Ростверк фундамента для колонны из двух стоек

Полезная модель относится к строительству, в частности к опорным конструкциям инженерных сетей, связи, кабельных, технологических и сантехнических коммуникациям (трубопроводам), эстакадам.
Известна конструкция насадки на сваи [SU 1384662 A1, Л. И. Гаранин], включающая трубчатый корпус, выполненный по длине составным из соединённых переходником верхней обоймы меньшего диаметра и нижней обоймы большего диаметра. Нижняя обойма выполнена разрезной по вертикали и концы ее соединены криволинейными пластинами. Насадка снабжена замкнутым опорным кольцевым элементом, конфигурация полости которого соответствует конфигурации поперечного сечения ствола сваи, наклонными покосами, присоединёнными внизу к опорному кольцевому элементу и вертикальными, расположенными на расстоянии одна от другой по периметру корпуса связями, одни концы которых жестко прикреплены к кольцевому опорному элементу, а другие к концам разрезной обоймы.
Недостатком данной конструкции является то, что насадка устанавливается только на свайный фундамент и ее невозможно смонтировать на железобетонный монолитный фундамент с анкерными болтами без разрушения.
Известно сопряжение стальной опоры с фундаментом посредством соединительных элементов, размещенных на башмаке стальной опоры, и закладных деталей фундамента, при этом с целью повышения удобства установки опоры в проектное положение, соединительные элементы опорного башмака связаны с закладными деталями фундамента посредствам стальных лент, расположенных соответственно между ними и возможностью их независимого смещения во взаимно-перпендикулярных плоскостях [SU 468980 A1, А.П. Скворцов, В.А. Хилинский].
К недостатку известной конструкции можно отнести то, что сопряжение не универсальное, на фундамент можно установить только один тип опоры.
Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, в сохранении надежности существующего железобетонного монолитного фундамента без его разрушения при установке на него с отличающей от проектной схемы установочных размеров пространственной колонны, состоящей из двух стоек, без изменения проектной схемы размещения анкерных болтов в фундаменте ростверка, который закрепляют нижним или верхним основанием к фундаменту анкерными болтами.
При реализации полезной модели поставленная проблема решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении эффективности монтажа ростверка к фундаменту анкерными болтами.
Указанный технический результат достигается тем, что конструкция ростверка фундамента универсальна и содержит следующие элементы: верхнее и нижнее основания, каждое с отверстиями диаметром d1 и d2 соответственно, перпендикулярные пластины - ребра жесткости, которые соединены с основаниями сварным соединением. Верхнее и нижнее основание выполнены со схемой размещения отверстий d1 и d2, которая соответствует схеме размещения отверстий в основании пространственной колонны и проектной схеме размещения анкерных болтов на верхней поверхности железобетонного монолитного фундамента соответственно. Поверхность ростверка покрыта горячим цинкованием и огнезащитным покрытием. Диаметры отверстий d1 и d2 могут быть равны или отличаться. Ростверк на фундамент можно устанавливать на верхнюю поверхность железобетонного монолитного фундамента как нижним основанием, так и верхним основанием.
Заявляемая конструкция ростверка фундамента позволяет быстро и легко устанавливать пространственную колонну из двух стоек, у которой отличается установочная схема от проектной схемы размещения анкерных болтов без разрушения железобетонного монолитного фундамента и самой конструкции пространственной колонны с сохранением их механической прочности.
Ростверк - объемный переходной узел для соединения железобетонного монолитного фундамента и металлической пространственной колонны, состоящей из двух стоек, связанных между собой раскосами и распорками. Ростверк принимает и распределяет нагрузку на железобетонном монолитном фундаменте от пространственной колонны.
Использование ростверка фундамента для установки строительных конструкций известно. Однако не известна конструкция ростверка фундамента для колонны из двух стоек, включающая конфигурацию расположения отверстий и ребер жёсткости, у одного основания  конфигурации отверстий - соответствует проектному положению, у другого основания конфигурация отверстий соответствует установочным размерам пространственной колонны, а конфигурация ребер жесткости определена из условия доступа к закручиванию гаек (создания болтового соединения) и оптимального переноса нагрузки от металлической пространственной колонны на железобетонный монолитный фундамент (механической прочности), как указанных на фиг. 1-8.
На фиг. 1 изображен ростверк фундамента для пространственной колонны, состоящей из двух стоек, вид сбоку, вдоль оси эстакады.
На фиг. 2 изображен ростверк фундамента для пространственной колонны, состоящей из двух стоек, вид сбоку, перпендикулярно оси эстакады.
На фиг. 3 изображен ростверк фундамента для пространственной колонны, состоящей из двух стоек, вид сверху.
На фиг. 4 изображен разрез А-А фиг. 1 ростверка фундамента для пространственной колонны, состоящей из двух стоек.
На фиг. 5 изображен общий вид ростверка фундамента для пространственной колонны, состоящей из двух стоек, в изометрии.
На фиг. 6 изображен узел стыковки пространственной колонны, состоящей из двух стоек с существующим железобетонным монолитным фундаментом через ростверк в изометрии.
На фиг. 7 изображен вариант использования верхнего основания ростверка для установки пространственной колоны на две точки опирания.
На фиг. 8 изображен вариант использования нижнего основании ростверка для установки пространственной колоны на две точки опирания.
На фиг. 1 показано: 1 – верхнее основание ростверка для установки пространственной колоны, состоящей из двух стоек с отверстиями диаметром d1; 2 – нижнее основание ростверка для установки пространственной колоны, состоящей из двух стоек с отверстиями диаметром d2; 3 – ребро жесткости; 5 – отверстие диаметром d1; 4 - отверстие диаметром d2.
На фиг. 2 показано: 1 – верхнее основание ростверка для установки пространственной колоны, состоящей из двух стоек с отверстиями диаметром d1; 2 – нижнее основание ростверка для установки пространственной колоны, состоящей из двух стоек с отверстиями диаметром d2; 3 – ребро жесткости; 5 – отверстие диаметром d1; 4 - отверстие диаметром d2.
На фиг. 3 показано: 1 – верхнее основание ростверка для установки пространственной колоны, состоящей из двух стоек с отверстиями диаметром d1; 2 – нижнее основание ростверка для установки пространственной колоны, состоящей из двух стоек с отверстиями диаметром d2; 3 – ребро жесткости; 4 – отверстие диаметром d2; 5 – отверстие диаметром d1; 6 – схема установочных размеров пространственной колонны (схема отверстий в верхнем основании).
На фиг. 4 показано: 2 – нижнее основание ростверка для установки пространственной колоны, состоящей из двух стоек с отверстиями диаметром d2; 3 – ребро жесткости; 4 – отверстие диаметром d2; 7 – схема отверстий проектного положения (схема отверстий в нижнем основании).
На фиг. 5 показано: 1 – верхнее основание ростверка для установки пространственной колоны, состоящей из двух стоек с отверстиями диаметром d1; 2 – нижнее основание ростверка для установки пространственной колоны, состоящей из двух стоек с отверстиями диаметром d2; 3 – ребро жесткости; 5 – отверстие диаметром d1; 4 – отверстие диаметром d2; 6 – схема установочных размеров пространственной колонны (схема отверстий в верхнем основании); 7 – схема отверстий проектного положения (схема отверстий в нижнем основании).
На фиг. 6 показано: 1 – верхнее основание ростверка для установки пространственной колоны, состоящей из двух стоек с отверстиями диаметром d1; 2 – нижнее основание ростверка для установки пространственной колоны, состоящей из двух стоек с отверстиями диаметром d2; 3 – ребро жесткости; 8 - узко-базовая пространственная колонна, состоящая из двух стоек; 9 – болт под отверстия диаметром d1; 11 - анкерный болт в железобетонном монолитном фундаменте под отверстия диаметром d2; 12 – железобетонный монолитный фундамент.
На фиг. 7 показано: 8 – узкобазовая пространственная колонна, состоящая из двух стоек; 9 – болт под отверстия диаметром d1; 10 – ростверк фундамента; 11 – анкерный болт в железобетонном монолитном фундаменте под отверстия диаметром d2; 12 – железобетонный монолитный фундамент.
На фиг. 8 показано: 13 – широкобазовая, пространственная колонна, состоящая из двух стоек; 14 – болт под отверстия диаметром d2; 10 – ростверк фундамента; 15 – анкерный болт в железобетонном монолитном фундаменте под отверстия диаметром d1; 12 – железобетонный монолитный фундамент.
Ростверк конструктивно выполнен из двух параллельно расположенных оснований (пластин), верхнего 1 и нижнего 2, соединенных между собой пластинами, выполняющими функции ребер жёсткости 3, которые устанавливают перпендикулярно верхнему 1 и нижнему 2 основанию и жестко соединяют посредством сварного соединения.
Пластины оснований и ребер жесткости ростверка выполнены из листового горячекатаного проката, предпочтительно материал листа один из следующих: сталь марки, С335-5 или Ст309Г2С, AISI 304, AISI 316, AISI 321. Для верхнего и нижнего основания толщина листа находится в диапазоне от 5 до 50 мм, предпочтительнее толщина листа 16 мм.
Для ребер жесткости 3 толщина листа находится в диапазоне от 5 до 50 мм, предпочтительнее 10 мм.
Поверхности оснований и ребер жесткости ростверка покрыты горячим цинкованием и огнезащитным покрытием.
Операции изготовления конструкции согласно фиг. 4 следующие.
Нарезают следующие элементы: одно верхнее основание 1, с заданными габаритными размерами, например 860×280×16 мм; одно нижнее основание 2, с заданными габаритными размерами, например 1080×330×16 мм; тринадцать ребер жесткости 3, с заданными габаритными размерами, например с толщиной металла 10 мм.
Сверлят отверстия в верхнем основании 1 и в нижнем основании 2. Схемы отверстий на поверхности 6 и 7 оснований ростверка ориентированы вдоль оси эстакады. К нижнему основанию 2 приваривают перпендикулярно ребра жесткости 3 (фиг. 1-4). Верхнее основание 1 приваривают к ребрам жёсткости 3 (фиг. 1).
Покрывают все заготовление элементы горячеоцинкованным покрытием. Покрывают оцинкованный ростверк огнезащитным покрытием.
Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключат множественности элементов, если отдельно не указано иное.
Несмотря на то, что конструкция осуществления была подробно описана и показана на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такая конструкция является лишь иллюстрированной и что данная полезная модель не должна ограничиваться конкретными показателями и описанными компоновками и конструкциями, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны специалистам в соответствующей области.
Ростверк на фундамент можно устанавливать на верхнюю поверхность железобетонного монолитного фундамента, как нижним основанием 2, так и верхним основанием 1, путем нанизывания на анкерные болты железобетонного монолитного фундамента.
Условно принято верхнее основание 1 - плита меньшим габаритным размером, для экономии металла, нижнее основание 2 – плита с большим габаритным размером.
Пример для пояснения сущности предложенного решения.
Существует железобетонный монолитный фундамент 12 с проектной схемой расположения анкерных болтов, например 6 или 7. Необходимо установить металлическую пространственную колонну состоящей из двух стоек, например 8 или 13, с отличающимися установочными размерами 6 или 7 от проектной схемы 7 или 6.
Варианты установки
На существующем железобетонном монолитном фундаменте 12 срезать анкерные болты 11 или 15, просверлить перфоратором новые отверстия под анкерные болты согласно схеме по установочным размерам отверстий металлической пространственной колонны 8 или 13, закрепить анкерные болты в отверстиях. В процессе сверления появляется вибрация от перфоратора, которая разрушает фундамент 12, при этом образуются микротрещины, что снижает механическую прочность, а, следовательно, и надежность фундамента.
Демонтируют старый фундамент 12 и монтируют новый железобетонной фундамент со схемой размещения отверстий согласно установочным отверстиям пространственной металлической колонны. При этом потребуется разработать новую проектную документации, что увеличит время строительно-монтажных работ и соответственно время ввода объекта в эксплуатацию.
На существующий железобетонный монолитный фундамент 12 устанавливают предложенный ростверк 10 путем нанизывания на отверстия в верхнем или нижнем основании ростверка на анкерные болты 11 или 15. Жесткую фиксацию ростверка осуществляют болтами. Для исключения ослабления болтового соединения, из-за температурных расширений, используют стопорные шайбы. Сверху на ростверк 10 устанавливают металлическую пространственную колонну 8 или 13 со своей схемой установочных отверстий. При этом происходит сопряжение пространственной колонны с фундаментом без его разрушения и снижения надежности. В данном варианте отсутствует затраты времени на демонтаж анкерных болтов, и сверления фундамента, что сохранит механическую прочность, существующий фундамент не демонтируется и не требуется разрабатывать новую проектную документацию.
Таким образом, представленная конструкция ростверка универсальна, легко и быстро монтируется под требуемую проектную схему за счет того, что ригель полной заводской готовности, устанавливается без разрушения существующего фундамента с сохранением его надёжности и без изменения проектной документации.
Заявляемая конструкция ростверка фундамента позволяет быстро и легко устанавливать пространственную колону из двух стоек, у которой отличается установочная схема от проектной схемы размещения анкерных болтов, без разрушения железобетонного монолитного фундамента и самой конструкции пространственной колонны.