УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РОСТВЕРК ФУНДАМЕНТА

Полезная модель относится к строительству, в частности к опорным конструкциям инженерных сетей, связи, кабельных, технологических и сантехнических коммуникаций (трубопроводов), к эстакадам.
Известен ростверк железобетонного монолитного фундамента для пространственной колонны из четырех стоек, содержащий верхнее и нижнее основания с отверстиями, соединенные между собой ребрами жесткости, при этом отверстия выполнены на одном из оснований в соответствии со схемой расположения отверстий в основании пространственной колонны, а в другом из оснований отверстия выполнены в соответствии с расположением отверстий и проектной схеме расположения анкерных болтов на верхней поверхности железобетонного монолитного фундамента, на которое устанавливают ростверк, а в центре каждого из указанных оснований ростверка выполнен вырез [RU 215229 U1, МПК E02D 27/42, опубл. 05.12.2022].
К недостатку известной конструкции ростверка можно отнести недостаточную механическую прочность.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в сохранении надежности существующего железобетонного монолитного фундамента без его разрушения при установке на него одностоечной колонны установочных размеров, отличающихся от проектной схемы, 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 прочности конструкции за счет эффективности монтажа ростверка к фундаменту анкерными болтами и его сохранения.
Указанный технический результат достигается тем, что в ростверке железобетонного монолитного фундамента для колонны, состоящим из одной трубы, содержащим верхнее и нижнее основания с отверстиями, соединенные между собой ребрами жесткости, указанные отверстия выполнены на одном из оснований в соответствии со схемой расположения отверстий в основании колонны, а в другом из оснований отверстия выполнены в соответствии с проектной схемой расположения анкерных болтов на верхней поверхности фундамента, на которую устанавливают ростверк, по центру каждого из указанных оснований ростверка выполнено сквозное отверстие, новым является то, что по центру между основаниями установлена труба, соединенная с основаниями сварным соединением.
Конструкция ростверка фундамента универсальна и содержит следующие элементы: верхнее и нижнее основание, каждое с отверстиями диаметром d1 и d2 соответственно, перпендикулярные пластины - ребра жесткости и труба, соединенные с основаниями сварным соединением. Верхнее и нижнее основание выполнены со схемой размещения отверстий d1 и d2, которая соответствует схеме размещения отверстий в основании одностоечной колонны и проектной схеме размещения анкерных болтов на верхней поверхности железобетонного монолитного фундамента. Поверхность ростверка покрыта горячим цинкованием и огнезащитным покрытием. Диаметры отверстий d1 и d2 могут быть равны или различаться. Ростверк на фундамент можно устанавливать на верхнюю поверхность железобетонного монолитного фундамента как нижним, так и верхним основанием.
Заявленная конструкция ростверка фундамента позволяет быстро и легко устанавливать одностоечную колонну или 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. Труба, расположенная между основаниями по центру, выполняющая роль ребра жесткости, повышает механическую прочность конструкции ростверка.
Ростверк - объемный переходной узел для соединения железобетонного монолитного фундамента и металлической одностоечной колонны или пространственной колонны, состоящей из двух стоек, связанных между собой раскосами и распорками. Ростверк принимает и распределяет нагрузку на железобетонном монолитном фундаменте от колонны.
Использование ростверка фундамента для установки строительных конструкций известно. Однако неизвестна конструкция ростверка фундамента для одностоечных колонн и пространственной колонны из двух стоек, включающая конфигурацию расположения отверстий и ребер жесткости; у одного основания  конфигурация 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 одностоечной колонны и пространственной колонны на железобетонный монолитный фундамент (механической прочности), как показано на фиг. 1-7.
На фиг. 1 изображен ростверк фундамента для колонны.
На фиг. 2 изображен ростверк фундамента для колонны, перпендикулярно оси эстакады.
На фиг. 3 изображен ростверк фундамента для колонны, вид сверху.
На фиг. 4 изображен разрез А-А фиг. 1 ростверка фундамента для колонны.
На фиг. 5 изображен вариант использования верхнего основания ростверка для установки одностоечной колонны на существующий железобетонный монолитный фундамент, предназначенный для установки пространственной колонны из двух стоек.
На фиг. 6 изображен вариант использования нижнего основания ростверка для установки пространственной двухстоечной колонны на существующий железобетонный монолитный фундамент, предназначенный для установки одностоечной колонны.
На фиг. 7 изображен общий вид ростверка фундамента для колонны.
На фиг. 1 цифрами обозначены: 1 – верхнее основание ростверка для установки одностоечной колонны, со сквозными отверстиями диаметром d1; 2 – нижнее основание ростверка для установки пространственной колонны, состоящей из двух стоек, со сквозными отверстиями диаметром d2; 3 – пластины (рёбра жесткости); 4 – сквозное отверстие; 5 – сквозное отверстие диаметром d1; 6 – сквозное отверстие диаметром d2; 7 – труба диаметром D.
На фиг. 2 цифрами обозначены: 1 – верхнее основание ростверка для установки одностоечной колонны, с отверстиями диаметром d1; 2 – нижнее основание ростверка для установки пространственной колонны, состоящей из двух стоек, с отверстиями диаметром d2; 3 – ребро жесткости; 5 – сквозное отверстие диаметром d1; 6 – сквозное отверстие диаметром d2.
На фиг. 3 цифрами обозначены: 1 – верхнее основание ростверка для установки одностоечной колонны со сквозными 5 отверстиями диаметром d1; 3 – ребро жесткости; 18 – сквозное отверстие внутренним диаметром трубы D; 7 – труба диаметром D; 9 – схема установочных размеров одностоечной колонны (схема отверстий в верхнем основании).
На фиг. 4 цифрами обозначены: 2 – нижнее основание ростверка для установки пространственной колонны, состоящей из двух стоек, со сквозными отверстиями 6 диаметром d2; 3 – ребро жесткости; 7 – труба диаметром D; 8 – схема отверстий проектного положения (схема отверстий в нижнем основании); 9 – схема установочных размеров одностоечной колонны (схема отверстий в верхнем основании); 17 – сквозное отверстие для закручивания гайки; 18 – сквозное отверстие внутренним диаметром трубы D.
На фиг. 5 цифрами обозначены: 10 – одностоечная колонна диаметром D; 11 – болт под отверстие диаметром d1; 12 – анкерный болт в железобетонном монолитном фундаменте под отверстие диаметром d2; 13 – железобетонный монолитный фундамент; 14 – ростверк фундамента.
На фиг. 6 цифрами обозначены: 17 – пространственная колонна, состоящая из двух стоек; 14 – ростверк фундамента; 15 – анкерный болт в железобетонном монолитном фундаменте под отверстие диаметром d1; 13 – железобетонный монолитный фундамент; 16 – болт под отверстие диаметром d2.
На фиг. 7 цифрами обозначены: 10 – одностоечная колонна диаметром D; 11 – болт под отверстие диаметром d1; 12 – анкерный болт в железобетонном монолитном фундаменте под отверстие диаметром d2; 13 – железобетонный монолитный фундамент; 14 – ростверк фундамента.
Ростверк конструктивно выполнен из двух параллельно расположенных оснований (пластин) верхнего 1 и нижнего 2, соединенных между собой пластинами, выполняющими функции рёбер жесткости 3, которые устанавливают перпендикулярно верхнему 1 и нижнему 2 основанию и трубы 7, жестко соединяют посредством сварного соединения.
Пластины оснований и ребер жесткости ростверка выполнены из листового горячекатаного проката, предпочтительно материал листа - 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.
Ростверк фундамента изготавливают следующим образом.
Из листового горячекатаного проката нарезают следующие элементы: одно верхнее основание 1, например, в виде восьмиугольника с заданными габаритными размерами, например 950×500×16 мм; одно нижнее основание 2, например, в виде восьмиугольника с заданными габаритными размерами, например 950×500×16 мм; четырнадцать ребер жесткости 3, с заданными габаритными размерами, например с толщиной металла 10 мм; одну трубу 7 внешним диаметром D, например 273 мм и длиной 200 мм. Сверлят отверстия в верхнем основании 1 и в нижнем основании 2. Схемы отверстий на поверхности 8 и 9 оснований ростверка ориентированы вдоль оси эстакады. К нижнему основанию 2 приваривают перпендикулярно ребра жесткости 3 и трубу 7 (фиг. 1, фиг. 2). Верхнее основание 1 приваривают к ребрам жесткости 3 и к трубе 7 (фиг. 1). Покрывают все заготовленные элементы горячеоцинкованным покрытием. Покрывают оцинкованный ростверк огнезащитным покрытием.
Несмотря на то, что данная конструкция 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 с отверстиями диаметром d1, размещенными по радиусу от центра; нижнее основание 2 – плита со сквозными отверстиями диаметром d2.
Пример для пояснения сущности предложенного решения.
Существует железобетонный монолитный фундамент 13 с проектной схемой расположения анкерных болтов, например 8. Необходимо установить металлическую колонну, состоящую из одной трубы 10, с отличающимися установочными размерами 9 от проектной схемы 8.
Варианты установки:
- срезать анкерные болты 11 на существующем железобетонном монолитном фундаменте 13, просверлить в фундаменте 13 перфоратором новые отверстия под анкерные болты согласно схеме по установочным размерам 8 сквозных отверстий металлической одностоечной колонны 10, закрепить анкерные болты в отверстиях; в процессе сверления появляется вибрация от перфоратора, которая разрушает фундамент 13, при этом образуются микротрещины, что снижает механическую прочность, а, следовательно, и надежность фундамента;
- демонтировать старый фундамент 13 и смонтировать новый железобетонной фундамент со схемой размещения отверстий согласно установочным отверстиям металлической одностоечной колонны 10. При этом потребуется разработать новую проектную документацию, пройти государственную экспертизу и увеличить время строительно-монтажных работ, в итоге увеличится время ввода объекта в эксплуатацию;
- на сосуществующий железобетонный монолитный фундамент 13 установить предложенный ростверк 14 путем нанизывания на отверстия в верхнем или нижнем основании ростверка на анкерные болты 12. Жесткая фиксация ростверка осуществляют болтами, для исключения ослабления болтового соединения, из-за температурных расширений, используют стопорные и гравёрные шайбы. Сверху на ростверк 14 устанавливают металлическую одностоечную колонну 10 со своей схемой установочных отверстий. При этом происходит сопряжение одностоечной колонны с фундаментом без его разрушения и снижения его надежности. В данном варианте отсутствуют временные затраты на демонтаж анкерных болтов и сверление фундамента, что сохранит механическую прочность; существующий фундамент не демонтируется, и не требуется разрабатывать новую проектную документацию, что в целом значительно сокращает время ввода объекта в эксплуатацию.
Таким образом, представленная конструкция ростверка универсальна, легко и быстро монтируется под требуемую проектную схему за счет того, что ростверк полной заводской готовности, устанавливают без разрушения существующего фундамента с сохранением его надежности и без изменения проектной документации.