования оснований и фундаментов: анализ проектируемого здания, оценка результатов инженерно-геологических изысканий, выбор типа основания и фундамента, начиная с привязки здания к строительной площадке.

Свердловская область, г. Екатеринбург (Свердловск).

3. Характеристика географического положения площадки строительства, ее климатических и сейсмических условий

Место строительства – г. Екатеринбург. Судя по разрезам рельеф местности – спокойный, площадка строительства – ровная. Нормативная глубина промерзания – 2.1 м. Абсолютная отметка грунтовых вод в пределах выработки – 25 м. Абсолютная отметка пола первого этажа – 28.50 м.

Климатические параметры холодного периода года в Екатеринбург:

Абсолютно min t°С воздуха = -47.

Средняя суточная амплитуда t воздуха наиболее холодного

Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее

холодного месяца = 73%.

Количество осадков за ноябрь-март = 114.

Преобладающее направление ветра за декабрь-февраль = З.

Max скорость ветра по румбам за январь = 5.

Средняя скорость ветра за период со средней суточной t° воздуха ? 8°С = 3.7 .

Климатические параметры теплого периода года в Екатеринбург:

Барометрическое давление = 980.

Средняя суточная амплитуда t° воздуха наиболее теплого

Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее

теплого месяца = 68%.

Количество осадков за апрель-август = 383.

Суточныйmax осадков = 94.

Преобладающее направление ветра за июнь-август = З.

Зона влажности = сухая.

Месячная t° воздуха в январе = от – 15.5

Месячная t° воздуха в июле = +17.2

Рельеф площадки строительства спокойный. В пределах площадки для анализа инженерно-геологических условий разработано 5 скважин глубиной 10 м. Расстояние между скважинами 55 и 55.5 м.

С поверхности грунта залегают песок пылеватый, подстилает его так же пылеватый песок, а третьим слоем являются пески средней крупности.

Мощность пластов: 1 – от 0.6 до 4.0 м,

2 – от 3.0 до 5.3 м,

Абсолютная отметка уровня грунтовых вод – 25 м.

Физико-механические свойства грунтов представлены в таблице 1:

Таблица 3.1. – Физико-механические свойства грунтов.

Удельный вес частиц грунта г_s

Удельный вес грунта г

Коэффициент пористости е

Влажность на границе раскатывания щ_Р

Влажность на границе текучести щ_L

Коэффициент фильтрации к_ф

Угол внутреннего трения ц

Физико-механические свойства грунтов приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2. – Характеристика физико-механических свойств грунтов.

Мощность слоя, м

Плотность грунта с, т/м 3

Плотность частиц грунта с_s, т/м 3

Природная влажность щ, доли ед.

Влажность на пределе текучести щ_L, доли ед.

Влажность на пределе раскатывания щ_Р, доли ед.

Коэффициент фильтрации k_ф,м/сут.

Коэффициент пористости е

Плотность скелета грунта с_d, т/м 3

Число пластичности J_P, %

Показатель текучести J_L, доли ед.

Коэффициент водонасыщения S_r, доли ед.

Модуль деформации Е, кПа

Песок средней крупности

Для расчета основания

по несущей способности

Угол внутреннего трения ц_I, град

Угол внутреннего трения ц_II, град

Песок средней крупности

Грунт отобран из скважин 1, 2 и 3, глубина скважин 10 м.

Песок пылеватый, так как е = 0,6 и находится в пределах 0,6 ? е ? 0,8, то песок пылеватый средней плотности, так как модуль деформации Е_о = 8 МПа (5,0 МПа ? Е_о ? 200,0 МПа), среднесжимаемый. По насыщению песка водой: коэффициент водонасыщения S_r = 0.307-малой степени водонасыщения (0 ? S_r ? 0.5).

Вывод: рассматриваемый грунт, песок пылеватый: средней плотности, среднесжимаемый, слабо насыщенный водой. Может служить естественным основанием.

Песок пылеватый, так как е = 0,65 и находится в пределах 0,6 ? е ? 0,8, то песок пылеватый средней плотности, так как модуль деформации Е_о = 10 МПа (5,0 МПа ? Е_о? 200,0 МПа), среднесжимаемый. По насыщению песка водой: коэффициент водонасыщения S_r = 1 – насыщенный водой (0.8 ? S_r ? 1.0).

Вывод: рассматриваемый грунт, песок пылеватый: средней плотности, среднесжимаемый, насыщенный водой. Может служить естественным основанием.

Песок средней крупности, так как е = 0,6 и находится в пределах 0,55 ? е ? 0,7, то песок средней плотности, так как модуль деформации Е_о = 25 МПа (5,0 МПа ? Е_о ? 200,0 МПа), среднесжимаемый. По насыщению песка водой: коэффициент водонасыщения S_r = 1,0-насыщенный водой (0,8 ? S_r ? 1,0).

Вывод: рассматриваемый грунт, песок средней крупности: средней плотности, среднесжимаемый, насыщенный водой.Может служить естественным основанием.

4.Анализ проектируемого здания

Ш Объект – одноэтажное промышленное здание;

Ш Размеры в плане 72 Ч180 м.

Ш Высота до низа стропильной конструкции 12,6 м.

Ш Шаг колонн: 6 м.

Ш Конструктивная схема здания – здание каркасное с железобетонным каркасом.

Ш Способы передачи нагрузок на основание: от колонн на железобетонные отдельные фундаменты, а от них на грунтовые основания.

Ш Фундаменты внецентренно нагружены, т.к. на них от колонн передается, кроме вертикальных нагрузок, моментные и горизонтальные.

Ш Стены здания выполнены из панелей толщиной мм.

Ш Температура внутри производственного корпуса . Температура внутри бытовых помещений равна

Рис. 4.1. – План здания.

5.Сбор нагрузок, действующих на фундаменты

Вертикальная сосредоточенная нагрузка N H , передающаяся от колонны на фундамент, подсчитывается как произведение заданной единичной нагрузки соответствующего пролета на грузовую площадь покрытия (или перекрытия), приходящуюся на рассматриваемую колонну.

В единичные значения нагрузок включены: собственный вес всех конструкций покрытия (перекрытия), собственный вес колонны, снеговая, крановая и другие виды временных нагрузок.

Вертикальная сосредоточенная нагрузка от колонны считается приложенной в центре поперечного сечения колонны. Кроме вертикальной нагрузки от колонн, на которые опираются элементы покрытия или перекрытий, на фундаменты передаются моменты M H и горизонтальные силы Q H , действующие в плоскости поперечника здания.

Горизонтальные силы (Q H ) считаются приложенными в уровне обреза фундаментов. Направление действия моментов и горизонтальных сил в плоскости поперечника здания может быть принято для внутренних колонн любым, для наружных колонн вовнутрь помещения.

Нагрузки от собственного веса стен подсчитываются как произведение веса одного квадратного метра вертикальной поверхности стены на грузовую площадь, приходящуюся на фундамент.

Вес стеновых панелей принимается равным 3 кПа (кН/м 2 ) их вертикальной поверхности. В подсчете нагрузок от стен должны быть учтены коэффициенты уменьшения их веса за счет оконных и дверных проемов. Они принимаются для наружных стен цехов промышленных зданий К = 0.5; для бытовых помещений К = 0.6.

Таким образом, учитывая вышесказанное, можем подсчитать нормативные и расчетные нагрузки.

Нормативные нагрузки приведены в таблице 4.1.и

Контакты компании

Горячая линия: 8 800 700-62-82 (звонок по России бесплатный)

Филиалы

Дистрибьюторы

Отделы

Бухгалтерия

Бухгалтерия обладает всеми необходимыми сведениями о поступлении платежей от Клиентов за услуги, предоставляемые компанией ГлавФундамент (продажа винтовых свай, строительство фундаментов на винтовых сваях, экспресс-геология, проектирование фундаментов на винтовых сваях, гражданских и промышленных объектов). Каждый Клиент имеет возможность в оперативном порядке получить сведения о поступлении его платежа на счет организации. В задачи отдела также входит выставление счетов и закрывающих отчетный период документов.

Васильев Денис Александрович

Корпоративный отдел

Корпоративный отдел несет ответственность за выполнение договорных обязательств перед Партнерами по поставкам винтовых свай компании ГлавФундамент (количеству, номенклатуре, ассортименту, срокам и другим условиям поставок). Отдел оказывает помощь в работе с другими отделами и обособленными подразделениями компании, обеспечивая Партнеру маркетинговую, техническую и логистическую поддержку, своевременно осуществляет составление сметно-финансовых и других документов.

Руководитель корпоративного отдела

Копьев Евгений Сергеевич

Отдел кадров

Отдел кадров компании ГлавФундамент занимает ответственное положение в разработке планов организации в части обеспечения ее трудовыми ресурсами, осуществляя подбор, прием, официальное трудоустройство, адаптацию, учет и увольнение сотрудников.

В задачи отдела входит проведение работ по формированию и подготовке резерва кадров для назначения на соответствующие должности, консультирование вышестоящего руководства и руководителей подразделений по вопросам кадровой политики при разработке проектов, производстве винтовых свай, строительстве. Отделом производится оценка деятельности каждого из сотрудников организации.

Руководитель отдела кадров

Дубовик Эльвира Гизетдиновна

Отдел НИОКР

Отдел научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) занимается исследованиями характера совместной работы винтовых свай с грунтом, разработкой и внедрением инноваций в области свайного фундаментостроения.

Специалисты отдела создают технологические решения, позволяющие сокращать сроки работ и снижать их себестоимость, не нанося ущерб качеству.

В задачи отдела также входит организация научного сотрудничества с кафедрами строительных ВУЗов, занимающихся проблемами фундаментостроения, оказание консультационной и информационной помощи сотрудникам структурных подразделений компании.

Руководитель отдела НИОКР

Глазачев Антон Олегович

Отдел продаж

Отдел продаж – связующее звено между компанией и Клиентом, осуществляет процесс взаимодействия от первого контакта до окончания договорных отношений.

Отдел занимается консультацией, предварительным расчетом стоимости приобретаемых Клиентом винтовых свай, технической поддержкой, заключением договоров.

Руководитель отдела региональных продаж

Акатьев Сергей Николаевич

Отдел рекламы и PR

Отдел рекламы – структурное подразделение, перед которым стоят задачи по определению направления, планированию и организации рекламных компаний, а также разработке рекламных и информационных материалов.

Рекламный отдел компании ГлавФундамент осуществляет работу по рекламированию производимой продукции (винтовые сваи) и выполняемых услуг (устройство фундамента на винтовых сваях, проектирование и перепроектирование фундаментов и зданий/сооружений), ведут работу по заключению договоров на рекламирование продукции и/или услуг со сторонними организациями.

Кроме того, специалисты отдела рекламы своевременно оповещают Клиентов о различных акциях и рекламных компаниях, планируют участие в выставках, заключают договоры с оргкомитетами ярмарок и строительных форумов.

Сергин Роман Петрович

Отдел снабжения

Отдел снабжения принимает решения относительно закупки сырья, необходимого для производства винтовых свай, отвечая за заключение контрактов на поставку продукции и выбор поставщика.

Сотрудники отдела предоставляют информацию по закупкам материалов, необходимых для строительства, консультируют по ценовым категориям, а также в кратчайшие сроки рассчитывают стоимость и сроки доставки винтовых свай в тот или иной регион для организации доставки груза в любую точку России или в страны СНГ.

Руководитель отдела снабжения

Нургалиев Ринат Разитович

Планово-экономический отдел

Планово-экономический отдел производит расчет стоимости любых видов строительно-монтажных работ, материалов для строительства фундамента под индивидуальный проект заказчика, а также стоимость спец. заказов на винтовые сваи и металлоконструкции, которые не входят в стандартную линейку продукции компании.

Отдел оказывает содействие бухгалтерии в сборе необходимых отчетных документов.

Руководитель планово-экономического отдела

Шушпанова Мария Алексеевна

Проектный отдел

Архитектурное бюро компании ГлавФундамент предоставляет полный комплекс услуг по проектированию зданий и/или сооружений в современных расчетных программных комплексах вне зависимости от уровня сложности объекта. Отдел осуществляет разработку концепции, архитектурное проектирование, предусматривающее реконструкцию жилых и общественных зданий; дизайн интерьера, авторский надзор, составление и согласование проектной документации, комплектацию мебелью, оборудованием и декоративными отделочными материалами. В случае необходимости специалисты архитектурного бюро могут подобрать для Клиента готовый проект здания/сооружения из обширной базы готовых проектов.

Руководитель проектного отдела

Бусыгина Екатерина Александровна

Служба Технического Надзора

Отдел Технического Контроля осуществляет независимый контроль качества продукции и выполненных строительных работ на предмет соответствия требованиям строительных правил, государственных стандартов, технических условий и технической документации, гарантируя это соответствие потребителю.

Отделом проводятся полевые испытания для определения несущей способности свай в определенных грунтовых условиях, выявляются несоответствия качества продукции строительным нормативам, решаются возникающие технические вопросы при монтаже винтовых свай на месте строительства.

Хамитов Руслан Фанирович

Юридический отдел

Юридический отдел компании ГлавФундамент представляет юридическую защиту интересов организации и в обязательном порядке осуществляет проверку на соответствие законодательству Российской Федерации соглашений, заключаемых Компанией при закупке сырья для производства винтовых свай и поставках продукции.

Отдел занимается консультированием руководителей структурных подразделений и работников предприятия по юридическим вопросам. Также в случае возникновения претензий, за консультацией юриста компании может обратиться любой Клиент.

Юридический отдел призван уладить любые разногласия при заключении и исполнении договоров, избрав лучший вариант развития взаимоотношений между Компанией и Клиентом.

Как рассчитывается фундамент под металлические колонны

Несмотря на огромную популярность каркасных ленточных или монолитных фундаментов, в некоторых случаях они не могут использоваться из-за особенностей почвы, нагрузок на единицу площади конструкции, особенностей самого здания. Как правило, колонные фундаменты часто строятся для промышленных предприятий тяжелой энергетики, машиностроения и для военных нужд.

Такие бескаркасные фундаменты выдерживают огромные нагрузки, но расчет делается всегда каждой колонны отдельно, ведь тут проводится полный сбор всех допустимых нагрузок со стороны самого здания, почвы и климатических условий в регионе строительства.

Какие бывают колонны?

Железобетонные. Они отличаются прочностью, производятся в промышленных условиях, поэтому соответствуют всем нормам качества, а также марке бетона. Внутри таких колонн уже предусмотрено несущее армирование, но колонны такого типа тяжелые и для их монтажа приходится использовать мощную строительную технику.

Металлические. Они более легкие, чем железобетонные, но при этом тут используются совсем иные методы монтажа. К тому же, при расчете нужно однозначно определиться изначально, какой тип колонны лучше использовать.

Какие данные нужно собрать для правильного расчета фундамента под колонны?

Расчет колонного фундамента провести довольно сложно, ведь тут проводится сбор сразу многих факторов. Понятно, что самостоятельно такие сложные вычисления сделать практически невозможно, нужно специальное образование и навыки. Поэтому, перед началом расчета колонного фундамента, нужно получить следующие данные:

• особенности климатических условий в регионе строительной площадки, тип и мощность ветров, а также периодичность ливней;
• создать подробную геодезическую карту, причем лучше делать скважинный анализ с целью получить данные о структуре почвы, толщине мягких и прочных пород. Также нужно получить данные о залегании грунтовых вод, их сезонном движении;
• масса самого здания. Чем она больше, тем и колонны должны быть мощнее. Понятно, что для железобетонных колонн используются фундаменты стаканного типа, а для металлических – совсем другие;
• тип колонны, ее несущие характеристики, степень растяжения и сжатия при воздействии повышенных и пониженных температур;
• тип бетона, его марка, состав и эксплуатационные характеристики;
• структура будущего сооружения, материал несущих стен и перекрытий, высота сооружения.

Раньше расчет колонного основания делали на глаз, используя стандартные показатели допустимых нагрузок. Например, стандартная глубина погружения подушки составляла до 200 мм, а верхняя ее часть выступала из грунта на высоту до 50 мм.

Такие колонны не способны выдерживать подвижки почвы, ведь подушка быстро вымывалась и основание разрушалось. Теперь в расчете четко указывается максимально допустимая глубина погружения подушки, она должна быть ниже глубины промерзания почвы, где нагрузок уже практически нет.

Как делается расчет колонного фундамента

Как правило, расчет фундамента для металлической колонны подразумевает, способен ли грунт выдержать расчетную нагрузку фундамента, с которой он будет воздействовать на квадратном сантиметре площади, и сбор всех данных о будущем строительстве. Фактически, нужно получить полную информацию о здании, грунтах и грунтовых водах, провести сбор и систематизацию полученных данных и уже на их основании передать строителям готовый проект. Для этого нужно:

• получить от архитектора проект будущего здания, спецификацию строительных материалов и коммуникаций;
• рассчитать полную площадь опоры;
• сделать сбор всех параметров, систематизировать их и получить фактическое расчетное давление здания в целом.

Как узнать нагрузку, которая будет создавать само здание? Для этого нужно получить подробные данные о самом здании, сделать сбор массы и характеристик всех материалов, которые могут использоваться при его возведении, а также проектируемых коммуникаций, будущей мебели, количества снега на крыше. Такой расчет состоит из нескольких частей:

1. Расчет перекрытий зданий и стальных колонн. Сначала нужно узнать массу самой металлической колонны, ведь она также, хоть и незначительно, создает давление на грунт. Для этого требуется посчитать объем конструкции. Делается это по геометрической формуле вычисления объема цилиндра. Так получится объем, который затем умножается на плотность металла для получения массы стальной колонны.
2. Затем нужно узнать массу перекрытий. Как правило, это фабричные изделия и каждый производитель уже указывает их массу. Поэтому, достаточно связаться с поставщиками.
3. Бывают случаи, когда на металлические колонны устанавливается ростверковая конструкция. Ее массу также не проблема рассчитать, ведь для этого достаточно знать, какое количество бетона или готовых бетонных конструкций пойдет на строительство ростверка.
4. Расчет массы стен. Тут многое зависит от материала, ведь кирпич весит меньше, чем бетон, но больше, чем пеноблоки. Соответственно, стоит провести сбор данных обо всех строительных материалах, используемых при строительстве здания.
5. Расчет крыши. Сюда входит спецификация материалов, из которых сделано чердачное помещение, а также спецификация всех материалов крыши, вплоть до внешнего покрытия. При проектировании сооружения архитектор предоставляет подробную спецификацию, поэтому посчитать суммарную массу конструкций не составит труда.
6. После суммирования всех полученных данных будет вычислена цифра, которая характеризует максимально допустимую нагрузку на опоры фундамента.

Чтобы узнать, какая сила давит на единицу площади опоры, нужно знать ее габаритные размеры. Если стальной столб имеет квадратное сечение 50 х 50 см, то площадь опоры будет составлять 2500 см². Тогда давление, которое будет воздействовать на единицу площади грунта, вычисляется методом деления массы здания на площадь одной опоры.

Теперь самый важный этап расчета фундамента для стальной опоры – это исследование характеристик грунта и сбор данных о его расчетном сопротивлении. Такие данные предоставит геодезическая служба. Если сопротивление грунта будет больше, чем расчетное от самого здания, тогда опора выдержит нагрузку и не деформируется со временем. Если показатели меньше, тогда нужно увеличивать количество столбов.

Но всегда существует правило: большее количество опор не будет лишним, поэтому часто проектировщики устанавливают опоры с интервалом приблизительно 1,5 – 3 м. Это делается с целью предоставления необходимого резерва прочности на конструкции, связанные с несанкционированной достройкой, обустройством помещений или установкой тяжелого промышленного оборудования. Как правило, при расчетах предоставляют обязательный 50% резерв прочности на каждую опору.

Дополнительные расчеты фундаментов для металлических колонн

Также проводится дополнительный расчет под существующие и перспективные геодезические изыскания. Для правильного обеспечения геодезии проводится контроль анкерных соединений, а именно высотное расположение их головок. Для этого используются шаблоны или кондуктор.

Шаблон – это металлическая плоская рама с готовыми гнездами для болтовых соединений. Они соединяются на опалубке с основными осями фундамента, затем закрепляются. Для получения более точных данных, на колонне изначально указывается уровень установки шаблона с целью контроля степени его смещения.

Анкера шаблона рекомендуется приварить к арматуре колонны, чтобы устранить вертикальное смещение во время крепежа конструкций. После заливки бетоном основания колонны, проводится первичный контроль над месторасположением шаблона и при необходимости делается корректировка еще до того, как бетон застынет.

Сейчас, увеличения прочности каркаса основания для стальной колонны достигают с помощью соединения стали и размещения в специальных колодцах. Такие углубления изначально предусматриваются в чаше основания, оно постоянно остается открытым, и бетоном не заливается на первом этапе строительства. Только, когда болт будет установлен, зафиксирован и его расположение точно замерено, тогда колодец закрывают.